铝合金车轮轮辋设计
基于有限元分析的轿车铝合金车轮设计
要
轻量化是世界汽车工业发展的主要趋势,轻质材料铝及其合金等的使用是一种有 效的途径。目前,大部分汽车车轮已使用铝及其合金做作为材料,利用现代设计方法, 在此基础上进一步实现车轮的轻量化则是本文的研究所在。 在研究了 CAD 软件 Pro /E 以及有限元分析软件 ANSYS 的功能及其主要特点后, 着重进行了了应用 ANSYS 对铝合金车轮进行结构强度分析的具体过程。 首先使用 Pro/E 软件,按照轮辋的国家标准,建构车轮的实体模型;然后把模型导 入 ANSYS,按 2005 年中国汽车行业标准中的汽车轻合金车轮的性能要求和实验方法 所规定的疲劳实验要求施加荷载;然后进行强度分析和模态分析,分析结果表明,车轮 的最大应力远小于铝合金的许用应力,车轮的固有频率满足要求,存在进一步改进的 可能和必要。最后,改进车轮模型,改进结果表明,车轮的重量有了显著的减少。 利用 CAE 分析技术有助于提高汽车车轮的设计水平、 缩短设计周期、 减少开发成 本。该方法具有普遍性,适用于指导任何其言型号车轮的设计和分析。
1.1 课题研究的目的意义.................................................................................................. 1 1.2 铝合金车轮行业现状及发展趋势.............................................................................. 1 1.2.1 铝合金车轮的发展及其现状............................................................................... 1 1.2.2 铝合金车轮的发展趋势....................................................................................... 3 1.3 国内外研究方法.......................................................................................................... 4 1.4 主要研究内容.............................................................................................................. 5
低压铸造铝合金车轮设计要点
低压铸造铝合金车轮设计要点铝合金车轮具有质量轻、能耗低、散热快、减震性好、安全可靠、外观漂亮、图案丰富以及平衡性好等优点,被整车制造企业和广大车主所青睐。
我国铝合金轮毂的生产大多采用低压铸造工艺。
该工艺是在20世纪80年代后期由中信戴卡公司引进,经过20多年的发展,已经比较成熟。
但真正意义上的开发设计工作是在最近几年,随着我国整车制造水平的提升,才开始与整车开发同步进行设计。
车轮设计要点铝合金车轮的设计包括外观设计和工程设计。
车轮外观要与整车外观相匹配,车轮不仅是外观件,还是重要的安全部件,因此外观设计时就必须考虑工程要求。
一般情况下,在车轮进行外观设计时,工程人员也要参与,与造型设计师共同完成外观设计工作,以缩短车轮的开发周期。
现以大众车轮设计为例,具体分析低压铸造铝合金车轮设计中关注的要点。
大众车轮执行德国大众标准和欧盟的设计规范,主要考虑的方面有整车造型、车轮装配、车轮生产工艺和车轮试验。
1.整车造型车轮是整车的时尚装饰,是对整车外形设计的一种延伸,因此车轮造型作为整车造型的一部分,必须与整车的造型风格协调一致,给人以美感。
2.车轮装配车轮最终要装配到整车上,装配时与之相配合的零部件有轮胎、平衡块、刹车鼓、安装盘、安装螺栓和气门嘴。
铝合金车轮设计时注意的装配要点如下:(1)轮胎与铝合金车轮装配的轮胎一般情况下是无内胎的子午线轮胎,在轮胎与车轮轮辋之间形成一个封闭的空间。
大众车轮的轮辋结构执行欧洲轮辋标准——ETRTO标准,该标准对轮辋各部位的结构、尺寸做出了明确规定,在车轮设计时必须严格遵守。
同时,为防止车辆行驶过程中路肩石划伤车轮表面(路肩石的高度标准为150mm),要求车轮正面不能超出轮胎外侧面,一般要缩进2.5mm以上。
