汽车铝合金轮毂模具及数控加工设计
铝合金汽车轮毂模具的UG数控加工研究
现 在 ， 几 乎所 有 的新 车 型都 采 用 了 铝合 金 轮
毂，由于铝 台金 轮毂重 量轻 、 度高 、制造精度 高， 强
最小 凹槽宽度 ９ ｍ。材料 Ｈｌ 钢 。 ｍ ３ 由于轮 毂模具 尺 寸较 大 ，开粗 刀具 不 能太小 ，
建 议用直 径大 于 ３ ｍ 以上刀具 ，且尽 量用合金 圆 ０ｍ
（ 湖南科技经贸职业学院 衡阳 ４ １ ０） ２０９
摘 要 ：铝合金汽车轮毂是现代汽车的重要部件 ，其模具的质量好坏更是决定铝合金汽车轮毂质量的 重要因素， 但制造精度 高， 加工难度大 ， 本文主要论述 了铝合金汽车轮毂模具在数控编程加 工
过程中的刀具选取、 工艺编排、 刀路设置方面的运用策略， 使数控加工程序得以优化， 从而使 质量和 效率得以提高。
（ 即常说轮 毂模 具 ） 生产 。相应轮 毂模具 的加工 ，应 充分考虑 铝合金 汽车轮毂 的产 品特点 ，进行合理 的
加 工刀路设 置，保证模 具表面 精度及 尺寸精 度。同
各 局部清 理残料 ，也 可整体 半精，如还 有局部地 区 留料较 多，需 再局部 清理残 料，局部地 区半精不 好 的，可以再局部半精一下，以确保精加工刀具受力 均 匀，以便提 高模具表 面加工 质量 ，然后 用较大球
的加 工工艺 ，并 针对加 工刀路 的设置 提 出了工艺方
案。
圆鼻 刀加工 ， 加工方 式用 等高外形 ， 这样效 果极佳 。
２ 轮毂模具的程序编制
１ 铝合金汽车轮毂模具加工工艺分析
铝合金汽 车轮毂 模具 ，材料 为 Ｈ１ 钢，毛坯为 ３ 上 下 及 侧 面 平 整 光 洁 的 圆 柱 体 ， 外 形 直 径 为
关键词 ：轮毂：数控加 Ｔ；刀路 中图分类号：Ｔ ２３ Ｐ７ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：１０－１４２１）４ ０３－２ ９Ｏ３（０００－０００ ０
汽车铝合金轮毂低压铸造模具设计
!8 < !;=%7%6+ " 铸 型 的 其 他 部 位 平 滑 过 渡 " 在 轮 辋 与 轮 幅 相
连接的部位存在着热节点 # 为 了 增 大 此 处 的 冷 却 强 度 # 选
’( 下模冷却环组件
冷却环组件
!( 下模
$( 侧模
%( 铁浇口套
#( 上模
)( 上模
铸型型腔尺寸的确定确定车轮轮辋机加工余量时在对机加工部位留正常的余量后还应考虑铸造时轮辋的顺序冷却即要求铸件壁厚有一定的渐变度上下部比下上部增厚56788根据此轮辋顺序冷却原则对轮辋余量作相应的增加以保证铸件的顺序冷却铸型壁厚的确定在设计低压铸造金属型模具时针对金属型的特点影响铸件凝固时间及温度场的主要因素为铸型的蓄热能力利用金属型的壁厚度的变化可以有效地控制铸件的凝固过程实现铸件的顺序凝固铸型的中心部位铸件壁较厚为了充分发挥中心浇口的补缩作用有利于铸件的顺序凝固希望此处最后凝固在确定铸型壁厚时选取了较小的壁厚比即铸型壁9
模具设计
机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
汽车铝合金轮毂低压铸造模具设计
潘晓涛 ’，贺伯平 !，阳
（ () 广东工业大学材料与能源学院， 广东广州
林 (，邓超权 !
