（优秀毕业全套设计）汽车轮毂的结构与模具设计

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《（优秀毕业全套设计）汽车轮毂的结构与模具设计》修改意见稿

1、“.....因此必须在轮辐轮缘交接的热结处及中心厚大部位设置冒口,导致金属熔体工艺收得率较低,只有。同时,由于补缩所需的温度梯度及压力均较低,该方法的工艺过程必须严格控制,否则容易产生缩孔缩松夹渣气孔等缺陷。相比于其他几种利用压力进行充型和凝固的铸造方法,该方法得到的轮毂铸件外部和内部质量都较差。但是由于工序简单设备投资较少生产成本较低等因素,国内摩托车轮毂基本上全部用该工艺生产,也有不少汽车轮毂生产厂在使用此工艺生产廉价汽车轮毂。低压铸造在低压铸造中,金属熔体在数倍于大气压的压力下进行充型和保压凝固,铸件的致密度较高,缩孔缩松较少,产品内部质量较好。并且由于该方法利用压力进行充型和补缩,般不需在轮辐上设置冒口,并简化了浇注系统,因此大大提高了金属熔体的工艺收得率般可达。低压铸造法的缺点主要是铸造时间较长,加料换模具的时间长,设备投资大,低压铸造机使用的升液管成本较高且易损坏。但由于凝固压力偏低,铸件内部组织较粗大外表面质量改进不显著,成品轮毂的壁厚较大,铸造后机加工量较大。另外,在低压铸造法的基础上,衍生出种差压铸造法......”。

2、“.....再用气压将金属熔体驱入充填铸型,并保压凝固成形的工艺方法。该工艺的优点是可获得较佳的充型速度可避免充型熔体吸气和卷气,获得无气孔和少针孔的铸件铸件尺寸精度与表面质量改善与低压铸造相比,差压铸造轮毂的抗拉强度可提高,伸长率可提高。采用该工艺生产出来的轮毂铸件具有优良的力学性能,是制造高品质轮毂的工艺方法之。但该工艺最大的缺点就是生产效率太低,设备购置和使用成本较高,致使其推广应用受到较大的限制。目前使用该工艺进行轮毂生产的报道在国内外均少见。压铸用压铸工艺生产的铸件尺寸精确表面光洁,但由于金属熔体充型速度极快,型腔中的气体很难完全排除,以高度压缩的气孔形式存留在铸件中,因此,用传统压铸工艺生产出来的轮毂的最大缺点是内部含有大量的气体,降低了轮毂的疲劳抗力,且因内含气体在热处理过程中会发生膨胀而使得铸件“起泡”,故无法用热处理来改善和提高轮毂的性能。同时,由于压铸缺乏长程补缩能力,轮毂轮辐般不宜深加工只限,且轮毂的气密性也较差。针对上述问题,近年来开发了些无气孔压铸新工艺,具有代表性的就是充氧压铸法和真空压铸法。图.和图......”。

3、“.....图.压铸铝合金轮毂图.压铸镁合金轮毂充氧压铸法是在充型前将氧气或其他反应性气体充入型腔以置换型腔内的空气,当金属熔体充填时,部分反应性气体通过排气槽排出,未排出的反应性气体与喷散的金属熔体发生反应,形成弥散在铸件内部的反应物颗粒,达到在消除气孔隐患的同时进步强化材料的目的。用充氧压铸法生产的铸件,内部含气量只有普通压铸法的,可进行固溶热处理和焊接。与传统压铸法相比,充氧压铸的铸件具有气孔报废率低内部组织致密抗拉强度和耐疲劳性能良好等优点,生产的汽车轮毂的气孔率较原来减少,并可热处理强化。国外现已将该方法广泛用于铝轮毂的生产中。日本轻金属株式会社于年开始用此方法大批量生产轿车铝合金轮毂,较采用其他铸造方法生产的同类产品质量减少了,机加工切削量由原来的减少到.,轮毂价格降低了。美国铸锻公司于年开始用充氧压铸法生产汽车铝合金轮毂,代替了原来的低压铸造法,并使铝轮毂的质量减轻了。由于有较高的力学性能和较轻的质量,用充氧压铸法生产的铝轮毂用于紧急救援车和高速车辆是十分理想的。真空压力铸造方法在普通压力铸造的基础上,利用辅助真空设备将压铸型腔预抽真空......”。

