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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。
题目：汽车轮毂模具型腔数控加工班级：姓名：专业：指导教师：答辩日期：目录摘要 (4)1. 前言1.1数控机床的发展阶段及发展趋势 (5)1.2轮毂简介 (5)2.课题的提出 (6)3 材料的选择及性能3.1 概述 (7)3.2材料的成分及性能 (7)3.3 热处理 (8)4 刀具的种类及特点4.1 数控加工刀具的种类 (10)4.2 数控加工刀具的特点 (11)4.3数控加工刀具的选择 (11)5 夹具的选择5.1 夹具的组成 (12)5.2 夹具的功用 (12)6 轮毂模具型腔加工工艺分析6.1 数控加工工艺分析的一般方法 (14)6.2工件的装夹 (15)6.3选择对刀和换刀点 (16)6.4确定进给路线 (16)6.5加工余量的确定 (17)7 轮毂模具型腔的设计7.1 轮毂模具型腔的工艺特点 (18)7.2 数控加工工艺主要分析的内容 (18)7.3 数控编程 (19)8.结论 (34)9.将来展望 (35)9.参考文献 (38)10.感谢 (39)摘要随着市场全球化的发展，跨国公司纷纷在我国投资，或加大在我国的采购份额。
目前，具有较多优势的轻合金材料已逐步广泛的应用于各个领域，特别是伴随着汽车、摩托车制造业的发展，铝镁合金材料成形及其车轮制造业得到了前所未有的发展机遇。
21世纪的经济全球化浪潮，推动了汽车工业的市场一体化、分工专业化、产业规模化的快速发展，铝镁合金车轮企业也已形成向多家汽车厂供货、跨国供应的局面。
作为汽车零部件行业的一部分，铝车轮行业的发展与全球汽车行业发展紧密相关。
从全球看，汽车行业是个成熟的市场，增长缓慢，过去7年(1999-2005)全球汽车产量的复合增长(CAGR)只有 3.6%。
而中国汽车市场则进入快速发展时期，同期的复合增长率达19.6%。
从总量看，2005年全年汽车产量6653万辆，其中中国的汽车产量570万辆。
从汽车保有量看，2004年全球汽车保有量约为85,477万辆，同期中国汽车保有量为约2694万辆。
汽车铝合金轮毂的设计与加工第一章：引言随着汽车工业的迅速发展，汽车轮毂的设计与加工变得日益重要。
在车辆的性能和外观方面，轮毂是至关重要的组成部分之一。
汽车铝合金轮毂由于具有良好的轻量化和高强度特性而备受青睐。
因此，对于汽车铝合金轮毂的设计和加工技术，得到了广泛关注。
第二章：汽车铝合金轮毂的材料性能汽车铝合金轮毂的材料应具有高强度、高耐腐蚀性和耐磨损性。
其材料通常采用高强度铝合金，例如7系列铝合金，包括7075、7050和7068。
与其他铝合金相比，7系列铝合金具有更高的强度、硬度和疲劳寿命。
另外，这种铝合金还具有良好的耐腐蚀性和耐热性。
第三章：汽车铝合金轮毂的设计汽车铝合金轮毂的设计需要考虑许多因素，例如材料强度、几何形状和重量。
轮毂的几何形状应该满足美观、高强度和良好的重心平衡的要求。
为此，设计者通常采用CAD或3D模型软件来进行设计和测试。
在设计方面，需要注意几个关键因素：1. 轮毂的尺寸和轮距：轮毂的尺寸和轮距需与车身匹配，以确保适当的车辆外观和性能。
2. 轮毂的几何形状：轮毂的几何形状应具有良好的强度和重心平衡，以提供高性能和安全性。
3. 材料的选择：选择高强度和耐腐蚀性的铝合金材料，以确保轮毂具有适当的强度和寿命。
第四章：汽车铝合金轮毂的加工技术汽车铝合金轮毂的加工技术包括铸造、锻造、压力减小、挤压和精密加工等。
其中，铸造是最常用的加工技术，由于其成本低、生产效率高和加工精度可控。
以下是铸造过程的一些关键步骤：1. 模具制备：制备轮毂的模具，根据轮毂的几何形状，制造出合适的模具。
模具中还包括通风系统，以确保铝熔体在模具内流动和凝固时，气泡可以顺畅排出。
2. 熔炼和浇注：将铝合金材料投入熔炉中并使其熔化，然后将熔体倒入轮毂的模具中。
3. 冷却和固化：待铝熔体冷却凝固后，将其从模具中取出。
这样的轮毂尚需进行轧制、剪切、钻孔等精密加工，以达到要求尺寸和形状。
第五章：结论汽车铝合金轮毂的设计和加工技术对于汽车性能和外观都至关重要。
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。
参考文献
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