中文摘要
本设计是对汽车前轮毂零件进行铸造毛坯工艺设计。根据零件的使用条件、结构特点、生产批量，结合工厂现有设备等进行铸造工艺分析，确定了铸造方法、造型及造芯方法、凝固原则及浇注位置、分型面、砂箱中铸件数量、砂型数量等，完成了砂芯、浇注系统、冒口及冷铁、相关工装设备等设计，并进行铸件质量控制分析及制定了检验要求。
关键词：砂型铸造，工艺分析，工艺设计，质量控制
ABSTRACT
This design is the casting blank technology design for front hub bearing in car. According to the application conditions, structural features, production batch of the part and existing equipment, it does the casting technology analysis, determines the method of casting, modeling, core making, solidification principles and pouring position, parting surface, the quantity of casting and mold, etc. It completes the design of sand core, pouring system, riser, chill, equipment, does the quality control analysis of casting and constitutes the inspection requirements.
Keywords: sand mold casting，technology analysis，technology design，quality control
目录
第一章汽车前轮毂工艺分析....................................................... 错误！未定义书签。
1.1汽车前轮毂............................................................................... 错误！未定义书签。
1.2生产条件及技术要求............................................................... 错误！未定义书签。
1.3工艺分析................................................................................... 错误！未定义书签。第二章工艺方案的确定............................................................... 错误！未定义书签。
2.1铸造方法的选择....................................................................... 错误！未定义书签。
2.2造型、造芯方法的选择........................................................... 错误！未定义书签。
2.3 凝固原则、浇注位置的确定.................................................. 错误！未定义书签。
2.4分型面的选择........................................................................... 错误！未定义书签。
2.5砂箱中铸件数量的确定........................................................... 错误！未定义书签。
2.6砂芯数量的确定....................................................................... 错误！未定义书签。
2.7 主要工艺参数的确定.............................................................. 错误！未定义书签。
2.7.1铸造收缩率的选择........................................................ 错误！未定义书签。
2..7.2铸造精度及尺寸、重量偏差的确定........................... 错误！未定义书签。
2.7.3机械加工余量的确定.................................................... 错误！未定义书签。
2.7.4拔模斜度的确定............................................................ 错误！未定义书签。
2.8 砂芯设计.................................................................................. 错误！未定义书签。
2.9 浇注系统的设计...................................................................... 错误！未定义书签。
2.9.1浇注系统类型的选择.................................................... 错误！未定义书签。
2.9.2浇注系统的设计与计算................................................ 错误！未定义书签。
2.10 冒口及冷铁的设计................................................................ 错误！未定义书签。
2.10.1冒口的设计.................................................................. 错误！未定义书签。
2.10.2冒口的校核.................................................................. 错误！未定义书签。
2.10.3 冷铁的设计................................................................. 错误！未定义书签。
2.11 排气的设计............................................................................ 错误！未定义书签。
2.12铸件图及铸件工艺图............................................................. 错误！未定义书签。第三章型、芯砂种类及配方的选择........................................... 错误！未定义书签。
3.1型砂种类及配方的选择........................................................... 错误！未定义书签。
3.2芯砂种类及配方的选择........................................................... 错误！未定义书签。
3.2芯砂种类及配方的选择........................................................... 错误！未定义书签。第四章工艺装备的设计............................................................... 错误！未定义书签。
