【正文】 命。此外，預(yù)熱模具將使擠壓金屬表層冷卻減緩，這無(wú)疑將有利于金屬流動(dòng)和充填。對(duì)于流動(dòng)性差的鋁合金來(lái)說(shuō)，模具預(yù)熱就尤為重要。預(yù)熱溫度視所用設(shè)備類(lèi)型而定，使用速度較慢的液壓機(jī)，特別是小公差或形狀復(fù)雜的零件時(shí)，模具應(yīng)預(yù)熱到450℃。⑺為了提高擠壓件和模具的壽命，應(yīng)經(jīng)常清除沉積在模腔內(nèi)的潤(rùn)滑劑殘?jiān)? 7A04 鋁合金輪轂成形模具設(shè)計(jì) 反擠壓模具設(shè)計(jì)⑴反擠壓凸模的設(shè)計(jì)凸模的工作帶外徑 d 應(yīng)取與擠壓件孔徑相同的尺寸?？紤]到工作帶會(huì)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(shè)計(jì)。凸模的前段高度 則與擠壓件的材料有關(guān)，一般取 h ≤ 。擠壓鋁合金的時(shí)候，取 h 5d，這時(shí)最好利用凹?？讓?dǎo)向。一般的溫?cái)D反擠壓凸模的尺寸可以參考下列數(shù)據(jù)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(shè)計(jì)原則示意圖凸模工作部分的長(zhǎng)度 h1應(yīng)進(jìn)行縱向彎曲穩(wěn)定性校核。凸模工作部分的長(zhǎng)徑比 h\d不僅和被擠壓的材料有關(guān)，還與凸模材料和承受的單位擠壓力有關(guān)。本章采用第二章所述的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所得結(jié)果：[23] （3????bdDP???????8）=[8+1/(197/1251)] 12522103=設(shè)備可以提供所需的擠壓力。依據(jù)以上的設(shè)計(jì)原則可以設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)反擠壓凹模的型腔深度可以按下式計(jì)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(shè)計(jì)：等溫?cái)D壓時(shí)，單位壓力較大，整體擠壓凹模在擠壓時(shí)容易產(chǎn)生縱向裂紋，因而通常采用加預(yù)應(yīng)力圈的組合凹模，以改善凹模工作時(shí)的應(yīng)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(jié)構(gòu)。其尺寸關(guān)系如圖 43 所示：圖 43 兩層組合凹模設(shè)計(jì)原則示意圖 【15】增大凹模外徑和凹模內(nèi)徑的總直徑比 a可使危險(xiǎn)截面的應(yīng)力值減小。生產(chǎn)中一般采用的 a值為 4～6。因此直徑比： （310）6~4131???a??13設(shè)計(jì)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(jī)上進(jìn)行。壓合角 γ 一般采用 1176。30′。若是 γ 超過(guò) 3176。各圈在使用過(guò)程中容易松脫。在本次輪轂成形中我們采用γ=176。；凹模內(nèi)圈采用模具鋼時(shí)，在常溫情況下,先將中圈壓入外圈，最后再將內(nèi)圈壓入。如要壓出時(shí)，應(yīng)先將內(nèi)圈壓出，然后再壓出中圈。壓合后內(nèi)圈孔徑會(huì)有一點(diǎn)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(xiāo)釘 2頂桿 3螺釘 4下模板 5下墊板 6頂板 7凹模 8預(yù)應(yīng)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(xiāo)釘 擴(kuò)口模具設(shè)計(jì) 【15】⑴擴(kuò)口成形凸模設(shè)計(jì)：圖 46為擴(kuò)口成形凸模，擴(kuò)口凸模錐度根據(jù)上一章計(jì)算： 【23】 ??????????1027419537arctn2?（311）頂部的過(guò)渡圓角為 R=2mm：圖 46 墩擠成形凸模⑵擴(kuò)口模具裝配圖如圖 47 所示，在相關(guān)文獻(xiàn)查到的數(shù)值模擬過(guò)程中取 R10時(shí)，擴(kuò)口零件直壁與擴(kuò)口部分圓角 R過(guò)小而在鐓擠階段出現(xiàn)了折疊缺陷，方案優(yōu)化后把過(guò)渡圓角定為 R20，可以獲得尺寸質(zhì)量都很好的零件，因此在擴(kuò)口模具的凹模中圓角的尺寸定為 R=20mm:圖 47 擴(kuò)口模裝配圖1銷(xiāo)釘 2頂桿 3下模板 4螺釘 5下墊板 6頂板 7凹模 8預(yù)應(yīng)力圈 9凸模芯軸10凸模 11凸模墊板 12上模板 13螺釘 14銷(xiāo)釘 鐓擠模具設(shè)計(jì) 【15】⑴鐓擠模具凸模設(shè)計(jì)：如圖 48所示為鐓擠成形凸模，根據(jù)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(cè)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(guò)程中的熱量損失容易導(dǎo)致如圖所示的凸臺(tái)高度不到標(biāo)準(zhǔn)，所以在實(shí)際操作中成形結(jié)束后注意測(cè)量，鐓擠成形模具裝配圖如圖 49所示:49 鐓擠模裝配圖1銷(xiāo)釘 2頂桿 3下模板 4螺釘 5下墊板 6頂板 7凹模 8預(yù)應(yīng)力圈 9凸模芯軸10凸模 11凸模墊板 12上模板 13螺釘 14銷(xiāo)釘 模具材料的選擇擠壓模具的材料應(yīng)該具備的條件是：①在工作條件下具備有良好的綜合機(jī)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(zhì)量。