#!-!%.）
#’*+%$；!, 中南铝合金轮毂有限公司， 广东南海
摘要： 本文分析了低压整体式铝合金轮毂的低压铸造工艺性 ! 并从铸型分型面 " 铸型型腔尺寸和铸型壁厚的确定 ! 铸型排气
取了更大的壁厚比 # 即 !8 < !;># " 基于上述设计原则 # 可确 定铸型各部分的壁厚尺寸 " $%% 铸型排气系统的设计 由于低压铸造金属 型 型 腔 基 本 是 封 闭 的 # 既 不 像 砂 型 具有透气性 # 也不像一般重 力 浇 注 那 样 通 过 明 冒 口 等 措 施 进行排气 # 因此 # 低压铸造 铸 型 的 排 气 情 况 直 接 影 响 金 属 液充型过程及铸件质量 " 可 通 过 分 型 面 ! 顶 出 杆 等 处 的 间 隙 ! 排气槽和排气塞来实现 排 气 " 本 铸 型 设 计 仔 细 考 虑 了 排 气 通 道 ’ 上 模 芯 组 件 周 边 开 设 ? 型 间 隔 #@#A ! 深 "6+7, 的 排 气 槽 # 在 分 流 锥 与 上 模 芯 组 件 配 合 处 开 设 了 "6% 深 的 排气槽 # 以利于逐渐中心处 的 气 体 的 顺 利 排 出 " 在 安 装 面 上根据螺栓孔数目的多少而 布 置 同 等 数 量 的 推 杆 # 此 推 杆 既作为顶出制品用 # 又作为排气用 # 该 处 推 杆 间 隙 为 "6,7
汽车铝合金轮毂模具数控加工仿真优化研究
引 言
因汽车 铝合 金 轮毂 具有 品种 多 、数量 大 等 特 点 ， 通常必须使用一系列低压模具铸造才能达到实际生 产需求 。若应对汽车铸造模具使用 的加工程序是否 合理给予检验 ，在现实生产环境下 ，必须进行首件试 切工作 ，但这种试切通 常需要耗费大量的人力 、财力 等 资 源 。基 于此 ，本文 开展 的仿 真研 究 旨在有 效 解决 上述 问题 ，并 提 出通过 ＵＧ ＮＸ软 件 对 实 际生 产模 具
使用 参 数实 施建 模 及 编程 处 理 ，从 而提 升模 具 加 工 效率 和表 面质 量 。此外 ，为 满足 不 同类型 模具 加工 的 要求 ，需 要设 计 不 同 的加 工环 境并 设 计 合理 的参 数 ， 本次研究使用 的 Ｖｅｒｉｅｕｔ应用软件不 只具备 自动检 测 加 工 中刀 具 移 动是 否 会 与工 件 和 夹 具 发 生碰 撞 、 加工处理后模 具是否存在过切或者欠切等问题 ，进 而 提 出相 应 的优化 加 工程 序 。根 据 仿 真加 工模 拟 及 其优 化 处理 发现 ，Ｖｅｒｉｃｕｔ软件 对 提升 工具 生产 精 度 、 降低 生 产成 本等 ｙ ０ｎ ｔｈｅ Ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ ０ｆ ＮＣ Ｍ ａｃｈｉｎｉｎｇ ０ｆ Ａｌｕｍ ｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙ Ｗ ｈｅｅｌ Ｈ ｕｂ Ｄｉｅｓ ｆｏｒ
Ａ●ｕｔ‘ ｏｍ ｏ …ｂｉｌ ｅｓ
Ｒｅｎ Ｘ ｉａｏｐｉｎｇ
Ｘｉ ａｎ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｐｏｌｉｔｅｃｈｎｉｃ（Ｘｉ ａｎ，Ｓｈａｎｘｉ，７ １００８９，Ｃｈｉｎａ）
摘 要 ：阐述 如何 利 用 Ｖｅｆｉｃｕｔ软件 对 汽 车的 铝合 金轮 毂 铸 造模 具 实施 仿 真 处理 ，先借 助 该 软件 的 自动 比较 功 能对模 具 加 工精 度 实施检 测 ，如 果 仿 真 处理后 加 工 的 下模 达到 精度 规 范要 求 ，再依 据 其 数控 优 化功 能 对数据 加 工程序 实施优 化 处理 。在 此基 础上 ，利 用软 件把 优化 处理 程 序传 输 至与之 对 应 的机 床进 行加 工验 证 处理 ，从 而获得 最优 的程 式 ，这 种做 法 不仅 能使设 计 下模 满足 精度要 求 ，也 能 有效 缩短加 工模 具 所 用时 间 ，大大提 高机床 加 工质量 及效 率 。 关键词：铝合金轮毂 汽车 数控加工 仿真优化 中图分 类 号 ：ＴＰ３９１．７ 文献 标识 码 ：Ａ 文章编 号 ：２０９５—８２３４（２０１８）０３—００２３—０４
