镁合金汽车轮毂压铸模毕业设计
基于Pro／Engineer平台的镁合金轮毂挤压铸造模具设计
１ ９ｇ ． ｋ ，加 工 后 的 ４ 零 件 重 量 为
１ １ｇ ． ｋ ，原 铝 合 金 ２
该 铸件 是 国内某摩 托 车轮 毂 制造 有 限公 司开 发
图 １ 镁 合 金 摩 托 车 轮 毂零 件 图
件 为 ２２ ｋ ，实 际 ． ｇ ４
高 ， 寸稳 定 ， 于成 形 和 机 械 加 工 ， 于 摩 托 车 轮 尺 易 适
基 金 项 目： 肃 省 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （Ｓ ３ － ５ ０ ９ Ｃ 甘 Ｚ ０ １Ａ２ — ２ 一 ） 收稿 日期 ：０ ７ ０ — ２ ２ ０ — ６ １ 文 章 编 号 ：０ ７ ０ １ ２ ０ — ９
Ｂａ ｅ ｎ Ｐｒ ／ ｓ ｄ ｏ ｏＥｎｇ ｎｅ ｒ ｉ ｅ
张 占领 张 艳琴 阎峰 云 （ ． 州交通 学 院 ， 南 省郑 州市 ４ ０ ６ １郑 河 ５ ０ ２；
２兰 州理 工大学 有 色金 属合 金 省部 共建 教育 部 重点 实验 室 ， ． 甘肃 省 兰州市 ７ ０ ５ ３ ０ ０）
面外 ， 余均 为铸 态 表 面。 加 工表 面粗 糙度 为 ０８ 其 其 ．— ６３ ｒ， ．１ｎ 总体 要求 较 高 。 ｘ
２ 铸 件 工艺 分析
形工 艺进 行研 究 。 基本 确定 的材 质 为 Ａ ０ Ｍ６ Ｂ商用 镁
合 金 ， 材质 综 合 性 能 较好 ， 该 冲击 韧 度 、 学 强 度 较 力
ａ ｄ ｓｒ ｐ ｎ ｓｅ ａ ｐｅｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓａ ｄｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｆ ｒ ｈ ｅ ｉｎｏ ｇ ａｌｙ ｑｕ ｅ ｉｇ ｃ ｓｉｇ ｍ ｏｄ ｎ ｔｉ ｉ ｇａ ｘ ｍ ｌ， ｒ ｃ ｓ ｎ ｈ ｔ ｏ ｏ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｐ ｈ ｔ Ｍ ｌ ｓｓ ｅ ｚｎ ａ ｔ ｌ ｏ ｎ ｗｉ ｒ ／ ｎｇｎ ｅ ａ ｅ ｂ ｅ ｅ ｅ ｔ ｄ．ｈ ｙ ｔ ｍ ａ ｌ ｃｒ ａ ｅ ｅｅ ｆ ｉｎ ｙｏ ｏｄｄ ｓｇ ａ ｄ ａ— ｔ Ｐ ｏ Ｅ ｉｅ ｒ ｖ ｅ ｎｐｒｓ ｎｅ Ｔ ｅｓ ｓｅ ｇ ｅ ｔ ｉ ｅ ｓ ｄｔ ｆｃｅ ｃ ｆ ｈ ｈ ｒ ｙｎ ｈ ｉ ｍ ｌ ｅ ｉｎ，ｎ ｌ Ｓ ａ ｅａＦｆ ｒ ｎ ｅｔ ｅ ｉ ｆ ｑ ｅ ｚｎ ａ ｔ ｇｍ ｏｄｆ ｒ ｏ ｐｉａｅ ｑ ｅ ｚｎ ａ ｔ ｇｏ ｌ ｙ ． Ｏｇ ｖ ｅ ｅ ｃ ｄ ｓｇｎｏ ｕ ｅ ｉｇｃ ｓｉ ｌ ｍ ｌ ｔ ｄ ｓ ｕ ｅ ｉｇｃ ｓｉ ｆ ｅ ｏ ｓ ｎ ｏｃ ｃ ｎ Ｍｇ ａｌ ｓ ｏ Ｋ ｙ ｒ ｓ： ｇｎ ｓｕ ａｌｙ Ａｕ ｏｗｈ ｅ ｕ ｅ ｗｏ ｄ Ｍａ ｅ ｉｍ ｌ ｓ， ｔ ｅ ｌ ｂ， Ｓｑ ｅ ｚｎ ａ ｔ ｏ ｈ ｕ ｅ ｉｇｃ ｓ ，Ｄｉ ｅ ｉ ｅ ｄ ｓｇｎ
压铸工艺与模具设计毕业论文
压铸工艺与模具设计毕业论文一、选题的依据及意义本课题来源于江铃汽车集团公司骨干企业，江铃汽车集团公司车厢饰件厂的全资子公司，江铃有色金属压铸厂。
该公司成立于2002年5月。
工厂总投入资金为四千万元人民币，自建立起就本着高起点，现代化的原则，工厂以生产铝合金压铸件及其加工为主,已为江铃汽车、奇瑞汽车及中华汽车配套生产变速器及发动机零部件，产品已出口欧洲，工厂还可生产路灯灯罩、电梯踏板、电机壳体等其它铝合金压铸件。
产品图如下所示：压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法。
它是将熔融金属在高压高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。
高压高速是压力铸造的主要特征。
常用的压力为数十兆帕，填充速度（浇口速度）约为16～80米/秒，金属液填充模具型腔的时间极短，约为0.01～0.2秒。
压力铸造特点如下：一、优点：（1）可以制造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件。
（2）压铸件的尺寸精度较高，可达IT11～IT13级，有时可达IT9级，表面粗糙度达Ra0.8～3.2um,有时达Ra0.4um,互换性好。
（3）材料利用率高。
（4）可以将其他材料的嵌件直接嵌铸在压铸件上。
（5）压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度。
（6）可以实现自动化生产。
二、缺点：（1）由于高速充填，快速冷却，形腔中气体来不及排出，致使压铸件常有气孔及氧化夹杂物存在，从而降低了压铸件质量。
