【正文】 利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件對零件進(jìn)行設(shè)計(jì), 利用Pro/E對零件進(jìn)行三維造型, 并實(shí)現(xiàn)零件的三維裝配和模具設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：模具；鎂合金；汽車輪轂；擠壓鑄造 ；模具設(shè)計(jì)；低壓鑄造ABSTRACTThis paper mainly research on automobile wheel．Based on the general process of product development，the technical route is made including product structure，processscheme and mould．Using the software of CAD， such as the structure design of automobile hub with performance analysis, mould modelling, casting process design, etc.China introduced the aluminum mold wheel status quo first time, development trends and China39。而汽車的安全性和可靠很大程度上取決于所用輪轂的性能和使用壽命。輪轂是一個承受隨機(jī)疲勞載荷的旋轉(zhuǎn)薄殼結(jié)構(gòu)，上面開有孔洞，附有加強(qiáng)筋，形狀復(fù)雜，轎車在行駛中所受到的各種載荷向輪轂的傳遞也十分復(fù)雜。輪轂?zāi)＞咴O(shè)計(jì)是保證轎車輪轂質(zhì)量的關(guān)鍵，由于模具型面復(fù)雜，幾何構(gòu)造圖素和曲面造型獨(dú)特，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)及制造方法很難滿足要求。然而在當(dāng)今汽車技術(shù)高速發(fā)展的時代，歐美、日本等國家基本壟斷了發(fā)達(dá)的汽車技術(shù)，我國在先進(jìn)的汽車技術(shù)中處于落后與被動地位，因此，我國必須加大對汽車技術(shù)研發(fā)的力度，發(fā)明出更新更先進(jìn)的技術(shù)，跟上世界各個汽車大國的技術(shù)水平。現(xiàn)代汽車正在向輕量化方向發(fā)展，從結(jié)構(gòu)材料的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)車輛輕量化的主要手段是采用具有高比性能的輕質(zhì)材料替代傳統(tǒng)材料，目前廣泛應(yīng)用于汽車輪轂的材料主要是鋁合金和鎂合金。2002年，我國轎車鋁合金輪轂的裝車率已接近45%。經(jīng)過十幾年的艱苦努力，年生產(chǎn)能力已超過了6500萬件。與世界先進(jìn)水平相比，國內(nèi)企業(yè)在鋁合金輪轂的設(shè)計(jì)開發(fā)和制造技術(shù)方面尚存在較大的差距，總體的生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平、產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量水平還有待進(jìn)一步的提高[1]。突出的阻尼減振性能等特點(diǎn)，將鎂合金用于汽車，摩托車結(jié)構(gòu)，特別是高速運(yùn)動構(gòu)件能降低車輛自重及燃油消耗，降低車輛的振動和噪聲，提高車輛的加減速動力學(xué)特性，既能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，又能較顯著改善車輛的駕乘舒適度[2]。東風(fēng)汽車公司開發(fā)的轎車用非承重鎂合金零件有變速箱殼、離合器殼、變速箱蓋等，年產(chǎn)量達(dá)到6萬件。我國科技部也在“十五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃中特別提出了“鎂合金開發(fā)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化”重大項(xiàng)目。我國從20世紀(jì)六七十年代開始發(fā)展擠壓鑄造，20世紀(jì)九十年代，運(yùn)用于摩托車行業(yè)，使擠壓鑄造得到了飛躍發(fā)展，已形成年生產(chǎn)300千萬只摩托車鋁輪轂的能力。我國低壓鑄造工藝發(fā)展得較晚，1955年天津拖拉機(jī)制造廠采用壓縮空氣緊密制造鋁合金型板，1958年上海郵電器材廠應(yīng)用了低壓鑄造工藝，六十年代這一工藝在北京、天津、上海、遼寧等地得到了一定程度的發(fā)展。 國外研究現(xiàn)狀國外對輪轂材料的研究發(fā)展的比較迅速。從此，汽車輪轂進(jìn)入了另一個時代——鋁合金輪轂時代。德國是世界上最早開始制造鋁合金輪轂的國家．早在20世紀(jì)20年代就開始用砂型鑄造賽車用鋁合金輪轂，其設(shè)計(jì)與制造技術(shù)一直走在世界的前列。世界各國近年來都高度重視對鎂合金的研究與開發(fā)，加強(qiáng)鎂合金在汽車等交通工具上的應(yīng)用開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化研究。北美是汽車用鎂量最大的地區(qū)，其次是歐洲、日本和韓國。在歐洲一些車型上， [4]。擠壓鑄造技術(shù)的發(fā)展與擠壓鑄造機(jī)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。低壓鑄造真正被推廣應(yīng)用時在“二戰(zhàn)”以后，由于有較高的補(bǔ)縮壓力和溫度梯度，有效地提高了厚大斷面鑄件的致密性。