前言:轮毂作为汽车上的关键零件,对汽车的平稳行驶作用显著。汽车轮毂形状复杂、品种较多、尺寸精度较高、工艺严格。在科学技术飞速发展、工业迅猛进步的背景下,提升汽车轮毂生产质量、生产效率是当前急需解决的问题,本文主要对此进行研讨,详细分析如下。
一、汽车铝合金轮毂生产工艺分析
若从汽车轮毂构成部分看,主要体现轮毂同车体相连、轮毂同车胎相连方面,其中连接车体部分,涉及的构件有车轴、车轮,如轮辐、偏距。而连接轮胎部分,有槽底、气门孔、轮缘、胎圈座等,主要用于轮胎支撑维持。而在铸造中,可采用多种铸造工艺手段,如半固态模锻成型、挤压铸造成型、铸造法以及锻造法等。从铸造技术工艺应用流程看,主要表现在材料准备、金属毛坯基础成型、加热处理与加工、塑造外观、投入使用等。
(一)锻造工艺
锻造法属于较早的一种汽车轮毂生产工艺,其优点在于高强度、精尺寸、抗腐蚀性能好、小加工量等,其工艺主要包括:第一,使用这一方法制作出来的铝合金汽车轮毂,重量是钢轮的1/2以下。第二,这一工艺受力方向、晶粒流向一致性明显,韧性、抗疲劳强度较高。第三,这一方法制造的汽车轮毂力学性能一致。第四,这一方法制造出来的铝合金汽车轮毂伸长率为12%-17%左右,能够有效吸收道路震动、应力,与铸造轮比较,承受冲击力、剪切力、拉伸荷载均更优,强度与重量也更高[1]。第五,锻造汽车轮毂表面无气孔,表面处理更加精细,涂层均匀、色彩较好,且结构牢固。但是,这一方法工艺复杂,生产成本较高。
(二)铸造浇注工艺
铸造法属于常用的铝合金生产制造法,这类方法制作的汽车轮毂花色品种丰富、适应性强,且成本较低,生产适用性较强。结合调查显示,世界范围内,运用锻造法生产、制造的汽车轮毂占比铝合金汽车轮毂的80.0%以上。工艺包括:压力铸造、重力铸造、低压铸造、挤压铸造等,可结合汽车轮毂要求,选择相应的铸造工艺。
(三)半固态模锻工艺
半固态模锻法属于锻造一类,更精准的说是一种新型锻造工艺,介于固态、液态之间。模内零件收缩较小,加工量较少,借助这一技术获得的锻件,内部组织致密、表面光滑、晶粒较小,力学性能较高,成型之后气孔较少,且不易裹气,寿命较长。这类工艺具有以上优点,在铝合金汽车轮毂制造生产上具有显著的发展前景,但我国对于该技术的研究较晚,未能广泛普及这一技术[2]。
二、汽车铝合金轮毂热处理的相关知识
目前所应用的铝合金汽车轮毂热处理方法为固溶处理、淬火处理与时效处理。
固溶处理要求温度为540℃+5℃-10℃,标注温度设定为540℃,毛坯需要在55min内达到保温温度,持续保温5-6h。
淬火处理,要求水温温度控制在60℃-80℃,淬火转移时间控制在30s,持续淬火3min。
时效处理,温度设定为150℃±5℃,标准温度设定为150℃,持续3h后放置空气内自然冷却。
值得一提的是,需要注重铝合金热处理的管控,一旦出现过烧,将会对其质量造成影响,比如:铝合金组织过烧时,晶粒、相、晶界都要发生变化。在发生轻微过烧时,抗拉强度、伸长率和杯突值均未发生明显变化;过烧严重时,力学性能迅速下降。
三、机工艺对汽车铝合金轮毂加工精度的影响分析
在实际汽车铝合金轮毂生产期间,机工艺会对其精度造成影响,为避免这些影响需要注重加工基准选择分析、粗加工分析与精加工分析,制定以下措施:
(一)加工基准的选择分析