(2)平衡块平衡块的作用是使车轮在高速旋转下保持平衡,避免车辆在行驶过程中抖动和方向盘振动,提高车辆的舒适性。
车轮设计时,要求平衡块与刹车鼓之间的间隙不小于3mm。
(3)刹车鼓在车辆行驶过程中,车轮是旋转的,刹车鼓是静止的,因此在车轮设计时要保证车轮内表面与刹车鼓之间有一定的间隙,一般控制在3mm以上。
铝轮轮辋设计规范
1.图示:
铝轮轮辋设计规范
文件编号
版本版次 A/1
页次
2.各部位尺寸表(单位:mm):
尺寸
部
12" 13" 14" 15" 16" 17" 18" 19" 20" 21" 22" 23" 24"
位
A ±0.4
304.0 329.4 354.8 380.2 405.6 436.6 462.0 487.4 512.8
TRA ±2.0
制订日期
2006年11月
修订日期
2008年9月
规范文件
制订单位
研发
制订
审核
批准
5.4 5.4 5.6 5.1 5.1 5.3 5.1 5.1 5.3 5.4 5.4 5.6
F +0.3
+0.0
4.5以上
JWL 4.8以上 JWL-T 5.8以上
JWL 5.0以上 JWL 5.5以上 JWL-T 6.0以上 JWL-T 6.5以上
JWL 6.0以上 JWL-T 7.0以上
25" 26" 27" 28"
尺寸40455055606570758085909510105111213部位10151145127013951525165017801905203021602285241525402665279530503300038021000制订日期修订日期规范文件2006年11月2008年1月德尔福工业技术有限公司铝轮轮辋设计规范文件编号版本版次尺寸1213141516171819202122232425262728部位胎环直径304032943548380240564366462048745128538256365890614463506652716043434545474750505252525757575860404042424545484850505055555556584040424245454848505050555555565843434545474750505252525757575860尺寸40455055606570758085909510105111213部位1
探究铝合金汽车轮毂的结构设计及优化措施
探究铝合金汽车轮毂的结构设计及优化措施作者:吴虎君来源:《商情》2016年第20期【摘要】随着科学技术水平的发展,工业设计的质量进一步提高,汽车正是其重要代表之一。
为了进一步满足人们对汽车安全性能、舒适性能、美观性能等方面的需求,铝合金材料轮毂越发受到青睐。
然而,在铝合金汽车轮毂的设计与制作中还存在诸多的问题,本文基于对铝合金车毂结构设计要点和要求的分析,找出其存在的不足,并提出相关优化措施,为铝合金汽车轮毂的优化提供方向。
【关键词】轮毂设计一体化优化轮毂在汽车行驶过程中承载着重要的安全部件,直接关系着汽车的安全性能,关系着人们的生命安全。
因此,对于轮毂的要求势必要达到最高,最高的精确度、最高的平稳度、最高的舒适度以及最高的弹性,用铝合金材料制轮毂最能接近汽车轮毂的设计要求。
然而,铝合金轮毂对设计的要求额更高,就目前来看,铝合金汽车轮毂的结构设计有待优化。
一、轮毂的结构设计要点汽车轮毂对于机构设计的要求远非肉眼看上去的简单,它包含多方面的考虑条件,包括轮毂受力状况、散热状况与轮毂质量轻重,下文将从以下三个方面阐述轮毂的结构设计要点:(一)从车轮安装面看汽车车轮安装面是连接车轮与车毂的部分,其中包括多个细小部分,如螺母、支撑面、螺栓等。
对于各个部分都有准确的设计要求,如为了避免在雨雪天气中车毂绣死,影响行车安全,中心孔必须留有够大的空隙。
为了与车轮相对,螺栓孔必须做成锥形。
只有在各方面的设计细节都能达到最高的准确度,才能保证车轮安装面承受最高夹紧力,以保证车毂受力。
(二)从圆环来看车毂圆环是指车轮安装面与轮辐边缘部分中间的突起部分,它能够起到重要的隔离作用,隔离车轮安装面的夹紧受力与轮辐边缘的变形弯曲,从而进一步改善轮毂的受力程度,减少其弯曲变形的程度。
(三)从轮辐边缘看轮辐边缘指极易受到外界的强力冲击,发生弯曲变形,因此,在设计的过程中必须采取要点对其弯曲变形的程度进行缓解。
轮辐边缘指的是连接轮辆的部分,因此,轮辐边缘的设计要求是将轮辋与轮辐的合成焊缝负荷减少到最低,从而起到缓冲作用。
铝合金车轮结构设计有限元分析与实验研究
铝合金车轮结构设计有限元分析与实验研究铝合金车轮结构设计有限元分析与实验研究摘要:随着汽车工业的发展,轻量化设计成为将来汽车工程的一个重要方向。
