铝合金轮毂压铸模具设计(doc 66页)
汽车铝合金轮毂低压铸造模具设计
!8 < !;=%7%6+ " 铸 型 的 其 他 部 位 平 滑 过 渡 " 在 轮 辋 与 轮 幅 相
连接的部位存在着热节点 # 为 了 增 大 此 处 的 冷 却 强 度 # 选
’( 下模冷却环组件
冷却环组件
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铸型型腔尺寸的确定确定车轮轮辋机加工余量时在对机加工部位留正常的余量后还应考虑铸造时轮辋的顺序冷却即要求铸件壁厚有一定的渐变度上下部比下上部增厚56788根据此轮辋顺序冷却原则对轮辋余量作相应的增加以保证铸件的顺序冷却铸型壁厚的确定在设计低压铸造金属型模具时针对金属型的特点影响铸件凝固时间及温度场的主要因素为铸型的蓄热能力利用金属型的壁厚度的变化可以有效地控制铸件的凝固过程实现铸件的顺序凝固铸型的中心部位铸件壁较厚为了充分发挥中心浇口的补缩作用有利于铸件的顺序凝固希望此处最后凝固在确定铸型壁厚时选取了较小的壁厚比即铸型壁9
模具设计
机电工程技术 !""# 年第 $% 卷第 & 期
汽车铝合金轮毂低压铸造模具设计
潘晓涛 ’，贺伯平 !，阳
（ () 广东工业大学材料与能源学院， 广东广州
林 (，邓超权 !
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#’*+%$；!, 中南铝合金轮毂有限公司， 广东南海
摘要： 本文分析了低压整体式铝合金轮毂的低压铸造工艺性 ! 并从铸型分型面 " 铸型型腔尺寸和铸型壁厚的确定 ! 铸型排气
取了更大的壁厚比 # 即 !8 < !;># " 基于上述设计原则 # 可确 定铸型各部分的壁厚尺寸 " $%% 铸型排气系统的设计 由于低压铸造金属 型 型 腔 基 本 是 封 闭 的 # 既 不 像 砂 型 具有透气性 # 也不像一般重 力 浇 注 那 样 通 过 明 冒 口 等 措 施 进行排气 # 因此 # 低压铸造 铸 型 的 排 气 情 况 直 接 影 响 金 属 液充型过程及铸件质量 " 可 通 过 分 型 面 ! 顶 出 杆 等 处 的 间 隙 ! 排气槽和排气塞来实现 排 气 " 本 铸 型 设 计 仔 细 考 虑 了 排 气 通 道 ’ 上 模 芯 组 件 周 边 开 设 ? 型 间 隔 #@#A ! 深 "6+7, 的 排 气 槽 # 在 分 流 锥 与 上 模 芯 组 件 配 合 处 开 设 了 "6% 深 的 排气槽 # 以利于逐渐中心处 的 气 体 的 顺 利 排 出 " 在 安 装 面 上根据螺栓孔数目的多少而 布 置 同 等 数 量 的 推 杆 # 此 推 杆 既作为顶出制品用 # 又作为排气用 # 该 处 推 杆 间 隙 为 "6,7
镁铝合金汽车轮毂压铸成型模具毕业设计
目录引言 (2)1.镁合金概述 (3)1.1镁合金的优点 (3)1.2镁合金的缺点 (4)1.3镁合金轮毂的应用 (4)2.压铸成型基础 (6)2.1热压室压铸机压铸的基本原理与工艺过程 (6)2.2压铸成形的优缺点 (7)2.3压铸成形的缺点 (7)2.4压铸件的结构要求 (7)3.镁铝合金汽车轮毂的三维造型设计 (8)3.2轮毂设计的一般原则 (9)3.3汽车轮毂基于PRO/E的实体建模 (9)3.4基于PRO/E的镁合金轮毂三维造型检测 (12)4.分型面的建立 (15)5.汽车轮毂模具系统的设计与实现 (19)5.1基本的设计术语 (19)5.2汽车轮毂模具方案 (19)6.压铸机的选择 (25)6.1压铸机的选择方法 (25)6.22PQ图表示 (26)7.轮毂用材料的选用 (27)7.1镁合金挤压铸造轮毂的数值模拟应用 (29)7.2合金凝固过程的数值模拟 (30)7.3挤压铸造轮毂所需的工艺参数 (31)8.挤压铸造镁合金轮毂的数值模拟 (33)8.1模拟前期处理 (33)8.2有限元分析 (34)8.3修改浇口尺寸和充型速度后充型速度场 (39)8.4充型温度场分析 (41)8.5凝固过程模拟分析 (44)结论 (44)参考文献： (46)致谢 (45)镁铝合金汽车轮毂压铸成型模具设计摘要：轮毂作为车辆上的高速运动旋转部件，重量减轻可以有效的降低能耗、改善整车的加速及制动性能、提高驾乘舒适性及安全性等优点。
