【正文】 命。此外，預熱模具將使擠壓金屬表層冷卻減緩，這無疑將有利于金屬流動和充填。對于流動性差的鋁合金來說，模具預熱就尤為重要。預熱溫度視所用設備類型而定，使用速度較慢的液壓機，特別是小公差或形狀復雜的零件時，模具應預熱到450℃。⑺為了提高擠壓件和模具的壽命，應經常清除沉積在模腔內的潤滑劑殘渣。 7A04 鋁合金輪轂成形模具設計 反擠壓模具設計⑴反擠壓凸模的設計凸模的工作帶外徑 d 應取與擠壓件孔徑相同的尺寸?？紤]到工作帶會磨損，而反擠壓后，擠壓件孔的尺寸要縮小 ～，因此凸模工作帶的外徑，一般擠壓件孔徑的最大尺寸設計。凸模的前段高度 則與擠壓件的材料有關，一般取 h ≤ 。擠壓鋁合金的時候，取 h 5d，這時最好利用凹?？讓?。一般的溫擠反擠壓凸模的尺寸可以參考下列數據如圖 41 示意： [20]d1=(～)d ； h=(～)mm ；d2=d(～)mm ； h2=1/2d 32 ；d3=(～)d ； α=1176?！?2 176。 ；d4=(～)d ； Q=4176?！?5 176。圖 41 凸模設計原則示意圖凸模工作部分的長度 h1應進行縱向彎曲穩(wěn)定性校核。凸模工作部分的長徑比 h\d不僅和被擠壓的材料有關，還與凸模材料和承受的單位擠壓力有關。本章采用第二章所述的經驗公式計算所得結果：[23] （3????bdDP???????8）=[8+1/(197/1251)] 12522103=設備可以提供所需的擠壓力。依據以上的設計原則可以設計輪轂反擠壓凸模如圖 d=φ125mm,R=20mm，凸模表面光潔度為 Ra=：圖 42 反擠壓凸模⑵反擠壓凹模設計反擠壓凹模的型腔深度可以按下式計算： [12]（3??mRrh3~2??9）式中： ——毛坯的厚度 mm；h ——凹模入口處的圓角半徑，一般采用 =2～3mm；r r ——凹模底部圓角半徑 mm。R組合凹模的設計：等溫擠壓時，單位壓力較大，整體擠壓凹模在擠壓時容易產生縱向裂紋，因而通常采用加預應力圈的組合凹模，以改善凹模工作時的應力分布情況，防止凹模發(fā)生脹裂。組合凹模一般有兩層和三層的兩種結構。其尺寸關系如圖 43 所示：圖 43 兩層組合凹模設計原則示意圖 【15】增大凹模外徑和凹模內徑的總直徑比 a可使危險截面的應力值減小。生產中一般采用的 a值為 4～6。因此直徑比： （310）6~4131???a??13設計反擠壓凹模如圖 44；圖 44 反擠壓組合凹模組合凹模的壓合,一般在液壓機上進行。壓合角 γ 一般采用 1176。30′。若是 γ 超過 3176。各圈在使用過程中容易松脫。在本次輪轂成形中我們采用γ=176。；凹模內圈采用模具鋼時，在常溫情況下,先將中圈壓入外圈，最后再將內圈壓入。如要壓出時，應先將內圈壓出，然后再壓出中圈。壓合后內圈孔徑會有一點縮小，需要修型。⑶反擠壓模具裝配圖。反擠壓工序模具裝配圖如圖 45 示：圖 45 反擠壓模具裝配圖1銷釘 2頂桿 3螺釘 4下模板 5下墊板 6頂板 7凹模 8預應力圈 9凸模 10卸料螺釘 11卸料板 12墊片 13接座 14上模板 15螺釘 16銷釘 擴口模具設計 【15】⑴擴口成形凸模設計：圖 46為擴口成形凸模，擴口凸模錐度根據上一章計算： 【23】 ??????????1027419537arctn2?（311）頂部的過渡圓角為 R=2mm：圖 46 墩擠成形凸模⑵擴口模具裝配圖如圖 47 所示，在相關文獻查到的數值模擬過程中取 R10時，擴口零件直壁與擴口部分圓角 R過小而在鐓擠階段出現了折疊缺陷，方案優(yōu)化后把過渡圓角定為 R20，可以獲得尺寸質量都很好的零件，因此在擴口模具的凹模中圓角的尺寸定為 R=20mm:圖 47 擴口模裝配圖1銷釘 2頂桿 3下模板 4螺釘 5下墊板 6頂板 7凹模 8預應力圈 9凸模芯軸10凸模 11凸模墊板 12上模板 13螺釘 14銷釘 鐓擠模具設計 【15】⑴鐓擠模具凸模設計：如圖 48所示為鐓擠成形凸模，根據零件的最終尺寸以及擠壓件圖的要求，凸模頭部的斜度為 15176。、凸模外側的斜度為 6176。