自行车牙盘锻造加工案例｜热锻曲柄 + 冲压齿盘复合工艺，提升传动组件强度并实现量产降本

一、客户概况

本次合作客户为国内专业自行车整车制造企业，产品线涵盖山地车、公路车、休闲运动自行车，自主配套整车核心传动零部件。企业布局中高端车型市场，对牙盘组件的承重能力、耐久性能有着严格要求。 原有方案采用整块铝材 CNC 铣削一体加工曲柄与齿盘，不仅力学性能难以达标，材料损耗大、加工周期长。客户希望优化生产工艺，借助铝合金热锻造改善曲柄综合性能，搭建一套适配牙盘组装结构的成熟生产方案。

二、客户核心痛点与需求

1. 曲柄力学性能不足一体 CNC 铣削会切断金属纤维流线，曲柄臂作为核心受力件，长期踩踏交变载荷下易出现形变，疲劳耐久测试难以满足中高端车型标准。
2. 一体式加工模式成本高、灵活性差曲柄、齿盘一体铣削，原材料去除量巨大；且不同车型齿盘规格多变，一体加工模具与改款成本高。
3. 批量产能受限全部工序依赖 CNC 机床，加工工序集中，面对大批量整车配套订单，交期压力持续存在。

客户核心需求：采用分体式结构生产，热锻制作曲柄、冲压成型齿盘片，曲柄与齿盘分别进行 CNC 精加工后组装成套牙盘。依靠锻造提升曲柄强度，同时优化工艺流程，降低综合生产成本、提升交付效率。

三、定制化解决方案

结合自行车牙盘分体组装结构特点，针对曲柄长期受力工况，定制分体式锻造 + 冲压 + CNC 精加工整套工艺方案：

1. 铝合金热锻成型曲柄臂，发挥锻造性能优势采用热模锻工艺成型曲柄毛坯，金属顺着受力方向形成连续纤维组织，显著提升曲柄刚性、抗冲击与抗疲劳能力，从根源解决纯机加工零件强度不足的短板。
2. 冲压工艺成型齿盘片，优化齿盘生产效率齿盘片采用冲压成型，快速成型齿形基础轮廓，再开展 CNC 精修，相比整体铣削大幅缩短成型工时。
3. 分工序精加工，保障组装精度锻造曲柄、冲压齿盘片分开完成 CNC 精加工，分别加工安装基准、配合孔位、齿形尺寸，保证后续曲柄与齿盘片压装组装的配合精度。
4. 标准化分阶段落地规划依次完成曲柄锻模开发、试锻、齿盘冲压调试、CNC 工艺定型，建立尺寸公差标准，保障分体零件互换性，稳定批量组装生产。

四、项目落地执行过程

项目启动后，技术团队针对曲柄踩踏受力区域优化锻模型腔，合理预留 CNC 精加工余量，规避关键受力位置破坏锻造金属流线。同步调试齿盘冲压工艺，控制齿盘平面度。 在试样阶段，先后解决曲柄锻造成型饱满度、齿盘冲压平面变形、两者装配孔位偏差等问题；通过调整锻造温控、优化冲压工装、统一 CNC 加工基准完成迭代优化。全程同步试样进度，对齐耐久测试、组装精度与交期要求，快速完成整套工艺定型。

五、项目落地成果

分体式工艺方案落地量产之后，综合效益提升明显：

1. 零部件耐久性能大幅升级热锻曲柄对比原 CNC 一体铣削曲柄，抗形变、抗疲劳性能显著提升，顺利通过严苛的踩踏冲击耐久测试，适配中高端山地车、公路车使用要求。
2. 生产成本与生产效率双向优化曲柄热锻预制毛坯、齿盘冲压成型，大幅减少 CNC 切削量，原材料利用率提升，单件综合成本下降；锻造、冲压、CNC 工序并行作业，有效释放机床产能，大批量整车配套订单交付更为顺畅。
3. 产品迭代更加灵活曲柄标准化锻造生产，搭配多种规格冲压齿盘片，可快速组合多款牙盘型号，便于客户车型更新迭代。
4. 批量品质稳定可控锻造、冲压工艺一致性高，分体零件尺寸波动小，曲柄与齿盘片组装配合顺畅，组装不良率明显下降。

六、客户评价

采用分体结构，曲柄热锻之后耐久性能提升很明显，顺利通过各项测试。曲柄锻造搭配齿盘冲压，再分开 CNC 精加工，不仅产品性能达标，大批量生产的综合成本也得到有效控制，适配我们多款车型配套需求。

七、案例总结

本案例针对自行车分体式牙盘组件生产需求，充分发挥铝合金锻造在受力构件上的独特优势。曲柄作为核心承重部件采用热锻工艺，依托连续金属纤维组织提升耐久强度；齿盘片采用冲压成型提升成型效率；曲柄、齿盘分别 CNC 精加工后组装成套牙盘。 相较于传统整体 CNC 铣削方案，分体工艺兼顾零部件力学性能、量产成本与产品迭代灵活性。充分验证：自行车曲柄这类长期承受交变载荷的配件非常适合采用热锻工艺，为自行车整车厂商优化牙盘传动组件制造方案、打造中高端车型核心配件提供成熟参考。