汽车轮毂的结构与模具设计-开题报告

汽车轮毂的结构与模具设计-开题报告毕业设计（论文）开题报告
学生姓名：
指导教师姓名：
题目名称：
系部：汽车与XXX
专业、班级：
职称：实验师
从事专业：汽车服务
是否外聘：□是■XXX
题目：轮毂结构与模具设计
一、选题的目的、依据和意义
1、研究现状
作为汽车最重要的安全部件，轮毂承受着汽车和载物质量的压力，同时还要承受汽车在启动、制动时的扭矩作用，以及在行驶过程中的不规则交变受力。

轮毂的产品质量和可靠性不仅关系到车辆和车上人员、物资的安全性，还影响到车辆在行驶中的平稳性、操纵性、舒适性等性能。

因此，轮毂的尺寸和形状精度高、动平衡好、疲劳强度高、刚度和弹性好、质量轻、美观、材料可回收等要求十分严格。

1.1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。

随着我国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。

2002年，我国轿车铝合金轮
毂的装车率已接近45%。

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。

经过十几年的艰苦努力，年生产能力已超过了6500万件，成为了世界铝合金轮毂
生产大国。

与世界先进水平相比，国内企业在铝合金轮毂的设计开发和制造技术方面尚存在较大的差距。

总体的生产技术和装备水平、产品的设计水平、产品的技术含量和质量水平还有待进一步的提高。

镁合金是一种轻质、低成本、高比性能、比强度和比刚度的金属结构材料。

它具有突出的阻尼减振性能等特点，因此被广泛应用于汽车和摩托车结构，特别是高速运动构件。

使用镁合金可以降低车辆的自重和燃油消耗，减少车辆的振动和噪声，提高车辆的加减速动力学特性，同时也能达到节能环保的目的，显著改善车辆的驾乘舒适度。

XXX是国内最早将镁合金应用
于汽车的公司之一，目前已经在桑塔纳轿车的镁合金变速器外壳上应用了2000吨以上的镁合金。

XXX开发了轿车用非承重
镁合金零件，包括变速箱壳、离合器壳、变速箱盖等，其中镁合金变速箱壳体质量仅为 3.3kg，取代了 4.8kg的铝合金壳体，年产量达到6万件。

XXX生产的变速器、上下箱体延伸体和
缸罩等7种零件已通过台架试验和道路试验，2004年已大批
量装车进入市场。

我国科技部也在“十五”国家科技攻关计划中特别提出了“镁合金开发应用和产业化”重大项目。

轮毂的铸造工艺包括低压铸造法、重力铸造法、压力铸造法、挤压铸造法等，而轮毂的成形工艺主要有挤压铸造和低压铸造。

我国从20世纪六七十年代开始发展挤压铸造，到20世纪九十年代，已经在摩托车行业得到了飞跃发展，年产量已经达到了300千万只摩托车铝轮毂的能力。

目前国内外生产的大型受力零件有：重25.50kg的坦克铝合金负重轮以及大型载重
汽车铝轮毂等。

我国低压铸造工艺发展得较晚，1955年天津
拖拉机制造厂采用压缩空气紧密制造铝合金型板，1958年
XXX应用了低压铸造工艺，六十年代这一工艺在北京、天津、上海、辽宁等地得到了一定程度的发展。

1978年以来，XXX、
XXX、XXX等相继召开低压铸造经验交流会，介绍了国内先
进的低压铸造设备和工艺。

国外对轮毂材料的研究发展得比较迅速。

20世纪初，当
钢铁制汽车轮毂已经运用的很成熟的时候，一些赛车爱好者开始追求速度与灵活性，将钢制辐条式轮毂与铝质轧制轮辋相结合的车轮装上汽车，从此，汽车轮毂进入了铝合金轮毂时代。