、各圓角尺寸如圖圖 48 鐓擠成形凸模鐓擠成形過程中的熱量損失容易導致如圖所示的凸臺高度不到標準，所以在實際操作中成形結束后注意測量，鐓擠成形模具裝配圖如圖 49所示:49 鐓擠模裝配圖1銷釘 2頂桿 3下模板 4螺釘 5下墊板 6頂板 7凹模 8預應力圈 9凸模芯軸10凸模 11凸模墊板 12上模板 13螺釘 14銷釘 模具材料的選擇擠壓模具的材料應該具備的條件是：①在工作條件下具備有良好的綜合機械性能。②在工作條件下具備良好的組織穩(wěn)定性。③在工作條件下具有良好的抗冷、熱疲勞性能。④具有良好的工藝性能。⑤具有良好的冶金質量。因此，根據模具不同部分的受力情況，凸模、凹模、預應力圈受力較大工作條件特殊，所以決定采用 40Cr為模具材料。其余部分采用 45號鋼并加以一定熱處理達到要求硬度即可。 本章小結參考文獻數值模擬結果，設計完成了反擠壓模具、擴口模具、鐓擠模具。根據溫擠模具的要求，模具工作零件采用了 40Cr、其余零件采用 45鋼，加以一定熱處理可滿足成形模具使用要求。結論與展望1 結論：本文以某輪式車輛輪轂為研究對 7A04鋁合金的成形特性，分析設計與試驗研究相結合，開展了鋁合金輪轂的加工與應用研究。主要結論如下：⑴根據輪轂的機械性能和服役要求，選擇了能夠熱成形和機械加工且強度高 7A04鋁合金作為輪轂的制備材料，確定了 7A04鋁合金擠壓成形工藝參數及熱處理規(guī)范。⑵輪轂零件屬典型的寬階梯凸緣厚壁筒形件，依照其形狀特點，結合擠壓件設計原則及后續(xù)機加工藝，設計了鋁合金輪轂擠壓件圖。制定了鋁合金輪轂反擠壓——擴口——鐓擠以及機械加工成形工藝。⑶汽車鋁合金輪轂等溫擠壓新工藝的研究，成功的解決了鋁合金輪轂的制造技術，最后的產品如圖所示：實際應用表明，用鋁合金整體成形方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼制鑄造車輪工藝，減輕重量百分之 60%，抗拉強度、屈服強度和機械性能得到改善，提高了汽車加速和減速性能，減少了油耗。提高了車輛的運行速度。⑷已有部分企業(yè)采用這種設計思想制造的模具經過零件的成形實驗、生產，證明模具使用方便，成形工藝可行，既保證了產品的質量也提高了生產效率。對于類似的輪轂，確定好棒料外徑后，就可以采用本文設計的模具結構。2 展望綜合近幾年鋁合金輪轂鍛造技術的研究與應用，認為今后的發(fā)展將大致趨向于以下幾個方面： 一次成型制造的車輪整體厚重車輪重量雖然相對鋼制車輪減輕了很多，隨著時代與技術的進步汽車制造業(yè)更加倡導節(jié)能減排因此減輕汽車輪轂的重量是提高汽車質量的關鍵環(huán)節(jié)之一。鍛造鋁合金輪轂也可采用二次成形技術，二次成形輪輻和輪輞可分開制造加工時降低輪輻的厚度加工輪輞時可把肉盤做厚，因為輪輞是空心的這樣可進一步降低輪轂的重量，最后二者的組裝通過擴散焊接的技術。這種輪轂加工技術在國外高端車型上已推廣但在目前國內這種技術還不成熟，要開發(fā)此項技術要進一步研究鋁合金在這種加工技術下的成形性能已近對應的模具。致 謝歷時將近三個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了很多的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師張海濤老師，他對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助我進行論文的修改。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最衷心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我很多有用的建議，還在論文的撰寫和排版過程中提供了熱情的幫助。由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正！ 作者： 2022 年 5 月 30 日參考文獻[1] 習鵬羽， .030051[2] ,1997,7(1):6566[3] 賴華清,2022,20(6):3840[4] [M].杭州:浙江大學出版社,1990.[5] [J].輕合金加工技術,2022(1):911.[6] [M].上海:上?？茖W技術出版社,1990.[7] [J].