（2）压铸机和压铸模质量昂贵，不适合小批量生产。
（3）压铸件尺寸受到限制。
（4）压铸合金种类受到限制。
在此之上还发展出多种特殊压铸工艺，以解决压铸件的气孔和疏松问题。
迄今为止主要有真空压铸、充氧压铸、精速密压铸、半固态压铸等。
由于用这种方法生产产品具有生产效率高，工序简单，铸件公差等级较高，表面粗糙度好，机械强度大，可以省去大量的机械加工工序和设备，节约原材料等优点，且其缺点可以通过特殊压铸得到有效的克服，所以现已成为我国铸造业中的一个重要组成部分。
镁合金压铸件模具设计要点
浇、流道系统设计(6/10)
浇口设计
浇口面积计算公式
Ag V Vg t
V:压铸件体积(含溢流井体积)(cm3)
Vg:浇口速度 (m/s)
t:充填时间 (s)
Ag:浇口面积(mm2)
举例说明:铸件(含溢流井)重400g,平均壁厚1.4mm, V=400/1.8=222.22 cm3 (镁铸件比重为1.8) 假设Vg=55m/s, t=0.03 则Ag=222.22/(55*0.03)=134.68 mm2 , 另浇口厚度不得超出铸件厚度的一半，因而在此定为
精级拔模角 D 0.8( L / C) , (D/ L) / 0.01746度
一般级拔模角所需C值
精级拔模角所需C值
内表面(单边)=7
内表面(单边)=7.8
外表面(单边)=14
外表面(单边)=15.6
孔(全部)=4.76
孔(全部)=5.3
压铸方案设计程序 (1/2)
选择压铸机 决定压铸条件
4
4
5
6
6
镁压铸品模销孔径大于25mm时，直径与深度比 为1:6
镁压铸品模销孔直径 (mm)
3
4
5
7
10 13 16 20 25
镁压铸品模销孔标准深度
单位:倍
1
1 1.5 2
2
2
2.5 2.5
3
镁压铸品尺寸公差 (6/9)
平面之角度公差(ADCI-E11-65)
平面和基准面在同一模穴或同一侧滑模之一部份 面长75mm以下…………………………..0.13mm 超过75mm每25mm追加公差……………0.025mm
镁合金汽车轮毂挤压成形工艺分析及其数值模拟
见图 １(ａ)中 ａ、ｂ 所示区域ꎻ同时ꎬ轮毂整体较大的尺寸将 大大提高对成形设备的要求ꎮ
a
445
214
b (a) M
(b)?
图 １ 轮毂结构示意图
由于镁合金热传递系数高ꎬ所以采用等温挤压ꎬ挤压 方案 １ 如图 ２ 所示ꎬ将加热后的成形坯料放入凹模具中ꎬ 冲头下压后抬起即完成零件挤压ꎬ５ 个轮辐间孔洞通过后 期机加工完成ꎮ
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｗｈｅｅｌｓ ｍａｄｅ ｏｆ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ ａｒｅ ｍｏｓｔｌｙ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｄｉｅ － ｃａｓｔｉｎｇꎬ ｂｕｔ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｉｓ
ｐｒｏｃｅｓｓ ｅｘｉｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｅ－ｃａｓｔｉｎｇ. Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｇｏｏｄ ｔｈｅｒｍｏ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙꎬ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｈｏｔ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ ｆｏｒｍ ｔｈｉｓ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｗｈｅｅｌｓ ａｎｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ｐｒｅｐａｒｅｓ ｔｗｏ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｆｏｒｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅ￣ ｓｐｏｎｄｉｎｇ ｄｉｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｓｉｍｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅｓ ｂｙ ｔｈｅ Ｄｅｆｏｒｍ－３Ｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ.