4.1模样的设计............................................................................... 错误！未定义书签。
4.2模底的设计............................................................................... 错误！未定义书签。
4.3芯盒的设计............................................................................... 错误！未定义书签。
4.4砂箱的设计............................................................................... 错误！未定义书签。第五章铸件的熔炼、浇注、落砂、清理、热处理要求........... 错误！未定义书签。
5.1熔炼........................................................................................... 错误！未定义书签。
5.2浇注........................................................................................... 错误！未定义书签。
5.3落砂........................................................................................... 错误！未定义书签。
5.4清理........................................................................................... 错误！未定义书签。
5.5热处理....................................................................................... 错误！未定义书签。第六章铸造质量控制................................................................... 错误！未定义书签。
6.1 铸造缺陷分析及防止措施...................................................... 错误！未定义书签。
6.2 铸件质量检验.......................................................................... 错误！未定义书签。参考文献......................................................................................... 错误！未定义书签。致谢................................................................................................. 错误！未定义书签。
第一章汽车前轮毂工艺分析
1.1汽车前轮毂
图1-1为汽车前轮毂零件三维图，汽车在行驶过程中轮毂作旋转运动，内孔装有轴承。由于汽车前轮也起支撑汽车的作用，因此，装于前轮中央的轮毂是受力零件。
图1-1 汽车前轮毂零件三维图（可以是零件照片）
1.2生产条件及技术要求
汽车前轮毂生产性质为成批生产，材质为ZG270-500。
零件的主要技术要求：
机械性能应满足：σb＞500MPa ak＞35MPa
精度要求：详见图1-2汽车前轮毂零件图。
铸件内部不得有缩孔、缩松等缺陷，Φ420的圆加工后允许出现黑皮，铸件表面光洁，轮廓清晰。
图1-2 汽车前轮毂零件图（此图应从CAD图中抓取）
1.3工艺分析
该零件的主要壁厚为21 mm，最大壁厚为30mm , 最小壁厚为4mm，整个铸件的壁厚较均匀，外轮廓尺寸为：42034203184mm3。法兰与轮毂体交接处形成热节需冒口补缩，最小壁厚处加加工余量后可以铸出来，法兰上12XΦ16、毂体上8XM22X1.5及12XM6可不铸出，铸造后机械加工出来，安装轴承的Φ210和Φ200表面有较高的加工要求，零件的结构铸造工艺性较好，生产批量为成批生产，所以毛坯的生产方法为砂型铸造。
材料ZG270-500能满足零件的使用要求和适于砂型铸造。
第二章工艺方案的确定
2.1铸造方法的选择
由于汽车前轮毂生产批量为成批生产，零件结构不复杂，结合工工厂材料的供应情况，考虑技术上的先进性与经济的合理性，所以确定其毛坯生产方法为普通砂型铸造，砂型种类为湿型。
2.2造型、造芯方法的选择
根据零件轮廓尺寸42034203173 mm3和工厂设备条件，造型方法为Z148B单机砂箱地面造型，气吊与行车运输，造芯方法为手工芯盒造芯。
2.3凝固原则、浇注位置的确定
凝固原则：铸件材质为ZG270-500，收缩较大（εV=4.3%），为了有利于补缩，采用顺序凝固。
浇注位置：为了保证铸件质量，必须把最重要的加工面在浇注时向下或直立状态。由零件的技术要求知道：Φ200和Φ210的圆表面光洁度要求高，内部安装轴承，尺寸精度比较高，因此，应将两圆柱面呈直立状态，同时从顺序凝固的原则出发，将厚大部位放在上面，以便于安放冒口，得到顺序凝固。综合考虑结果：确定本件的浇注位置如图2-1所示。
图2-1 浇注位置
冷却位置与浇注位置一致。
2.4分型面的选择
此件可有三种分型面方案：
方案?：，如图2-2所示可将铸件对称分布在两铸型内，模样易制作，但造型、下芯不方便，铸
件内孔的精度不易保证，且为了保证浇注位置须将铸型翻转90o，劳动量大。
图2-2 方案Ⅰ
方案II：如图2-3所示铸件在同一铸型内，可以保证其尺寸精度，且下芯后便于检查壁厚是否均匀，砂型稳固，造型简单，但顶注不平稳，易产生冲砂，同时上箱小，下箱大，起模行程大。有一个砂芯较大，不易制作。
图2-3 方案Ⅱ
方案III：如图2-4所示铸件大部分在同一铸型内，能够保证其尺寸精度，下芯也便于检查，同时满足合箱，浇注，冷却位置一致，采用侧浇，切向引入改善了浇注时的充型不平稳，减少了冲击，防止了冲砂缺陷的产生，上、下箱相差不大，造型简单。缺点是有一个砂芯复杂，要求高，模样加工困难。
图2-4方案Ⅲ
经过比较，综合考虑，为保证铸件质量，采用方案III较合理。
2.5砂箱中铸件数量的确定
由[3] 附录附表1-1查得Z148B造型机所对应的砂箱最大内尺寸长X宽为850X475mm2，四个顶杆间距长X宽为736X538，根据铸件重量63.2kg由 [3] 表12-3查得其最小吃砂量各参数为：a=50mm，b=70mm，c=90mm，d=70mm，f=40mm，g=50mm，铸件轮廓为42034203184mm3，因此砂箱中最多只能放一只铸件。
2.6 砂芯数量的确定
根据铸件结构和已选定的分型面，必用两个芯子，如图2-5所示。
图2-5 砂芯数量图
2.7主要工艺参数的确定
2.7.1铸造收缩率的选择
根据实际生产情况，并参考[3] 表3-1，确定该件的收缩率为2%。
2.7.2铸造精度及尺寸、重量偏差的确定
由于铸件的精度要求较高，且是机器造型金属模，确定该件的精度为Ⅰ级，由 [3] 表3-17查得尺寸偏差为±2.5mm，表3-20查得重量偏差8%。
2.7.3机械加工余量的确定
按一级精度铸件查[3] 表3-7，并考虑实际情况，确定加工余量，具体数值见铸件工艺图。
2.7.4拔模斜度的确定
按零件图尺寸采用增厚法。根据[3] 表3-21确定拔模斜度为1o30'-2o。
2.8 砂芯设计
铸件需2个砂芯，均用手工芯盒造芯。砂芯由砂芯主体和芯头组成，1#砂芯用水玻璃砂，根据铸件放置位置确定为垂直芯头，结合其基本尺寸参考[3] 表4-2取下芯头高为50mm，因砂芯高度和直径差不多，不用上芯头，由表4-3确定下芯头斜度为5°，由表4-4确定下芯头与芯座间隙为1.
