汽车轮毂工艺设计

轮毂毕业设计篇一：毕业设计——汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析系部：精密制造系学生姓名：吴斌专业班级：数控11C1学号：111021133指导教师：20XX年4月25日声明本人所呈交的汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：日期： 20XX年4月25日【摘要】随着中国GDP的快速增长，人们对汽车的需求量也与日俱增，汽车轮毂作为汽车的一个重要组成部分，它的大小、材料、质量决定了汽车行驶的安全性和可靠性，伴随着中国汽车零部件工业的成长，轮毂行业逐渐发展壮大起来。

本文以汽车轮毂作为研究对象，首先介绍汽车轮毂的应用场合；其次介绍汽车轮毂的数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线确定；最后分析了汽车轮毂的部分数控加工程序，总结了常见的几个问题以及解决方法。

【关键词】：汽车轮毂；工艺分析；加工程序。

目录引言 ................................................ .. (1)一、汽车轮毂零件介绍 (2)（一）汽车轮毂零件 (2)（二）应用场合................................................. .. (4)（三）结构形状分析 (4)二、汽车轮毂的加工工艺分析 (5)（一）工件材料选用 (5)（二）加工设备的选用 (5)（三）夹具的选用................................................. (9)（四）刀具的分析与选用 (10)三、汽车轮毂的加工过程 (12)（一）压铸................................................. .. (12)（二）数控加工................................................. . (12)（三）数控加工程序.................................................13（四）后处理工序................................................. .. 13四、加工过程中出现的问题及解决方法............................... 13 总结 ............................................. 错误！未定义书签。

日本轮毂先进的制造工艺相信对于很多汽车消费者而言，轮毂基本上只有两种，那就是钢制轮毂和铝合金轮毂，而铝合金轮毂更好。

那么在铝合金轮毂之中，是否都是一样的？如果不是，那么哪一种才更好？更好的轮毂可以为您带来什么好处呢？今天我们就为您浅析一下不同的铝合金轮毂的种类，以及除铝合金轮毂之外，是否还有更好的产品？铝合金轮毂种类现在我们虽然知道了铝合金轮毂比钢轮毂更好，更适用于乘用车，但您知道铝合金轮毂也有不同的种类吗？从制造工艺上我们所见过的铝合金轮毂基本有三种，第一种是铸造，也就是绝大多数家用车或者部分豪华车所用。

另一种是锻造，多被用于高性能车、高级跑车，还有很多汽车轮毂改装品牌的高端产品也是锻造产品。

除上述两种原有的工艺之外，现在还有一种新的工艺形式，叫做MAT旋压铸造。

铸造铝合金轮毂铸造成型的铝合金轮毂是如何生产的呢，简单的说，是将被铸造的金属物质加热至液态，然后将极高温的液态金属倒入不同样子的铸模，然后再通过打磨、抛光等精加工来做出最终成品。

铸造一般分为两种，一种是重力铸造，另一种是低压铸造。

重力铸造是比较原始的铸造工艺，就是依靠铝水自身的重力倾注到铸模之中，铝水通过自身压力充满至整个铸模各个角落。

这种工艺的方法比较简单而且成本也更低，但产品质量可控性不高，并且容易出现瑕疵，在汽车轮毂制造业中几乎已经完全被低压铸造取代。

低压铸造顾名思义，就是将铝水通过设备施加压力灌注到铸模之中，铝水整个凝固过程都处在有一定压力的状态下。

这样的好处是铝水因为压力会产生更大的密度，凝固后成品的强度更高。

在造型比较复杂的铸模中也可以保证完全充满铸模，很多样式比较复杂的铸造铝合金轮毂只能通过低压铸造方式制造。

低压铸造的过程全部由机械完成，并且铸造成型的良品率高，非常适合大批量生产，所以目前汽车厂商指定的铸造铝合金轮毂都是由这种工艺生产出来的。

锻造铝合金轮毂锻造是一种比铸造更加高级的工艺，因为成品价格昂贵，所以一般的家用车甚至中高级车都不会采用锻造铝合金轮毂。

汽车轮毂的工艺研究及模具设计作者：刘金伟姚明张磊来源：《科学与财富》2015年第10期摘要：分析了汽车铝合金轮毂的生产工艺，并从模具分型面、型腔尺寸的确定、浇注系统、排气系统、冷却系统的设计等几个方面介绍了低压轮毂模具的结构设计重点。