本研究通过镁合金材料AZ91D实现轮毂的更新换代和轻量化。
通过pro/E软件对轮毂结构进行再设计，采用挤压铸造成形技术。
并通过有限元分析针对镁合金成型工艺进行数值模拟，有利于模具设计和铸造工艺的改进，避免了无谓的模具修改，提高了试模的成功率，大大缩短了新品开发周期，降低了试模费用，产品质量得到了保障。
关键词：镁合金轮毂，pro/E，模具设计，压铸充型，数值模拟引言为推动镁合金在轮毂上的合理应用，本研究对镁合金材料的轮毂进行了工艺分析，优化轮毂结构，降低服役应力峰值，提高轮毂使用安全性。
铝合金压铸工艺中的模具设计
铝合金压铸工艺中的模具设计铝合金是一种广泛应用于各个领域的材料，其具有轻量化、优良的强度和良好的机械性能等特点。
在生产制造中，铝合金压铸成为一种非常受欢迎的加工方式。
对于铝合金压铸来说，模具设计是一个非常关键的环节，它的质量与模具的寿命、产品的质量以及加工效率有直接关系。
因此，本文将从模具设计的角度出发，介绍在铝合金压铸工艺中应该注意的事项。
一、考虑铝合金的物性在进行铝合金模具设计之前，必须了解铝合金的物性。
铝合金在加工过程中容易受到热变形的影响。
因此，在设计模具时，要保证模具具有足够的刚度和强度，以避免在高温条件下变形。
另外，铝合金在膨胀方面较大，而模具在高温状态下也会发生热胀冷缩的现象，这将对产品的尺寸稳定性产生负面影响。
因此，在模具设计中，不仅要考虑加工后产品的尺寸稳定性，还要考虑在高温状态下模具的变形以及冷却后产品的尺寸变化，以确保产品具有高精度。
二、模具设计的几个基本要素1. 模具结构：在模具结构方面，铝合金模具通常是由上模、下模、活动模、滑动模和射出系统等部分组成。
在设计时，要根据铝合金的物性和加工要求来确定模具结构和形状，以达到高效生产的目的。
2. 模具材料：在模具材料的选择方面，应根据铝合金的物性进行选择。
通常，适合用于铝合金模具的材料应具有高强度、高耐磨性和高温耐受性等特点。
目前，常用的模具材料有SKD61、H13和CRM等。
3. 考虑注塑工艺：在进行模具设计时，必须考虑到注塑工艺。
这意味着必须根据注塑工艺的参数来设计模具。
例如，应根据化学成分和温度参数来确定注塑机的射出系统和出口形状，以确保正常的注塑过程。
三、注塑机的选择在进行铝合金压铸加工时，注塑机的选择是非常关键的环节。
不同的注塑机具有不同的投影面积和射程，这会对产品的尺寸稳定性、成型速度和加工效率产生直接影响。
因此，在选择注塑机时，不仅要考虑加工数量和生产周期，还要考虑产品的几何形状、尺寸和质量要求。
四、模具维护模具在长期使用过程中，需要进行定期维护和保养。
铝合金轮毂低压铸造的模具设计分析论文
铝合金轮毂低压铸造的模具设计分析论文铝合金轮毂低压铸造的模具设计分析论文摘要：铝合金轮毂因其强度高、质量轻、价格合理、成型度好和回收率高等优点，在汽车工业得到了广泛的应用。
随着社会经济的发展，人们对汽车节能降耗的需求越来越高，汽车轻量化成为现代汽车发展的必然趋势。
对新型铝合金轮毂制造工艺及特点的探究对汽车工业发展具有重大的现实意义。
关键词：铝合金轮毂；低压铸造；模具设计；铸造工艺；1 铝合金轮毂的优势许多人开车开到一段时间以后，就会对汽车进行改装，尤其轮毂的改装最为常见，将原有的轮毂改造成铝合金轮毂后，不仅使汽车更加美观，而且驾驶的感觉更为舒适。
这是因为相对于其他金属，铝合金运用在轮毂上的优势非常多。
从元素上看铝合金是以铝为基体元素和加入一种或多种合金元素组成的合金。
铝最大的优点就是密度较小，大约只有铁的0.33，铁的熔点比铝的熔点要高很多，铝的熔点只有六百六十摄氏度，由于铝的性质偏软所以不能直接做刚性材料，所以需要加入其他金属弥补它的缺陷，所以铝合金就应运而生了。
铝合金既保留了铝的优点，不易腐蚀，质量轻等，又让其具有以下一些优势:强度高，其性能不亚于优质钢材料，可塑性好，导电性好，有着非常强的再加工特性、另外铝合金还拥有非常好的导电导热性。
这些优势让铝合金逐步成为了汽车，航天等工业不可替代的金属材料。