5 mm，由表4-7确定防压环和集砂槽的尺寸, 2#砂芯形状复杂，局部有细薄突起，故2#芯选用脂砂,详见铸件工艺图。
合箱时先下1#砂芯，后下2#砂芯。
2.9 浇注系统的设计
浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。浇注系统截面积大小对铸件质量影响很大，截面积太小，浇注时间长，可能产生浇不足、冷隔、砂眼等缺陷；截面积过大，浇注速度快，又可能收起冲砂，带入熔潭和气体，使铸件产生渣孔、气孔等缺陷。为了使金属液以适宜的速度充填铸型，就必须合理确定浇注系统的面积。
2.9.1浇注系统类型的选择
由于铸件材质为ZG270-500，铸造质量要求较高。浇注系统应要求较高的防氧化能力，本应采取漏包浇注，但由于铸件较小，使用漏包不易控制，为此使用转包浇注。
采用转包浇注铸钢件，浇注系统应有较好的撇渣能力，需要用封闭式或半封闭式，本设计浇注系统采用封闭式的，根据[6]表5-53，及工厂的情况，选用侧注式浇注系统。
因砂箱中只放置一个铸件，所以浇注系统只需设计浇口杯、直浇道和内浇道，无横浇道，使铸件内腔与内浇道相切，内浇道与直浇道相连，采用梯形的内浇道。
2.9.2浇注系统的设计与计算
因采用了转包浇注，浇注系统是封闭式的，其浇注方式与铸铁件相同，所以计算公式都采用转包浇注铸铁件公式，但式中的系数选择不一样，以此计算出该浇注系统浇注时间、内浇道截面积、浇注系统各组元断面尺寸，并校核最小压力头。
1浇口杯设计：
浇口杯是用来接纳来自浇包的金属液流的，因为铸件是小型的铸钢件，所以浇口杯采用结构简便、制作方便、容积小、在机器造型中广泛使用的普通漏斗形浇口杯，其截面形状与尺寸如图2-6中a所示。
2浇注时间：
t
G
c
其中：C 是系数根据相对密度K V 查取，G 是浇入砂型内钢水的总重量（kg ）。
V
G Kv =
式中V 是铸件的轮廓体积。V=π/4×4.22×1.84 = 25.5dm 3
取铸件重量是零件重量放大15%得到 55（1+15%）=63.2（kg ） 浇冒口系统选铸件重量的50%，即：G=63.5（1+15%）=94.8（kg ）
2
/7.35
.258.94dm kg V G Kv ===
由[3]表5-34查得C=1.1
故浇注时间8.941.1==G c t =10.7秒 选取 t=11秒。
3内浇道截面积的计算：
由[3]P132查得以浇注比速为基础的计算公式：
tKL
G F
∑=
内
式中：G=94.8kg ， t=11秒，K 是浇注速比由表5-34查得0.75（根据K V =3.7查表)，L 是钢水流动系数，碳钢L 取1.0。 代入上式： 则tKL
G F ∑=
内≈11.5cm 2
截面形状为梯形，根据面积确定尺寸如图2-6中b 所示：
a b c
图2-6浇口杯、内浇道、内浇道截面形状与尺寸
4各组元面积的确定：
因该浇注系统无横浇道，所以只需再确定直浇道，其截面为圆形，形式为无斜度的圆管，H 0
即内浇道静压头高度为200 mm 。
参考[3]P132得比例关系为∑F 直:∑F 内=1.1:1
则∑F 直=11.5×1.1=12.7 cm 2
由面积确定直径尺寸为40mm ，如图2-6中 c 所示。
5最小压力头的校核：
为了保证能充满离最远最高的部分，并且能轮廓清晰完整，上表面无缩凹缺陷的铸件，铸件最高点到浇口杯内液面的高度必须有一最小值，即最小剩余压力头H m ，这就要求直浇道应该有必要的高度。
由所设计的铸件工艺图可得到如图2-7 最小剩余压力头的压力角简图： L=300+210=510mm
Hm=200-30=170mm
校核公式tgα= Hm /L=170/510=0.337
查得α =18o26'
式中：α是最小剩余压力头的压力角，L是直浇道到铸件最高最远的距离，H m是最小剩余压力头。由[3]表5-8查得α=9o，故压力头足够。
图2-7 最小剩余压力头的压力角简图
2.10 冒口及冷铁的设计
2.10.1冒口的设计
铸件法兰与轮毂体交接处形成热节，容易产生分散性的缩松，严重降低铸件的机械强度。该件在汽车工作时是个受力件，其技术条件要求铸件内部不得有缩孔、缩松等缺陷，所以在铸件上必需设置一定数量的冒口以消除缩孔、缩松。
因铸件在上砂箱高度只有30mm，且铸件较小并采用机器造型，为减少冒口的金属消耗而采用暗顶型。冒口设置在铸件最高最厚的部位。
铸钢件冒口的计算方法很多，常用的方法有按照补缩液量计算、按照比例法计算、按照模数法诸，本设计用按照比例法中的热节圆法计算设计。
1确定热节圆直径
用作图得热节圆直径d y（作图时包括加工余量、补贴等），如图2-8所示。
2-8作图法求热节圆
d y由计算机作图得34，取d y=40mm。
2确定冒口形状、尺寸
冒口的尺寸对于铸件的质量很重要，冒口过小将导致铸件产生缩孔、缩松等缺陷；冒口过大，浪费金属，增加铸件成本，甚至有时会因冒口过在，使铸件局部组织粗大，内应力过大，造成裂纹，致使铸件报废，所以冒口尺寸应查表确定。
由铸件结构特点在[3]表6 -7中选第3号腰形暗冒口：
