摩托车后轮铝合金轮毂低压铸造模具设计[毕业论文+CAD图纸]

模具毕业论文：摩托车后轮轮毂设计含论文，CAD图纸，开题报告，翻译，过程卡

摩托车后轮铝合金轮毂低压铸造模具设计[毕业论文+CAD图纸]

摘要：

轮毂是踏板摩托车上极为重要的行驶部件和安全部件，应具有良好的综合力学性能，在正常行驶过程中不应发生变形和疲劳失效。而轮毂又属于形状复杂的零件，一般采用铸造方法使其成型。现在，广泛采用低压铸造来生产轮毂。模具在铸造成型方法中是至关重要的一部分，因此，它的设计和制造成了铸造质量的关键所在。

本文对轮毂进行实体造型更形象的了解轮毂的外形。并主要从摩托车轮毂的发展状况、铝合金的成型与铸造方法、低压铸造的工艺及特点，模具总体方案的选择以及模具结构的设计等方面介绍了轮毂低压铸造的模具设计。

该款轮毂的材料采用了铝合金材料（ZL101A），对轮毂的铸造毛坯进行了设计，使其能够满足铸造的工艺要求。设计中将低压铸造与压力铸造、金属型重力铸造、挤压铸造以及差压铸造等铸造方法进行了对比。分析了轮毂零件的特点以及轮辋的主要形式及其特点。另外，主要从铸件收缩率、铸型分型面、冒口的设置以及推出机构等几个方面介绍了模具设计的要点。通过示意图描述了模具的分模与合模的动作方式。并对铸造轮毂的边模进行工艺分析。

关键词：轮毂 低压铸造 模具设计

Abstract

Wheels is an extremely important safety components and moving parts of aPedaling Motorcycle , which should have good mechanical properties, in the normal courseof driving should not be taken deformation and fatigue failure. And Wheel is a part of complex shape. Generally casting method used to shapee. It widely used low-pressure casting to produce wheel currently. Die Casting is a vital part in molding method. So its design andmanufacture is the key of casting quality.

This paper making solid mode-ling for wheels in order to understanding more image about the shape of the wheel ，and it mainly introduces the Wheel mold design of low pressure die casting, fromthe development of motorcycle wheelAluminum alloy molding and casting methods, process and characteristics of Low-Pressure Casting,the choice of the overall program dies the design of die structure Introduced die casting the wheel design by low pressure
Materials of this wheel used alloy material (ZL101A) .The paper Analyses the wheel parts and wheels characteristics of the main forms and characteristicsduring the program design the low-pressure casting and pressure casting, metal-gravity casting, pressure squeeze casting and pressure casting, and other methods are compared. . The Casting blank of the wheel enables it to meet the technological casting requirements. In addition, to introducethe principal Mold design elements, it covers several aspects including the contraction rate of type-casting, Riser set up the institutions and the launch. The actions of Die-Die and mold are described by the maps.process analysis he side-mode for casting wheel

Keywords： Wheels low-pressure casting mold design

目 录

1 绪论
1.1 摩托车车轮发展概况………………………………………………………… 1
1.2 铝合金轮毂成形方法的选择与对比………………………………………… 2
1.3 铝合金轮毂铸造方法的选择和对比………………………………………… 3
1.4 国内外低压铸造发展概况…………………………………………………… 4
2 低压铸造基本知识
2.1 低压铸造原理………………………………………………………………… 5
2.2 低压铸造工艺流程…………………………………………………………… 6
2.3 低压铸造的特点……………………………………………………………… 7
2.4 低压铸造工艺规范…………………………………………………………… 8
3 模具总体方案设计
3.1 铝合金轮毂低压铸造模具一般方案………………………………………… 10
3.2 模具总体方案设计与对比…………………………………………………… 12
3.2.1 零件轮辋的主要形式………………………………………………………… 12
3.2.2 轮毂零件的分析……………………………………………………………… 13
3.2.3 铸件毛坯的工艺分析………………………………………………………… 15
3.2.4 模具总体方案1……………………………………………………………… 16
3.2.5 模具总体方案2及与方案1的比较………………………………………… 17
3.3 模具的动作方式……………………………………………………………… 18
3.3.1 模具的分模动作方式………………………………………………………… 19
3.3.2 模具的合模复位动作方式…………………………………………………… 20
4 模具设计
4.1 铸件的材料及其性能………………………………………………………… 22
4.2 机械加工余量的确定………………………………………………………… 22
4.3 铸件收缩率的确定…………………………………………………………… 22
4.4 起模斜度的确定……………………………………………………………… 23
4.5 分型面的确定………………………………………………………………… 23
4.6 模架的设计…………………………………………………………………… 24
4.7 冒口的设计…………………………………………………………………… 25
4.7.1 冒口设计的基本原则………………………………………………………… 25
4.7.2 冒口设置的原因……………………………………………………………… 25
4.7.3 冒口的设置与原理分析……………………………………………………… 26
4.8 推出机构的设计……………………………………………………………… 27
4.8.1 推出机构的组成及特点……………………………………………………… 27
4.8.2 推出距离的计算……………………………………………………………… 28
4.8.3 推杆截面积的计算…………………………………………………………… 29
4.9 尺寸公差的确定……………………………………………………………… 31
4.10 涂料的使用…………………………………………………………………… 31
5 边模的工艺路线
5.1 定位基准的选择……………………………………………………………… 33
5.1.1 精基准的选择原则…………………………………………………………… 33
5.1.2 粗基准的选择原则…………………………………………………………… 33
5.1.3 精基准和粗基准的确定……………………………………………………… 33
5.2 边模表面加工工序的确定…………………………………………………… 34
5.2.1 加工工序顺序的原则………………………………………………………… 34
5.2.2 加工阶段的划分……………………………………………………………… 34
5.2.3 边模的工艺路线……………………………………………………………… 35
5.2.4 边模的工艺规程……………………………………………………………… 35
6 总结 …………………………………………………………………………… 37
参考文献……………………………………………………………………………… 38
致谢…………………………………………………………………………………… 39
附录…………………………………………………………………………………… 40