因此，根據(jù)模具不同部分的受力情況，凸模、凹模、預(yù)應(yīng)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(hào)鋼并加以一定熱處理達(dá)到要求硬度即可。 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)數(shù)值模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)完成了反擠壓模具、擴(kuò)口模具、鐓擠模具。根據(jù)溫?cái)D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(mǎn)足成形模具使用要求。結(jié)論與展望1 結(jié)論：本文以某輪式車(chē)輛輪轂為研究對(duì) 7A04鋁合金的成形特性，分析設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究相結(jié)合，開(kāi)展了鋁合金輪轂的加工與應(yīng)用研究。主要結(jié)論如下：⑴根據(jù)輪轂的機(jī)械性能和服役要求，選擇了能夠熱成形和機(jī)械加工且強(qiáng)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(shù)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(diǎn)，結(jié)合擠壓件設(shè)計(jì)原則及后續(xù)機(jī)加工藝，設(shè)計(jì)了鋁合金輪轂擠壓件圖。制定了鋁合金輪轂反擠壓——擴(kuò)口——鐓擠以及機(jī)械加工成形工藝。⑶汽車(chē)鋁合金輪轂等溫?cái)D壓新工藝的研究，成功的解決了鋁合金輪轂的制造技術(shù)，最后的產(chǎn)品如圖所示：實(shí)際應(yīng)用表明，用鋁合金整體成形方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼制鑄造車(chē)輪工藝，減輕重量百分之 60%，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和機(jī)械性能得到改善，提高了汽車(chē)加速和減速性能，減少了油耗。提高了車(chē)輛的運(yùn)行速度。⑷已有部分企業(yè)采用這種設(shè)計(jì)思想制造的模具經(jīng)過(guò)零件的成形實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)，證明模具使用方便，成形工藝可行，既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量也提高了生產(chǎn)效率。對(duì)于類(lèi)似的輪轂，確定好棒料外徑后，就可以采用本文設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)。2 展望綜合近幾年鋁合金輪轂鍛造技術(shù)的研究與應(yīng)用，認(rèn)為今后的發(fā)展將大致趨向于以下幾個(gè)方面： 一次成型制造的車(chē)輪整體厚重車(chē)輪重量雖然相對(duì)鋼制車(chē)輪減輕了很多，隨著時(shí)代與技術(shù)的進(jìn)步汽車(chē)制造業(yè)更加倡導(dǎo)節(jié)能減排因此減輕汽車(chē)輪轂的重量是提高汽車(chē)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。鍛造鋁合金輪轂也可采用二次成形技術(shù)，二次成形輪輻和輪輞可分開(kāi)制造加工時(shí)降低輪輻的厚度加工輪輞時(shí)可把肉盤(pán)做厚，因?yàn)檩嗇y是空心的這樣可進(jìn)一步降低輪轂的重量，最后二者的組裝通過(guò)擴(kuò)散焊接的技術(shù)。這種輪轂加工技術(shù)在國(guó)外高端車(chē)型上已推廣但在目前國(guó)內(nèi)這種技術(shù)還不成熟，要開(kāi)發(fā)此項(xiàng)技術(shù)要進(jìn)一步研究鋁合金在這種加工技術(shù)下的成形性能已近對(duì)應(yīng)的模具。致 謝歷時(shí)將近三個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫(xiě)完，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了很多的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師張海濤老師，他對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助我進(jìn)行論文的修改。另外，在校圖書(shū)館查找資料的時(shí)候，圖書(shū)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(dǎo)過(guò)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(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒(méi)有各位學(xué)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(xiě)作。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫(xiě)論文的過(guò)程中給予我很多有用的建議，還在論文的撰寫(xiě)和排版過(guò)程中提供了熱情的幫助。由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫(xiě)論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正！ 作者： 2022 年 5 月 30 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