汽车铝合金轮毂模具及数控加工工艺设计
毂由于功能上存在一定的局限性， 已经逐渐被取代。 新型的铝合金轮毂因其 自 身质量轻、 散热快、 减震性能好、 轮胎寿命长安全可靠、 尺寸
精确平衡好 以及容易加 工制造等优 点被广泛使 用在现代汽制造行业 中。现代化社会发展产生 巨大的生产需求。 数字化技 术的应 用将会整 体提升 汽车制造行业的进步 ， 通过 采用先进 的汽车铝合金轮毂模具及数控加 工工艺 ， 全 面改善常规机械制造 中 存 在的不足 ， 实现轮毂 整 体 最优化模式的形成。 本 文通过对铝合金轮毂的优点 以及铝合金轮毂模具数控加 工工艺的相关事项进行简要 分析 。 从而强化我国汽车制 造行 业生产 工艺简便 、 快捷 、 可靠的 高效性模 式 ， 为我 国经济效益
汽车铝合金轮毂模 具及数控 加工工艺设 计
郭志斌 ｆ 秦皇 岛戴卡兴龙轮毂有限公 司， ； 可北 秦皇 岛 ０ ６ ６ ０ ０ ４ ）
摘 要： 自从我 国实行改开放政 策以来， 国家整体经济建设得 到显著提 高， 从 而促使我 国更行业的快速发展 ， 其 中对于汽车制造行业 的发展 凸显优越 。 伴 随社会整体不 断进步 ， 推 动我 国人们 生活质量水平的提升 ， 越 来越 多的人们选择 购买车辆 来方便 出行。 传统的汽车轮
关键词 ： 铝 合金 轮 毂 ； 数控加工 ； 模 具
１铝合金轮 毂的优点 （ ２ ） 分析 毛坯在定位安装方面的适应性 ； 传统 的轮毂一般材质都是钢制 ， 虽然钢制轮毂在生产 成本上较 （ ３ ） 分析毛坯余量 的大小及均匀性。 不同类 型的零件要选用相应 铝合金材质 的轮毂低 ， 但是这种类型 的轮毂一定程度 上存 在着功能 的数控 机床加工 ， 以发挥数 控机床的特点和效率 。加工顺序 的安排 结构不足 ， 对于铝合金轮毂却是具有很多优点 ， 其 中就包括散热快 、 应根据零件 的结构 和毛坯状况 ，以及定位安装 与夹紧 的需 要来考 重量轻 、 强度大 、 舒适 性好 、 效益好 、 安全性好等几方面 的特点 ， 非常 虑 ， 重点是工件 的刚性不被破坏。 符合现代轿车整体结构需 求 ， 铝合金轮 毂将 会因其诸多的优点成为 ４轮毂模具底模数控￣ ｍ － ｒ － ｒ 艺设计 日 后轻量化发展的必然趋势。 如下对铝合金轮毂上述几方面的优点 在铝轮毂模具的加工方面， 一般是采用进 口 或国产的单轴立式 特性进行详细说 明： 或卧式数控机床， 高精度 Ｃ Ｎ Ｃ加工单元， 切削液冷却。常用的方法主 （ １ ） 散热快。 一般汽车在道路行驶过程中 ， 轮胎与地面都会发 生 要 是在 Ｍ Ｖ一 ６ １ ０机 床 Ｓ Ｉ Ｎ Ｕ Ｍ Ｅ Ｒ Ｉ Ｋ ８ １ ０ Ｄ系统 上进行 数控 铣削 加工 定程度上 的摩擦从而产生相应 的热量 ， 同时制动盘和制动 片之 间 的 Ｎ Ｃ编程及刀路仿真 。 的摩擦作用也会 产生一定 热量 。这样长时间的高热量工作环境下 ， 铝轮底模 的加工工 艺流程模具底 模是铝 轮挤压铸 造装 备 的关 轮胎 以及制 动装置就会发生 不同程度 的老化 、 磨损， 不仅影 响汽车 键零件它 的加 工质量不仅决定该 模具的装配质 量还关 系到铝轮 毛 整体制 动效率 ， 同时也会增加交 通事故危险 ， 例如爆 胎和汽 车刹车 坯生产质量最终影 响到汽车 的安全行驶 。 底模的主要加工技术要求 失灵 问题 。常规 的钢制轮毂散热效果不是非常快 ， 造成热量不能及 为底模与侧模 配合处 的尺寸精度 为 ｈ ８ 底模工作部分 的表面粗糙 度 时 性地散去 。但是 铝合金轮毂 由于铝 的热容量 大是钢制 的 ５ 倍之 为 Ｒ ａ ０ ． ８ 如果挤压 面 的表 面质量要求 较高时其 工作表面可 取 Ｒ ａ ０ ． 多， 这样能够将大量热 量散 去 ， 降低安全问题 的出现。 ０ ２ ０ ． ０ ８底模 工作表面不允许 有任何的表面缺 陷如裂纹 、 发裂、 剥落 （ ２ ） 重量轻 。 一般轮毂重量过大的话 ， 汽车在进行转动过程中惯 及 各种孔洞底模 导入处端面与柱面 交接 处不允许 有倒角或 圆角 以 量就会随之增 大 ， 造 成汽车加速和刹 车功能整体下 降 ， 同时汽车 在 免产 生毛刺或合金 液飞溅各 圆柱体 的同轴度要求为 ｑ ｂ ０ ． １ ｍ ｍ尺寸 行驶过程 中也会消 费大量 的能源 。