结合镁合金热塑性好的特点ꎬ提出采用热挤压的方法 来进行镁合金轮毂成形[４－５] ꎮ 由于轮毂零件尺寸大、结构 复杂挤压难度大ꎮ 因此提出坯料预成形后在一套模具中 完成挤压轮毂的工艺ꎬ设计了两种挤压方案及其模具结构 并进行数值模拟ꎬ通过 Ｄｅｆｏｒｍ－ ３Ｄ 软件平台对两种挤压 方案进行数值模拟ꎬ最后通过实验试制验证结果ꎮ
毕业设计(论文)-轮毂模具的设计(全套图纸)
目录目录 (1)绪论 (2)正文 (3)第一章序 (3)1.1 (3)1.2 (3)1.3 (3)1.4 (3)1.5 (3)1.6 (5)1.7 (6)1.8 (6)1.9 (6)1.10 (6)1.11 (7)第二章模具在加工工业中的地位 (7)2.1 (7)2.2 (7)第三章模具的发展趋势 (7)3.1 (8)3.2 (8)3.3 (8)3.4 (8)3.5 (8)第四章铝合金轮毂的制造方式 (8)4.1 (8)4.2 (8)4.3 (9)4.4 (9)第五章铝合金轮毂的制造方法 (9)第六章模具的设计流程 (9)第七章模设计前的准备 (10)第八章模具设计 (11)8.1 (11)8.2 (12)8.3 (12)8.4 (12)8.5 (13)8.6 (13)8.7 (13)8.8 (14)8.9 (15)8.10 (17)第九章客户认证 (18)第十章部品图设计 (18)第十一章模具的热处理 (18)第十二章模具组力 (19)第十三章制品试制 (19)第十四章试制品检查 (19)第十五章交货 (19)第十六章制品可能出现的缺陷及解决方法 (19)16.1 (19)16.2 (19)16.3 (19)16.4 (20)16.5 (20)第十七章模具的安全措施 (20)第十八章采用铝合金制造轮毂的优点 (21)18.1 (21)18.2 (21)18.3 (21)18.4 (21)18.5 (21)18.6 (21)结论 (22)谢辞 (22)参考文献 (23)绪论大学四年的学习一晃而过，为具体的检验这四年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为铝合金轮毂低压铸造模具。
本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。
它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。
轮毂毕业设计
轮毂毕业设计篇一：毕业设计——汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析系部：精密制造系学生姓名：吴斌专业班级：数控11C1学号：111021133指导教师：20XX年4月25日声明本人所呈交的汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期： 20XX年4月25日【摘要】随着中国GDP的快速增长，人们对汽车的需求量也与日俱增，汽车轮毂作为汽车的一个重要组成部分，它的大小、材料、质量决定了汽车行驶的安全性和可靠性，伴随着中国汽车零部件工业的成长，轮毂行业逐渐发展壮大起来。
本文以汽车轮毂作为研究对象，首先介绍汽车轮毂的应用场合；其次介绍汽车轮毂的数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线确定；最后分析了汽车轮毂的部分数控加工程序，总结了常见的几个问题以及解决方法。
【关键词】：汽车轮毂；工艺分析；加工程序。
目录引言 ................................................ .. (1)一、汽车轮毂零件介绍 (2)（一）汽车轮毂零件 (2)（二）应用场合................................................. .. (4)（三）结构形状分析 (4)二、汽车轮毂的加工工艺分析 (5)（一）工件材料选用 (5)（二）加工设备的选用 (5)（三）夹具的选用................................................. (9)（四）刀具的分析与选用 (10)三、汽车轮毂的加工过程 (12)（一）压铸................................................. .. (12)（二）数控加工................................................. . (12)（三）数控加工程序.................................................13（四）后处理工序................................................. .. 13四、加工过程中出现的问题及解决方法............................... 13 总结 ............................................. 错误！未定义书签。
压铸模毕业设计-范文
摘要压力铸造是目前成型有色金属铸件的重要成型工艺方法。
压铸的工艺特点是铸件的强度和硬度较高，形状较为复杂且铸件壁较薄，而且生产率极高。
压铸模具是压力铸造生产的关键，压铸模具的质量决定着压铸件的质量和精度，而模具设计直接影响着压铸模具的质量和寿命。
因此，模具设计是模具技术进步的关键，也是模具发展的重要因素。
根据零件的结构和尺寸设计了完整的模具。
设计内容主要包括：浇注系统设计、成型零件设计、抽芯机构设计、推出机构设计以及模体结构设计。
根据铸件的形状特点、零件尺寸及精度，选定了合适的压铸机，通过准确的计算并查阅设计手册，确定了成型零件以及模体的尺寸及精度，在材料的选取及热处理要求上也作出了详细说明，并在结合理论知识的基础上，借助于计算机辅助软件绘制了各部分零件及装配体的立体图和工程图,以保障模具的加工制造。
根据有关资料，采用扁平侧面浇注系统，降低了浇注时金属液对型芯的冲击，确定了铸造工艺参数：铸件加工余量取0.1～0.75mm，收缩率为0.4～0.7﹪，脱模斜度为25′～45′。
