基于轻量化设计的汽车轮毂轴承加工工艺

基于轻量化设计的汽车轮毂轴承加工工艺

金朱峰

浙江万向精工有限公司  311215

摘要：本文率先介绍了汽车轮毂轴承加工工艺轻量化设计需求，再通过专业的研究与分析，精准探究该类加工工艺轻量化设计过程，内容包含明确设计流程、模拟预测轴承性能、挑选设计材料、机械加工设计与锻造加工设计等，然后根据汽车轮毂轴承加工工艺设计效果进行轻量化检测，全面规范轮毂轴承加工工艺设计效果，增进汽车轮毂轴承应用性能。

关键词：轮毂轴承；锻造加工；轴承性能；轻量化设计

引言：轻量化设计为当前汽车机械发展方向，汽车轮毂轴承在进行持续性加工时也要合理引入轻量化设计，改善汽车内部整体性能。轮毂轴承为汽车内部重要装置，其应用性能直接影响着汽车运行的科学性，利用轻量化设计可高效满足机械行业性能要求，延长汽车轮毂轴承应用寿命。

1汽车轮毂轴承加工工艺轻量化设计需求

一方面，汽车轮毂轴承加工工艺进行轻量化设计后，可有效改善轮毂轴承锻造效果。全新汽车轮毂轴承加工工艺中存在锻造加工，传统轮毂轴承套圈外圈存在宽度大、壁厚等特征，使用轻量化设计后可高效改进外圈形态，逐渐缩减外圈内圈的数值差距，利用对相关误差的合理控制，达到轻量化设计基础要求。当前轮毂轴承加工工艺对零部件重量、结构重量提出了现实性要求，轻量化设计可实现上述要求，逐渐调整轮毂轴承内部零部件的各项位置，确保汽车机械操作效果。另一方面，当前汽车轮毂轴承在实际应用中常出现法兰盘滚道剥落、内圈滚道剥落、外圈滚道剥落与滚动体剥落等问题，增加机械设备失效概率，图1为汽车轮毂轴承中的内圈滚道剥落。进行轮毂轴承加工工艺时，要对不同类型的零部件进行适当加工改造，明确各个零部件的应用位置与使用状态，运用轻量化设计可顺利达到该项目标，对轮毂轴承进行加工处理。比如，当前常见处理轮毂轴承的常见手段为热处理技术，利用该项技术全面规划轮毂轴承加工处理内容，可有效缩减轮毂轴承整体重量，满足轻量化设计需求。全新汽车轮毂轴承加工工艺在实践设计时，可利用多种加工工艺来满足轻量化设计，达到轻量化设计需求。

图 1 汽车轮毂轴承中内圈滚道剥落平面图

2汽车轮毂轴承加工工艺轻量化设计

   在开展汽车轮毂轴承加工工艺轻量化设计前，需明确加工背景。以某汽车轮毂轴承位置失效为例，对加工工艺轻量化需求进行合理探究。当前某汽车轮毂轴承位置中的滚动体小端点产生表层脱落与剥落现象，且剥落位置上产生剥落小坑。若滚动体的凸度修正不佳，端部极易产生应力集中等不良现象，出现点蚀问题，在汽车轮毂轴承遭受侧向荷载后，受座圈刚度影响，载荷应力集中在端部，增加了汽车轮毂轴承的负担，需适当开展轻量化设计。

2.1明确设计流程

    汽车轮毂轴承加工工艺开展轻量化设计前，要明确设计流程。操作人员要详细探究汽车轮毂轴承加工内容，为确保该类加工内容的准确性，要对汽车轮毂轴承开展试验测试，依照相关要求确认测试内容。当前汽车轮毂轴承加工工艺在实际测试时，要科学开展冲击试验、刚性试验、磨损试验、强度试验、耐久低温试验与防尘试验等，并对加工内容进行合理规划。完成汽车轮毂轴承加工测试后，相关人员要适当整合测试数值，详细比对当前数据与试验开始前的数据变化范围，为此后轻量化加工工艺打下较好基础[1]。开展汽车轮毂轴承加工工艺轻量化设计期间，要依照项目开发后的车辆信息，明确密封圆、目标重量、轴承尺寸的变化范围等，科学选择轮毂轴承类型，并根据实际情况来选择轴承尺寸与形式，提升轴承选择的准确性。在完成轮毂轴承加工工艺的初步设计后，相关人员要精准计算轴承数字的变化范围，并根据汽车轴承实际情况，对轮毂轴承的加工处理进行合理规划，保障轻量化加工处理的准确性。鉴于轻量化设计标准，在开展轮毂轴承加工设计中，要全面规范轮毂轴承内部结构，并在实际加工中科学进行锻造加工、机械加工，详细规划轮毂轴承设计内容，在该项举措的有效影响下，完成加工工艺处理。相关人员在加工设计轮毂轴承时，还要将轻量化设计标准与加工工艺全面结合，合理规划设计内容，明确数据变化范围，在保障加工处理效果的基础上，满足轻量化设计标准，使汽车轮毂轴承加工处理更具可持续性。