铝合金轮毂的优势主要包括:1) 重量轻。
铝合金轮毂轻巧，比起同尺寸的钢轮毂，其质量要轻出两千克，这样的质量差异使得铝合金轮毂的惯性和阻力都会有所减小，汽车的驾驶更加方便，减少驾驶员的疲惫之感，还会减少油耗。
2) 精度和强度更高。
铝合金轮毂的精度与强度比钢轮毂要高出许多，这是由于其铸造工艺特点决定，而且抗震性能良好，车轮会因此减少来自路面的冲击，减少驾驶员的疲惫感，即使路况很差，也不会很颠簸。
3) 散热好。
由于铝合金的传热系统优于钢，因此，汽车在行驶的过程中所产生的热量会通过铝合金轮毂以最快的速度传递出去，减少热量对汽车部件和性能的影响与危害[1]。
铝合金轮毂挤压铸造模具设计及模拟分析
铝合金轮毂挤压铸造模具设计及模拟分析发表时间：2017-11-28T11:20:32.757Z 来源：《基层建设》2017年第24期作者：曾华[导读] 摘要：对铸旋铝合金轮毂旋压模具的设计进行了有限元热模拟分析，并经试验验证，旋压模具选用 4． 5‰的热膨胀系数是正确的。
对于正面非机加轮毂，提出了轮毂旋压时采用中心凸台和工艺轮唇同时压料的方法，根据车轮不同结构，尾顶压力范围控制在 4. 5 ～6 MPa，并在生产中得到广泛应用。
佛山市南海奔达模具有限公司摘要：对铸旋铝合金轮毂旋压模具的设计进行了有限元热模拟分析，并经试验验证，旋压模具选用 4． 5‰的热膨胀系数是正确的。
对于正面非机加轮毂，提出了轮毂旋压时采用中心凸台和工艺轮唇同时压料的方法，根据车轮不同结构，尾顶压力范围控制在 4. 5 ～ 6 MPa，并在生产中得到广泛应用。
关键词：铝合金;轮毂;等温挤压;模具设计轮毂是车轮上最关键零件之一,它是安装并支承轮胎的基础零件。
轮毂与轮胎组成一个整体,共同承受车的重力、制动力、驱动力、汽车转向时产生的侧向力及这些力产生的力矩。
轮毂在汽车行驶时处于高速旋转状态,其工作条件严酷。
因此,必须有一定的强度、刚度和工作耐久性,还要求其重量轻、质量均匀。
图1为某车辆轮毂示意图,原采用钢铁材料铸造、焊接加工而成,严重超重,直接影响了整车性能。
采用低密度材料代替传统的钢铁材料,可以有效减轻重量,铝合金具有密度小、比强度高和易于进行多种加工等优点,采用铝合金轮毂是减重的有效途径。
目前铝合金轮毂的成形方法是以压铸为主,但压铸法成品率低,并且容易产生冷隔、气孔、收缩、变形等缺陷,不能满足对强度、韧性和抗疲劳的性能的要求。
因此,需要采用塑性成形的方法,根据零件形状的特点,适于采用挤压成形,成形出来的制品尺寸精度高、组织和性能均匀。
1 工艺方案1. 1 工艺分析该轮毂所用的材料为铝合金LC4,在常温下塑性较低,成形性能差,但随着温度的升高,其塑性得到极大的改善,该材料在430～ 490℃塑性最好,因此,采用在450℃的下等温挤压成形该零件[2]。
7A04铝合金轮毂挤压成形与模具毕业设计
摘要
某车辆轮毂原采用钢铁材料铸造而成，难以有效减重，同时铸造过程存在不可避免的缺陷，直接影响了整车性能。本文针对轮毂加工与使用中存在的问题，开展了铝合金轮毂的加工与应用研究。
依据轮毂的机械强度和服役要求，选择确定了7A04铝合金作为轮毂的制造材料，并讨论确定了7A04铝合金挤压成形工艺参数及热处理规范。轮毂属典型的宽阶梯凸缘厚壁筒形零件，根据轮毂零件的形状特点，结合7A04铝合金的成形特性，设计了铝合金轮毂挤压件图，制定了铝合金轮毂反挤压——扩口——镦挤成形工艺。
图4-3 两层组合凹模设计原则示意图…………………………………………………17
Key words:Aluminum alloy, 7A04, Wheel hub, Isothermal extrusions
摘要
Abstract
1.1选题的背景和意义2
插图清单
图2-17A04铝合金塑形图………………………………………………………………………11
图2-2铝合金变形温度对流动应力的影响……………………………………………11
实验试制结果表明，制定的铝合金轮毂成形工艺及选择的工艺参数是合理的，设计的模具结构是可行的，成功试制出合符要求的铝合金轮毂，为宽阶梯凸缘厚壁筒形零件的成形提供了重要的指导。性能测试结果表明，7A04铝合金轮毂的抗拉强度达到610～615MPa、屈服强度达到550～560MPa，超过了原钢铁轮毂的力学性能指标，且轮毂的重量由31Kg减为11.3Kg（减重 63.5%），达到了预期目标，实际中应用取得了良好的效果。