模具整体尺寸为900×640×835mm，符合所选压铸机安装空间。
抽芯采用斜滑块机构，拼合形式为两瓣式。
推出机构采用4根端面直径26mm的圆截面推杆，推杆兼复位杆作用。
经计算，推杆受力符合要求。
通过电脑模拟显示，模具能够正常工作，开启灵活。
关键词：压力铸造；压铸模具；锌合金铸件；底盘座AbstractDie-casting molding technology is playing a key role in non-ferrous metal structure forming processes. Die-casting process’s features are the stren gth and hardness of die casting on high, thin-walled castings with complex shape can be cast, and the production is efficient. The die-casting die is the key for the process of die casting, its quality decides the quality and accuracy of castings, and the design of the die-casting die affects its quality and operating life directly. Therefore, designing the die-casting die is the key to technological progress; it is also an important factor in the development of mold.Based mainly on parts of the design integrity of the structure and size, it scheme out the required spare parts. Design elements include: design of gating system, forming part design, core-pulling mechanism design, the ejector design and the mold body structure design. According to the shape of features , parts size and accuracy, the author selected the appropriate die casting machine, through the exactly calculate and consult design handbooks, confirm the size and accuracy of the forming part and mold body structure, it also makes particular instruction on the material selection and the requirements of the heat treatment, with theoretical basis, plotting out pictorial drawing and casting drawing of the parts by using computer software to ensure the manufacture of die-casting die.Based on the datum, use flat side gating system which can reduce pouring molten metal on the impact of cores, it ensure the technological parameter of the mold: the allowance of the casting was 0.1～0.75mm, shrinkage rate was 0.4～0.7﹪, draft angle was 25′～45′. The size of the die-casting mold was 900×640×835mm, which satisfy the space of the die casting machine which is chosen. The core-pulling mechanism of the mold was optional side slider core-pulling mechanism, Introduced organizations selected two push plate. The diameter of the ejector pin with a cylindrical head was 26mm, and was also used as return pin. The stress of the ejector pin was conformance to the requirement by calculate. The simulation by computer shows that the mold works function normally, and it can dexterous and quickly to open.Keywords: die casting; die-casting mold; zinc alloy castings; subbase目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题意义 (1)1.1.1 压力铸造的特点 (1)1.1.2压铸模具设计的意义 (2)1.2压铸发展历史、现状及趋势 (2)1.2.1压铸的发展历史 (2)1.2.2我国压铸产业的发展 (3)1.2.3压铸产业的发展趋势 (4)1.3毕业设计内容 (5)第2章压铸模具的整体设计 (7)2.1 铸件工艺性分析 (7)2.1.1 铸件立体图及工程图 (7)2.1.2 铸件分型面确定 (8)2.1.3 浇注位置的确定 (8)2.2 压铸成型过程及压铸机选用 (9)2.2.1 卧式冷室压铸机结构 (9)2.2.2 压铸成型过程 (10)2.2.3压铸机型号的选用及其主要参数 (11)2.3 浇注系统设计 (11)2.3.1 带浇注系统铸件立体图 (11)2.3.2 内浇口设计 (12)2.3.3 横浇道设计 (12)2.3.4 直浇道设计 (14)2.3.5 排溢系统设计 (14)2.4 压铸模具的总体结构设计 (15)第3章成型零件及斜滑块结构设计 (18)3.1 成型零件设计概述 (18)3.2浇注系统成型零件设计 (18)3.3 铸件成型零件设计 (20)3.3.1 成型收缩率 (20)3.3.2 脱模斜度 (21)3.3.3 压铸件的加工余量 (21)3.3.4铸件成型尺寸的计算 (21)3.4 成型零件装配图 (24)3.5 斜滑块机构设计 (25)3.5.1 侧抽芯系统概述 (25)3.5.2 斜滑块机构基本结构 (26)3.5.3 斜滑块的拼合形式 (27)3.5.4 斜滑块的导滑形式 (27)3.5.5 斜滑块尺寸设计 (27)3.5.6 斜滑块抽芯机构表面粗糙度和材料选择 (29)3.5.7 弹簧限位销设计 (29)3.5.8 斜滑块抽芯机构立体图和装配图 (29)第4章推出机构和模体设计 (31)4.1 推出机构设计 (31)4.1.1 推出机构概述 (31)4.1.2 推杆设计 (31)4.1.3 推板导向及限位装置设计 (33)4.1.4 复位机构设计 (33)4.1.5 推出、复位零件的表面粗糙度、材料及热处理后的硬度 (35)4.1.6 推出机构装配工程图及立体图 (35)4.2 模体设计 (37)4.2.1 模体设计概述 (37)4.2.2 模体尺寸 (38)4.2.3模板导向的尺寸 (38)4.2.4模体构件的表面粗糙度和材料选择 (39)4.3 模具总装图及工作过程模拟 (39)4.3.1 模具总装立体图 (39)4.3.2 模具工作过程模拟图 (39)第5章结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)附录 (46)第1章绪论1.1课题意义1.1.1 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。
AZ61镁合金挤压模具毕业设计
一．镁合金概述及其应用前景1.1 镁镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，镁的密度是1.74g/cm3，只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4；镁合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。
镁具有比强度、比刚度高，导热导电性能好,并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低和易于回收等优点。
镁合金的比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；比刚度与铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料；耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380；减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。
镁在自然界分布很广，资源比较丰富，镁的来源最主要的是海水、盐湖卤水中的氯化镁和光卤石以及呈碳酸盐形式的菱镁矿和白云石。
金属镁的生产方法有熔盐电解法和热还原法。
目前世界上用这两种方法生产的镁，分别占80%和20%左右。
熔盐电解法炼镁包括氧化镁的生产及电解制镁两大步；硅热还原法炼镁又有皮江法和马格尼特法两种。
镁具有很好的铸造性能和良好的加工性能。
与其它材料相比，镁的制造成本很低。
尽管每公斤镁锭的价格要比铝贵一些，但它单位体积的成本价格几乎是一样的。
镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件。
镁单位体积的熔化潜热只有铝的2/3，比热只有铝的3/4，并且有非常低的溶铁性。
这些特性使镁压铸件达到和铝几乎相同的生产成本/每公斤。
1.2 镁合金性能(1)、在实用金属中是最轻的金属镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。
它是实用金属中的最轻的金属。
应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。
(2)、高强度、高刚性镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。
另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。
应用范围:手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。
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。
基于PAMCAST的镁合金轮毂低压铸造模拟
基于PAMCAST的镁合金轮毂低压铸造模拟作者：上海交通大学王迎春彭颖红摘要：本文运用ESI公司的PAM-CAST TM软件对镁合金轮毂的低压铸造过程进行了模拟，分析了在填充过程中温度场、流场以及凝固过程中温度、液体分数的分布情况，预测了各种可能出现的缺陷，并解释了这些缺陷的产生机理，同时给出有效的解决方法，为改进铸造工艺和模具设计提供了可靠的科学指导。
关键词：镁合金，轮毂，低压铸造，模拟前言镁是工业中最轻的常用金属材料，质量密度约为铝的2/3，铁的1/4。