2.2模拟预测轴承性能

    汽车轮毂轴承加工工艺处理中，相关人员要利用合适手段精准模拟预测轴承性能，对性能变化状态进行合理规划，借助轴承性能改善来逐步缩减汽车重量，达到轻量化设计应用标准。为提升轴承性能模拟预测的准确性，相关人员要持续运用计算机技术，将计算机操作平台引入到轴承性能模拟预测中，确保轴承性能预测模拟的精准度。利用CAE软件可全面检测轮毂轴承的使用状态，模拟预测冲击破坏、径向破坏与弯曲破坏等，根据性能数据变化范围，精准预测各类破坏结果，并对轮毂轴承加工工艺的整体操作进行充分准备，满足轻量化设计需求。在进行冲击破坏、径向破坏与弯曲破坏的模拟预测时，需为轮毂轴承设置出合适的数据技术分析模型，全面探究各类破坏对轮毂轴承持续应用的影响，并对相关结果进行合理预测，将该类数据记录到轮毂轴承加工工艺处理装置中，为轮毂轴承持续化处理打下较好基础。在CAE技术软件的持续作用中，要详细观测轮毂轴承的模拟预测结果，明确其遭受的破坏类型，并根据有效方式精准处理破坏数据，保障性能模拟预测的准确性，改善轮毂轴承加工工艺处理效果。在完成轮毂轴承性能模拟预测后，相关人员根据其产生的破坏内容，合理开展减重设计，即轻量化设计要处在轮毂轴承加工的各个环节中，逐步缩减其内部出现的破坏事件

[2]。操作人员还要依照性能模拟预测中的数据信息，精准优化调整轮毂轴承的尺寸与结构，全面规范轮毂轴承整体形态，为此后加工工艺的轻量化设计打下较好基础。

2.3挑选设计材料

    轮毂轴承材料在当前加工工艺中扮演着重要角色，要对材料的类型与规格进行合理规划，确保其符合轻量化设计要求，满足汽车轮毂轴承加工处理效果。当前汽车轮毂轴承内部的常见材料为钢铁材料，对材料内部性能进行全面规划，将材料使用状态与轻量化设计精准融合，使其达到轻量化设计基础要求。规划选择轮毂轴承材料时，要利用相关试验精准探测内部各项性能的变化范围，并将各项性能指标都调整到标准范围中[3]。比如，良好的轮毂轴承材料包括淬火硬度、铬含量与碳含量等，要对上述数值变化范围进行全面规划，明确相关系数的等级标准，并将更多合适的性能材料引入到轮毂轴承中，为当前汽车轻量化设计带来合适材料。在挑选轮毂轴承材料时，要将塑料件当成保持架，并明确性能基础特征，将高抗张强度、耐磨损、耐冲击与耐高温等性能引入到材料中，确保材料整体使用效果。轮毂轴承在开展加工处理前，要详细规范材料内部性能，严格控制性能变化范围，及时调整性能与加工处理的关系，增进性能材料应用的稳定性，达到加工处理目标。在挑选轮毂轴承材料时，还要全面关注材料整体重量，在材料选择环节即开展轻量化设计，利用相关材料重量的逐渐缩减，高效改善轻量化设计效果，保障轮毂轴承加工工艺操作的科学性。相关人员要科学运用轮毂轴承材料，严格控制轮毂轴承工艺技术操作范围，精准处理加工工艺操作中的系数变化，无形中促进汽车轮毂轴承加工处理的有效性。

2.4机械加工设计

    汽车轮毂轴承在开展加工操作时，要合理进行机械加工设计，为提升该项操作的准确性，要科学挑选刀具并精准设定机械加工程序。在挑选轮毂轴承刀具的过程中，要明确刀具类型与规格，当前轮毂轴承加工处理下的刀具为刀片与车刀杆，若想提升刀具选择的准确性，要全面考量刀具表面与内部性质，并依照轮毂轴承孔的数量范围来挑选刀具，提升刀具选择的准确性。在进行刀具选择的过程中，不可挑选刀尖角度不够或刀杆长度不足的刀具，对刀具的整体形态进行全面规范，提升刀具选择整体效率。刀具的使用状态极大影响轮毂轴承加工工艺应用过程，对加工处理系数变化范围造成较大影响，因而要合理规范机械加工中的刀具，再将完整性能刀具作用到轮毂轴承加工工艺轻量化处理中。同时，还要全面设置轮毂轴承加工工艺处理程序。在编制加工处理程序期间，机械设备应处在断电状态，要精准计算与关注轮毂轴承孔位置，利用该项举措有效遏制轮毂轴承的应用状态，保障轮毂轴承加工操作的科学性。设置轮毂轴承机械加工程序时，要适当考量刀具使用状态问题，将不同类型的刀具应用到机械加工设计中，严格规划刀具处理系数，明确刀具加工的实际速度，再根据实际情况合理调试刀具，精准改善加工程序中刀具使用状态，保障轮毂轴承加工工艺处理的准确性，实现轻量化设计需求。相关人员开展轮毂轴承机械加工工艺处理时，要合理设置处理程序，明确加工工艺处理内容，引导其根据相关程序进行合理处理，切实保障轮毂轴承机械加工处理效果。