关键词：轮毂；工艺；模具1 引言汽车轮毂是汽车的重要零部件，有实用性和装饰性两种作用。

相对于钢轮毂，铝合金轮毂降低了非载荷重量并符合节能化、轻量化的汽车工业发展趋势。

此外，减小了轮子的热惯性，散热性好，改善了加速性和制动性；硬度高，减小了轮毂的倾斜度，增强了刚性。

为了适应工业产品的多样化和高性能发展要求，模具制造业需要在短时间内为新产品的开发和制造提供高精度的模具。

2 汽车铝合金轮毂的工艺分析2.1汽车铝合金轮毂的结构分析汽车轮毂的结构可分为轮辋和轮毂两个部分。

图1 汽车轮毂结构示意图轮辋——与车胎连接部分，主要包括胎圈座、轮缘、气门孔和槽底。

轮毂——与车体连接部分，主要包括偏距和轮辐。

2.2汽车铝合金轮毂的成型方法目前铝合金轮毂的生产方法主要有铸造法、锻造法、冲压法和旋压法等。

我国的铝合金轮毂制造仍以低压铸造为主。

铸造法生产铝合金轮毂具有适应性强、花色品种多样、生产成本较低等优点，所以铸造法仍是普遍的方法。

目前全世界生产的铝合金轮毂中，铸造的占80%以上。

其工艺方法有重力铸造、低压铸造和挤压铸造等[1]。

锻造铝合金轮毂具有优良的机械性能，尺寸精确，加工量小等优点，一般情况下重量相当于普通钢轮的一半或者更低。

锻造铝合金轮毂的晶粒流向与受力方向一致，其强度、韧性和抗疲劳强度均优于铸造轮毂。

锻造轮毂表面几乎无气孔，所以具有较好的表面处理性能，能保证涂层均匀，色彩鲜明。

但是，锻造轮毂的成本要远高于铸造轮毂，售价也要更高些。

3 汽车轮毂模具的结构及特点轮毂模具主要由三个主要部件组成，包括顶模、底模和边模。

要求精度高，在实际加工、装配和调整过程中难度很大。

所以，在设计汽车轮毂模具时要重点把握工装的结构特点以及对计算机辅助设计的应用，同时保证工厂的加工进度和模具制造的质量。

轮毂的制作工艺轮毂的制作工艺包括设计、铸造、机械加工、表面处理和质量控制等多个步骤。

下面我将详细介绍轮毂的制作工艺。

首先是设计阶段。

在设计阶段，轮毂的形状、尺寸、材料和结构等要素需要根据使用要求和市场需求进行确定。

设计人员通常使用计算机辅助设计软件绘制轮毂的三维模型，并根据需要进行模拟和优化。

接下来是铸造过程。

通常采用铝合金进行轮毂的铸造。

首先，将经过预处理的铝合金熔炼成液态，然后通过铸造设备将液态铝合金注入轮毂模具中，待凝固后取出轮毂模具，得到初始轮毂。

然后是机械加工。

初始轮毂需要进行精密机械加工以达到设计要求。

首先，通过车床、铣床和钻床等机械设备对轮毂进行粗加工，包括铣削、车削和钻孔等操作。

然后，通过研磨和切割等工艺对轮毂进行精加工，使其表面光滑且尺寸精确。

接下来是表面处理。

为了提高轮毂的外观和耐腐蚀性能，通常需要对其进行表面处理。

常见的表面处理方法包括阳极氧化、电镀、喷涂和喷砂等技术。

阳极氧化是一种常见的表面处理方法，通过在轮毂表面形成一层氧化铝膜来提高抗腐蚀和耐磨损能力。

电镀则是将金属镀层附着在轮毂表面，提高外观和耐腐蚀性能。

最后是质量控制。

轮毂制作过程中需要进行质量控制，以确保产品符合设计要求和标准。

质量控制包括对原材料、铸造过程和加工过程的监控和检测。

常见的质量控制手段包括化学分析、金相检验和尺寸测量等。

只有通过严格的质量控制，才能保证轮毂的质量和性能。

总结一下，轮毂的制作工艺包括设计、铸造、机械加工、表面处理和质量控制等多个步骤。

每个步骤都需要经过严格的操作和检验，以确保最终产品的质量和性能达到设计要求。

随着科技的进步和制造技术的创新，轮毂的制作工艺也在不断改进和完善，以满足不断增长的市场需求。