镁及镁合金还具有比强度高、刚度好、良好的阻尼系数、抗电磁干扰及屏蔽性好以及回收利用率高等优点，在汽车、航空、航天、电子等行业有着很大的应用潜力。
因此，镁及镁合金被认为是21世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”。
根据西方汽车工业界的展望，在未来二十年里，平均每辆汽车上的镁合金用量将达到100～120kg，这比目前的2kg增长50倍以上，届时仅用于汽车的镁合金将超过500万吨，是目前全球镁年需求量（48万吨）的10倍。
汽车零件未来发展的目标是用近净形成形方法生产精密优质的铸件。
低压铸造是近无余量铸造工艺，其特点是铸件充型平稳，并在压力下补缩、凝固，生成的铸件尺寸精度高，内部质量优良，以及生产率较高等优点，成为镁合金铸件生产的重要工艺。
而在实际生产中往往会出现许多缺陷，如缩孔、缩松、裂纹等，这些缺陷对产品的使用构成了很大的危险，所以必须找到行之有效的方法消除或降低。
这些缺陷与铸件的充型和凝固过程有很大的关系，通过对铸造过程的分析可以为消除这些缺陷提供科学的理论依据和方法。
商业铸造模拟软件PAM-CASTTM采用有限差分法能够对各种材料和浇铸工艺进行填充和凝固的3D模拟，并对流体通过的表面与坐标轴不完全一致的地方采用修正因子进行补偿，更真实地模拟流体在模型中的流动。
本文运用此软件对镁合金轮毂低压铸造过程进行模拟并分析了充型与凝固过程的温度场、流场和液体分数的分布情况，进而预测各种可能出现的缺陷，并结合分析结果提出消除这些缺陷问题的方法。
基于Pro_Engineer平台的镁合金轮毂挤压铸造模具设计
挤压铸造模具设计的基本流程［１］一般是先构建出铸件三维造型，再建构出模具构件，然后调用自行开发的标准挤压铸造模架库及标准零件库。
由于调用标准模架库及标准零件库，所以只需建造出模具构件即可，故提高了模具设计的效率，缩短了模具设计的周期，从而满足了产品的更新换代。
本文以镁合金摩托车轮毂为例，介绍其挤压铸造模具设计过程。
１铸件简介该铸件是国内某摩托车轮毂制造有限公司开发的新产品，原铸件采用材料为铝合金，铸造方式采用重力铸造。
为了扩大镁合金在汽车、摩托车工业中的应用范围，对镁合金替换原零件材质以及零件的成形工艺进行研究。
基本确定的材质为ＡＭ６０Ｂ商用镁合金，该材质综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，易于成形和机械加工，适于摩托车轮毂等运动部件［２］，ＡＭ６０Ｂ镁合金密度为１．８ｇ／ｃｍ３，收缩率为０．８％［３，４］。
设计后铸件的重量为１．４９ｋｇ，加工后的零件重量为１．２１ｋｇ，原铝合金件为２．２４ｋｇ，实际减重为０．７５ｋｇ。
其铸件几何形状见图１。
除在轮缘上加工打气孔及装胎面外，其余均为铸态表面。
其加工表面粗糙度为０．８～６．３μｍ，总体要求较高。
２铸件工艺分析其铸件外观最大轮廓尺寸大致为!４５９ｍｍ×９０ｍｍ，轮毂直径为!２６７．２ｍｍ，高为９０ｍｍ，主要壁厚６ｍｍ，最薄壁厚为３．５ｍｍ，中心有一个!３０ｍｍ的孔。
铸件质量１．４９ｋｇ，轮缘壁厚５ｍｍ，轮辐部位厚１０ｍｍ，轮毂部位最厚２２ｍｍ。
产品加工后做扭转疲劳测试，力矩为５４９．４Ｎ・ｍ，试验次数５×１０５转。
径向疲基于Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ平台的镁合金轮毂挤压铸造模具设计ＤｅｓｉｇｎｏｆＭａｇｎｅｓｉｕｍＡｌｌｏｙｓＳｑｕｅｅｚｉｎｇＣａｓｔｉｎｇＤｉｅｆｏｒＷｈｅｅｌＨｕｂＢａｓｅｄｏｎＰｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ张占领１张艳琴１阎峰云２（１．郑州交通学院，河南省郑州市４５００６２；２．兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点实验室，甘肃省兰州市７３００５０）摘要：轮毂是汽车和摩托车上极为重要的运动部件。
汽车轮毂挤压成形新技术
下料
正挤压
复合挤压
图2 轮毂挤压成形工序
胀形
下料：采用φ178mm铸态AZ80坯料。
正挤压：将圆柱坯料挤压成壁厚较大的桶形件。
正
151.62 178.62
=9.13Mpa
总胀形力 P≈2.685（2π90×90+180π×60） ≈9.13×84780 ≈774.1KN
变形程度对比：
• 采用圆柱形坯料直接挤压成双杯形薄壁变形 程度如下：
上端
169.42 178.62
90.0%
下端
178.62
（160.82 178.62
151.62 )
91.0%
所制定工艺路线中，正挤压变形程度 72.1%，复合挤压最大变形程度为67.8%， 与直接挤压成薄壁相比变形程度有较大程 度的降低。
四、轮毂挤压实验
4.1实验设备及材料
实验设备采用YX32—315液压机，公称 压力3150 KN，镁合金轮毂成形复合挤压、 正挤压和胀形模具各一套，镁合金坯料预 热炉、凹模加热炉及自制SYT-B温度控制器 各一套。实验材料为AZ80圆柱坯料，直径 为φ178mm。
72.1%
复合挤压：实现厚壁的减薄。
上端
169.42 178.62
151.62 151.62
64.1%
下端
（178.62
151.62）（160.82 178.62 151.62
151.62）
67.8%
胀形：该工序主要将两次挤压后坯料胀形 为轮毂轮辋形状。
胀形单位压力q=1.15×2tσb/dmax
镁合金轮毂铸造工艺分析及低压铸造模具设计
镁合金轮毂铸造工艺分析及低压铸造模具设计发表时间：2018-08-14T11:46:53.213Z 来源：《防护工程》2018年第7期作者：曹志娟[导读] 本文通过分析镁合金轮毂主要成形工艺以及拟试制的镁合金轮毂特点，确定了采取低压铸造工艺试制镁合金轮毂中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨 150066摘要：本文通过分析镁合金轮毂主要成形工艺以及拟试制的镁合金轮毂特点，确定了采取低压铸造工艺试制镁合金轮毂。
其中试制的镁合金轮毂低压铸造模具设计主要包含金属外形、覆膜砂芯等，根据分析结果表明，增加模具壁厚可以提升镁合金轮毂的冷却速度。