The process parameter of aluminum alloy wheel hub and wheel hub mold design were reasonable as been show in result of the experiment. We made the wheel hub
铝合金轮毂压铸模具设计
铝合金轮毂压铸模具设计1. 引言铝合金轮毂是汽车上常见的零部件之一，它起到了支撑车轮、保持车辆平衡等重要作用。
而铝合金轮毂的制造过程中，压铸模具的设计起着至关重要的作用。
本文将介绍铝合金轮毂压铸模具的设计过程及要点。
2. 压铸工艺在设计铝合金轮毂压铸模具之前，我们先了解一下压铸工艺的基本原理。
压铸是一种通过在金属合金熔体中施加高压力下，将熔融金属注入模具腔室中，并在冷却凝固后脱模而得到成型零件的方法。
主要包括以下几个步骤：1.准备工作：包括原材料准备、模具预热、涂抹模具表面防粘剂等。
2.注射：将熔融金属注入模具中，填充整个腔室。
3.压实：在金属熔池注入后，通过高压将其压实，确保填充均匀。
4.冷却固化：通过冷却水或其他冷却介质，使金属迅速冷却凝固。
5.脱模：将压铸件从模具中取出，并进行后续加工。
3. 铝合金轮毂压铸模具的设计要点在设计铝合金轮毂压铸模具时，需要考虑以下几个关键要点：3.1 模具材料选择常用的模具材料包括工具钢、合金钢、硬质合金等。
在选择模具材料时，需要考虑到铝合金液态腐蚀性强的特点，以及模具需要承受高压力和高温的环境。
因此，通常选择耐磨性好、耐腐蚀性强的材料。
3.2 模具结构设计模具的结构设计必须考虑到成型零件的形状和尺寸。
在设计铝合金轮毂压铸模具时，需要注意以下几点：•模具应该具有良好的填充性能，确保熔融金属在注射过程中能够充分填满模具腔室，并保持均匀分布。
•模具应该考虑到压实过程中可能产生的应力和变形情况，避免模具破裂或变形。
•模具应该具有良好的冷却系统，通过冷却水或其他冷却介质，使熔融金属迅速冷却凝固，减少缩孔和气孔等缺陷的产生。
3.3 模具表面处理铝合金轮毂表面的光洁度要求较高，因此压铸模具的表面处理至关重要。
常见的表面处理方法包括抛光、电镀、喷涂等，通过这些方法可以得到光洁度较高、质量较好的铝合金轮毂。
4. 总结铝合金轮毂压铸模具的设计是铝合金轮毂制造过程中的重要一环。
本文介绍了铝合金轮毂压铸模具设计的基本原理和要点，包括模具材料选择、模具结构设计和模具表面处理等。
铝合金轮圈低压模具设计
铝合金轮圈低压模具设计1模具设计（1）浇口面积设计要点。
低压铸造方案较其它铸造法单纯，铸件由离浇口最远程开始往浇口处凝固，而产生方向性凝固，为达成此目的，浇口的大小、位置和数量都需考虑。
就铝合金轮圈低压铸造来说，浇口的数量及位置有机台决定。
浇口的断面积设计需避免产生扰流，下式为浇口断面积的理论计算公式。
式中a：浇口最小断面积（cm2）G：含浇口铸件重量；t：浇注时间μ：金属液在某温度时的流动阻力系数，一般为0.3~0.4。
ρ：金属液在该温度时的密度，2.4g/cm3g：重力加速度H：液面至铸件顶端的高度，cm但上式只考虑铸件的充模而未考虑铸件的补缩，所以计算所得到的结果将比实际所需要的断面积小很多，为了考虑浇口系统的补缩作用，可采用断面内接园直径来确定浇口尺寸。
为了有效完成铸件补缩的要求，使铸件产生方向性凝固，必须符合以下条件：升液管上段内径铸件浇口内接园直径铸件最厚断面内接园直径。
（2）模具分型面的确定。
模型采用水平分模，分上模、边模和底模三部分。
边模与底模分型面选择在离轮圈下端面上偏尺寸R处，以保证轮圈加工时定位准确及夹持。
边模为四拆结构，与铸造机台的水平液压缸连接。
底模材料采用热作模具钢如H13。
上模、边模选用QT600。
（3）模具壁厚的确认。
模具厚度一般依据铸件的方向性凝固，在需先凝固的地方模具厚度采用较厚的原则，在需提供补水的通道采用较薄的原则。