轮毂设计手册轮毂最基本的参数在胎面会显示，读懂基本的参数是汽车轮毂设计的入门课主要有胎宽/扁平比/轮毂直径在实际项目涉及的OD（outerside diameter)指的是整个轮子的直径，而不是轮毂的直径，如果你能通过显示的基本参数计算出轮子的OD,就说明对这几个参数的理解到位了OD=轮毂寸数*25.4+胎宽*扁平比*2Example: 255/55 20寸轮子OD=20*25.4+255*0.55*2=788.5mm【扁平比越小代表胎皮越薄，胎皮越薄轮子越显大显运动，相反胎皮越厚越显小显臃肿但是开车越舒适滤震更好，因此一般的家用车扁平比较大追求舒适，轿跑性能车扁平比较小追求运动，胎宽越大抓地力越好因为面积更大，当然和表面的花纹也有关，胎宽越小抓地力越小，因此普通家用车胎宽较小，性能车胎宽较大】【ET/PCD/轮胎上边缘距翼子板Y/Z距离】此外还有几个比较重要的参数：ET值（offset值）/PCD值/轮子距翼子板Z/Y向距离ET值：轮子的ET值直接决定轮子是观感是凹的还是凸的，虽然现在的电动车都趋于做平，一般的家用车的ET值都是正的在35左右，ET值直接决定的就是安装面的位置，所以造型不能轻易改动的PCD值：PCD值安装螺栓的中心连线圆的直径轮子距离翼子板的Z/Y向距离：这两个值是造型非常关注的，轮子和翼子板的Z向越小，轮子越显大更精致，Y向值的理想值是0，这样轮子就是往外凸的，张力大视效轮子更饱满，但是受到护轮板法规的影响一般轿车在10mm左右，SUV在15左右【ET值和PCD值是工程的硬点，不能轻易改动的,而轮子上边缘距离翼子板Z/Y向的值是可以动的，虽然受到护轮板和轮胎包络的限制，但是造型始终希望这两个值做小】【车轮倾角】车轮倾角是每一辆车都会有的，可以用拔河的例子去理解车轮倾角，一般的都是外倾以增大整车的稳定性，家用车的倾角一般两三度左右，性能车可能会更大，具体值不一由于车轮存在倾角，所以建模的坐标系一定要注意不能搞错，胎皮工程一般会提供，根据胎皮确定坐标系，不建议先把轮毂按照竖直做，然后再整体转角度，这样做不准其次就是在做圆的时候一定要确保R值是等半径的，在alias中做圆的工具里面很多都是不等半径的，对于轮毂来说如果不等半径在一个单元旋转复制成五个的时候会出现单元与单元衔接有误差【在alias中建议勾选rationalflags，这样做出来的圆是绝对等半径的——轮毂加工工艺——轮毂的加工工艺比较简单也比较好理解，分为：普通重力铸造，低压铸造，旋压铸造，锻造对比三种制造工艺，低压铸造是最主流的，旋压铸造性能更优，锻造则是最高端的加工工艺，在各项指标上都是最优的【精车工艺细节要求】上面提到的只是基本的制造工艺，对于后期的精加工工艺比如精车/CNC，还有抛光，电镀，喷漆等工艺，对于造型影响最大的就是精车工艺，对于目前主流的轮毂来说，精车是提升品质的重要手段，但是精车工艺对于造型有很大的限制，原因是因为精车工艺是做旋转运动，只能车一个旋转表面，不能车内侧面，其次就是一些更加细节的要求，总结如下最重要的三个工艺参数就是精车面的最小宽度4mm，这个值具体取决于供应商的工艺水平精车面与铸造面的夹角在35-45度之间，精车面与铸造面的短差大于2mm【基本上所有的精车轮毂都会受到这几个参数的限制，因此视觉上精车面都有一个凸台感此外，对于铸造部分来说，也有一定的要求，首先就是出模角度比较大，一般在7度以上其次就是R角大小，一般在R2.5以上，这可能是不涉及外凸法规的最大工艺圆角】——重量及强度——轮毂除工艺之外的约束，最大的就是在重量和强度之间做平衡重量轻是为了能够更加轻便省油省电，想象一下如果你穿了一双20斤的鞋子走