车轮作为汽车的重要组成部分之一,其结构设计直接关系到汽车的性能和安全。
本文旨在通过有限元分析与实验研究的方法,探索铝合金车轮结构设计的优化方案,以达到轻量化和高强度的目标。
关键词:铝合金车轮、有限元分析、实验研究、结构设计 1. 引言随着汽车工业的不断发展,节能减排、环境友好以及安全性能成为汽车设计的重要关注点。
由于铝合金材料具有轻质、高强度、抗腐蚀等优势,因此在汽车制造领域得到广泛应用。
车轮作为汽车的关键组成部分之一,其结构设计对车辆的操控性能、燃油经济性以及乘坐舒适性等方面有着重要影响。
2. 有限元分析有限元分析是一种通过将实际结构离散化为有限个单元,采用数值计算方法对结构进行力学分析的方法。
本文选择ANSYS软件进行有限元分析,模拟铝合金车轮在不同载荷情况下的应力、应变分布。
3. 实验研究为了验证有限元分析的结果,本文进行了一系列的实验研究。
首先,通过采用合适的材料与工艺条件,制备出铝合金车轮样品。
然后,在实验室环境下,模拟真实道路条件进行加载实验,测量并记录车轮在不同载荷情况下的应力、应变数据。
最后,将实验结果与有限元分析的结果进行对比,验证有限元分析的准确性。
4. 结果与讨论基于有限元分析和实验研究的结果,发现在铝合金车轮的结构设计中,提高轮辐与轮毂的连接方式对车轮的强度和刚度具有重要影响。
通过优化连接方式,可以提高车轮的整体强度和刚度,提高其承载能力和抗疲劳性能。
此外,选用合适的铝合金材料以及适当的加工工艺,也能够有效地提高车轮的强度和刚度。
5. 结论本研究通过有限元分析和实验研究的方法,探索了铝合金车轮结构设计的优化方案。
结果表明,在设计铝合金车轮时,合理选择轮辐与轮毂的连接方式、选用适当的铝合金材料以及优化加工工艺等因素都对车轮的强度和刚度具有重要影响。
低压铸造铝合金车轮设计要点
( 4 )安 装 盘 、安 装 螺栓
安 装螺 栓 是 将 车 轮 定
准和欧盟的设计规范 ,主要考虑的方面有整车造型、
车轮 装配 、车轮 生产工艺和车轮 试验 。
位 、紧 固到 安装 盘上 的零 件 。在车 轮设 计 时 ,要考 虑
安 装盘 的尺 寸 ,车轮 与 安装 盘的 接触 面积 ,安装 螺栓 的尺 寸 、结 构和 数 量 ,螺栓 的安 装空 间以及 螺栓 孔在 车 轮造 型 中的位 置 ( 车 轮上 的螺 栓 孔最 好对 应车 轮 的 窗 口部位 ) ,保证车轮安 装安全可靠 。 ( 5 )气 门嘴 气门 嘴是 向轮胎 和车轮 轮辋 形成 的
经过 2 O 多年 的发展 ,已经 比较成 熟 。但 真正 意义 上的
标准— —E T R T 0 标准 ,该标 准对轮 辋各部位 的结 构 、
尺 寸做 出 了明确 规定 ,在 车轮 设 计时 必须 严格 遵 守 。
开 发设 计 工作是 在 最近 几年 ,随 着我 国整车 制造 水平
的提升 ,才开始与整车 开发同步进行设 计 。
注意的要 点。
横 截 面 8
低 压 铸 造 铝 合金 车 轮 的 生 产 主 要 包 括 熔 炼 、压 铸 、热处理 、金属加工和喷 涂五大工序 。
图 1
充 ,防止先 冷却 的部位 出现缩松 的现 象。与 图l 相比 , 图2 中螺栓孔 的布 置较 好 。同时 ,在 轮辐减 重窝 的设计 中要避 免如 图3 a 所示的结构 ,该结构对铝液 流动的阻力 大 ,不利于 铝液的流动 、凝 固过程 中的补缩 和车 轮轮辐
1 . 整车造型
车轮是整车的时 尚装饰 ,是对整车外形设计的一
种延 伸 ,因此车轮 造 型作 为整 车造 型 的一 部分 ,必 须 与整车 的造 型风格协调 一致 ,给人 以美感 。
双层铝合金车圈原理
双层铝合金车圈原理
双层铝合金车圈是一种常用于汽车的轮辋结构。
它由两个铝合金圆环组成,内环和外环之间通过一些固定螺栓连接,形成一个整体。
双层铝合金车圈的设计原理主要有以下几点:
1. 强度增加:双层结构使车圈能够更好地分散轮胎所受的压力。
内环和外环之间的连接点可以在一定程度上增强整个结构的强度,提高车圈的承载能力。
2. 重量减轻:铝合金是一种轻质材料,相比于传统的钢质车圈,双层铝合金车圈能够在保证强度的情况下减轻整个轮辋的重量。
这样可以减少车辆的自重,提高燃油经济性和悬挂系统的响应性能。
3. 散热效果提高:铝合金具有良好的散热性能,双层铝合金车圈能够更好地散发制动器产生的热量。
这样可以提高制动系统的工作效率,并减少制动衰减现象的发生。