2.5锻造加工设计

锻造加工设计为轮毂轴承加工工艺中的重要步骤，要利用该项设计全面打造轮毂轴承零部件，并确保其满足轻量化设计要求。在进行锻造加工设计前，要全面分析该项操作处理流程，即科学准备各类材料、加热材料并将轮毂轴承锻造成型。在材料准备阶段，相关人员要依照当前实际技术要求与操作技术图纸来科学规划钢材，并明确该类材料的内部规格与材质。相关人员还要全面探索轮毂轴承加工工艺处理后轻量化设计的实际形态，依照不同材料重量与尺寸开展下料工作。在进行材料准备时，还要明确轮毂轴承锻造工艺内在需求，借助圆盘锯来开展下料工作，确保相关平面无任何残留与斜角[4]。操作人员在加热棒料期间，要科学挑选加热方式与加热设备，将感应炉加热引入到棒料加热环节中，要全面控制加热时间、电流变化与电压变化等，根据该类数值的变化范围，精准探究出棒料加热的适宜温度，可将其设置在1100-1200℃左右，确保棒料加热整体效果。在开展棒料加热工作时，要合理把控产品质量与重量，利用试验操作不断缩减变形抗力，利用对加热操作的合理规划，为此后产品的锻造成型打下较好基础。到了锻造成型环节中，要持续开展轮毂轴承的锻造成型工作，并精准检测该类产品的重量质量，利用该项举措提升产品加工工艺处理效率。比如，在锻造成型环节中，要全面制作设计锻造模具，利用该类模具保障锻造设备操作行程、内部负载与设备合理选择等，并在加工工艺对相关产品开展轻量化处理，满足锻造成型基础要求。相关人员还要利用操作设备精准检测出产品内部错位、裂纹与折叠等缺陷。

3汽车轮毂轴承加工工艺轻量化测试

首先，操作人员要利用技术手段全面比较当前轮毂轴承加工后重量与此前重量，严格检测各个环节零部件的内在性能，对轮毂轴承加工工艺的处理范围进行适当规范，发现当前轮毂轴承零部件产品重量已明显减轻。其次，操作人员还要利用数据模拟技术详细观测轮毂轴承内部零部件的实际厚度，可发现当前厚度范围已得到极大缩减，运行方向与运行速度都出现了较大改进。最后，检测轮毂轴承加工工艺程序时，可将该程序内容转变成数据信息形式，将其传输到网络信息技术平台中，并运用编码形式，全面规划加工工艺程序编码，并依照正确顺序对相关编码处理状态进行合理检测，在确认加工工艺操作程序符合轻量化设计的基础规范后，明确该类工艺技术的准确性，保障汽车轮毂轴承加工处理的持续性，确保汽车行驶安全。在完成汽车轮毂轴承加工轻量化测试后，要适当检查失效位置的工作状态，并对轴承磨损进行合理改进。比如，可增加汽车运行时的减振举动，缩减汽车轮毂轴承载荷变化范围，不断降低其磨损程度。相关人员还要科学控制径向工作游隙，缩减滚动体载荷变化范围，减轻其磨损度。还要增加汽车轮毂轴承座孔、外圈间的工作精度，明确座孔和外圈间的小间隙配合，使轴承外圈缓慢移动，缩减汽车轮毂轴承磨损指标。

总结：综上所述，汽车轮毂轴承在进行加工操作时，要利用轻量化设计科学控制整体性能。汽车轮毂轴承加工工艺设计操作中包含多种要素，要借助轻量化设计科学规范机械加工设计、锻造加工设计等内容，借用合适的机械设备加以规范，严格控制设备应用状态，满足轻量化设计要求。汽车轮毂轴承加工工艺与轻量化设计相结合，全面更新汽车内部零部件，减轻整体质量，保障路面运行效果。

参考文献：

[1]李一轩,汪小凯,董新宇,等.轮毂轴承滚道成形缺陷超声相控阵检测技术[J].塑性工程学报,2022,29(11):61-66.

[2]吴疆,莫易敏,刘青春,等.微型汽车轮毂轴承脂摩擦性能优化研究[J].机械传动,2022,46(11):110-114.

[3]李永超,杨玉丹,卢彩玲,等.汽车轮毂用S55C中碳轴承钢的开发与生产实践[J].特殊钢,2022,43(02):44-47.

[4]林棻,柴靖,曹燕锋,等.考虑油膜润滑的轮毂轴承弯曲疲劳寿命预测与分析[J].润滑与密封,2022,47(08):7-14.