1 绪论

1.1摩托车车轮发展概况

随着工业的飞速发展，摩托车工业也快速的壮大起来，摩托车成为了人们出行所使用的主要交通工具之一。尤其是在发展中国家里，摩托车的拥有数量非常庞大。在我国各大城市里，摩托车已经成为许多家庭的主要交通工具。正是由于摩托车市场的庞大的需求量，从而促使了摩托车企业的快速发展，制造摩托车的工艺也在不断进步。

摩托车车轮是摩托车中极其重要的部件之一，它的质量好坏直接影响着摩托车行驶的安全和可靠。早期的摩托车速度较低，其车轮结构为刚性连接，轮胎为高压胎。随着轮胎及车轮技术的发展，低压轮胎逐渐取代了高压轮胎。与此同时，低压轮胎又出现了无内胎轮胎。

目前，摩托车车轮主要有三种结构形式：轮圈辐条组合式车轮、辐板式整体车轮和轻合金车轮。轮圈辐条组合式车轮是一种传统的结构型式，该种车轮与早期刚性连接的车轮相比，减震性能较好。但是，这种车轮受结构的限制，车轮的外形变化比较困难，不能适应摩托车外观造型日新月异的需要。并且由于这种结构车轮受轮圈冲孔的限制，不能装配无内胎轮胎，使它的发展大受影响。

辐板式整体车轮分为辐板式整体钢车轮和辐板式整体铝车轮。辐板式整体钢车轮主要用于中、低挡小轮径摩托车。其钢制轮圈的工艺方法是用钢板卷制后焊接成型，使用一段时间后，焊接部位易生锈造成无内胎车轮漏气。辐板式整体铝车轮有质量小、铝辐板形状容易变化等优势。另外，铝合金轮圈和铝辐板通过表面处理后，可以形成车轮所需要的各种颜色，满足了消费者对多种颜色的需求。

轻合金车轮是一种整体式车轮，主要有铝合金车轮和镁合金车轮。

镁合金车轮具有比铝合金车轮更诱人的潜在优势。虽然目前镁合金车轮已经开始应用于摩托车，但主要局限于赛车上，它不能像铝合金车轮那样进行大批量生产，其主要是因为：

1) 镁与氧气有极大的亲和力，在液态下镁可以剧烈氧化和燃烧，在熔炼和整个铸造过程中必须在保护性气氛的覆盖下进行，否则会发生燃烧事故。而目前的保护性气氛都涉及环保问题，不仅会破坏大气臭氧层，而且对人体危害性较大，且极易损坏设备和建筑物。

2) 镁合金的化学稳定性差，车轮在使用过程中极易发生腐蚀现象。

3) 目前，尚无公认的适合大批量生产的成套镁合金加工设备和工艺。

铝合金的初次登场是在50年代，铝合金车轮首次被用于追求高性能的赛车中。因为铝合金车轮质量轻、散热性能好，并且具有良好的外观，所以，铝合金车轮逐步代替了钢制车轮。

铝合金车轮具有以下特点：

1) 散热快、安全。由于轿车在高速行驶时，轮胎与地面摩擦会产生较高的温度，制动盘和制动片摩擦会产生较高的温度，在这样的高温作用下，轮胎和制动片均会加速磨损和老化，制动效率下降，轮胎气压升高，易造成爆胎和刹车失灵的事故。铝合金的传热系数比钢材大3倍，可将轮胎和制动盘上产生的热量迅速传导到空气中去，避免了轮子在高速运转下产生的种种弊病，从而增强了制动效能、提高了轮胎和制动盘的使用寿命、有效的保障了汽车的安全行驶。

2) 重量轻、节能。铝材比重比钢材小，平均每只铝合金车圈比钢质车圈要轻2公斤左右，一辆轿车以5只车轮（包括一只后备车轮）计算可减轻重量10公斤。减轻重量也就意味着节省燃料。

3) 舒适性好。铝合金车圈是精密的铸造件，精加工表面达到80％到90％，失圆度和不平衡很小，特别是铝合金的弹性模数较小，抗振性好，能减少行驶中的车身振动，提高了整车的舒适性。

4) 外观漂亮。铝合金车圈外表是经抗腐蚀处理再静电粉体涂装，它可以铸成各种花式外形，让人感到有一种美观、精致和豪华的感觉。有车族往往不惜重金更换自己中意的花式外形。

基于铝合金材料有众多的优点，我国摩托车工业也主要是生产铝合金车轮，本课题也采用应用广泛的铝合金材料做为摩托车轮毂的材料。

1.2铝合金轮毂成形方法的选择与对比

生产铝合金轮毂的方法有铸造法、锻造法、冲压法以及大直径焊管辊压轮圈法。

热锻铝轮毂的应用较早，多采用加工性、耐腐蚀性、切削性均较好的6061铝合金。锻造铝轮毂的质量好，但成本高，效率低，适于年产10万件的生产规模，只模锻轮盘效果较好。

冲压法是将5454合金的板材深冲成圆筒，再去掉下底和上缘，得到无缝大直径管坯，经辊压成型制得得轮圈性能好，但材料利用率仅为50％，且壁厚不均匀。

使用大直径焊管辊压轮圈法也能加工出性能高得铝轮毂，但这种方法主要适合于制造二件式铝轮毂。