汽車輪轂由于質(zhì)量要求高，本身結(jié)構(gòu)又適于低壓鑄造，而且需求量大，因此極大地推動了低壓鑄造技術(shù)的發(fā)展。 研究的目的和意義輪轂是車輛的重要運(yùn)動部件，本文以汽車輪轂為研究對象，基于產(chǎn)品研究開發(fā)的一般流程，通過制定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝方案設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)的技術(shù)路線，熟練掌握汽車零件設(shè)計(jì)和開發(fā)的流程，通過借助CAD、CAE等工具，對汽車輪轂結(jié)構(gòu)與性能、模具造型、鑄造工藝等進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過研究擠壓鑄造的工藝特點(diǎn)，分析總結(jié)汽車輪轂擠壓鑄造模具要點(diǎn)，并通過對模具型腔進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，掌握汽車輪轂?zāi)＞叩脑O(shè)計(jì)過程了解鑄造的基本工藝，熟練應(yīng)用Pro/E、CAD等繪圖軟件，并具有一定的實(shí)驗(yàn)技能和生產(chǎn)實(shí)踐知識。鎂合金是現(xiàn)已知的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料之一，具有多方面結(jié)構(gòu)和性能的優(yōu)勢，越來越受到各國的青睞。而鎂合金由于其眾多優(yōu)點(diǎn)，成為輕量化發(fā)展的首選材料。鑄造模具市場異常活躍，鑄造產(chǎn)業(yè)的高速增長帶來了鑄造模具制造工業(yè)的一片興旺。模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，特別是汽車、摩托車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具技術(shù)的進(jìn)步[8]。而采用Pro/E對汽車鋁輪模型實(shí)體設(shè)計(jì)以及模具設(shè)計(jì)將解決這一設(shè)計(jì)難題，使得設(shè)計(jì)過程簡便、快捷、可靠。擠壓鑄造充型平穩(wěn),沒有湍流和不包卷氣體,金屬直接在壓力下結(jié)晶凝固,所以鑄件不會產(chǎn)生氣孔、縮孔和縮松等鑄造缺陷,且組織致密、晶粒細(xì)化,機(jī)械性能比低壓鑄造件高[9]。擠壓鑄造特別適合于生產(chǎn)汽車工業(yè)中的安全性零件,汽車輪轂是一種要求較高的保安件,金屬型重力鑄造、低壓鑄造、壓力鑄造工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品雖能滿足使用要求,但整體質(zhì)量比擠壓鑄造鋁輪轂相差一個檔次。國內(nèi)也在廣東建造了一個現(xiàn)代化的擠壓鑄造汽車輪轂廠,已生產(chǎn)多種規(guī)格和型號的汽車鋁輪轂,經(jīng)鑒定產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容產(chǎn)品的開發(fā)，通常經(jīng)過以下幾道程序：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝方案設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試樣、大批生產(chǎn)，對于試樣不合格的情況，則需要對模具、工藝方案甚至產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行修整的工作。由于擠壓鑄造技術(shù)是使液態(tài)金屬在壓力作用下充型，并在高壓下凝固和產(chǎn)生塑性變形，所以能擠壓出各種形狀復(fù)雜的零件，本設(shè)計(jì)為了充分發(fā)揮擠壓鑄造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，綜合考慮了各種因素，尤其是擠壓鑄造工藝參數(shù)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)，擠壓鑄造工藝包括涂料、模具溫度、澆注溫度、充型速度、澆注速度、加壓壓力、加壓開始時間、保壓時間、脫模、熱處理工藝參數(shù)等。輪轂結(jié)構(gòu)的基本知識：輪輞：與輪胎裝配配合，支撐輪胎的車輪部分。偏距：輪輞中心面到輪輻安裝面間的距離。輪緣：保持并支撐輪胎方向的輪輞部分。槽底：為方便輪胎裝拆，在輪輞上留有一定深度和寬度的凹坑。（2）工件：在工程上為毛坯，即為加工對象，其幾何形狀由設(shè)計(jì)者對整個模具的數(shù)控加工的可行性以及成本等因素決定。 汽車輪轂?zāi)＞叻桨傅脑O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)Pro/E提供的設(shè)計(jì)理念將設(shè)計(jì)、制造、裝配以及生產(chǎn)管理融為一體, 賦予“設(shè)計(jì)”完整的概念。本論文以Pro/E為開發(fā)平臺, 以并行工程為思想, 最終完成對擠壓鑄造模具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開發(fā),實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的自動化, 智能化, 大大縮短了設(shè)計(jì)、數(shù)控編程的時間, 從而縮短了模具設(shè)計(jì)周期[10]。輪轂?zāi)＞咴O(shè)計(jì)可分為兩步：① 設(shè)計(jì)出符合要求的輪轂三維實(shí)體模型。其中，輪轂實(shí)體設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，直接涉及到模具的結(jié)構(gòu)及尺寸精度。汽車輪轂由鋼