局部厚度及间隙依据模具热胀系数来设计其间隙，并利用厚度变化来对铸胚局部变形作校正处理，防止漏水。
模具的中心部位，铸件壁较厚，为了充分发挥中心浇口的补缩作用，有利于铸件的顺序凝固，希望此处最后凝固。
在确定壁厚时，选择较小的壁厚比，即模具壁厚（δm）与铸件壁厚（δc）之比较小，δm/δc=1.5-1.8；而在模具四周轮缘部位，铸件壁较薄，此处铸件应最先凝固，选择较大的壁厚比，即δc=4-4.8。
模具的其它部位平滑过渡。
模具制作完成后需经过测量核对重要尺寸是否于设计图面吻合。
铸造铝合金汽车轮毂低压模具设计
间内 带走 热 量 程 度 的强 弱 决定 。这对 保证 顺 序 冷却 起 着至 关 重 要 的作 用 ，也是 现 场 工 艺调 整 的 最大 任
务。
外界冷却 因素对 内部温度场的影响 。
如 今 较 先 进 的轮 毂 铸 造机 械 ，可 以 对 风 冷流 量 进 行精 确 的 自动 控 制 ，因而可 保 证 工艺 的 稳定 性 。 （ ）不 同正 面造 型 轮 毂 的模具 设 计 概 要 不 同 ４ 的轮 毂 正 面 造 型 ，会 使轮 辐 的 多 少 、宽 窄 、粗 细 等 差 别较 大 ，因而 整 个 铸造 过 程 的温 度 场 会有 相 当大
上要 求 较 高 。
对较长时 间的激冷效应 ，因而获 得较大厚度的优质
组织层。
风冷是较为常用的冷却方式 ，冷却风管分为上模 风管 、下模风管及边模风管 （ 见图１ ），在个别需要
顶 模 及 边 模成 形 车 轮 的轮 辋 部 分 ，由于 轮 辋本
身厚度较小 ，模具壁厚太厚可能会导致轮辋 各处的 冷热不均，产生铸造缺陷。因此顶模 、边模 厚度以 保证模具强度为主 ，同时兼顾轮辋的成形因素 ，一 般上模取壁厚２ ～３ｍ ５ ０ ｍ、边模取３ ｍ 左右为宜。 ０ｍ
压 、泄 压 、降温 及 开 模取 件 ，这 个过 程 总 的长 短 及
各分阶段的时间分配 ，将在较大程度上影响模具的
温度 场 变化 ，从而 影 响铸 件 的 稳定 生 产 。
（ ）外界温度 ６
往往会随着季节 的更 替出现
变化 ，在 开放 的厂 区 内生 产 ，更 容易 受 到外 界 温 度
二、关于影响低压模具设计的前瞻 研究
铝合金轮毂压铸模具设计
X X X X 大学本科生毕业论文姓名： XX 学号： XX学院：专业：设计题目：铝合金轮毂压铸模具设计专题：指导教师： XXX 职称： XXX 2012 年 6 月XXXXXX大学毕业设计任务书学院专业年级学生姓名任务下达日期：毕业设计日期：毕业设计题目：毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：院长签字：指导教师签字：指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：XXXX大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要轮毂是电动自行车上极为重要的行驶部件和安全部件，应具有良好的综合力学性能，在正常行驶过程中不应发生变形和疲劳失效。
近几年来半固态加工技术因其节能、高效、环保式生产以及成型件的高性能等诸多优点，得到了世界各国的广泛关注。
半固态铸造成形技术不但综合了铸造成形和锻压成形的优点。
而且部分产品的性能会接近甚至于达到锻压产品的性能。
因此，采用半固态挤压成形工艺来加工电动自行车轮毂将会是一个新的发展方向。
模具在半固态挤压成型方法中是至关重要的一部分，因此，它的设计和制造成了成品件质量的关键所在。
本文对电瓶车轮毂进行二维造型比较形象的展示轮毂的外形。
并主要从电动自行车轮毂的发展状况、铝合金的成型与铸造方法、半固态挤压成型工艺及特点，模具总体方案的选择以及模具结构的设计等方面介绍了轮毂半固态挤压模具的设计。
铝合金轮毂挤压铸造模具设计及模拟分析尹志伟
铝合金轮毂挤压铸造模具设计及模拟分析尹志伟发布时间：2022-12-26T09:13:15.835Z 来源：《国家科学进展》2022年10期作者：尹志伟[导读] 铝合金轮毂的制造技术是多种多样的，目前主要采用的方式有金属型重力铸造、金属型低压铸造、锻旋三种生产工艺。