路废不废劲强度则是安全考虑，轮毂要通过强度，疲劳，刚度等实验，所以要在应力集中的部位做加强，最直接的办法就是做粗做大，但是重量肯定就会加重常用的减重手段就是安装盘背后做掏空，这种手法减重有限，还有就是采用锻造工艺，材料选择铝合金，这样也能减重，最后就是改设计了，减少辐数加大开口如保时捷的这款轮毂，辐条太宽太大，直接镂空减重【开口的另一个需求就是散热，刹车盘刹车产生的热量如果不及时散发出去，在高速情况下很容易损坏轮毂】关于强度，则要考虑的是轮毂的受力点，在受力点尽量保证够大够粗，在不受力的地方应该尽量做小，像特斯拉的这款轮毂，因为轮毂最主要的受力点在中间段，所以它在中间做得最粗，其它的地方都不重要就做得很细，这个轮毂就满足强度要求的同时很轻，同时开口很大易于散热，就好像自己穿了一双轻便的网孔跑步鞋，不容易脚臭轮毂的设计基本上就是围绕着减重和强度两个点，不停的一轮一轮的强度重量校核，不停的一轮一轮的减重直至身体被掏空，此外在一些高端车型上会有插件版轮毂，在轮毂的基础上增加插件，一是可以增加层次让轮毂更加精致，其次就是让开口封闭有利于疏导气流，比亚迪汉的插件就做得很丑，和小鹏P7一比明显处于下风，比亚迪的品质还是一如既往的差——轮胎——关于轮胎介绍一下轮胎的花纹，花纹对于胎噪，安全性等都是有影响的，同时不同的车型会采用不同花纹的轮胎，比如越野车的花纹会更粗间距更大，跑车的花纹比较弱，追求面积足够大以增大抓地力，关于花纹造型不怎么参与设计，对于外观的影响可以忽略不计更多的是工程的考虑，所以一般不用做花纹数据——轮毂的设计风格——【轮毂的设计思路有前辈总结过，图片来自CDS的文章】轮毂的设计门槛很低，随便一款轮毂单看都很好看，但是轮毂的设计一定要符合整车的设计风格，比如AION V这款车的轮毂设计还是很符合整车的风格，主机厂有没有花心思设计轮毂其实很容易看得出来，其实大部分主机厂对于轮毂设计都有存货，只不过需要根据不同的车型对号入座，而且轮毂的设计周期相对较短【电动车轮毂设计】对于电动车的轮毂设计个人觉得特斯拉的设计比较抢眼，没有用精车工艺，只是简单的做分色槽喷上不同的漆面，给人的感觉很不一样，仔细分析有三个原因：第一没有精车面摆脱同质化第二利用分色槽做假插件省成本第三颜色和漆面的选择，颜色采用少见的灰色显运动，漆面应该是车身漆和车身呼应材质有两个层次足够了符合电动化设计趋势，所以个人觉得这是电动车做得比较好的轮毂，在路上的回头率较高，因此一款好的轮毂设计另外posche的tycan也是电动车轮毂设计的标杆，最大的特点就是最先用白色在轮毂上，高级感很强，同时和电动车年轻简约的风格很搭，传统车轮毂主色调黑色，很沉闷且油腻的这要是工程师思维肯定会觉得太容易脏了，但是高端品牌并不会考虑这种东西就像五星级饭店的桌布大多是白色系的，其次白色的轮毂和车身的呼应很强，工艺并不难，只是分块喷漆难度不大虽然市面上也有用亮色的轮毂，符合年轻化的设计潮流，但总体上来说在车轮上白色是高级色，高级感很强，灰色/黑色是运动色，用得好也能显高级——【END]——这期是年前最后一期内容，也是外饰的最后一期，通过十来期内容将汽车外饰设计涉及的工程要点，对汽车造型设计的影响基本都涉及到了，虽然不能面面俱到，也没法做到面面俱到，因为外饰设计其实有太多太多的细节，只有当自己把每一个部件都做一遍并且举一反三，善于总结才能勉强理解所有工程对造型设计的影响，外饰的门槛可能不高，很多人都能画出几张看似不错的效果图，很多人都能建出一个看似不错的模型，但是外饰的上限却非常高，画图不错并不代表能把量产车设计做好，建模不错并不代表能够在把项目做好，现实很复杂并且残酷，保持良好心态很重要。