铝合金 轮毂 中铝材 密度 比钢材 精度要 求 为 Ｉ Ｔ ７全 圆弧 形表面粗糙度 为 Ｒ ａ ３ ． ２ ａ ｒ ｍ且不 能有 明显 的 小， 并且铝合金轮毂 比同尺寸的钢轮毂轻， 这样 采用 铝合金轮毂整体 接刀痕迹底模 在粗加工后最好 进行一次去应 力退火半 精加工后进 改善 了钢轮毂 中存在的不足 ， 提升 了汽车使用性 能。 行调质处理 。针对上述 要求 不难看 出该零件的加工难点主要为 ： （ ３ ） 强度大。 强度这个问题是在重量一定 的前提下 ， 同钢制相 比 （ １ ） 工件工作表面 比较复杂采用一般方法 很难达到加工要 求而 同等 重量 的轮毂 ， 铝合金 轮毂 的强度较钢 轮毂坚 固耐 用 ； 同样相 同 采用数控加工 的方法能保证 加工质量 。 强度 的轮毂 ， 铝合金 由于 自身密度低 ， 重量也轻于钢制 轮毂 。 （ ２ ） 该模 具需要长期承受高温作用属于难切削加工材料 。 （ ４ ） 舒适性好 。目前进行轮毂设计加工 中通常采用旋 压技 术手 （ ３ ） 模具表面成形后不能再热处 理去除加工应力要求 高 。因此 段， 这样精 密度高 同时失 圆度 和不平衡 度也都很 小， 在 使用过程 中 为保证铝轮挤压 铸造模具底模 的加工质量在 实际生产 中须采取特 铝合金的弹性模数 较小 航 振性好， 整体降低 了汽车行驶 过程中车身 殊 的工艺措 施： 粗、 精加工分 开并选择合 理的切 削用量 以减少热 变 振动现象 ， 提升了汽车使用舒适度 。 形保证加 工精度和表 面质 量铸 件去应力退火 先进行普通 车床 粗加 （ ５ ） 造型美 ， 易加工。 铝合金熔点低 ， 在不 同厂商 的设计要求下 ， 工， 调质处理 后进行数 控铣削加 工铣削加工采 用球 头刀分粗 、 精 加 能够生产 出不 同形态外观的制成 品， 易于加工处理 。同时铝合金容 工进 行 。精 加工切 削深度不 大于 ０ ． ０ ５ ｍｍ粗加 工切削深 度控 制在 易进行切 削加工 ， 能够有效地保 障轮毂几何尺寸的精密度。 ０ ． ２ ｍ ｍ以内。
铝合金汽车轮毂模具在数控编程加工中的程序设计
引 言
汽 车 工业 是 我 国 国 民经 济 的支 柱 产 业 之 一 ，从 上 世 纪 九 十年代 后 期 开始 ，汽 车 的安 全 法 律 、环保 要
求 和 能源要 求 更加 严 格 。现 代汽 车 产 品发 展 更 加 多 样化 和智能化 ，产 品销售成本和开发成本也不断提 升 ，汽 车行 业 的竞 争越 来 越激 烈 ，也 促使 汽 车 产业 不 断调 整 规划 ，改 进技术 水 平 。铝合金 汽 车轮 毂压 铸模
第 ４７卷 第 ３期
小 型 内 燃 机 与 车 辆 技 术
２０１８年 ６月
ＳＭＡＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＣＯＭＢＵＳＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥ ＡＮＤ ＶＥＨＩＣＬＥ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥ
Байду номын сангаас
Ｖｏ１．４７ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１８
关 中
铝 合金汽车轮毂模 具在数控 编程加工 中的程 序设计
冯 娟 （西 安航 空 职业 技术 学 院航 空制 造工 程学 院 陕西 西安 ７１００８９）
Ｆｅｎｇ Ｊｕａｎ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃ Ｍ ａｃｈｉｎｅｒｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃｓ
（Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａｎｘｉ，７ １ ００８９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｈｅｅｌ ｈｕｂ，ｗｈｉｃｈ ｃａｒｒｉｅｓ ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ， ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ．Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｅｏｐｌｅ Ｓ ｌｉｖｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅ， ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓ ａｒｅ ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．Ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｔｅｅｌ ｗｈｅｅｌ ｈｕｂｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｒｅｐｌａｃｅｄ ｂｙ ｍｏｄｅｒｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｏｎｅｓ，ｔｈｕｓ ｓａｆｅｔｙ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｓｔｙｌｅｓ ａｒｅ ｍ ｏｒｅ ｄｉｖｅｒｓｅ ａｎｄ ｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌ ｈｕｂ ｉｓ ｏｆ ｆａｓｔ ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ，ｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔ，ｌｏｎｇ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ， ｅａｓｙ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｓｈｏｃｋ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｉｎｄｕｓｔｒ ｙ ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｄｅｒｎ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒ ｙ．Ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌ ｈｕｂ ｍｏｌｄｓ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｉｎ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｆｏ ｒｍ ａｎ ｏｐｔｉｍａｌ ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌ ｈｕｂ ｄｉｅ ｉｎ ＮＣ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ， ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｈｕｂ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ａｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ；Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｈｅｅｌ ｈｕｂ ｄｉｅ；ＮＣ ｐｒｏｇ ｒａｍｍｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ；Ｐｒｏｇｒａｍ ｄｅｓｉｇｎ
铝合金汽车用轮毂的研发与制造