4. 耐腐蚀性增强:铝合金具有良好的耐腐蚀性能,双层铝合金车圈可以更好地抵御湿润环境下的腐蚀和氧化。
这样可以提高车圈的使用寿命,并减少维护成本。
总之,双层铝合金车圈通过结构设计和材料选择的优化,可以提供良好的强度、重量和散热性能。
这种设计有助于提高车辆的操控性能、燃油经济性和使用寿命。
铝合金汽车用轮毂的研发与制造
铝合金汽车用轮毂的研发与制造一、引言随着人们对汽车外观的不断追求和对行驶舒适感的提高,轮毂成为了一项重要的汽车装饰品,铝合金汽车用轮毂因其良好的耐腐蚀性、强度和轻量化等特点受到人们的喜爱,是目前市场上广泛应用的一种轮毂材质。
本文将就铝合金汽车用轮毂的研发与制造进行探讨。
二、铝合金汽车用轮毂材料的特点铝合金轮毂材料以其具有强度高、重量轻、耐腐蚀性好、加工性能优良、较高的综合使用性能等特点,成为了高档汽车车轮的必选材料。
在铝合金轮毂中,常用的材料有铝硅合金、铝镁合金、铝镁硅合金等。
其中,铝镁合金被普遍应用于高档轿车和跑车的轮毂上,因其高强度和轻量化的特性被广泛推广使用。
三、铝合金轮毂的研发1. 铝合金轮毂的设计铝合金汽车用轮毂的设计必须在轮辋的强度、振动性、制动效应和风阻等方面进行考虑,以满足多样化的使用需求。
通过计算机辅助设计软件和有限元分析技术等手段,设计师可以分析和模拟轮毂的受力情况和振动特性,并确定最优的结构设计方案,以满足各种工况条件下的使用需求。
2. 铝合金轮毂的模具制作铝合金轮毂的生产首先需要制作模具,模具的设计和制作直接影响到铝合金轮毂的生产质量和生产效率。
通过采用先进的数控加工技术和模具材料,可以提高模具精度和硬度等关键指标,同时也可以降低模具制造的时间成本和生产成本。
3. 铝合金轮毂的热成型铝合金轮毂的成型过程中,采用热成型技术可以提高制品的强度和韧性,并有效减少轮毂表面的氧化层,以保证轮毂的表面质量和外观。
在热成型过程中,需要控制铝合金的加热温度和放冷速度,使其在成型过程中达到理想的物理性能。
四、铝合金轮毂的制造工艺1. 铝合金轮毂的铸造工艺铝合金轮毂的铸造工艺是主要工艺之一,它采用铸造机进行生产,一次成型后不需要进行后续加工处理,成品率高、生产效率高。
但是,铸造工艺会影响到铝合金轮毂的性能和表面粗糙度。
目前,采用新一代铸造技术,如高压铸造和低压铸造等,可以提高铸造质量和生产效率。
汽车铝合金轮毂的设计与加工
汽车铝合金轮毂的设计与加工第一章:引言随着汽车工业的迅速发展,汽车轮毂的设计与加工变得日益重要。
在车辆的性能和外观方面,轮毂是至关重要的组成部分之一。
汽车铝合金轮毂由于具有良好的轻量化和高强度特性而备受青睐。
因此,对于汽车铝合金轮毂的设计和加工技术,得到了广泛关注。
第二章:汽车铝合金轮毂的材料性能汽车铝合金轮毂的材料应具有高强度、高耐腐蚀性和耐磨损性。
其材料通常采用高强度铝合金,例如7系列铝合金,包括7075、7050和7068。
与其他铝合金相比,7系列铝合金具有更高的强度、硬度和疲劳寿命。
另外,这种铝合金还具有良好的耐腐蚀性和耐热性。
第三章:汽车铝合金轮毂的设计汽车铝合金轮毂的设计需要考虑许多因素,例如材料强度、几何形状和重量。
轮毂的几何形状应该满足美观、高强度和良好的重心平衡的要求。
为此,设计者通常采用CAD或3D模型软件来进行设计和测试。
在设计方面,需要注意几个关键因素:1. 轮毂的尺寸和轮距:轮毂的尺寸和轮距需与车身匹配,以确保适当的车辆外观和性能。
2. 轮毂的几何形状:轮毂的几何形状应具有良好的强度和重心平衡,以提供高性能和安全性。
3. 材料的选择:选择高强度和耐腐蚀性的铝合金材料,以确保轮毂具有适当的强度和寿命。
第四章:汽车铝合金轮毂的加工技术汽车铝合金轮毂的加工技术包括铸造、锻造、压力减小、挤压和精密加工等。
其中,铸造是最常用的加工技术,由于其成本低、生产效率高和加工精度可控。
以下是铸造过程的一些关键步骤:1. 模具制备:制备轮毂的模具,根据轮毂的几何形状,制造出合适的模具。
模具中还包括通风系统,以确保铝熔体在模具内流动和凝固时,气泡可以顺畅排出。
2. 熔炼和浇注:将铝合金材料投入熔炉中并使其熔化,然后将熔体倒入轮毂的模具中。
3. 冷却和固化:待铝熔体冷却凝固后,将其从模具中取出。
这样的轮毂尚需进行轧制、剪切、钻孔等精密加工,以达到要求尺寸和形状。
第五章:结论汽车铝合金轮毂的设计和加工技术对于汽车性能和外观都至关重要。
探究铝合金汽车轮毂的结构设计及优化措施
探究铝合金汽车轮毂的结构设计及优化措施摘要:随着社会的发展,汽车已经走向了千家万户。
汽车的轮毂类型很多,而铝合金汽车轮毂因具有重量轻、散热快等优点,深受广大车主的青睐。