1945年以后，汽车厂商纷纷开展批量生产铝合金轮毂的研究。

德国是世界上最早开始制造铝合金轮毂的国家，早在20世纪
20年代就开始用砂型铸造赛车用铝合金轮毂，其设计与制造
技术一直走在世界的前列。

20世纪50年代末，联邦德国还只
能少量的生产铝合金轮毂，到了70年代后，他们开始在小汽
车上大量使用铸造铝合金轮毂，开创了新的局面。

本文旨在研究和开发镁合金轮毂的生产工艺，并掌握汽车轮毂设计和开发的流程。

依据各国对镁合金研究计划的重视和汽车工业的发展趋势，开发出高性能、高质量的轮毂具有重要的意义。

通过研究挤压铸造和低压铸造的工艺特点，设计模具型腔，掌握铸造的基本工艺，能够提高轮毂的生产效率和质量，降低生产成本，进一步推动汽车工业的发展。

资源和环境问题已经成为各国关注的重点问题。

现代交通工具如汽车、摩托车等正在向轻量化方向发展，以解决节能降耗、减少废气排放、提高驾乘舒适度和车辆动力学性能等问题。

镁合金作为已知的最轻金属结构材料之一，具有多方面优势，因此备受各国青睐。

轮毂作为车辆的重要运动部件，其轻量化生产具有非常重要的意义。

镁合金由于其众多优点成为轻量化发展的首选材料，但其生产和应用中仍存在许多缺点，如易氧化燃烧、生产难度大、成形技术不成熟、耐蚀性差、高温强度低等问题，严重阻碍了镁合金产品的生产。

铸造模具市场异常活跃，随着铸造产业的高速增长，铸造模具制造工业也得到了发展。

铸造模具约占各类模具总产值5%，每年增长速度高达25%。

模具是工业产品生产用的重要
工艺装备，在现代工业生产中，60%-90%的工业产品需要使用模具。

模具工业已经成为工业发展的基础，许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖于模具生产，特别是汽车、摩托车、轻工、电子、航空等行业。

机械行业作为制造业基础，预计
21世纪机械制造工业的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都将依靠模具完成，因此，模具工业已经成为国民经济的重要基础工业。

模具工业发展的关键是模具技术的进步。

在世界市场的竞争中，各国都在向高质量、高可靠性、质量轻、节能、低成本方向发展。

传统的材料和工艺方法已不能适应要求，特别是在汽车制造业中，产品设计师和工艺师力争减轻车的重量，采用轻量化材料如铝、镁合金代替钢铁。

在工艺方面，采用铸造、压铸、挤压铸造等方法，以提高毛坯的精度，减少加工余量，降低成本。

本文的研究基本内容包括轮毂结构设计、轮毂成形工艺研究现状、轮毂成形工艺方案的确定和轮毂模具的设计。

主要解决的问题包括零件的结构设计、汽车轮毂成形工艺的设计和完成轮毂挤压铸造模具的设计。

研究方法采用实验室试验、数值模拟、文献调研等方法，通过对镁合金材料的性能研究和轮毂结构设计的优化，确定最佳的成形工艺方案。

同时，通过对轮毂模具的设计和制造，实现轮毂的挤压铸造。

本文研究的是轮毂成形铸造工艺的设计和分析。

首先需要进行轮毂成形工艺的研究和确定工艺方案。

接着进行轮毂的结构设计，并进行调查研究和资料收集。

在轮毂成形过程中，可
以采用重力铸造、挤压铸造和低压铸造等不同的工艺方式。

完成设计后，需要进行轮毂成形工艺的确定，并进行挤压铸造模具的设计。

同时，还需要整理相关的图纸和资料。

在进度安排方面，需要在前两周完成调研和资料收集，并完成开题报告。

接着在第三至第四周进行轮毂的结构方案设计。

在第五至第八周，需要完成总成图和零部件图的设计计算，并进行中期检查。

在第九至第十一周，需要完善图纸设计。

在第十二周，需要撰写设计说明书。

在第十三至第十四周，需要完善设计，并提交指导老师审核并修改。

在第十五至第十六周，需要进行设计审核和修改。

在第十七周，需要进行毕业设计答辩准备及答辩。

最后，在参考文献方面，可以参考XXX等人的关于汽车
用轻合金轮毂的发展及展望的研究，XXX的关于镁合金轮毂
的塑性成形技术的研究，XXX的关于镁合金在汽车上的应用
及发展趋势的研究等。

同时，还可以参考XXX编著的《模具
计算机辅助设计与制造》等相关书籍。

15.XXX C.B.在2001年的《Light Metal Age》上发表了一
篇题为“58th Annual World Magnesium Conference: Automotive。

Environmental。

Supply/Demand。

and XXX”的文章。

该文章主
要讨论了全球镁行业在汽车、环保、供需和质量方面的发展情况。

16.XXX在XXX出版的《第三届中国国际压铸会议论文集》中发表了一篇论文，题为“XXX和UNRC Process（半固
态铸造）的特点”。

该论文主要介绍了这两种铸造工艺的特点。