铝合金汽车用轮毂的研发与制造一、引言随着人们对汽车外观的不断追求和对行驶舒适感的提高，轮毂成为了一项重要的汽车装饰品，铝合金汽车用轮毂因其良好的耐腐蚀性、强度和轻量化等特点受到人们的喜爱，是目前市场上广泛应用的一种轮毂材质。
本文将就铝合金汽车用轮毂的研发与制造进行探讨。
二、铝合金汽车用轮毂材料的特点铝合金轮毂材料以其具有强度高、重量轻、耐腐蚀性好、加工性能优良、较高的综合使用性能等特点，成为了高档汽车车轮的必选材料。
在铝合金轮毂中，常用的材料有铝硅合金、铝镁合金、铝镁硅合金等。
其中，铝镁合金被普遍应用于高档轿车和跑车的轮毂上，因其高强度和轻量化的特性被广泛推广使用。
三、铝合金轮毂的研发1. 铝合金轮毂的设计铝合金汽车用轮毂的设计必须在轮辋的强度、振动性、制动效应和风阻等方面进行考虑，以满足多样化的使用需求。
通过计算机辅助设计软件和有限元分析技术等手段，设计师可以分析和模拟轮毂的受力情况和振动特性，并确定最优的结构设计方案，以满足各种工况条件下的使用需求。
2. 铝合金轮毂的模具制作铝合金轮毂的生产首先需要制作模具，模具的设计和制作直接影响到铝合金轮毂的生产质量和生产效率。
通过采用先进的数控加工技术和模具材料，可以提高模具精度和硬度等关键指标，同时也可以降低模具制造的时间成本和生产成本。
3. 铝合金轮毂的热成型铝合金轮毂的成型过程中，采用热成型技术可以提高制品的强度和韧性，并有效减少轮毂表面的氧化层，以保证轮毂的表面质量和外观。
在热成型过程中，需要控制铝合金的加热温度和放冷速度，使其在成型过程中达到理想的物理性能。
四、铝合金轮毂的制造工艺1. 铝合金轮毂的铸造工艺铝合金轮毂的铸造工艺是主要工艺之一，它采用铸造机进行生产，一次成型后不需要进行后续加工处理，成品率高、生产效率高。
但是，铸造工艺会影响到铝合金轮毂的性能和表面粗糙度。
目前，采用新一代铸造技术，如高压铸造和低压铸造等，可以提高铸造质量和生产效率。
汽车用铸造铝合金轮毂低压模具的设计
干 扰 ，使得在 夏季可稳定生 产的工艺参数 ，到冬天则不
再适 用。
（）其 他偶然因素 这些因素包括模具 出现夹铝 ， ７
使 泄压冷却时 间加 长 ；机 器出现 故障停机检修 ；补喷涂 料 等。这些情 况的发生均会 对模 具温 度产生影 响 ，从面 影 响铸 件的正常生产。
铝合金轮毂的主要生产工艺有两种 ：铸造和锻造 。 锻造 轮毂与铸造轮毂相 比 ，其金相组织是破碎 晶粒与锻态组织 ，而 后者是枝 晶状 晶粒与 铸态组织 。相较而言 ，锻造车轮 的模具 比铸造贵得 多 ，也更难开模 ，但 锻造车轮的 力学性 能 要高３ ％～５ ％，相应价 格也要 高很 多 ；从生产工艺来看 ，采用铸造工艺更容易大量生产 ，且 ０ ０
ｗｗ￣ｍｃ ９ ０ ｃ ｒ １ ５ ．ｏ ｎ
Ｍａ ｎ 怎
铝合金轮毂铸造工艺
铸造法 成型轮毂是 大多铝合 金轮毂生 产企业所 用的 主要生产方 法。常用 的铸造方法 主要有重 力铸造 、低压 （ ）低 压模具 １
ｑｍｔ ｕｅ ｉｎ ｐ
合理 的低压 模具 设计 ，可使 铸造
过程 中的 补缩 通道畅通 ，产生 良好 、快 速的顺序凝 固效 应 ，实现 由远 端依次 向冒 Ｉ ｑ方向凝 固，最大程度避免铸 造缺陷的产生 ，提高生产效率和 效益 。 （ ）低压铸造机 低压铸造机是一 个不可忽视的 因 ２
铸 件所需的时 间阶段 ，这应该 是一个基本 固定的循环过
程 ，包括合模 、升 液 、增压 、保 压 、泄压 、降温 ，开模
取 件 ，这个过 程总的长短 及各分阶段 的时 间分配 ，将在
较 大程度上影 响模 具的温度场 变化 ，从而影 响铸件的稳
定生产。
具 外 ，还要有 凸模冲头 、模具 顶 出杆 ，一般要 在冲头 上
汽车轮毂模具加工工艺设计
汽车轮毂模具加工工艺设计汽车轮毂模具加工工艺设计随着汽车工业的发展，汽车轮毂已经成为汽车中不可或缺的一个零部件。
汽车轮毂的品质关系到汽车运行的安全、稳定和舒适性，因此，汽车轮毂的加工工艺设计对汽车品质的提升至关重要。
本文将从汽车轮毂模具加工工艺设计的三个方面，即模具设计、加工工艺选择和表面处理进行详细介绍。
一、模具设计汽车轮毂模具的设计是成功制作轮毂的关键。
在进行汽车轮毂模具加工时，设计师应当充分考虑轮毂的各个要素，如轮辋的形状、轮圈尺寸、锁紧螺栓的数量和大小等。