4、“.....该方法可以消除铸件内部气孔,提高压铸件的力学性能和表面品质,并且铸件可以进行热处理强化,获得较好的力学性能。其缺点是机械密封结构复杂,制造及安装困难,使用成本较高,而且难以控制。真空压铸镁合金件与普通压力铸件相比,铸件强度可提高以上，韧度提高,伸长率由提高到。挤压铸造由于挤压铸造充型过程较为平稳,并且金属熔体在高压作用下以较高速度凝固,获得的铸件内部组织致密晶粒细小外表光洁,可进行或等多种热处理,力学性能远高于低压铸造件见表.。在铝合金轮毂生产中,挤压铸造设备投资略低于低压铸造,但由于采用高压,模具制造费用较高且使用寿命较短。表.挤压铸造与低压铸造铝合金轮毂的力学性能比较铸造方法挤压铸造.低压铸造.目前,日本已经有相当部分的汽车铝轮毂采用挤压铸造工艺生产。如丰田汽车公司拥有的全自动挤压铸造设备已超过台,从浇注金属熔体到取出铸件的整个过程都由计算机来控制完成,自动化程度非常高,每台设备不到就可以生产出件铝轮毂。现在挤压铸造在世界上是汽车轮毂的重要生产工艺之。国内的挤压铸造摩托车铝合金轮毂首先由五二研究所在世纪年代初研制成功......”。

5、“.....但由于生产成本偏高及质量不稳定,在剧烈的价格竞争面前,采用挤压铸造工艺生产铝轮毂的企业正在逐渐减少。但是,就镁合金轮毂生产而言,由于镁合金较大的凝固收缩,挤压铸造不失为种理想的轮毂成形工艺。图.为武汉理工大学与广东企业开发的挤压铸造铝合金轮毂。图.为挤压铸造摩托车镁合金轮毂。采用这种新型挤压铸造工艺,不仅能够利用流动压力梯度实现熔体受控充型,防止熔体流与铸型型腔内存空气混合,实现轮毂的无气孔可热处理生产还能在充型完成后建立从充型远端的轮辐向加压中心浇道的温度梯度,实现顺序凝固,消除镁合金轮毂中的凝固缩孔缩松和裂纹倾向。图.挤压铸造汽车铝合金轮毂图.挤压铸造摩托车镁合金轮毂.其他成形方法轮毂还可以用锻造半固态模锻和半固态压铸成形。由于这两种方法不在本文讨论范围之内,故只简介如下。锻造法是轮毂应用较早的成形工艺之,其最大的缺陷是生产工序多生产效率较低成本远高于铸造成形法。由于成本过高,用锻造工艺生产的轮毂直限于小批量生产特殊用途轮毂如高性能铝合金赛车轮毂和镁合金轮毂的生产......”。

6、“.....以获得所需的接近成品零件尺寸的工艺。半固态锻件近净成形,机械加工量少,表面平整内部组织致密成形温度低模具寿命长,力学性能高于低压铸造件。轮毂作为汽车摩托车上最为重要的安全性能部件之,其生产方法多种多样且各具优缺点。但无论选择哪种工艺方法,都要在保证其产品满足相关品质要求的前提下,用最少的投入换来最大的收益。表.给出了各种铸造方法经济指标的比较,表.则列出了以镁合金铸件为例的几种不同的铸造成形方法所生产的铸件品质的比较。经济指标金属型铸造低压铸造差压铸造压力铸造挤压铸造生产批量小批成批成批大量成批成批大量成批大量生产率高高较高最高高准备周期较长较长长长较长设备费用中中较高高高工装费用中中中高中造型费用低低低不需不需表.各种铸造方法经济指标的比较表.几种不同铸造成型方法生产的镁合金铸件质量的比较对比指标造金属型重力铸造低压铸造压力铸造真空铸造挤压铸造半固态铸造循环时间表面精度卷入气体缩孔可热处理性可焊性注好良中差本章小结本章主要介绍了轮毂成形的工艺特点，以及轮毂的几个主要成形方法和他们的优缺点......”。