汽车轮毂加工工艺的编制及钻床夹具的设计方案一、汽车轮毂加工工艺编制汽车轮毂是指由金属材料制成的车辆轮胎的支撑和连接部分。

汽车轮毂的加工工艺编制是为了确保轮毂的质量和加工效率，提高生产效益。

下面将介绍汽车轮毂加工工艺编制的过程。

1.确定加工工艺流程：根据轮毂的设计要求和加工设备的特点，确定轮毂的加工工艺流程。

一般包括下列步骤：原材料选料、切削加工（车削、铣削等）、车削、铣削、焊接、抛光、喷涂、质检等。

2.确定加工参数：根据轮毂的材料、形状和加工设备的特点，确定加工参数。

包括切削速度、进给量、切削深度、切削力等。

通过试加工和实验数据分析，不断优化加工参数，提高加工效率和质量。

3.制定加工工艺文件：根据加工工艺流程和加工参数，制定加工工艺文件。

包括工艺路线（包括具体的加工步骤和顺序）、工艺卡（包括各道工序的加工参数和质量要求）、工艺文件（包括图纸、工艺说明书等）等。

加工工艺文件是指导生产的依据，要保证其准确性和可操作性。

4.设计加工夹具：根据轮毂的形状和加工要求，设计相应的加工夹具。

加工夹具是用于固定工件并与切削工具或加工设备配合使用的工具。

夹具的设计要考虑轮毂的形状、尺寸、加工过程中的力和热变形等因素。

夹具设计应尽量简单、牢固、易于操作和调整。

5.进行试加工：在实际生产之前，进行试加工。

通过试加工可以验证加工工艺的可行性和合理性，检查夹具的设计是否满足生产要求，以及发现和解决可能存在的问题。

试加工的数据和结果用于修订和完善加工工艺文件。

以上是汽车轮毂加工工艺编制的基本步骤。

在具体的加工过程中，还需要根据实际情况进行相应的调整和优化，以满足产品质量和生产效率的要求。

钻床是用来钻孔的工具。

钻床夹具是用于固定和夹持工件，在钻孔过程中保持工件的稳定性和加工精度。

下面将介绍钻床夹具的设计方案。

1.根据工件形状和尺寸，确定夹具类型：根据工件的形状和尺寸，确定采用哪种类型的钻床夹具。

常见的钻床夹具类型有平板夹具、卡盘夹具、夹具支架等。

轮毂制造工艺流程轮毂是汽车的一个重要组成部分，其制造工艺流程主要包括轮毂的设计、铸造、机加工、喷涂等环节。

下面将详细介绍轮毂的制造工艺流程。

首先，轮毂的制造工艺流程开始与设计。

设计师根据车辆的需要和轮毂的功能要求，确定轮毂的尺寸、形状和结构。

设计师使用CAD软件进行轮毂的三维建模，制作出轮毂的设计图纸，包括轮轴孔、螺栓孔和其他技术参数。

接下来，轮毂的制造工艺流程进入铸造环节。

轮毂一般采用铝合金材料制作，通过铸造可以实现轮毂的形状和结构。

首先，铸造工人根据设计图纸制作出轮毂的砂芯模具。

然后，在铸造炉中融化铝合金材料，将熔化的铝合金倒入轮毂的模具中，经过凝固和冷却，形成轮毂的初步形状。

最后，将轮毂从模具中取出，进行修整和打磨，使轮毂表面光滑。

铸造完成后，轮毂的制造工艺流程进入机加工环节。

机加工是为了进一步精确轮毂的形状和尺寸，以及加工出各种孔洞和螺纹。

首先，将轮毂放入车床上，使用车刀和刀具对轮毂进行车削、铣削和镗削等加工。

然后，使用钻床或冲床加工轮毂上的孔洞和螺纹。

最后，进行光面加工和中心孔加工，使轮毂的表面光滑、平整。

机加工完成后，轮毂的制造工艺流程进入喷涂环节。

喷涂是为了给轮毂增加一层保护膜，防止轮毂受到氧化和腐蚀。

首先，将轮毂放入喷涂室，使用高压喷枪将涂料均匀地喷涂在轮毂表面。

然后，将喷涂的轮毂放入烘干室进行烘干，使涂料快速干燥。

最后，对轮毂进行质量检测，确保轮毂表面涂料的质量和附着力。

最后，轮毂的制造工艺流程进入组装环节。

将制作好的轮毂安装在轮轴上，用螺母拧紧固定。

然后，将轮毂和轮胎一起安装在汽车的车轴上，完成轮毂的组装。

总结起来，轮毂的制造工艺流程主要包括设计、铸造、机加工、喷涂和组装。

通过这些环节的流程控制和质量检测，可以制造出具有良好性能和外观的轮毂，为汽车的安全和稳定提供保障。