此外，由于轮毂需要承受车辆的重量和各种力的作用，所以在进行模具设计时，设计师应当充分考虑轮毂的强度和耐用性。
同时，模具设计还需要考虑加工中的可能问题，如残留应力、变形等。
因此，在进行汽车轮毂模具设计时，设计师应注意以下几个原则：1.合理设计模具结构，避免加工中的残留应力和变形问题。
2.选用高强度、高硬度的材料，并且进行适当的热处理，以提高模具的耐用性。
3.准确计算模具的工作寿命，以保证模具的长期使用。
二、加工工艺选择在进行汽车轮毂模具加工时，选择合适的加工工艺是至关重要的。
加工工艺的选择包括车削、铣削、钻孔、冲压等多种方法。
根据不同的汽车轮毂材料和零件形状特点，选择相应的加工方法和工艺。
1.车削车削是一种广泛应用于汽车轮毂模具加工中的加工方法。
其优点是加工精度高、表面质量好、加工效率高。
在进行汽车轮毂中心孔的车削时，应当注意刀具的选择和切削速度的设置，以避免轮毂变形。
2.铣削铣削是一种可以同时进行多个零件的加工方法。
在进行轮毂内外圆边的铣削时，应当注意刀具刃口的选择和过切角度的设置，以减少轮毂变形。
3.钻孔钻孔是一种常用的汽车轮毂模具加工方法，可用于钻孔、攻丝等零件加工。
在进行汽车轮毂模具的钻孔时，应选择合适的钻头和设定合理的转速与进给速度，以避免出现断钻、偏移等不良现象。
4.冲压冲压是一种高效的汽车轮毂模具加工方法。
在进行汽车轮毂的锁紧螺栓加工时，可以采用冲压方法，以提高生产效率和加工精度。
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汽车铝合金轮毂模具及数控加工设计
陈小英
浙江万丰奥威汽轮股份有限公司浙江省新昌县312500
摘要：铝合金汽车轮毂是现代汽车的重要部件之一，现代汽车的快速发展，铝合金汽车轮毂由钢制轮毂转向铝合金制造轮毂，轮毂质量的提高和轮毂产量的提增更显模具质量的重要，轮毂厂家越来越注重汽车轮毂模具的设计和加工，但模具制造精度高，加工难度大，本文主要论述了铝合金汽车轮毂模具在数控编程加工过程中的刀具选取、工艺编排、刀路设置方面的运用策略，使数控加工程序得以优化，从而使质量和效率得以提高。
关键词：铝合金轮毂；数控加工；模具
中图分类号：TG519.1文献标识码：A
引言
铝合金汽车轮毂通常用压铸模具(即常说轮毂模具)生产。
相应轮毂模具的加工，应充分考虑铝合金汽车轮毂的产品特点，进行合理的加工刀路设置，保证模具表面精度及尺寸精度。
同时采用优化的NC程序提高模具的加工质量，缩短现场加工时间，提高设备利用率，减少刀具、机床的磨损。
本文重点论述了铝合金汽车轮毂模具的加工工艺，并针对加工刀路的设置提出了工艺方案。
一、铝合金轮毂设计
（一）、轮毂相关的装配
轮毂的设计要根据装配的车型风格来设计，相应的轮毂造型供客户选择确定，还要考虑到装车时轮胎与轮毂的装配情况。
设计过程中要准确把握轮毂各个装配之间的关系，否则将会发生装车干涉，或无法装车。
（二）、轮辋的设计
轮辋俗称轮圈，是车轮周边安装轮胎的部件。
轮辋规格代号，其名义宽度和名义直径用英寸表示。
轮辋分为正向轮辋和反向轮辋。
轮辋的选用主要根据车轮的形状、轮缘深度、装车情况等参数来确定。
（三）、中间毂部分的设计
1、安装盘直径设计
安装面为车轮与车轴之间的连接面，安装盘直径的设计要考虑两个连接面之间的配合问题。
设计时应使车轮的安装盘直径比车轴上的连接面小一点。
2、安装盘平面度设计
考虑安装面的防松和螺栓的受力情况，安装面无螺栓孔沉孔结构时，安装面平面应向内凹，一般分三种情况设计：（1）安装面的平面度不超过0.1mm，且不凸出；（2）从安装面边缘向中心孔内凹0.2°的斜面，或从安装面边缘到中心孔倒角内凹（0.13~0.38）mm；（3）安装面加一防松槽，深度0.5mm。
二、铝合金轮毂的优点
传统的轮毂一般材质都是钢制，钢制轮毂在生产成本上较铝合金材质的轮毂低，但铝合金轮毂较钢制轮毂具有很多优点，如：重量轻、散热快、安全性能高、驾驶性能好、外观多变美丽，更适应现代化整车的要求等。
铝合金轮毂将会因其诸多的优点成为日后轻量化发展的必然趋势。
如下对铝合金轮毂上述几方面的优点特性进行详细说明：（一）、重量轻，更环保
铝合金轮毂与钢制轮毂最明显的区别是重量轻，同等轮毂载荷情况下，铝合金轮毂比钢制车轮轻30~40%，相应汽车自重，减轻燃油效率就可提高，尾气排放将减少。
