鎂合金汽車輪轂壓鑄模設(shè)計(jì)

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1、機(jī)電與車輛工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：鎂合金汽車輪轂壓鑄模設(shè)計(jì)專業(yè)：車輛工程班級(jí)：2008級(jí)4班姓名：劉盛棟學(xué)號(hào)：1608080414指導(dǎo)教師：張華日期：2011年12月27日目錄引言11.壓鑄成型基礎(chǔ)11.1壓鑄原理與金屬填充理論21.1.1壓鑄原理21.1.2金屬充填理論41.2壓鑄的特點(diǎn)41.2.1壓鑄的優(yōu)點(diǎn)41.2.2壓鑄的缺點(diǎn)51.3壓鑄的應(yīng)用范圍及發(fā)展前景51.3.1壓鑄的應(yīng)用范圍51.3.2壓鑄的應(yīng)用前景及發(fā)展61.4壓鑄合金61.4.1壓鑄合金的性能要求61.4.2鎂合金71.5鎂合金輪轂的應(yīng)用82.輪轂壓鑄模設(shè)計(jì)11

2、2.1鎂合金汽車輪轂三維造型112.1.1汽車輪轂設(shè)計(jì)的一般原則112.1.2汽車輪轂的實(shí)體模型112.1.3基于pro/E輪轂實(shí)體建模122.2對汽車輪轂進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和選擇分型面132.2.1對汽車輪轂進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析132.2.2選擇輪轂?zāi)＞叩姆中兔?42.3模架與成型零件的設(shè)計(jì)162.3.1模架的設(shè)計(jì)162.3.2成型零件設(shè)計(jì)212.4澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)252.4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)252.4.2溢流與排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)262.5壓鑄模的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)272.5.1側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)272.5.2推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)302.6模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)31

3、3.壓鑄機(jī)的選擇及模具材料333.1壓鑄機(jī)的選用333.1.1確定壓鑄機(jī)的鎖模力333.1.2壓鑄機(jī)的校核343.2模具材料及熱處理354.主要的零件圖和裝配圖365.設(shè)計(jì)小結(jié)40致謝41參考文獻(xiàn)42鎂合金汽車輪轂壓鑄模設(shè)計(jì)車輛工程專業(yè)084班劉盛棟指導(dǎo)教師張華摘要：本設(shè)計(jì)首先分析了汽車輪轂外形較大，深度較深的輪轂結(jié)構(gòu)及工藝要求，通過pro/E軟件對輪轂結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，并采用擠壓鑄造成型技術(shù)，并詳細(xì)說明了模具的分型面、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及壓鑄機(jī)型號(hào)的選擇。利用鎂合金材料AZ91D可以降低輪轂的重量，有利于整車

4、的輕量化，可以一定程度上降低能耗，改善整車的加速及制動(dòng)性能等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：鎂合金輪轂;壓鑄模;pro/E;分型面;澆注系統(tǒng);推出機(jī)構(gòu)引言當(dāng)前汽車輪轂外形較大，深度深，中間孔徑大，結(jié)構(gòu)圓形對稱，鑄件強(qiáng)度和外觀要求都很高，因此，鑄件要求無氣孔及不允許有疏松及裂紋等缺陷呢，而且產(chǎn)量大，采用傳統(tǒng)的側(cè)澆口或縫隙澆口所需壓射比壓較大，上下輪輻強(qiáng)度不一致，且殘留的澆口影響外觀。先采用中心進(jìn)料系統(tǒng)，不僅減小了模具外形，而且鑄件再充型、強(qiáng)度及外觀等方面均取得了很好的效果。為推動(dòng)鎂合金在輪轂上的合理應(yīng)用，本研究對鎂合金材料的輪轂進(jìn)行了工藝分析，優(yōu)化

5、輪轂結(jié)構(gòu)，提高輪轂的使用安全性。431.壓鑄成型基礎(chǔ)1.1壓鑄原理與金屬填充理論高壓和高速是壓鑄時(shí)金屬液填充成型過程中的兩大特點(diǎn)，也是壓鑄與其他鑄造方法最根本的區(qū)別所在。1.1.1壓鑄原理壓鑄是將液態(tài)貨半固態(tài)金屬澆入壓鑄機(jī)的壓室中，金屬液在運(yùn)動(dòng)中的壓射沖頭作用下，以極快的速度充填型腔，并在壓力的作用下結(jié)晶凝固而獲得鑄件的一種鑄造方法[1]。壓鑄時(shí)作用在金屬液上的壓射比壓從幾兆帕至幾十兆帕不等，有事甚至高達(dá)500兆帕。金屬液充填型腔時(shí)，澆口處的線速度達(dá)0.5-70m/s。充填的時(shí)間極短，一般為0.01-0.03s。鑄造生產(chǎn)過程如圖

6、1-1所示。成品質(zhì)檢入庫開模取樣鑄造成型合模模具預(yù)熱模具設(shè)計(jì)制造模具試模安裝產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)圖1-1壓鑄過程是由壓鑄機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，壓鑄機(jī)分熱壓式室鑄機(jī)和冷壓室壓鑄機(jī)兩大類。（1）熱壓室壓鑄機(jī)工作的基本原理熱壓室壓鑄機(jī)的壓室通常浸沒在坩堝的金屬液中，如圖1-2所示。壓鑄過程中，金屬液在壓射沖頭上升時(shí)通過進(jìn)口進(jìn)入壓室，壓射沖頭下壓時(shí)，金屬液沿著通道經(jīng)噴嘴充填壓鑄模型腔，待金屬液冷卻凝固成型后，壓射沖頭上升，此時(shí)開模取出鑄件，完成一個(gè)壓鑄循環(huán)[4]。43圖1-2熱壓室壓鑄機(jī)壓鑄過程示意圖1—金屬液2—坩堝3—壓射沖頭4—壓室5—進(jìn)口6—通道

7、7—噴嘴8—壓鑄模（2）冷壓室壓鑄機(jī)工作的基本原理冷壓室壓鑄機(jī)的壓室與保溫坩堝是分開的，壓鑄時(shí)由人工用料勺從保溫坩堝內(nèi)勺取金屬液澆入壓室后在進(jìn)行壓鑄。根據(jù)壓鑄模與壓室的相對位置不同，冷壓室壓鑄機(jī)又可以分為立式、臥式、全立式三種[4]。立式冷壓室壓鑄機(jī)的基本原理。壓室與壓射機(jī)構(gòu)處于垂直位置，澆入壓室的金屬液被返料沖頭托住，以防止金屬液流入型腔。當(dāng)壓射沖頭下壓快要接觸金屬液面時(shí)，返料沖頭突然下降讓出噴嘴入口，金屬液在壓射沖頭的作用下充填型腔并使壓鑄件在壓力下冷卻凝固。壓射沖頭在完成金屬液充填型腔并保壓后返回。返料沖頭上升切斷余料并將

8、其推至壓室的上沿，以便去除余料。最后返料沖頭返回，動(dòng)定模分開，取出壓鑄件，完成一個(gè)壓鑄循環(huán)。臥式冷壓室壓鑄機(jī)的基本原理。壓室與壓射機(jī)構(gòu)處于水平位置，壓鑄過程中，金屬液從加料口澆入壓室，壓射沖頭向前運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)金屬液使之經(jīng)澆道充填模具型腔。金屬液在壓力下冷卻凝固，然