因为H件/d y=184/40=4.6 （H件是铸件高度）
所以B=(2.1~2.5) d y=(2.1~2.5) ×40=84~100（B为冒口宽度）
取B=85mm
H=1.5B=1.5×85=127.5mm ，取H=120mm（H为冒口高度）
冒口形状尺寸如图2-9所示。
图2-9 冒口形状及尺寸
3补贴
为了达到顺序凝固的目的，保证有良好的补缩通道，以充分发挥冒口的补缩作用，在冒口下面增加的铸件工艺余量，即为补贴。补贴尺寸一般是根据生产经验确定的，查[3]图6-8，该件可不加补贴。为了提高补缩效果，加补贴6mm。
根据铸件的结构特点及冒口的补缩能力，共放两个，布局如图2-10所示。
2-10 冒口布局
2.10.1冒口的校核
1冒口补缩距离的核算：
补缩距离冒口的补缩范围，由[3]表6-4查得该铸件有效补缩距离为(4~6)T （此处T 为热节圆直径），铸件冒口补缩距离为两段弧长，如图2-11所示。
计算冒口补缩距离=π×220-[π×220(38×2)/360+2×42.5] ×2=115 mm (4~6)T=(4~6) ×40=160~240 mm
因为115<160~240
所以冒口补缩距离足够。
图2-11 补缩距离
也可由冒口延续度来校核。
由[8表3-10]查得普通铸钢件的冒口延续度为38～40%。
%
100?=同方向铸件长度
冒口根部尺寸之和
冒口延续度
实际冒口延续度=(π×220×(38×4)/360+4×42.5) / ( π×220)=66.8% 因为66.8%>40%
所以冒口的补缩距离足够。
2冒口补缩能力的较核：
由[3]表6-16冒口补缩能力的计算查得腰形冒口内缩孔的总体积为0.14V 冒，能补缩的最大体积为(14%-εV 总)/ εV 总 ×V 冒，得到V 铸件= (14%-εV 总)/ εV 总 ×V 冒 式中的εV 总查[3]表6-2查得金属凝固时的体收缩率εV 总=4.5% V 冒=π [0.852+(3.052-1.352) × 38×2÷360]÷4×1.2=4.3dm 3 V 铸件=(14%-4.5%)/ 4.5% ×4.3=9.07 dm 3
实际 V'铸件=重量/密度=63.2/7.8=8.1 dm 3
式中密度取7.8kg/ dm3。
由于V铸件>V'铸件，冒口足够补缩的。
3工艺出品率核算：
冒口各部分尺寸计算后，应用经过大量生产实践总结出来的“铸件工艺出品率”即成品率来校核，衡量。工艺出品率太大时，说明所设计的冒口偏小或数量不够，应加大冒口或增加冒口数量；工艺出品率太小，则应适当减小所设计的冒口。
查由[3]表6-5碳钢及低合金铸件的工艺出品率为61～65%。
实际工艺出品率=铸件毛坯重量/（铸件毛坯重量+浇口重量+冒口重量+补贴重量）=63.2/94.8×100%=66.6%。
两者接近，所以冒口的尺寸是合理和可行的。
2.10.3冷铁的设计
因铸件是小型件，冒口补缩能力和工艺出品率均符合规定，所以不需要再设置冷铁。
2.11 排气的设计
铸件浇注过程中，在型腔中的会产生气体，如果不能及时排出，会产生气孔铸造缺陷，所以应合理设计排气系统。
1砂型的排气
两个冒口是排气通道，上箱造完型后，在二冒口顶部各扎直径16的出气孔一个。
2砂芯的排气
1#垂直砂芯，从下砂箱扎出气孔，使气体由上向下排出，2#砂芯形状较复杂，通气道应通到分型面，使气体由下向上排出。
为增加透气性，砂箱开设了出气孔。
2.12铸件图及铸件工艺图
铸件的生产批量为成批生产，可不出铸件图，用铸件工艺图来指导生产。铸件工艺图如2-12所示。
图2-12 前轮毂铸造工艺图
第三章型、芯砂种类及配方的选择
3.1型砂种类及配方的选择
砂型和砂芯直接承受合金液的作用，关系到铸件质量和生产成本，铸件中的一些缺陷都与造型材料有直接关系，造型材料在生产中占有重要的地位。
铸件材质为ZG270-500，湿型机器造型，浇注温度在1500℃以上，要求型砂透气性好，强度、耐火度高。因铸钢液含碳量较低，型腔中缺乏防止金属氧化的强还原性气氛，在与铸型相接触的界面上金属容易氧化，生成Fe和其他金属氧化物，因而较易与型砂中的杂质进行化学反应而造成化学粘砂。所以要求原砂中的SiO2含量应较高，含Si量>96%，有害杂质应严格控制；为了防止铸件增碳，要求型砂中泥量低、水分低，因而水分控制在4-4.5%；型砂中不含煤粉和含泥量低，为了保证铸件表面光洁，不产生机械粘砂，选用较细筛号的硅砂，可选用70号或100号的硅砂，粘接剂为铸造用膨润土。
参考[2]表2-8采用2S石英砂，粒度均匀，其配比和性能见表3-1：
表3-1（面砂配方）
3.2芯砂种类及配方的选择
硬化，在压力为铸件中需个砂芯，1#垂直芯头，原砂与型砂相同，粘接剂采用水玻璃砂，用CO
2
0.15-0.2.5MPa下，吹气为时间2-3分钟。芯砂配方见表3-2：
2#芯结构较为复杂，原砂与型砂相同，为减少铸件缺陷，采用合脂砂，烘干温度为220℃，烘干时间为3小时，在末冷却前，不宜般动，以防损坏砂芯，合脂配方见表3-3：