关键词：镁合金轮毂；铸造工艺来分析；低压铸造模型设计轮毂是保证行车安全的主要结构部件，其质量和稳定性不仅关系着车辆人员和物资安全，同时对于车辆行驶期间的稳定性和舒适度有着一定的影响，面对这一现状，就要求轮毂具备强度性能好、尺寸形状精度性高，阻尼降噪等一系列优点，而铝合金也恰恰具备这一优点，因此，可以将其作为轮毂材料。
1镁合金轮毂铸造工艺分析1.1重力铸造采取重力铸造工艺生产轮毂，具备制造工艺简单、生产效率高以及投资成本少等优点，但是由于外加压力，为了获得致密铸件，一般需要利用冒口补缩，所以重力铸造轮毂的浇冒口比较大，工艺出品效率低。
再加上镁合金材料密度比较小，自身重力轻，无法获取较好的强度，所以使用的金属质量是铸件质量的多倍左右，这样一来就相当于很大一部分金属遭到浪费，所以，从实际情况来看，砂型重力铸造比较贵重，仅仅适合进行小批量生产。
金属型重力铸造适合批量生产。
1.2压铸采取压铸工艺生产轮毂，具备生产效率高，尺寸精度好以及表面粗糙度低等一系列优点。
可是因为高压射流卷入的气体和夹杂弥散分布在铸件中，所以压铸轮毂无法通过热处理来提升强度，而且伸长率较低，在使用期间经常受到一些因素的影响，自身可靠性有待提升。
要想提升轮毂的使用性能，减少生产成本输出，可以采取AM60B铸造镁合金和压铸工艺研制轮毂等运动部件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机电与车辆工程学院毕业设计题目：镁合金汽车轮毂压铸模设计专业：车辆工程班级：姓名：学号：指导教师：日期：目录引言 (1)1.压铸成型基础 (1)1.1压铸原理与金属填充理论 (2)1.1.1压铸原理 (2)1.1.2金属充填理论 (4)1.2压铸的特点 (4)1.2.1压铸的优点 (4)1.2.2压铸的缺点 (5)1.3压铸的应用范围及发展前景 (5)1.3.1压铸的应用范围 (5)1.3.2压铸的应用前景及发展 (6)1.4压铸合金 (6)1.4.1压铸合金的性能要求 (6)1.4.2镁合金 (7)1.5镁合金轮毂的应用 (8)2.轮毂压铸模设计 (11)2.1镁合金汽车轮毂三维造型 (11)2.1.1汽车轮毂设计的一般原则 (11)2.1.2汽车轮毂的实体模型 (11)2.1.3基于pro/E轮毂实体建模 (12)2.2对汽车轮毂进行结构分析和选择分型面 (13)2.2.1对汽车轮毂进行结构分析 (13)2.2.2选择轮毂模具的分型面 (14)2.3模架与成型零件的设计 (16)2.3.1模架的设计 (16)2.3.2成型零件设计 (21)2.4浇注系统及排溢系统设计 (25)2.4.1浇注系统设计 (25)2.4.2溢流与排气系统设计 (26)2.5压铸模的机构设计 (27)2.5.1侧抽芯机构的设计 (27)2.5.2推出机构的设计 (30)2.6模具冷却系统设计 (31)3.压铸机的选择及模具材料 (33)3.1压铸机的选用 (33)3.1.1确定压铸机的锁模力 (33)3.1.2压铸机的校核 (34)3.2模具材料及热处理 (35)4.主要的零件图和装配图 (36)5.设计小结 (40)致谢 (41)参考文献 (42)镁合金汽车轮毂压铸模设计车辆工程专业指导教师摘要：本设计首先分析了汽车轮毂外形较大，深度较深的轮毂结构及工艺要求，通过pro/E软件对轮毂结构进行再设计，并采用挤压铸造成型技术，并详细说明了模具的分型面、浇注系统、冷却系统、推出机构的设计，以及压铸机型号的选择。
利用镁合金材料AZ91D可以降低轮毂的重量，有利于整车的轻量化，可以一定程度上降低能耗，改善整车的加速及制动性能等优点。
关键词：镁合金轮毂;压铸模;pro/E;分型面;浇注系统;推出机构引言当前汽车轮毂外形较大，深度深，中间孔径大，结构圆形对称，铸件强度和外观要求都很高，因此，铸件要求无气孔及不允许有疏松及裂纹等缺陷呢，而且产量大，采用传统的侧浇口或缝隙浇口所需压射比压较大，上下轮辐强度不一致，且残留的浇口影响外观。
先采用中心进料系统，不仅减小了模具外形，而且铸件再充型、强度及外观等方面均取得了很好的效果。
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，提高轮毂的使用安全性。
1.压铸成型基础1.1压铸原理与金属填充理论高压和高速是压铸时金属液填充成型过程中的两大特点，也是压铸与其他铸造方法最根本的区别所在。
1.1.1压铸原理压铸是将液态货半固态金属浇入压铸机的压室中，金属液在运动中的压射冲头作用下，以极快的速度充填型腔，并在压力的作用下结晶凝固而获得铸件的一种铸造方法[1]。
压铸时作用在金属液上的压射比压从几兆帕至几十兆帕不等，有事甚至高达500兆帕。
金属液充填型腔时，浇口处的线速度达0.5-70m/s。
充填的时间极短，一般为0.01-0.03s。
铸造生产过程如图1-1所示。
图1-1压铸过程是由压铸机来实现的，压铸机分热压式室铸机和冷压室压铸机两大类。
（1）热压室压铸机工作的基本原理热压室压铸机的压室通常浸没在坩埚的金属液中，如图1-2所示。
压铸过程中，金属液在压射冲头上升时通过进口进入压室，压射冲头下压时，金属液沿着通道经喷嘴充填压铸模型腔，待金属液冷却凝固成型后，压射冲头上升，此时开模取出铸件，完成一个压铸循环[4]。
产品工艺设计模具设计制造模具试模安装模具预热合模铸造成型开模取样成品质检入库图1-2热压室压铸机压铸过程示意图1—金属液 2—坩埚 3—压射冲头 4—压室5—进口 6—通道 7—喷嘴 8—压铸模（2）冷压室压铸机工作的基本原理冷压室压铸机的压室与保温坩埚是分开的，压铸时由人工用料勺从保温坩埚内勺取金属液浇入压室后在进行压铸。
根据压铸模与压室的相对位置不同，冷压室压铸机又可以分为立式、卧式、全立式三种[4]。
①立式冷压室压铸机的基本原理。
压室与压射机构处于垂直位置，浇入压室的金属液被返料冲头托住，以防止金属液流入型腔。
当压射冲头下压快要接触金属液面时，返料冲头突然下降让出喷嘴入口，金属液在压射冲头的作用下充填型腔并使压铸件在压力下冷却凝固。
压射冲头在完成金属液充填型腔并保压后返回。