汽车铝合金轮毂加工期间,基准选择属于关键点,直接关系着整个工程进展。首先,在汽车铝合金轮毂设计期间,需要将整体工序纳入其中,注重基准设定,避免基准不重合引发的误差出现。在加工期间,选择光滑、平整材料,针对较大表面汽车铝合金轮毂加工,就基准面上的飞边、毛刺、浇冒口等,需要在加工之前将其去掉,确保精准定位汽车铝合金轮毂,确保夹紧牢固,保障基准可靠。在汽车铝合金轮毂加工期间,可选择最大外边缘视作加工基准,在确定基准期间,需要尽可能的设计基准,确保装配基准相似。除此之外,在设计期间,要综合考虑加工期间工件的稳定性、定位精准问题,注重细节部分的管控。在汽车铝合金轮毂加工期间,选择合理的基准开展加工处理,能够提升工件质量,这属于十分重要的事件。
(二)粗加工分析
在加工汽车铝合金轮毂工件期间,需要充分考虑加工对整体质量的影响。汽车铝合金轮毂粗加工主要是为满足铝合金轮毂尺寸精度、表面粗糙程度需求,充分考虑加工面余量,分级、分步加工粗车,确保精车余量均匀。主要表现为形状复杂、精度要求高、数量多的工件内最为明显,主要是因为汽车铝合金轮毂工件产热变形、加工碎屑堆积导致,粗车余量过大、粗车后剩余余量较大,会导致工件表面铝屑存在缺陷,比如:打伤、划伤。在工件加工期间,需要不断增加走刀路线,合理选择刀具参数,严格把控转速、切削进给量[4]。基于此可得知,在加工期间,粗加工能够提升机械加工工件质量,这属于十分重要的环节。
(三)精加工
铝合金轮毂在粗加工结束之后,实施精加工。粗加工走刀路径、走刀步数较大,会对加工尺寸精度、加工粗糙度造成影响。为更好地把控铝合金工件尺寸、铝合金表面粗糙度,需要结合铝合金材料特点,在精细化加工期间,针对小余量,一般需要在汽车铝合金轮毂粗加工期间,留取0.5mm-1mm的余量。就这类情况,可将主轴转速提升,降低切削进给率,以此保障操作稳定与顺利。在汽车铝合金轮毂加工期间,各个部位据需要使用专业的刀具实施加工,基床选择单工位单刀塔、单工位双刀塔、加工中心相结合的方式,以此开展汽车铝合金轮毂加工[5]。选择这类精加工方式,能够将切削出来的铝屑工件表面打伤避免,可确保表面粗糙度的良好性,能够提升铝合金轮毂工件质量。
结语
综上所述,机械加工期间,除了要应对铝合金轮毂生产机床、铝合金轮毂模具、铝合金轮毂刀具、铝合金轮毂生产环境、铝合金轮毂工艺路线等问题,随着科技进度,机械制造业自动化、智能化迅速崛起,需要分析铝合金轮毂加工工艺产生的误差、铝合金轮毂误差原因,结合实际操作过程内的步骤开展针对性操作,选择相应的解决措施,将存在问题解决。切实降低铝合金轮毂机械加工误差,提升铝合金轮毂加工效率与质量。基于此可得知,在铝合金轮毂机械加工期间,通过分析误差原因,找寻解决措施,研究误差解决办法,能够提升铝合金轮毂部件质量,意义显著。
参考文献
[1]张宾,林波.汽车铝合金轮毂的应用与生产探究[J].内燃机与配件,2020(13):126-127.
[2]张海鹏.汽车铝合金轮毂生产工艺研究[J].内燃机与配件,2020(10):51-52.
[3]马腾飞, 铝合金轮毂高效率生产工艺研发应用. 河北省,秦皇岛兴龙轮毂有限公司,2020-04-08.
[4]姚丹.汽车铝合金轮毂的应用与生产研究[J].世界有色金属,2018(03):258-259.
[5]任春雨,佟林.决定铝合金轮毂质量的好坏因素及简单分辨[J].科技传播,2016,8(14):249-250.