表3-3（合脂砂配方）
砂芯表面一般都要刷上涂料，用以提高型芯表层的耐火度、保温性、化学稳定性，使型芯表面光滑，并提高其抵抗高温熔融金属的侵蚀能力。本铸件砂芯表面涂料成分确定为：石英粉100、陶土2-4、粘土2、水柏油4、适量的水。
第四章工艺装备的设计
铸造工艺装备是铸造生产过程中所用的各种模具、工夹量具，下面就简单介绍一下铸件的模样、模板、芯盒、砂箱的设计。
4.1模样的设计
模样是用形成铸型的型腔，关系到铸件的形状和尺寸精度，铸件的模样是金属模。
1材料
为满足生产的要求：耐磨、有足够的强度，同时考虑便于加工制造，用ZL104。
2 结构设计
如图4-1所示，因模样尺寸较大，所以设计成整铸式空心模样，壁厚为10mm，中间设计加强筋，上、下模样都无特殊要求，与模板配合均采用平放式、上固定法。用M10的螺钉紧固和两个定位销定位，螺钉孔及销孔与型板配钻，沉头螺钉安装后，均用塑料填平修光。
a上模板装配简图
b下模板装配简图
图4-1 模板装配简图
4.2模板的设计
铸件的模板由模样和浇冒口系统模样与模底板通过螺钉、螺栓、定位销装配而成。模底板的工作面形成铸型的分型面。
模底板的设计：
1材料
为满足一定的机械性能要求，同时考虑便于手工加工制造，成本低，选用材料HT150。
结构设计
根据砂箱尺寸，造型机的要求，确定底板板面尺寸为7303730，高度为90mm，设计的加强筋见上、下模板装配图，定位销与导向销安装在底板上，模上设四个紧固耳，用螺栓把其固定在制造机上，为搬运方便，模底板上设置了四个吊轴。
4.3芯盒的设计
芯盒制造型芯必需的模具，其尺寸精度和结构是否合理，对型芯的质量和造芯效率影响很大，由于本设计为手工制芯，芯盒要求结构简单，体积小，重量轻，操作方便，且要易于制造、修理，故芯盒材料选用ZL104。
根据芯盒的轮廓尺寸和材料，由[3]表11-4选取壁厚为8mm。外型随形处理，为增加强度和刚度，设置了加强筋，为延长芯盒的使用寿命，刮砂面加设了耐磨片。根据1#芯的形状特征，采用对开芯盒，由两个可折式定位销定位，夹紧装置采用蝶形螺母和活节螺栓。
4.4砂箱的设计
砂箱的结构既要符合砂型工艺的要求，又要符合车间的造型、运输设备的要求。铸件砂箱采用整铸式，材料为ZG35，为增加强度，其内设有加强筋，为防止在翻箱过程中发生塌箱，箱壁呈斜形，为增加透气性，开设了出气孔。
根据[3]表12-3，考虑合理的吃砂量及Z148B造型机的要求，砂箱内部尺寸定为65036503200/320，合箱时采用插销定位，合箱后采用锲形卡锁紧。
铝合金轮毂的生产和市场现状 摘要:对国内汽车铝轮毂市场的需求及生产现状进行综述，根据国内外发展状况对铝轮毂的市场形势进行了分析。 国外汽车（主要是轿车和轻型车）、摩托车均已广泛使用铝合金整体轮毂。国产轿车、轻型车和摩托车以铝合金整体轮毂替代辐条（板）式钢轮毂也是必然趋势。铝合金整体轮毂如图1所示。 图1 铝合金轮毂 1 铝合金轮毂的主要特点 铝轮毂有一件式、两件式和三件式的。两件式的铝轮毂是由一件内件和一件外件焊上的或钉上的。焊接时要小心，因为焊接两件东西不一定能保证圆度。两件式铝合金轮毂如图2所示。 图2 两件式铝合金轮毂 三件式的铝轮毂由一件中心部件和两个外圆件组成，并用航空级的螺钉拧在一起。为了减轻质量，很多三件式铝轮毂使用锻造件。三件式结构为厂家小批量制造提供了较大的灵活性。 铝合金轮毂的特点可归纳为以下三方面。
（1）安全：对于高速行驶的汽车来说，因轮毂变形、制动等产生的高温爆胎、制动效能降低等现象已屡见不鲜。而铝合金的热传导系数比钢、铁的大3倍，散热效果自然要好得多，从而增强了制动效能，提高了轮胎和制动盘的使用寿命，有效地保障了汽车的安全行驶。 （2）舒适：装有铝合金轮毂的汽车一般都采用扁平轮胎。扁平轮胎的缓冲和吸振性能优于普通轮胎。这样，汽车在不平的道路上或高速行驶时，舒适性会大大提高。 （3）节能：铝合金轮毂质量轻（同样规格的铝轮毂比钢轮毂要轻约2 kg）、制造精度高，所以在高速转动时变形小、惯性阻力也小。这有利于提高汽车的直线行驶性能、减轻轮胎滚动阻力，从而减少油耗。 2 生产技术 2.1 铸造 低压铸造是生产铝轮毂的最基本方法，也比较经济。低压铸造就是把熔化的金属浇铸在模子里成型并硬化。反压铸造是较为先进的铸造方法，用很强的真空把金属吸进模具，有利于保持恒温和排除杂质，铸件内没有气孔而且密度均匀，强度很高。高反压模铸（HCM）工艺生产的铝轮毂几乎与锻造的一样，德国名厂BBS 的RX/RY（15-20英寸）系列铝轮毂就是用HCM法铸造的。 2.2 锻造 锻造是制造铝轮毂的最先进的方法，以62.3MN的压力把一块铝锭在热状态下，压成一个车轮毂。这种铝轮毂的强度是一般铝轮毂的3倍，而且前者比后者还轻20%。有些造型美观且结构相对复杂的轮毂，往往不可能一次锻压成型。滚锻（也叫模锻）是锻造的一种，把一支轮毂的毛坯在滚动中锻造成型。滚锻出的轮毂在保持足够强度的同时，能大大减少厚度。用这种工艺制造的铝合金轮毂不仅密度均匀、表面平滑、圈壁薄、质量轻，而且可承受较大的压力。