铝合金车轮的制造工艺技术
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二、铝合金车轮的结构和分类
车轮的结构:
轮辋
主要由两部分组成
轮辐
1、铝合金车轮按结构形式分: 1片式(整体式)
2片式 3片式
2、铝合金车轮按生产方式分:
1)铸造:重力铸造、低压铸造、液态挤压、反压铸造、离心铸造、
真空压铸、半凝固铸造等
2)锻造
优缺点: 锻造车轮简单说有以下优点:1.强度高,2.重量轻,3.相对铸
主要工序
熔炼
铸造
热处理
喷涂
机加工
wk.baidu.com
熔炼:
本工序控制要点:铝液成份、含氢量、铝液温度。 铝液温度控制在780 ℃~800 ℃
铸造:
铝液温度控制在680 ℃ ~750 ℃
重力铸造模具
液体依靠重力流动充填铸型,由于没有外 加压力,为了获得致密的铸件,往往需要利 用冒口来补缩。这种方法应用最广泛。
采用空气冷却。
缺点
☞价钱比钢制车轮贵 ☞铝车轮的直径一般是中、小直径,大直径 铝合金车
轮的制造技术还有一定困难(如客车和卡车使用的大 直径车轮)
☞就弹性模量而言,钢车轮有一定的优势, (碳钢的弹性模量在196~206GPa的范围内,铝合金的 弹性模量在72GPa左右) ☞如果整车行驶速度不高、道路又是较差的,铝车轮 没有优势
轮辋名义 直径
轮辋轮 廓代号
安装孔 个数
轮辋名 义宽度
偏距
螺栓孔分 度圆直径
2、铝合金车轮构造图
3、铝合金车轮各部位命名示意图
4、铝合金的设计流程图
新开发产品流程:
外观造型效 果图
轮辐造型A 面三维数模
车轮工程结 构设计
提供供应商工 艺分析
提交客户转供应商 开发模具、试制
反馈修改
如从供应商处现有产品选择,则需提供相关参数
径向滚动疲劳试验
冲击试验
六、铝合金车轮的相关标准
GB/T 3487-2005 汽车轮辋规格系列 GB/T 5334-2005 乘用车车轮性能要求和试验方法
铝合金车轮相对于钢制车轮的优缺点:
优点
☞重量轻,节能效果明显 (铝的密度是2.76×103kg/m3 ,钢的密度是7.8×103kg/m3) ☞散热快,整车安全性能高 (铝合金A356的导热系数是128w/m·℃,
含碳量为0.5%的低碳钢导热系数是54w/m·℃) ☞尺寸精度高,整车驾驶性能好 ☞款式多样,更适应现代化整车的造型要求 ☞不易藏污纳垢,不会产生铁锈,易清洁
机加工:
铝合金车轮一般采用数控加工,即CNC加工。 CNC加工在车轮加工中应用非常广泛。
本工序控制要点:所有装车尺寸。 重点控制项目:中心孔直径、PCD位置度、端径跳、动平衡。
数控机床加工工序划分的特点为:先粗后精,先面后孔, 刀具集中。刀具R的大小可按铝合金车轮型面的要求选取。
涂装:
铝合金车轮涂装的目的: 首先是提高车轮的运行可靠性和耐久性;其次是提高它的外观装饰性。
四、铝合金车轮使用的材料
依据不同的生产方式,所使用的材料也不相同:
车辆
轿车
载货车 客车
2片型 3片型
制造方法
整体铸造
条或卷材
轮辋
圆板
挤压管
铸造
轮辐
锻造
板
轮辋
圆板
轮辐
铸造 锻造
整体铸造
整体铸造
铝合金牌号
A356、AC4CH、AC7A
5154、5454 5154、5454
5454 A356、AC4CH、AC7A
低压铸造模具
利用气体压力将液态金属压入铸型,并 使铸件在一定压力的作用下结晶凝固的铸造 方法。
采用水流冷却。
热处理:
热处理的目的:提高铸件的力学性能,改善合金的切削性能;消 除由于铸件壁厚不均匀、快速冷却等所造成的内应力;稳定铸件的 尺寸和组织,防止和消除因高温引起相变产生体积膨大现象;消除 偏析和针状组织,改善合金的组织和力学性能。 本工序控制要点:固溶时间和温度(540±5℃,6H)、淬火时间 和温度(60-85℃,3min)、时效时间和温度(130±5 ℃,3H)
铝合金车轮的制造工艺
提纲
一、铝合金车轮概述 二、铝合金车轮的结构和分类 三、铝合金车轮的设计 四、铝合金车轮使用的材料 五、铝合金车轮的制造工艺 六、铝合金车轮的相关标准
一、铝合金车轮的概述
铝合金车轮是基于“轻量化”的设计目标,首先使用在赛车上。 20世纪初,使用砂模制造铝合金车轮,并应用于赛车 20世纪50年代,使用钢模铸造整体式铝合金车轮,并应用于轿车 20世纪70年代,得到快速发展,被广泛应用 21世纪初,极其迅猛发展,进入国内外OEM配套体系
洗(二道) →烘干→涂装
适用于粉末和油漆,生产效率
铝合金车 静电喷涂 和涂料的利用率高,对环境的
轮的喷涂
污染少;
工艺方法
空气喷涂
仅适用于油漆,设备简单,漆 的损失较多。
铝合金车轮制造过程中的检测 X光检查
气密性检查
三坐标检查 关键性尺寸抽查
动不平衡量检测
材料性能检测
油漆性能检测
台架试验 动态弯曲疲劳试验
造车轮节省燃油。 但目前受限于行业整体技术状况,包括材料,加工工艺, 成本等因素。目前仅少量用于零售改装市场。
3、铝合金车轮按涂装方式分:
1)车亮面
2)全涂装
3)电镀
4)抛光 5)组合
三、铝合金车轮的设计
1、铝合金车轮的表示方法(乘用车,轻型商用车,整体式铝合金车轮)
简略表示:可省略偏距后内容 表示为:18×8J
需要提供的参数:
➢ 轮辋名义直径、宽度 ➢ 轮辋执行标准 ➢ 偏距 ➢ 中心孔直径 ➢ 螺栓孔结构(60度锥面、90度锥面、球面、平面) ➢ 背面刹车线 ➢ 设计载荷 ➢ 其它要注意的事项(如风格、重量、颜色等)
5、铝合金的设计应用技术
结构受力有限元分析
计算机模拟铸造凝固分析(制造工艺分析)
CAD-CAE-CAM的集成开发
6061 5154、5454 5052、5154、5454 A356、AC4CH、AC7A
6061 A356、AC4CH
6061
目前国内主流的生产方式及使用材料为: 整体式铝合金车轮,采用重力和低压铸造,材料使用A356,进行T6热处理 A356是一种铝硅合金(Al-Si7),含7%左右的Si
五、铝合金车轮的制造工艺
本工序控制要点:前处理槽液参数、调漆参数和固化参数。
全涂装车轮的工艺流程: 上料——预处理——烘干——喷粉——固化——喷漆——固化——下料
预处理:通常指在涂装前在工件上进行的除油、除锈、磷化这三个工序的通称。
较典型的铝合金车轮涂装预处理的工艺流程如下: 表面活性剂水溶液除油→水洗(二道) →中和出光→水洗→转化膜处理→水