有色金屬加工,1998(2):69.[8] [J].汽車工藝與材料,2022(5):1416.[9] ,2022:121310[10] [J].模具技術,1999(1):6065[11] ,2022(5)[12] ,2022(4)[13] ,2022:6164[14] ,2022:1518[15] :華夏出版社,2022:3637[16] 趙玉濤編 ：機械工業(yè)出版社，2022[17] 張正智，與開發(fā) 2022（12）：5～9[18] 王祖德 ,2022（23）：21[19] 呂炎 ：國防工業(yè)出版社,2022[20] ，Vol．22，No3[21] . 燕山大學碩士論文[22] 張玉華. 直齒內齒輪成型工藝數值模擬及實驗研究. 燕山大學碩士論[23] ,2022(3)[24] 太原 2022[25] 蔣鵬,料 1999 年第 5 期[26] （第 57 號）,1994,4:3444[27] ：西北工業(yè)大學出版社,1993[28] [J]鋁加工,2022,(3):23～301[29] Yada cooling of rolled steels. Conf. of. Metallurgists, PergamonPress, Canada: 105120.[30] ，1995 第四期.[31] [M].北京:機械工業(yè)出版社,1996[32] 2022 No1[33] [34] Marcal P V,King I analysis of twodimensional stress systems by the finite .,1967。8:143155[35] Lee C H,Kobayashi analysis of planestrain and axisymmetricflat punch indentationn by the finiteSci,1970。13:349370[36] Zhang Tingjie,Zhang XiaoMing Structure and properties of Multidirectionally Fed 7075 Aluminum Alloy Northwest Institution For Nonferrous Metal research,Xi’an 71006,china 2022。20:280350[37] 中國機械工程學會鍛壓學會．鍛壓手冊(第一卷)．北京：機械工業(yè)出社．1993：600650[38] 史萬明．半閉式模鍛工藝及應用．鍛壓技術，1995，(3)：812[39] 王助成，邵敏．有限元法基本原理和數值方法．北京：清華大學出蔽社。1986：1．92[40] 王祖唐，肖景容，雷沛．金屬塑性成形理論．北京：機械工業(yè)出版社，1989：331332[41] 趙建，陳拂曉，上官林建．體積成形的數值模擬．模具技術，2022，(9)：2629[42] 馬新武．體積成形過程數值模擬與優(yōu)化技術及其系統(tǒng)開發(fā)研究．【山東大學博士學位論文1．2022：13．16[43] 陳如欣。胡忠民．塑性有限元法及其在金屬成形中的應用．重慶：重慶大學出版社．1989：144．147[44] 謝水生，王祖唐，金屬塑性成形工步的有限元數值模擬．北京：冶金工業(yè)出版社．1997：70．87[45] 魏仁委．轎車鋁合金輪轂鍛造成形技術研究．【燕山大學工學碩士學位論文】.2022：3235[46] 張連春，鄧子玉，曾偉．鍛造成形過程中溫度場的有限元分析．沈陽理工大學學報．2022，(3)：1922[47] 艷然，吳樂堯．金屬體積成形過程中溫度場的分析．塑性工程學報，2022，(4)：13—16附錄 A多向鍛造7075鋁合金的結構和性能摘要：在440℃經多向鍛造加工成7075鋁合金鍛件。研究了鍛件的顯微組織和力學性能隨退火溫度和T73回火的變化，TEM和SEM用于分析鍛件的晶粒和第二相形態(tài)。多向和大 的完全再結晶組織。390 ～450℃退火使晶粒長大到3um，但位錯和第二相分布沒有明顯改變，這時鍛件展現出較低強度和較高延性。T73回火使鍛件屈服強度和拉伸強度分別提高280%和210% 而延性同退火樣相比并無明顯下降，斷裂韌性達到5