不过，由于这种产品需要较精良的生产设备，且成品率只有50%-60%，故制造成本稍高，价格自然也不低。 3 市场需求形势和生产状况 汽车工业是我国经济与社会发展的支柱产业。据国家汽车工业“十五”发展规划及中长期发展目标，预计到2010年，中国家用轿车保有总量将达到1466万辆，其中，城镇居民家用轿车保有量约1400万辆。到2020年，中国家用轿车保有量将达到7200万辆。权威人士预测，在未来10年内，我国轿车轮市场方面，根据美国凯撒工程公司的资料，2000年世界铝合金轿车轮毂需求量已达1.1亿只。 锻造铝合金轮毂在北美的主要竞争者只有少数几家，这就给新手提供了进入这个市场的契机。另一方面，在锻造铝合金轮毂的使用上，重型卡车的市场会远远超过轿车与轻型卡车的市场。在中国国内的重型卡车的铝轮毂市场还在起步阶段，这应该是锻造铝合金轮毂在国内拓宽市场的好机会。 在国外，锻造铝合金轮毂凭借其密度均匀、表面平滑、圈壁薄、质量轻，而且可承受较大的压力等优点被高档轿车所采用。在国内目前只有上海金合利铝轮毂制造有限公司、红原航空锻铸工业公司等为数不多的几家公司生产锻造铝合金轮毂。
汽车轮毂制造技术 班级：机电1302班 学号：13221045 姓名：师世健 指导教师：邢书明
目录 一、摘要 (3) 二、汽车轮毂的选材 (3) 1. 钢铁材料 (3) 1.1 球墨铸铁 (3) 1.2 其他钢铁材料 (3) 2.合金材料 (3) 3.复合材料 (3) 三、铸造方法 (3) 1.压力铸造 (3) 2.金属型铸造 (4) 3.熔模铸造 (4) 4.低压铸造 (5) 5.离心铸造 (5) 四、工艺方案 (6) 1.零件图 (6) 2.浇注位置 (6) 3.分型面 (7) 4.砂芯 (7) 5.浇注系统 (7) 6.主要工艺参数的确定 (7) 7.冒口 (7) 8.铸造工艺图 (8)
汽车轮毂制造技术 一、摘要 轮毂，作为汽车一个重要组成结构，起着支撑车身重量的作用，对汽车节能、环保、安全性、操控性都有着极其重要的影响。对其工作环境及使用要求予以充分分析，对其结构进行合理设计，选取性能优良的材料及适当的加工方法，都是汽车轮毂制造中不可或缺的环节。 二、汽车轮毂的选材 1．钢铁材料 1.1 铸铁、铸钢 球墨铸铁以其优良的综合力学性能应用在轮毂上，如铁素体球墨铸铁、高韧性球墨铸铁等。但是，由于类似碳素钢轮毂的缺点，以及铸造过程的复杂性和铸造模型所限，轮毂形状难于控制，限制了其应用。 1.2 其他钢铁材料 一些合金钢如加入钛元素的低合金钢，合金元素可以细化晶粒，提高钢的力学性能，使钢具有强度高、塑韧性好、加工成形性和焊接性良好，可以作为轮毂用钢；此外，低合金高强度双相钢，如低碳含铌钢，提高贝氏体含量，可以提高屈服强度，提高扩孔率，也可以用作轮辐和轮辋用钢。在实际应用中的多数钢制轮毂是通过已成型的轮缘和轮盘焊接而成，尽量使自重降低。 2．合金材料 汽车采用铝合金轮毂后减重效果明显，轻型车使用铝合金轮毂比传统钢制轮毂轻30%-40%，中型汽车可轻30%左右。美国森特来因·图尔公司用分离旋压法制出的整体板材（6061合金）车轮，比钢板冲压车轮重量减轻达50%，旋压加工时间不到90s/个，不需要组装作业，适宜大批量生产。另外，相同外径尺寸的轮毂使用铝合金轮毂抗压强度还有所提高。 3．复合材料 复合材料是应现代科学技术发展而出现的具有强大生命力的材料。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。 三、铸造方法 1.压力铸造
铝合金车轮低压铸造工艺 目录 铝合金车轮低压铸造工艺 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计 1.5 铝轮低压铸造工艺过程 1. 模具检查 2. 模具喷砂 3. 模具的准备 4. 模具涂料 5. 涂料性能和配比 6. 涂料的选择 7. 模具的预热和喷涂 1.6 开机前的准备工作 1. 保温炉的准备 2. 陶瓷升液管的准备 3. 设备和工艺工装的准备
1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范 1. 加压规范的几种类型 2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定 3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤 4. 铝轮低铸工艺曲线实例 1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法 1. 疏松（缩松）的形成与防止 2. 缩孔的形成与防止 3. 气孔的形成与防止 4. 针孔的形成与防止 5. 轮毂的变形原因及防止 6. 漏气的产生原因及防止 7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止 8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止 铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的 是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中