身份证号：42098419870108xxxx摘要：铝合金轮毂的制造技术是多种多样的，目前主要采用的方式有金属型重力铸造、金属型低压铸造、锻旋三种生产工艺。
由于使用金属型重力铸造方式生产铝合金轮毂，铸造投资少、生产周期短而被普遍采用，在铝合金轮毂的制造过程中，轮毂质量基本上决定于轮毂铸件毛坯的质量，而铸件的内部质量及力学性能，与铸造模具的冷却方式有着密切的联系，铝合金汽车轮毂通常用压铸模具（即常说轮毂模具）生产。
相应轮毂模具的加工，应充分考虑铝合金汽车轮毂的产品特点，进行合理的加工刀路设置，保证模具表面精度及尺寸精度。
同时采用优化的NC程序提高模具的加工质量，缩短现场加工时间，提高设备利用率，减少刀具、机床的磨损。
关键词：铝合金轮毂；低压铸造模具；设计；工艺引言铝合金轮毂在我国虽然发展时间较短，但前景和空间十分广泛。
由于铝合金轮毂有着质量轻、强度高、成型度好、价格合理以及回收率高等优势，所以在我国的汽车工业中有了非常广泛的应用。
随着我国经济的不断发展，人们的生活水平显著提升，汽车已经逐渐走进千家万户，人们在购买和实际使用汽车的过程中对于汽车耗能情况越来越关注，汽车轻量化可以说是现代汽车发展的目标。
相比于较为老旧的风冷工艺，现如今多数应用的水冷工艺更为环保，因为噪音大大减少，工人实际的工作效率也大有提升。
一、新型铝合金轮毂基本特征首先，新型铝合金轮毂具有重量轻的特点，比起同尺寸的钢轮毂，其质量要轻出两千克，这样的质量差异使得铝合金轮毂的惯性和阻力都会有所减小，汽车的驾驶更加方便，减少驾驶员的疲惫之感，还会减少油耗。
其次，新型铝合金轮毂的精度与强度比钢轮毂要高出许多，这是由于其铸造工艺特点决定，而且抗震性能良好，车轮会因此减少来自路面的冲击，减少驾驶员的疲惫感，即使路况很差，也不会很颠簸。
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铝合金轮毂压铸模具设计(doc 66页)X X X X 大学本科生毕业论文姓名： XX 学号： XX学院：专业：设计题目：铝合金轮毂压铸模具设计专题：指导教师： XXX 职称： XXX2012 年 6 月XX2XXXX大学毕业设计任务书学院专业年级学生姓名任务下达日期：毕业设计日期：毕业设计题目：毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：院长签字：指导教师签字：3XXXX大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：4XXXX大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：5XXXX大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日6学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日7摘要轮毂是电动自行车上极为重要的行驶部件和安全部件，应具有良好的综合力学性能，在正常行驶过程中不应发生变形和疲劳失效。
近几年来半固态加工技术因其节能、高效、环保式生产以及成型件的高性能等诸多优点，得到了世界各国的广泛关注。
半固态铸造成形技术不但综合了铸造成形和锻压成形的优点。
而且部分产品的性能会接近甚至于达到锻压产品的性能。
因此，采用半固态挤压成形工艺来加工电动自行车轮毂将会是一个新的发展方向。
模具在半固态挤压成型方法中是至关重要的一部分，因此，它的设计和制造成了成品件质量的关键所在。
本文对电瓶车轮毂进行二维造型比较形象的展示轮毂的外形。
并主要从电动自行车轮毂的发展状况、铝合金的成型与铸造方法、半固态挤压成型工艺及特点，模具总体方案的选择以及模具结构的设计等方面介绍了轮毂半固态挤压模具的设计。
该款轮毂的材料采用了铝合金材料（ZL101A），分析了轮毂零件的特点。
另外，主要从铸件收缩率、铸型分型面、冒口的设置以及推出机构等几个方面介绍了模具设计的要点。