（二）、散热快
一般汽车在道路行驶过程中，轮胎与地面都会发生一定程度上的摩擦从而产生相应的热量，同时制动盘和制动片之间的摩擦作用也会产生一定热量。
这样长时间的高热量工作环境下，轮胎以及制动装置就会发生不同程度的老化、磨损，不仅影响汽车整体制动效率，同时也会增加交通事故危险，例如爆胎和汽车刹车失灵问题。
常规的钢制轮毂散热效果不是非常快，造成热量不能及时性地散去。
三、铝合金汽车轮毂模具加工工艺分析
铝合金汽车轮毂模具(如图1所示)主要尺寸为:外形直径为中416mm，最大凹槽宽度为29mm，最小凹槽宽度9mm。
材料H13钢。
由于轮毂模具尺寸较大，建议用直径大于30mm以上刀具，且尽量用合金圆鼻刀如φ30R5，这类刀具耐用，效率高。
大小凹槽因宽度不够，若刀具无法下行，可换较小刀进行各局部清理残料，也可整体半精，如还有局部地区留料较多，需再局部清理残料，局部地区半精不好的，可以再局部半精一下，以确保精加工刀具受力均匀，以便提高模具表面加工质量，然后用较大球刀精加工上部分曲面，用小球刀精加工上部分较小内圆角曲面，下部分较陡曲面用中φ20R0.8这类合金圆鼻刀加工，加工方式用等高外形，这样效果极佳。
图1铝合金汽车轮毂模具实体图
根据设计好的铝合金轮毂模具，采用Pro/E提供了NC加工模块，设置好NC加工所需的各种参数，选择相应的铝轮顶模的加工工艺流程，制定好相应的加工工艺，需要考虑以下几点：
（1)毛坯的加工余量是否充分，批量生产时的毛坯余量是否稳定。
数控加工时，工件的加工面均应有较均匀充分的余量；
（2)分析毛坯余量的大小及均匀性。
不同类型的零件要选用相应的数控机床加工，以发挥数控机床的特点和效率。
加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑，重点是工件的刚性不被破坏。
四、轮毂模具底模数控加工工艺设计
在铝轮毂模具的加工方面，一般是采用进口或国产的单轴立式或卧式数控机床，高精度CNC加工单元，切削液冷却。
常用的方法主要是在MV-610机床SINUMERIK810D 系统上进行数控铣削加工的NC编程及刀路仿真。
（一）、轮辋的机加余量设计
车轮轮辋机加余量的设计原则为：
（1）符合上下模及侧模的拔模要求，保证毛坯能容易脱模和减少毛坯变形；
（2）符合轮辋部位在凝固过程中的铝液补缩要求；
（3）符合轮辋的顺序凝固原理，从结构上能保证铝液从轮辋两端向轮辐顺序凝固；
（4）余量设计能够有利于铝液的平稳流动，减少紊流现象的出现；
（5）在一定程度上能消除毛坯变形误差带来的影响。
车轮轮辋机加余量的设计，如表1所示。
表3轮辋的机加余量
（二）、车轮表面的机加余量设计
车轮表面机加余量的设计原则：
（1）机加余量能确保消除毛坯变形带来的影响；
（2）机加余量不能过大以减少铸造缺陷的外露；
（3）对辐条正面车亮面时，为避免应力集中和尖角腐蚀，角度A视R角的大小而定，一般为（30~50）°。
车轮表面的机加余量设计，如表2所示。
表2车轮表面的机加余量
（三）、铝轮底模的加工工艺流程
模具底模是铝轮挤压铸造装备的关键零件，它的加工质量不仅决定该模具的装配质量，还关系到铝轮毛坯生产质量，最终影响到汽车的安全行驶。
底模的主要加工技术要求为底模与侧模配合处的尺寸精度为h8，底模工作部分的表面粗糙度为Ra0.8，如果挤压面的表面质量要求较高时，其工作表面可取Ra0.2~0.8底模工作，表面不允许有任何
的表面缺陷，如裂纹、发裂、剥落及各种孔洞底模导入处，端面与柱面交接处不允许有倒角或圆角，以免产生毛刺或合金液飞溅，各圆柱体的同轴度要求为Φ0.1mm，尺寸精度要求为IT7，全圆弧形表面粗糙度为Ra3.2mm，且不能有明显的接刀痕迹，底模在粗加工后最好进行一次去应力退火，半精加工后进行调质处理。
结束语
总而言之，通过对铝合金汽车轮毂模具数控加工方法及工艺的研究，表明采用CAD 设计和CNC数控加工跳制造方式，可有效提高模具的质量、精度和生产效率。
同时针对铝合金汽车轮毂模具的特点，进行合理的加工刀路设置，优化NC程序提高模具的加工质量，提高加工效率。
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