前言 铸造工艺学课程就是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法与步骤以及掌握铸造工艺与工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则就是铸造工艺学课程的实践性教学环节,同时也就是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺与工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里,我们有过紧张,有过茫然,有过喜悦,从中感受到了学习的艰辛,也收获到了学有所获的喜悦,回顾一下,我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点: 通过课程设计实践,树立正确的设计思想,增强创新意识,培养综合运用铸造工艺学课程与其她先修课程的的理论与实际知识去分析与解决实际问题的能力。 通过制定与合理选择工艺方案,正确计算零件结构的工作能力,确定尺寸,掌握了浇冒口的作用及其原理,具有正确设计浇冒口系统的初步能力;掌握铸造工艺与工装设计的基本技能。 熟悉型砂必须具备的性能要求,原材料的基本规格及作用,并初步具备分析与解决型砂有关问题的能力。 熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制;了解提高铸件表面质量与尺寸精度的途径。 了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径,并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径 学习进行设计基础技能的训练,例如:计算、绘图、查阅设计资料与手册等。 目录 第一章零件铸造工艺分析 (4) 1、1零件基本信息 (4) 1、2材料成分要求 (4) 1、3铸造工艺参数的确定 (4) 1、3、1铸造尺寸公差与重量公差 (5) 1、3、2机械加工余量 (5) 1、3、3铸造收缩率 (5) 1、3、4拔模斜度 (5) 1、4其她工艺参数的确定 (5) 1、4、1工艺补正量 (5) 1、4、2分型负数 (5) 1、4、3非加工壁厚的负余量 (5)
汽车轮毂加工工艺分析 摘要：文章通过对商用车轮毂零件的机加工工艺及路线设计等内容的分析，详细讨论了汽车轮毂从毛坯到成品的机械加工工艺过程，并制定了相应的机械加工工艺规程，对轮毂的加工工艺进行了探讨与分析，以供各位参考。 关键词：汽车轮毂；零件；机加工工艺 近几年来，随着经济的发展，我国的商用车越来越得到更广泛的应用，轮毂作为汽车底盘的一个关键件，汽车在行驶过程中轮毂作旋转运动，内孔装有轴承起到了支撑车辆的作用。轮毂的材质、加工尺寸、形位公关的控制是车辆在使用中所要关注的问题。通过对轮毂的加工工艺进行分析，了解轮毂在尺寸控制方面的关键特性，对我们了解轮毂及使用上具有重要意义。 1零件分析 1.1零件的结构分析 汽车轮毂属盘套类零件（如图1所示），零件的外表面为阶梯带凹槽、加强筋，内表面为阶梯孔，这个属于典型的盘套类零件，同时又具有轴类零件的特征，是以轮毂及上下端为主要加工表面，且有较高的尺寸公差和形位公差要求。 1.2零件的生产纲领及零件的生产类型 在设计制造工艺路线时要考虑汽车轮毂是具有大批量生产的特点，所以要制定合格的工艺路线和合适的设备、刀具、量具、检具，来提高生产效率，降低生产成本，提高经济效益。 2工艺规程设计 2.1制定加工工艺路线 加工工序名称见表1。 本工艺路线的优点在于第3序，轮毂的内外轴承位、油封位、制动鼓安装止口位四者同轴度要求很高，技术要求为：↗0.05，本工艺路线，以工序集中的方式，将四者的形位公差要求在同一次装夹后，一次加工成型，有效减少多次定位引起形位公差误差。其余孔口倒角部份不在此工艺路线中列出。 2.2定位基准的选择 确定加工工艺路线后，选择基准是工艺规程设计中的重要工作，选择正确与合理的基准，可以保证加工质量的一致性，提升加工效率，减少对工人技能水平的依赖。选择合适的基准必须从零件的加工精度、特别是加工表面的相互位置精