本文以铝合金轮毂的发展现状为着手点,分析了铝合金轮毂结构设计的技术优点和存在的问题,针对存在的问题提出个性化的优化措施。
关键词:铝合金;汽车轮毂;结构设计;优化措施一部汽车的轮子由轮毂和轮胎两个部分组成,汽车轮子支撑着整部汽车的重量,对汽车的正常行驶起着决定性的作用。
随着铝合金轮毂技术逐渐成熟,铝合金轮毂已经逐渐成为衡量一部汽车好坏的重要标志。
同时,轮毂的寿命对汽车的安全性发挥着至关重要的作用,铝合金轮毂以优良的品质在汽车轮毂领域独占鳌头,对汽车轮毂的发展产生了深远的影响。
一、铝合金汽车轮毂概述铝合金汽车轮毂是1980年以后发展起来的一种新型的轮毂品种,它的一体化功能强,造型美观。
在20世纪90年代以后在轿车行业已经得到了广泛的应用。
如今,铝合金汽车轮毂已经成为了衡量汽车质量的重要标志,在能源紧张和环境问题日益严重的今天,铝合金轮毂还因具有节能环保的优点在汽车行业也被充分利用,铝合金轮毂所用的铝合金是能被回收利用的,可以有效节约能源。
另外,铝合金轮毂还有具有重量轻、强度大和散热快的优点。
调查发现每只铝合金轮毂的重量要比钢轮毂轻2公斤左右,重量轻就意味着汽车在行驶的过程中惯性小,速度快。
铝合金轮胎还具有散热快的优点,汽车即使长时间行驶,车轮的温度也不会太高,有效减少了爆胎率。
铝合金轮毂的强度大,同样重量的轮毂放在一起,铝合金轮毂的耐用度要高很多。
二、铝合金轮毂的结构设计要点一个完整的轮毂由轮辋和轮辐两个部分组成。
在轮毂结构设计的过程中要注意以下几个方面的要点:(1)在轮胎的暗转个过程中一定要注意中心孔、螺栓孔和螺母座等轮胎与轮毂连接部位之间的关系,通常情况下将拧紧的螺栓均匀传递至安装面部位。
螺栓孔一定要做成锥形的,中心孔一定要设计好间隙,防止轮毂锈死。
铝合金汽车轮毂结构设计及优化
铝合金汽车轮毂结构设计及优化随着汽车工业的发展,汽车轮毂的设计与优化成为了提升汽车性能和降低能耗的关键因素。
铝合金汽车轮毂具有重量轻、强度高、散热性好等优点,因此得到了广泛的应用。
本文将介绍铝合金汽车轮毂的结构设计及优化方案,旨在提高轮毂的性能和降低制造成本。
铝合金汽车轮毂结构主要包括轮辋和轮辐两部分。
轮辋是轮胎的安装部分,通常由一个或多个轮缘和轮毂组成。
轮辐是连接轮辋和轮毂的部分,其主要作用是分散载荷并增加结构强度。
铝合金汽车轮毂结构设计需要考虑的因素包括强度、刚度、散热性和轻量化等。
强度和刚度是保证汽车行驶安全性的关键因素,而散热性则是防止轮胎过度发热从而提高使用寿命的重要因素。
在轻量化方面,通过优化结构设计来减少材料的使用量,可有效降低汽车的能耗。
轮辋结构的优化主要包括减小轮缘厚度、增加轮缘高度和优化轮胎安装面形状。
通过这些改进,可以减小轮胎的径向截面积,从而降低轮胎转动时的风阻和滚阻,提高汽车的燃油经济性。
轮辐设计的优化主要包括采用高强度材料、改进轮辐形状和增加轮辐数量。
采用高强度材料可有效提高轮辐的强度和刚度,改进轮辐形状则能够提高结构的稳定性和散热性,增加轮辐数量则能更好地分散载荷。
轮毂尺寸和壁厚的优化主要包括减小轮毂直径、减小轮毂壁厚和增加轮毂通风孔。
减小轮毂直径可有效降低轮胎的截面积,从而降低风阻和滚阻,减小簧下质量;减小轮毂壁厚则能降低轮毂重量,增加轮毂通风孔则是为了提高散热性能。
为评估铝合金汽车轮毂性能,我们进行了以下实验:我们对优化前后的铝合金汽车轮毂进行了强度测试,测试结果显示,优化后的轮毂强度明显高于优化前,能够满足汽车行驶过程中的各种工况要求。
通过对比优化前后的铝合金汽车轮毂在多种工况下的形变量,我们发现优化后的轮毂刚度有了显著提升,从而提高汽车的操控稳定性和乘坐舒适性。
在散热性能测试中,我们对比了优化前后的铝合金汽车轮毂在不同行驶状态下的温度变化,结果显示优化后的轮毂散热性能明显优于优化前,有效避免了轮胎过度发热而受到损害的情况。
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。
铝合金汽车轮毂设计过程探讨
铝合金汽车轮毂设计过程探讨摘要:本文介绍了汽车铝合金轮毂结构设计的一般步骤、原则和方法;并基于CAD、UG软件的功能和应用阐述了汽车铝合金轮毂实体造型的设计方法,然后介绍了ANSYS软件应用于轮毂的分析功能。
关键词:铝合金轮毂实体造型结构设计性能分析当今的制造业,在产品的开发设计过程中普遍采用了电脑辅助设计技术,同样汽车行业也不例外。
在开发汽车相关产品时,需要综合考虑到造型、外观、工艺及制造条件的各种限制,同时应结合以往的经验进行设计。
