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.均为采用压铸方法生产的轮毂。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,然后将金属熔体压铸成形。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,并迅速在我国轮毂企业推广应用,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外轮缘在浇注过程中要防止卷气,与轮辐连接部位需要防止产生缩孔缩松,以保证无内胎轮毂的气密性。轮毂的中心厚大部位需要防止缩孔和缩松的产生，以保证轮毂连接性能。整个轮毂铸件应采用工艺手段消除构件内部疲劳缺陷如渣孔气孔缩孔疏松宏观偏析等。除合金熔体冶金质量外,在铸件的浇注和凝固过程中,充型流动场温度场与应力场是控制铸件内部工艺质量和力学性能的关键,凝固压力场温度场及其分布则更直接关系到铸件中缩孔缩松气孔等缺陷的消除。因此,必须要有合理的充型模式理想的凝固压力和温度场才能获得高质量的轮毂铸件。.现行的轮毂主要成形方法及其优缺点目前,国内外生产轮毂的主要铸造成形方法有金属型重力铸造低压铸造压力铸造和挤压铸造。下面结合轮毂的成形过程中的关键工艺要素对现行各种主要轮毂铸造成形方法进行论述与比较。金属型重力铸造在轮毂的金属型重力铸造中,铸件的凝固收缩补偿只能通过建立顺序凝固必需的温度梯度来保证,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。该方法是先在铸型内预抽真空,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度加压压力加压开始时间保压时间脱模热处理工艺参数等。轮毂模具设计的流程图如图.所示图.模具设计流程图第章轮毂零件的结构设计汽车轮毂主要由轮芯轮辋轮辐三部分构成由于轮辋按照国家标准汽车轮辋规格系列规定的尺寸设计，对轮毂的结构再设计而言，就是通过调整辐板结构及其与外轮圈的过渡圆角。轮毂结构的基本知识轮辋与轮胎装配配合，支撑轮胎的车轮部分。轮辐与车轴轮毂实施安装连接，支撑轮辋的车轮部分。偏距轮辋中心面到轮辐安装面间的距离。有正偏距零偏距负偏距之分。轮缘保持并支撑轮胎方向的轮辋部分。胎圈座与轮胎圈接触，支撑维持轮胎半径方向的轮辋部分。槽底为方便轮胎装拆，在轮辋上留有定深度和宽度的凹坑。气门孔安装轮胎气门嘴的孔。详细的轮毂结构可见图.所示整体式车轮结构。图.整体式车轮表.轮毂结构的基本知识轮辋宽度螺栓孔节圆直径轮辋名义直径螺栓孔直径轮缘轮辐安装面胎圈座安装面直径凸峰后距槽底轮辐气门孔轮辋偏距轮辋中心线中心孔型轮辋轮毂应符合图.图.轮辋型轮廓轮辋标定宽度轮缘宽度轮辋标定直径轮缘高度槽底深度槽底宽度槽的位置尺寸胎圈座宽度轮缘接合半径.胎圈座角度.轮毂模具设计的基本术语参考模型设计模型中的最终产品，本文中为汽车轮毂的最终三维实体模型。工件在工程上为毛坯，即为加工对象，其几何形状由设计者对整个模具的数控加工的可行性以及成本等因素决定。制造模型由参考模具和工件组成，为后面的模具的生成提供模板。.汽车轮毂模具方案的设计标准提供的设计理念将设计制造装配以及生产管理融为体,赋予“设计”完整的概念。它提供的强大功能尤其是曲面造型和模具设计功能为工程技术人员和生产管理人员在短期内完成高质量的产品开发提供了强有力的工具。本论文以为开发平台,以并行工程为思想,最终完成对挤压铸造模具智能设计系统的开发,实现模具设计的自动化,智能化,大大缩短了设计数控编程的时间,从而缩短了模具设计周期。