7、“.....第章轮毂成形工艺分析轮毂的铸造工艺有很多，最常见的有挤压铸造与低压铸造工艺。本章主要介绍两种工艺的性能特点及工艺参数。选择轮毂的铸造工艺方式，工艺方案的确定及模具的设计方案。轮毂生产的主要工序包括铸造热处理机加工及检验涂装。生产流程为铸造固溶时效处理非加工表面清理机加工检验清洗和涂装。.轮毂材料及性能特点现今的小轿车轮毂多为钢制和铝合金制，年至年国内汽车销量前三位的企业上海通用汽大众和上海大众，销量前三位的车型分别是汽大众捷达上海大众桑塔纳和上海通用别克凯越，其中凯越车型的轮毂均为铝合金轮毂，捷达和桑塔纳部分车型为铝合金轮毂。由于镁合会具有优良的韧性和塑性，适合用于经受冲击载荷和安全性较高的场合。其力学性能及常用汽车轮毂材料的力学性能见表。表.轮毂材料的相荚力学性能对比合金牌号密度•弹性模量剪切模量泊松比℅钢由表可知，镁合金的抗拉强度屈服点比钢低很多，与铝合金较接近，只略低于铝合金。.低压铸造的性能特点主机机械结构合型机构为四立柱导向，采用快速合型慢速到位的合型方式，提高工作效率并减少对模具的冲击。静模板与机架采用刚性连接......”。

8、“.....开型到位时，可将铸件从模具中顶出合型缸座上部设置由气缸驱动的安全限位装置，在动模板行程范围内可防止动模板下滑四个静模抽芯机构安装在静模板上，由四只油缸驱动，实现模具四侧垂直分型机架采用焊接件式框架结构，直接与静模板刚性连接自动安全防护门与光电保护装置设置在设备操作面，防止人体在设备运行时进入，确保操作者安全工作取件机械手具有轴轴及旋转三个运动自由度，保证取件时铸件不受损伤，并可正确判断铸件是否落下液压系统液压泵阀均采用进口产品，保证系统的可靠性液压泵采用变量柱塞泵，保证系统恒压，流量自动调节，节约能源各油缸运行速度均可单独手动调节所有油缸的密封件均采用进口耐高温密封件模具冷却系统机器可设置多路气冷水冷冷却回路，可进行时间方式的冷却自动控制冷却参数可在上位机设置修改。保温炉采用熔池式保温炉。辐射加热，控制。额定温度范围，控温精度保温炉固定在传动小车上，通过举升机构完成炉体的升降，由液压马达驱动完成小车的前后平稳移动电气控制系统电气控制系统采用上下位机的监控方式。采用进口作为下位控制机......”。

9、“.....采用进口人机界面或工控计算机作为上位机，完成低压铸造机的参数设置与修改，压力数据与曲线及机器工作状态与故障报警等信息的监控显示。上下位机的监控方式保证即使在上位机出现故障时，下位控制系统仍然能够根据预设的工艺参数自动运行，从而进步提高了系统稳定性。控制装置具有短路过载等保护措施，并具备完善的动作互锁功能，可有效保证机器安全可靠的运行。控制柜装备有机柜空调，保证控制系统能在恶劣条件下正常工作，提高系统可靠性。液面加压装置装置采用气动进口比例阀高精度压力传感器实现保温炉内压力的检测和实时闭环反馈控制,调节方式。具有多级线性加压自动跟踪设定加压曲线保温炉泄漏补偿液面补偿等功能。压力控制精度高，重复再现性好，确保低压浇注工艺的稳定致性，有效提高铸件成品率。.工艺方案的确定目前以上的汽车轮毂通过低压铸造生产，其次是采用工艺简便的重力铸造，约占。另外也有少数采用挤压成型方法和锻造成型方法等。与低压铸造和重力铸造相比，挤压铸造有着不可比拟的特点优势使用材料方面工艺简便性经济性高效性力学性能显著提高，接近于变形镁合金，优于重力铸造和低压铸造成型件缺陷少......”。