关键词：轮毂 ;半固态挤压 ;模具设计8ABSTRACT9目录一般部分1 绪论 (1)1.1压力铸造 (2)1.1.1典型的压铸填充理论 (2)1.1.2压力铸造的特点 (2)1.1.3压铸生产过程简介 (2)1.2压铸业发展历史、现状及趋势 (3)1.2.1压铸的发展历史 (2)1.2.2我国压铸业的发展 (2)1.2.3压铸产业的发展趋势 (2)1.3本课题的研究内容及意义 (4)1.3.1研究内容 (6)1.3.2开展本课题的意义 (7)模具设计专题部分3压铸件设计 (10)3.1压铸件基本结构设计 (10)3.1.1壁厚和肋 (10)3.1.2铸造和圆角 (11)3.1.3起模斜度 (11)3.2压铸件结构设计的工艺性 (11)3.3压铸件技术要求 (11)103.3.1尺寸精度 (11)3.3.2表面质量 (12)3.3.3机械加工余量 (13)4压铸机的选用及相关计算与校核 (11)4.1确定压铸机的锁模力 (13)4.1.1计算主胀型力 (10)4.1.2计算锁模力 (10)4.1.3开模行程的核算 (10)5半固态挤压模具设计概述 (11)5.1半固态挤压模具基本结构 (13)5.2分型面的设计 (15)5.3浇注系统的设计 (18)5.3.1浇注系统的结构与分类 (18)5.3.2内浇口的设计 (19)5.3.3直浇道的设计 (19)5.3.4横浇道的设计 (19)5.4排溢系统的设计 (19)5.4.1溢流槽的设计 (20)5.4.2排气槽的设计 (20)5.5模架的设计 (18)5.5.1模架的设计原则 (18)5.6 模具加热系统设计 (19)5.7成形零件的设计 (19)5.7.1半固态挤压件的收缩率 (20)5.7.2成形部分尺寸的计算 (20)5.8推出机构设计 (18)结论与展望 (37)参考文献 (38)翻译部分英文原文 (40)中文译文 (49)致谢 (59)一般部分1 绪论1.1压力铸造压铸是压力铸造的简称，是一种将处于熔融状态或半熔融状态的金属注入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模具的型腔内，并在高压下冷却凝固成型而获得铸件的高效益、高效率的精密铸造方法。
用该方式成型的铸件，常常成为压铸件。
目前压铸所采用的金属主要是各种合金，其中铝合金占比例最高（30%～60%），锌合金次之（在国外，锌合金铸件绝大部分为压铸件）。
镁合金是近几年国际上比较关注的合金材料，铜合金仅占压铸件总量的1%～2%。
1.1.1典型的压铸填充理论压铸过程中金属液的填充形态与铸件致密度、气孔率、力学性能和表面粗糙度等质量因素密切相关，在极短的填充瞬间其受到压铸件结构、填充速度、比压、温度、内浇口与压铸件端面厚度之比、合金液的黏度及表面张力、浇注系统的形状等的制约。
长期以来人们对此进行广泛的研究，提出了一些论点，但这些论点都是在特定的实验条件下得到的，有一定的局限性，要求人们在应用中具体情况具体分析，使填充理论进一步完善和深化。
目前局域代表性的金属充填理论有三种：喷射充填理论、全壁厚充填理论和三阶段充填理论。
①喷射填充理论该理论是1932年由佛罗梅尔（L.Frommer）在矩形截面型腔一端开设浇口，研究锌合金压铸填充过程中得到的。
他认为液体金属的填充过程遵循流体力学定律，并且有摩擦和涡流现象；液体金属填充矩形型腔时的运动特性和内浇道截面积与型腔截面积之比有关。
佛罗梅尔认为：当液流在速度、压力不变时，保持内浇口截面的形状喷射至对面型壁，成为喷射阶段；由于对面型壁的阻碍，部分金属呈涡流状返回，部分金属向所有其他方向喷射并沿型腔壁由四面向内浇口方向折回，成为涡流阶段。
涡流中容易卷入空气及涂料燃烧产生的气体，使压铸件凝固后形成0.1～1mm的孔洞，降低了压铸件的致密度。
②全壁厚填充理论该理论是1937年由勃兰特（W.G.Brandt）用0.5～2mm厚的内浇口（且与压铸件厚度之比为0.1～0.6）研究铝合金压铸填充过程中得到的。
勃兰特认为，金属液经内浇口进入型腔后，即扩展至型壁后沿整个型壁截面向前填充，直到充满为止。
③三阶段填充理论该理论是1944--1952年由巴顿（H.KBarton）提出来的。
巴顿认为，填充过程是包含力学、热力学和流体力学因素的复合问题，大致可分为三个阶段。