而铝合金轮毂作为汽车的重要零部件之一,在开发和设计的过程中,相关安全性能参数和结构的制定显得尤为重要。
为了提高铝合金轮毂的质量及在市场中的竞争力,就需要新开发产品具有:安全可靠的性能保障、美观大方的造型设计、同时要兼顾节能降耗、成本低廉。
这就需要设计人员运用先进的铝合金轮毂设计手段,进行二维及三维的造型设计。
设计完成后,应用有限元分析软件对铝合金轮毂的性能进行冲击试验和弯曲试验的模拟验证,了解其应力和应变分布情况;分析后根据结果对结构进行调整。
调整后,再进行分析,如此反复,直至达到理想状态。
1 铝合金轮毂的优势轮毂作为车辆承载的最重要的安全部件之一,它不仅承受车辆自重垂直作用到轮毂上的压力,还受到车辆在起动、制动时动态扭矩的作用以及车辆在行驶过程中转弯、凹凸路面、路面障碍物的冲击等来自不同方向动态载荷产生的不规则交变受力,其受力情况非常复杂而且是动态变化的。
作为行驶中高速旋转的轮毂,其内在的质量和可靠性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过程中的平稳性、操纵性、舒适性等性能。
这就要求轮毂的尺寸精度高、动平衡好、疲劳轻度高、刚度和弹性好、质量轻、美观等[1]。
而铝轮毂以其良好的综合性能满足了上述要求,在安全性、舒适性和轻量化等方面表现突出,博得了市场青睐,正逐步代替钢制轮毂成为最佳选择[2]。
与钢轮毂相比,铝合金轮毂降低了非载荷重量而提高了抓地性;减小了车轮等旋转部分的热惯性,散热性好;硬度高,刚性好。
摩托车轮轮辋标准
文档收集于互联网,已重新整理排版.word版本可编辑,有帮助欢迎下载支持.
青海昂大集团达利铝业有限责任公司
摩托车轮轮辋标准
编号:
版本号:
修改次数:
受控状态:
实施日期:
分发号:
批准日期
审核日期
编制日期
一、目的
1、标准化产品设计,提高产品设计质量。
2、为技术部设计人员提供标准依据。
二、范围
1、适用于技术部设计人员自主开发设计的产品。
2、适用于昂大整体式铝合金压铸造摩托车轮的设计。
轮辋部分标准化设计1. 圆柱型轮辋名义尺寸及代号的标准化设计
1-1.圆柱型胎圈座轮辋轮廓尺寸(WM型轮辋)
1-2. 圆柱型轮辋标定直径(WM型轮辋)
2. 5°斜底式轮辋名义尺寸及代号的标准化设计
注:R5min尺寸名义宽度代号为MT2.50和大于MT2.50的轮辋槽底轮廓可选R=全半径的圆弧(如下图)。
注:1.名义宽度代号为MT2.50和大于MT2.50的轮辋槽底轮廓可选R=全半径的圆弧(上图显示)
2.名义宽度代号大于MT
3.50的可选此轮辋槽底轮
2-2. 5°斜底式胎圈座轮辋标定直径(MT型轮辋)
3.无内胎摩托车轮气门嘴孔结构
3-1. 直孔气门嘴孔结构
3-2.台阶孔气门嘴孔结构
3-3. 台阶孔侧气门嘴孔结构(适用于名义宽度代号为MT3.00和大于MT3.00的轮辋)。
车轮设计
1、 对开式轮辋(DT型): 对开式轮辋适用于小轮径型摩托车轮胎系列中轮辋名义直径代号为 4——10的轮胎上。
对开式轮辋轮廓
1、 深槽式轮辋(DC型): 深槽式轮辋适用于小轮径型摩托车轮胎,也适合在轻便型摩托车轮 胎(轮辋名义直径代号8——12)上使用。
深槽式轮辋轮廓
一、试验
1、 轮辋试验:
1) 直径变形量、直径永久变形量:
按规定载荷值(如表1)在通过轮辋焊缝的直径方向加载荷,轮辋直
径变形量应符合表2的规定;卸载后的轮辋直径的永久变形量应不大
于1mm,且轮辋不应有裂纹。
轮辋宽度 28.0 30.0 36.0 38.0 40.5 47.0 55.0 63.5 70.0 76.0 83.0 89.0
mm
载荷值N 980 1471 1961 2452 3923 4413 4903
有缓冲套。 1) 辐条及辐条螺母: 辐条是轮辋与轮毂的连接件,可调整轮辋的圆柱度。辐条常用30、 40、45钢等中碳钢丝制成,有时也用高碳钢丝以提高强度,表面一 般采取镀铬、镀锌处理以增加美感和提高耐腐蚀能力。
辐条的结构形式有直辐条,普通弯头辐条和变径等强度辐条。直辐 条因易产生轴向松动而较少使用;普通弯头辐条在中小型摩托车上 用得最多;变径等强度辐条是在弯头部分加粗以提高强度,主要用 在越野车及中重型摩托车的后轮上。
2、辐板轮:
辐板轮也可分为轮辋、轮毂、辐板3部分。 辐板轮的轮辋有的是用钢板辊压卷焊而成,内圈焊有吊耳与辐板 铆接或者螺栓连接,或者轮辋与辐板直接焊接在一起;也有的用铝 合金型材辊压卷焊而成,内圈再焊筋板用以铆接辐板。
辐板有组合式和整体式等类型。两者都是用钢板冲压成型,再与轮辋和 轮毂铆接、焊接或螺栓连接。