返料冲头上升切断余料并将其推至压室的上沿，以便去除余料。
最后返料冲头返回，动定模分开，取出压铸件，完成一个压铸循环。
②卧式冷压室压铸机的基本原理。
压室与压射机构处于水平位置，压铸过程中，金属液从加料口浇入压室，压射冲头向前运动，推动金属液使之经浇道充填模具型腔。
金属液在压力下冷却凝固，然后开模，取出带着浇注系统和余料的压铸件，完成一个压铸循环。
③全立式冷压室压铸机的基本原理。
全立式冷压室压铸机的合模机构和压射机构垂直布置。
它又分上压式和下压式两种。
上压式压铸机的压铸过程是先加料后合模，然后压射冲头由下向上运动将金属液通过浇注系统压入型腔。
下压式压铸机的压铸过程是合模后，将金属液浇注入压室中，依靠下冲头底部弹簧弹力，由下冲头托住金属液，防止其在重力的作用下流入型腔。
当上冲头下压时，通过金属液推动下冲头，下冲头下降，让出浇道，金属液在上冲头的压力作用下充填型腔。
1.1.2金属充填理论当金属液在压力作用下进入型腔，喷射的金属流未撞击对面型壁之前，其保持初始的方向及截面形状。
撞击型壁后，该处金属液将形成扰动的聚集区。
继续充填，则扰动明显增加。
先期撞击型壁的金属液流束从聚集区沿型壁向浇口方向折回，折回的金属液量与金属流束的截面大小、速度及金属液的黏度有关。
在折回的过程中由于与型壁摩擦及热量损失，损耗了能量，从而使流束减慢下来，以致聚集区的金属液超过了往回折的金属液。
因此在返回充填型腔的过程中，产生剧烈的涡流现象。
三阶段充填理论是1994年由巴顿提出来的。
巴顿认为：充填过程是包括力学、热力学和流体力学因素在内的复杂过程。
充填过程可分为三个阶段。
第一阶段：金属液以接近内浇口横截面的形状进入型腔，首先撞击到对面的型壁，在该处沿型壁向型腔四周扩展后返回浇口，在金属液流过的型壁上形成铸件的外壳。
第二阶段：随后进入的金属液沉积薄壳层内，并继续充填，直至充满。
第三阶段：在型腔完全充满的同时，压力通过余料中心部分尚未凝固的金属液的传递而起作用在铸件上。
巴顿还认为，充填过程的三个阶段对铸件质量所起到的作用是不同的。
第一阶段是影响铸件的表面质量，第二阶段是影响铸件的硬度，第三阶段是影响铸件的强度[1,4]。
1.2压铸的特点与其他金属成型工艺相比压铸有其自身的特点。
1.2.1压铸的优点（1）压铸件的尺寸精度高，表面粗糙度较低。
尺寸精度可达IT11-IT13级，有时可达IT9级。
表面粗糙度达Ra0.8-3.2um，有时达Ra0.4um，产品互换性好。
（2）材料利用率高。
由于压铸件具有尺寸精确、表面粗糙度值低等优点，一般不再进行机械加工而直接装配使用，获加工量很小，只需经过少量机械加工即可装配使用，所以既提高了技术利用率又减少了大量的加工设备和工时，其材料利用率约为60%-80%，毛坯利用率达90%。
（3）可以制造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件。
因为熔融金属在高压高速下保持高的流动性，因而能够获得其他工艺方法难以加工的金属零件。
（4）在铸件上可以直接嵌铸其他材料的零件，以节省贵重材料和加工工时。
这样既满足了使用要求，扩大产品用途，又减少了装配工作量，使制造工艺简化。
（5）压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度。
因为液态金属是在压力下凝固的又因充填时间极短，冷却速度极快，所以在铸件上靠近表面的一层金属晶粒较细，组织致密，不仅使表面硬度提高，并具有良好的耐磨性和抗腐蚀性。
压铸件抗拉强度一般比砂型铸造提高25%-30%，但伸缩率有所下降。
表1-3给出了不同铸造方法时铝合金和镁合金的力学性能。
表1-3不同铸造方法铝镁合金的力学性能合金力学性能压力铸造金属型铸造砂型铸造抗拉强度(MPa)伸长率（%）硬度抗拉强度(MPa)伸长率（%）硬度抗拉强度(MPa)伸长率（%）硬度铝合金200-220 1.5-2.2 86 140-170 0.5-1.0 65 120-150 1.0-2.0 60 镁合金190 1.5 - - - - 150-170 1.0-2.0 -（6）生产率极高。
因为压铸生产易实现机械化和自动化操作，生产周期短，效率高，可适合大批量生产。
在所有的铸造方法中，压铸是一种生产率最高的方法[3]。
1.2.2压铸的缺点（1）压铸件常有气孔及氧化夹杂物存在。
这是由于压铸时液体金属充填速度极快，型腔中气体很难完全排除所致，从而降低了压铸件质量。
另外，高温时气孔内的气体膨胀会使压铸件表面鼓泡，因此，压铸件一般不能进行热处理，也不宜在高温下工作。
（2）不适合小批量生产。
其主要原因是压铸机和压铸模费用昂贵，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。
（3）压铸件尺寸受到限制。
因受到压铸机锁模力及装模尺寸的限制而不能压铸大型压铸件，对内凹复杂的铸件，压铸生产也较为困难。
（4）压铸合金种类受到限制。
由于压铸模具受到使用温度的限制，高熔点合金（如黑色金属）压铸模寿命较低，难于用于实际生产。
目前，用来压铸的合金主要是锌合金、铝合金、镁合金及铜合金[3,4]。
1.3压铸的应用范围及发展前景1.3.1压铸的应用范围压铸是近代金属加工工艺中发展较快的一种高效率、少无切削的金属成形精密铸造方法。
由于上述压铸的优点，这种工艺方法已广泛地应用在国民经济的各行各业中。
压铸件除用于汽车和摩托车、仪表、工业电器外，还广泛应用于家用电器、农机、无线电、通信、机床、运输、造船、照相机、钟表、计算机、纺织机械等行业。
其中汽车和摩托车制造业是最主要的应用领域，汽车约占70%，摩托车约占10%。
目前生产的一些压铸零件最小的只有几克，最大的铝合金铸件达50kg，最大的直径可达2m。
[1]镁合金压铸件过去应用很少，曾用于林业机械中，不到1%。
但近年来随着汽车工业、电子通信工业的发展和产品轻量化的要求，加之近期镁合金压铸技术日趋完善，从而使镁合金压铸件市场受到关注[9]。
目前在世界范围内已经形成有一定规模的汽车行业、IT行业、基础机构件的镁合金生产群体，镁合金压铸件的应用逐渐增多，其产量有明显增加，并且预计将来还会有较大发展。