第一阶段：受内浇口截面限制的金属射入型腔后，首先冲击对面型壁，沿型腔表面向各方向扩展，并形成压铸件表面的薄壳层，在型腔转角处产生涡流。
第二阶段：后续金属液沉积在薄壳层内的空间里，直至填满，凝固曾逐渐向内延伸，液相逐渐减少。
第三阶段：金属液完全充满型腔后，与浇注系统和压室构成一个封闭的水力学系统，在压力作用下，补充熔融金属，压实压铸件。
以上是早期的三种典型的填充理论。
由于压铸过程中，压铸件的填充是在极短的时间内完成的，并且过程是不连续的，变化迅速，压铸件是不透明的，因而不可能直接观察到压铸件内填充过程。
此外，填充过程还与压射工艺参数、压铸件和内浇道的形状及两者截面积之比、压铸合金的性能等因素有关。
因此，对填充理论一直存在着不同的看法。
1.1.2压力铸造的特点高压力和高速度是压铸中熔融合金充填成型过程的两大特点，也是压铸与其他铸造方法最根本的区别所在。
压铸中常用的压射比压在几兆帕至几十兆帕范围内，有时甚至高达500MPa。
其充填速度一般在0.5～70m/s范围内，它的充填时间很短，一般为0.01～0.2s，最短的仅为千分之几秒。
因此，利用这种方法生产的产品有着其独特的优点。
可以得到薄壁、形状复杂但轮廓清晰的铸件。
其压铸出的最小壁厚：锌合金为0.3mm；铝合金为0.5mm。
铸出孔最小直径为0.7mm。
铸出螺纹最小螺距0.75mm。
对于形状复杂，难以或不能用切削加工制造的零件，即使产量小，通常也采用压铸生产，尤其当采用其他铸造方法或其他金属成型工艺难以制造时，采用压铸生产最为适宜。
铸件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。
铸件的尺寸精度为IT12～IT11面粗糙度一般为3.2～0.8μm，最低可达0.4μm。
因此，个别压铸件可以不经过机械加工或仅是个别部位加工即可使用[1黄]。
压铸的主要优点是：(1)铸件的强度和表面硬度较高。
由于压铸模的激冷作用，又在压力下结晶，因此，压铸件表面层晶粒极细，组织致密，所以表面层的硬度和强度都比较高。
压铸件的抗拉强度一般比砂型铸件高25%～30%，但收缩率较低。
(2)生产率较高。
压力铸造的生产周期短,一次操作的循环时间约5 s～3 min ,这种方法适于大批量生产。
虽然压铸生产的优势十分突出，但是，它也有一些明显的缺点：(1)压铸件表层常存在气孔。
这是由于液态合金的充型速度极快，型腔中的气体很难完全排除，常以气孔形式存留在铸件中。
因此，一般压铸件不能进行热处理，也不宜在高温条件下工作。
这是由于加热温度高时，气孔内的气体膨胀，导致压铸件表面鼓包，影响质量与外观。
同样，也不希望进行机械加工，以免铸件表面显露气孔。
(2)压铸的合金类别和牌号有所限制。
目前只适用于锌、铝、镁、铜等合金的压铸。
而对于钢铁材料，由于其熔点高，压铸模具使用寿命短，故钢铁材料的压铸很难适用于实际生产。
至于某一种合金类别，由于压铸时的激冷产生剧烈收缩，因此也仅限于几种牌号的压铸。
(3)压铸的生产准备费用较高。
由于压铸机成本高，压铸模加工周期长、成本高，因此压铸工艺只适用于大批量生产[2]1.1.3压铸生产过程简介图1 压铸工艺过程流程图1.2压铸业发展历史、现状及趋势1.2.1压铸的发展历史压铸始于19世纪，其最初被用于压铸铅字。
早在1822年，威廉姆·乔奇（Willam Church）博士曾制造一台日产1.2～2万铅字的铸造机，已显示出这种工艺方法的生产潜力。
1849年斯图吉斯（J. J. Sturgiss）设计并制造成第一台手动活塞式热室压铸机，并在美国获得了专利权。
1885年默根瑟（Mersen-thaler）研究了以前的专利，发明了印字压铸机，开始只用于生产低熔点的铅、锡合金铸字，到19世纪60年代用于锌合金压铸零件生产。
压铸广泛应用于工业生产还只是上世纪初，用于现金出纳机、留声机和自行车的产品生产。
1904年英国的法兰克林（H. H. Franklin）公司开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承，开创了压铸零件在汽车工业中应用的先例。
1905年多勒（H. H. Doehler）研制成功用于工业生产的压铸机、压铸锌、锡、铜合金铸件。