经50万转以上的试验后,车轮应无损伤、裂纹、断裂、明显的变 形以及结合部的异常松动。
- 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)。
1.掏料形状的标准化设计……………………………………………………7 2.刻字的标准化设计…………………………………………………………8
三.轮盘部分标准化设计…………………………….………………… 9
1.中心孔的标准化设计………………………………………………………9 2.螺栓孔的标准化设计………………………………………………………11 3.安装盘的标准化设计………………………………………………………16
-7-
1-2.掏料深度的标准化设计 掏料深度最浅要保证与背面机加面有 3mm 的距离,避免发生车掉刻字的情 况。如下图所示:
1-3.掏料拔模度的标准化设计 除随形掏料和特殊轮型外,掏料的拔模角度采用 12 度的标准,如下图所示:
2.刻字的标准化设计
-8-
常D 规O T 刻- T 字模板(5号黑体):
﹥1600~2500 ≥2500
轮辋厚度(mm) 4.2 4.5 5.0 5.2 5.5 4.5 4.8 5.2 5.4 5.5
5.8 5.2 5.5 5.8 6.0 6.2
注:上表数据为后轮辋厚度规定,前轮辋厚度应比后轮辋厚度大 0.5mm。 5.气门孔的标准化设计
气门孔结构尺寸代号见图 1,气门孔结构尺寸规格按表 3 选取。
2.轮缘尺寸的标准化设计 2-1.轮辋后轮缘尺寸规范:
-3-
2-2.轮辋前轮缘尺寸规范: 轮辋正面的轮缘设计主要涉及到铸造,轻量化和冲击试验等方面的因素,下面为 两种常用的轮缘结构,优先使用下面 A 的结构:
A
B
3.轮辋胎圈座的标准化设计
3-1.凸峰类型的选择:
-4-
组合状态
内侧
外侧
标准(适用正向轮辋)
五.铸件标准化设计………………………………………………………. 25
1.加工余量的标准化设计…………………………………………………….25 2.止口的标准化设计………………………………………………………….26 3.预钻孔的标准化设计……………………………………………………….27
一.轮辋部分标准化设计
圆峰
平峰
选用(适用反向轮辋)
平峰
圆峰
选用
圆峰
圆峰
3-2.凸峰尺寸定义 轮辋扁平凸峰轮廓尺寸标准化设计:
P3
R2
H2
H1
P2
R3
R1
P1
轮辋 轮缘高度 凸峰高度 胎座宽度 平峰宽
标准
H1
H2
P1
度 P2
TRA 标准 17.5min 0.2~0.5 19.8min 4min
轮辋圆周凸峰轮廓尺寸标准化设计:
产品标准化规定
编 号:QC/HL-3-5-36 版 本 号:A 修改次数:0 受控状态: 分 发 号: 实施日期:2006.3.8
批准 审核
日 期 2006.3.5 日 期 2006.3.5
编制
日 期 2006.3.5
一、目的 1、标准化产品设计,提高产品设计质量。
2、为技术中心产品设计人员提供标准依据。 二、范围 1、适用于技术中心产品设计人员自主开发设计的产品。 2、适用于华泰公司整体式铝合金压铸车轮的设计。
美国车轮认证标记 M A D E I N C H I N A
制造国家 M A X L O A D X X X X L B S
车轮最大载荷 X X X X X X
(例:MAX LOAD 2200LBS)
生产编号 X X X X X J
(例:475295)
车轮规格
(例:22X9.5J)
制造年月号 06
0C 7 H 铸造打字凸台
常用型
C
20.6X11.5X3.5 X
少用型
D
18X11.5X3.5
少用型
备注:A 型气门孔,对于小孔厚度 H,常规情况下用 3.5mm,而对于公司的 AR 客 户则要求小孔厚度 H 值为 3.68mm。
B 型气门孔根据 JIS 中的 TR 413 标准,采用无内胎场合时,气门嘴部位 的壁厚,理想情况为 3.0~4.5mm。
- 10 -
其余参数要求使用直孔结构。如下图所示:
2.螺栓孔的标准化设计 2-1.常用的螺栓孔结构标准化设计:
- 11 -
03螺栓孔结构 04螺栓孔结构
+0.5 0
32螺栓孔结构 22螺栓孔结构
注意:1. 日本客户的产品使用 32 螺栓孔结构。 2. 04 螺栓孔结构参考后面沉孔的选用原则。 3. 当用覆盖螺栓孔的装饰盖时允许用 03 螺栓孔结构铣穿,当
三.轮盘部分标准化设计
1.中心孔的标准化设计 1-1.中心孔倒角的标准化设计
