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（独家原创）汽车轮毂的结构与模具设计（全套CAD图纸）

在加压压力小时,制件的强度塑性指标均随保压时间的延续而增加,在加压压力大时,强度指标下降,塑性指标增大。由于研制的铝轮毂为厚壁件,保压时间设计为。脱模挤压铸造毛坯卸压后,般应立即脱模,但此时毛坯刚成形,出模温度较高,硬度较低,强行出模易造成毛坯变形,因此在毛坯适当水冷后,压机顶出毛坯进行退模。热处理工艺根据轮毂结构,在挤压铸造后的轮毂底部机械加工出热处理孔,然后进行固溶处理。固溶处理温度对铸件的力学性能影响很大。温度越高,强化元素溶解速度越快,数量越多,强化效果越好。但为了防止发生过烧,固溶处理应略低于合金的过烧温度。根据以往的试验结果该合金固溶处理温度为时发生轻微过烧出现复熔球,时严重过烧出现三角晶界,所以设定轮毂固溶处理温度为。.模具设计方案模具设计需要结合产品结构与铸造工艺要求，相关文献指出，对挤压铸造模具的设计，般都有如下的要求确保铸件饱满充型，表面光洁度好．铸件内部组织致密，局部厚大部位能得到良好的补缩．铸件可进行完全的热处理，不出现起泡缺陷．确保有高的生产效率，接近或达到压铸工艺的水平。再者，挤压铸件能否进行固溶处理而不起泡的最关键是取决于其气体卷入量的多少。除工艺上要采取系列措施外，模具设计要遵循如下的原则．液态金属充型速度控制在临界速度以下，般在以下．尽量实现层流充型，减少内浇道的折弯和正面阻堵．尽量设计良好的排气条件．尽量减少料缸中的铸件金属结晶硬壳及涂料卷入铸件中的可能性。为保证铸件品质和工艺的合理性，镁合金汽车轮毂挤压铸造模具需要对的分型面的位置浇道位置与浇道尺寸溢流槽的位置与尺寸和排气槽位置与尺寸进行合理的设计。汽车轮毂挤压铸造模具的设计应使其在铸造过程中，在保证合理充型时间的情况下，设计合理的内浇口截面积，使其有尽可能低的充型速度，以保证其有良好的排气效果，合理铸造凝固顺序。根据设计者的习惯和对模具设计的熟练程度，其设计思路不尽相同，基本遵循下述设计程序根据零件图纸或实物对零件进行工艺分析结构特点分析尺寸精度分析材料特性分析壁厚圆角孔的分析。选取分模面浇道位置。确定压机规格及压室容量胀型力锁模力压机行程压室容量。确定成型条件温度参数速度参数压力参数时间参数。确定模具结构模体部分导向部分成型部分吊装部分抽芯机构推出或卸料机构浇注系统排溢系统冷却及加热系统等。根据挤压铸造模具设计的般要点和设计程序，对镁合金汽车轮毂的挤压铸造模具进行设计。从模具材料挤压铸造机的选择模具结构等几个方面进行设计，并运用软件对模具型腔进行几何建模。.本章小结本章主要介绍了轮毂的两种成形方法，相互对比确定了挤压铸造工艺为工艺方案，并确定了挤压铸造的工艺参数。又进行了对轮毂成形工艺的具体分析，和模具设计的基本方案。为下面设计轮毂成型工艺的模具设计提供了好的平台。第章轮毂铸造模具的设计轿车轮毂模具的生成是利用强大三维造型功能中制造模块曲面特性实现的。以上述三维实体模型为设计模型中的参考模型,参考模型和工件为后面模具的生成提供模板。模具的生成首先将参考模型转换为制造模型，根据参考模型结构来确定工件的外形尺寸，在轿车铝轮的模具设计中，考虑轿车铝轮不规则的轮廓表面以及中空的结构特点和数控加工的可行性，将轿车铝轮的工件设计为正方体，并使轿车铝轮模型设计在该工件中。另外确定轿车铝轮模具还要考虑到参考模型受阻收缩的影响，取收缩率.，在模具菜单中依次选择收缩按尺寸选项,打开按尺寸收缩对话框,在其中设置收缩率为.,然后按回车键确认,可得到放大的参考模型。.挤压模具设计的基本原则铸造收缩率铸件凝固过程中,会产生随温度下降而导致线收缩和液固相转变时产生体收缩。由于在挤压铸造过程中,铝液在压力的作用下与型壁紧密接触,可仅考虑线收缩而忽略体收缩。并且根据轮毂的自身结构,将该轮毂铸造收缩率设计为.。加工余量采用挤压铸造工艺可获得高的尺寸精度和表面光洁度。设计时在铸件外侧上端和下端设有的加工余量,为了便于施压,轮毂下部的内孔设计为盲孔,挤压铸造后由机加形成。铸造圆角按照挤压铸造工艺的要求,铸件所有直角设计为半径为的铸造圆角。配合间隙及长度阴阳模和阳模外套之间的间隙要适当。过小则因装配误差而相碰,且不利于排出气体过大则铝液易通过间隙喷出。因此设计阴,阳模的配合间隙为,配合长度为。排气在阳模外套上留有半径为长度为的排气槽条,挤压铸造时,留在阳模外套导向部分的少量气体,可通过排气槽排出。起模斜度根据轮毂自身结构,铸件外侧在冷却过程中有脱离型壁的趋势,起模斜度设计为,铸件内侧冷却时趋于包紧型芯,起模斜度设计为。模具材料为了防止与铝液接触的模具表面产生热疲劳裂纹,阴阳模阳模外套和顶塞均采用模具钢制造,热处理后硬度为,型腔表面需进行氮化处理。导柱导套采用钢热处理后硬度为,模座压板等构件采用钢调质处理,处理后硬度为。.挤压铸造模具的工艺参数汽车轮毂模具分模面的确定根据轿车轮毂的结构将模具设计为采用个分模面，共需个模具，其中个圆周模具为生成轿车轮毂外圆周表面，其余个为生成汽车轮毂轮辐的上下型箱。在创建形成轮辐及风孔的上下箱分模面时，要在汽车轮毂的参考模型内部创建个辅助的曲面。曲面与汽车轮毂钢圈内壁和轮辐内壁相切，以保证上下箱开合时不会发生干涉，同时在设计该曲面时要考虑到拔模斜度的影响，否则模具的分离会失败。用该曲面与风孔的内侧面以及轮辐的上顶面组合，生成上模分模面。在模具菜单中依次选择分型面创建选项,在打开的分型面名称中输入,然后在打开的曲面定义菜单中依次选择增加复制和完成