另外,软件具有的单数据库参数化实体特征造型技术为实现并行工程提供了可靠的技术保证。轮毂模具设计可分为两步设计出符合要求的轮毂三维实体模型。根据轮毂的三维模型设计出轮毂模具。其中，轮毂实体设计是关键，直接涉及到模具的结构及尺寸精度。然后利用软件提供的功能，在实体的基础上进行三维造型，并设计出相应的轮毂模具。汽车轮毂由钢圈，轮辐，风孔等组成。汽车,轮毂,结构,模具设计,毕业设计,全套,图纸摘要本文以汽车轮毂为研究对象，基于产品研究开发的般流程，制定了产品结构设计工艺方案设计模具设计的技术路线。借助等工具，对汽车轮毂结构设计与性能分析并对模具造型铸造工艺等进行了设计。首先介绍了我国轮毂模具的现状发展趋势及我国模具发展的新技术，其次围绕轿车轮毂模具进行设计，针对轮毂的结构特点，确定模具的型腔数目分型面以及脱模机构。汽车轮毂的成型工艺方法较多，以挤压铸造生产轮毂的工艺方法现今多处于研究阶段。本文根据挤压铸造的工艺特点，对汽车轮毂挤压铸造模具设计进行了分析总结，并对模具型腔进行了结构设计，查阅模具设计手册，完成模具的总体设计。同时充分利用计算机绘图软件对零件进行设计,利用对零件进行三维造型,并实现零件的三维装配和模具设计。通过本次设计，对模具整个设计过程有了较好的了解。关键词模具镁合金汽车轮毂挤压铸造模具设计低压铸造．要内容第章轮毂零件的结构设计.轮毂模具设计的基本术语.汽车轮毂模具方案的设计标准.轮毂零件的设计主要外形尺寸的确定设计原则汽车轮毂轮廓三维实体生成汽车轮毂风孔的生成.本章小结第章轮毂成形工艺介绍.轮毂成形的工艺特点.现行的轮毂主要成形方法及其优缺点金属型重力铸造低压铸造压铸挤压铸造.其他成形方法.本章小结第章轮毂成形工艺分析.轮毂材料及性能特点.低压铸造的性能特点.工艺方案的确定.挤压铸造工艺参数.模具设计方案.本章小结第章轮毂铸造模具的设计.挤压模具设计的基本原则.挤压铸造模具的工艺参数汽车轮毂模具分模面的确定凹模设计凸模设计模板设计.模具装配.本章小结结论参考文献致谢附录第章绪论.引言能源环境和安全是当今备受关注的三大问题，也正是这三大问题制约了汽车工业的发展和汽车的普及。而汽车的安全性和可靠很大程度上取决于所用轮毂的性能和使用寿命。随着产品更新换代越来越快，新产品不断涌现，新技术日新月异，模具的使用范围已越来越广，对模具的要求也越来越高，使模具技术及制造方式发生了根本性的变化，已经从传统的手工设计，从有经验的钳工师傅为主导的技艺型生产方式转变到了以数字化信息化自动化生产为特征的现代模具工业生产时代。轮毂是个承受随机疲劳载荷的旋转薄壳结构，上面开有孔洞，附有加强筋，形状复杂，轿车在行驶中所受到的各种载荷向轮毂的传递也十分复杂。因此，轮毂的几何形状和力学特征的复杂性给研究工作带来很大的困难。轮毂模具设计是保证轿车轮毂质量的关键，由于模具型面复杂，几何构造图素和曲面造型独特，传统的模具设计及制造方法很难满足要求。而采用对汽车轮毂模型实体设计以及模具设计将解决这设计难题，使得设计过程简便快捷可靠。然而在当今汽车技术高速发展的时代，欧美日本等国家基本垄断了发达的汽车技术，我国在先进的汽车技术中处于落后与被动地位，因此，我国必须加大对汽车技术研发的力度，发明出更新更先进的技术，跟上世界各个汽车大国的技术水平。.轮毂国内外研究现状国内研究现状为了节能降耗，减少废气排放，提高驾乘舒适度和车辆动力学性能。现代汽车正在向轻量化方向发展，从结构材料的角度出发，实现车辆轻量化的主要手段是采用具有高比性能的轻质材料替代传统材料，目前广泛应用于汽车轮毂的材料主要是铝合金和镁合金。随着我们国家公路设施的迅猛发展，铝合金轮毂开始在全国范围内得到推广，并且发展迅速。年，我国轿车铝合金轮毂的装车率已接近。伴随着中国汽车工业的快速发展，我国铝合金轮毂行业出现强劲增长势头。