产品中心孔统一使用 3.5X45°的标准。配装饰杯盖时,装饰杯倒角按装饰 杯标准化设计。
1-2.常用的中心孔直径
中心孔直径( ) 中心孔直径( )
57.1
78.1
60.1
83.3
63.4
83.82
66.6
84.1
67.1
87.1
70.8
108
71.8
110
72.69
125.2
73.1
131
74.1
1-3.台阶孔使用的标准化 当 PCD 为 4/5X100,中心孔直径大于 72.69 时使用台阶孔; 当 PCD 为 5X114.3,中心孔直径大于 83.3 时使用台阶孔。 除客户要求以外,台阶孔深度要求大于 18mm,如下图所示:
需要增加浅沉孔结构 需要增加浅沉孔结构 需要增加浅沉孔结构
- 16 -
3.安装盘的标准化设计 3-1.安装盘直径的标准化设计 最大 PCD 直径 98、100 108 112、114.3、115 120、120.65 127、130 135、139.7 150
安装盘直径(倒圆角后) 135 140 145 150 160 170 180
- 20 -
结构 2:
结构 3:(推荐使用)
- 21 -
2-2.装饰盖螺口的标准化设计 覆盖螺栓孔的装饰盖支撑面与装饰盖之间的配合设计
考虑到车轮铸造、热处理、机加、表面抛光、电镀、或涂装等制造工艺对
产品的影响,在进行车轮的装饰盖设计时,都应考虑在设计时,使装饰盖和车轮
支撑面之间预留出一定的配合间隙已达到车轮成品和装饰盖之间能有良好配合。
C 型气门孔对于小孔直径 d,常规情况下用 11.5mm,而对于公司的德国客 户则要求小孔直径为 11.3mm。
二.轮辐部分标准化设计
1.掏料形状的标准化设计 1-1.掏料形状的标准化设计 对于一般轮型,筋条背面掏料形状应遵循以下原则:
毛坯线 掏料线
毛坯线与掏 料线相接。
对于板型轮子,筋条背面掏料形状应遵循 6mm 宽度。从工艺角度考虑使用加 强筋。如图所示:
图 1 气门孔结构尺寸代号
5-1.气门孔位置尺寸说明
-6-
H1
最小值为 8.1mm
H2
最小值为 6.8mm
H3 对于如上图所示的正向轮辋,在结构允许下,槽底深度最小值可设计为 18mm。
5-2.气门孔结构尺寸
气门孔类型
气门孔尺寸:DxdxH(mm)
备注
A
19.1X11.5X3.5
常用型
B
17.5X11.5X3.5
轮缘圆 角 R2 9.5min
胎座圆 角 R3 6.5max
胎座侧 圆角 R4
4max
轮缘厚 度 P3 11min
P3
R2
R5
H1
R3
R6
P1
轮辋 轮缘高 胎座宽度 轮缘厚 轮缘圆
标准 度 H1
P1
度 P3 角 R2
TRA 标准 17.5min 21min 11min 9.5min
4.轮辋厚度的标准化设计 轮辋厚度规定(只适用于压铸轮辋):
12孔分布
- 15 -
2-3.螺栓孔浅沉孔的使用标准化
如产品参数为下表所示,螺栓孔应增加沉孔结构:
PCD
选用条件
备注
6x139.7
中心孔直径为 78.1 需要增加浅沉孔结构
5x135
不定
需根据客户的要求,考虑具体的车型 是否增加浅沉孔结构
5x115 5x114.3 5x114.3
任何中心孔直径 偏距为 0 时 偏距为 30 时
热处理打字凸台
06
07ห้องสมุดไป่ตู้
ET
ET
偏距打字凸台 H T -
CW-
C
工厂代号 P C D
或
打字凸台
注意:1、对于客户 KMC 和 AR 的产品,用 CW—□,其他客户用 HT—□。 2、背面刻字可用 5、6、7 号黑体字,对小于 5 号的刻字,尽量避免使用。 3、在轮缘车亮的情况下:铸造字高 3mm,数字和单位(KG)的字根最
目录
一.轮辋部分标准化设计……………………………………………… 3
-1-
1.轮辋名义尺寸及代号的标准化设计...........................................................3 2.轮缘尺寸的标准化设计…………………………………………………...4 3.轮辋胎圈座的标准化设计………………………………………………...5 4.轮辋厚度的标准化设计…………………………………………………...6 5.气门孔的标准化设计……………………………………………………...6
- 18 -
四.附件标准化设计
1. 装饰钉孔的标准化设计 1-1.推荐使用的打入式装饰钉孔为:
装饰钉孔尺寸
装饰钉孔尺寸
1-2.推荐使用的拧入式装饰钉孔为:
装饰钉孔尺寸
注意:若客户有特殊要求使用其他的装饰钉,请参考装饰钉图谱。