轴承座铸造工艺设计说明书 一、工艺分析 1、审阅零件图 仔细审阅零件图，熟悉零件图，而且提供的零件图必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记。仔细样。注意零件图的结构是否符合铸造工艺性，有两个方面：（1）审查零件结构是否符合铸造工艺 （2 ）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施避 零件名称：轴承座 零件材料：HT150 生产批量：大批量生产 2、零件技术要求 铸件重要的工作表面，在铸造是不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。 3、选材的合理性 铸件所选材料是否合理，一般可以结合零件的使用要求、车间设备情况、技术状况和经济成本等， 用铸造合金（如铸钢、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、铸造铝合金、铸造铜合金等）的 牌号、性能、工艺特点、价格和应用等，进行综合分析，判断所选的合金是否合理。 4、审查铸件结构工艺性 铸件壁厚不小于最小壁厚5-6又在临界壁厚20-25以下。 二、工艺方案的确定
1、铸造方法的确定 铸造方法包括：造型方法、造芯方法、铸造方法及铸型种类的选择 （1）造型方法、造芯方法的选择 根据手工造型和机器造型的特点，选择手工造型 （2）铸造方法的选择 根据零件的各参数，对照表格中的项目比较，选择砂型铸造。 （3）铸型种类的选择 根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。 2、浇注位置的确定 根据浇注位置选择的4条主要规则，选择铸件最大截面，即底面处。 3、分型面的选择 本铸件采用两箱造型，根据分型面的选择原则，分型面取最大截面，即底面。 三、工艺参数查询 1、加工余量的确定 根据造型方法、材料类型进行查询。查得加工余量等级为11~13， 取加工余量等级为12。
汽车轮毂无冒口砂型铸造 R iserless Sand M ould Ca sti ng of Car Hub 陈言俊,梁如国,张国玲,刘健 (山东大学工程训练中心,山东济南250061) 中国分类号:T G 255;T G 24 文献标识码:B 文章编号:100123814(2004)0720062202 某汽车配件厂采用砂型铸造生产前、后轮毂。原铸造工艺采用两个冒口,其重量占整个铸件重量的1 2还多。不但造成了很大的浪费,而且造成清砂及机械加工困难等。为了解决此问题。我们采用球铁无冒口铸造工艺,经多次改进和生产试验,达到了预期的目的。 1 铸件的结构特点及原铸造工艺 汽车前、后轮毂是空心圆筒类铸件,壁厚比较均匀,中间有一直立砂芯,内壁散热较慢。材质为Q T 400215,原铸造工艺(以前轮毂为例)为:铸件大盘向上、底注、最上部放两个明冒口,每个冒口重5kg 以上(如图1)。原工艺由于冒口大,不仅浪费铁水,而且大盘根部易产生缩松、缩孔等缺陷。这是因为采用底注时,铸件下部的铁水温度较高,而且铸件顶部冒口处的铁水温度相对较低,不利冒口的补缩。冒口清理易带肉,造成铸件加工量小,有的成为废品;冒口清不到根,造成加工困难。后来虽把冒口几经更改(由5kg 改为7kg ,又改为10kg ,而后又改回5kg ),但铸件废品率一直在20%～35%徘徊,有时竟高达40%。 后来,采取了调整化学成分,提高浇注温度,底注快浇,底注慢浇,但都没有从根本上解决问题 。 图1 前轮毂原铸造工艺 图2 前轮毂改进后铸造工艺 2 改进的铸造工艺 把原来大盘向上改为大盘朝下,把底注改为阶梯浇注,去掉顶部冒口,改为四个<20mm 的出气孔。 铸件大盘向下,铸件顶部的圆筒适当增加加工余量,使集中于上部的缩孔、缩松、渣子或气孔加工掉。用出气孔是为了将浇注时型腔内的气体和凝固期间产生的大量气体畅通排出,避免气体聚集产生气孔或进入铸件内形成集中缩孔,或成为分散在树枝晶之间的小孔。 采用阶梯式注入可使金属液先从底部内浇口注入,液流平稳可避免飞溅,当液面上升到一定高度后再从上一层内浇口注入,这样就在铸型不同高度上逐层引进热的金属液,避免了单纯底注时所造成的反向温度分布,从而达到顺序凝固的目的。 另外,铸件大盘在下,底部注入的金属液先冷却,随着金属液面的升高,铸件上部的圆筒结构起到对下部大盘凝固的补缩作用(相当于冒口作用),实际上增大了铸件的垂直补缩距离,使铸件本身产生了自然的顺序凝固,铸件凝固时所产生的缩孔、缩松、气孔(因砂型铸造有水汽)等缺陷都集中在铸件的顶部。此处因留有较大的加工余量,可以将缺陷切除,获得致密铸件。 此外,为了利用石墨化膨胀,铸型刚性就要增加,这样新工艺就规定了要增加铸型紧实度。所以,我们提高型砂混砂质量,多用新砂、细纱、适当增加粘土,以提高型砂强度。在造型中强调增加铸型的紧实度,即使铸型平均硬度不低于75。 3 铁水化学成分 化学成分对无冒口铸造,获得致密铸件也非常重要。这是因为铁水的碳、硅含量直接影响共晶转变时的石墨析出数量,随着碳当量的增加,共晶石墨的析出量愈多,由于石墨化所引起的膨胀量也就愈大,那么型内的膨胀压力也就急剧上升。其膨胀压力的增长在有足够刚性的铸型时,有利于消除缩孔缩松。但碳、硅含量又不能太高,太高又会引起石墨漂浮。碳硅量偏低流动性不好,石墨化膨胀小。所以在调整化学成分时,适当提高碳当量、强化孕育。残余镁量高,白口倾向大,加大了收缩,所以在保证球化的前提下,尽量降低残留镁量。调整后的化学成分见表1。 表1 调整后的球铁化学成分(质量分数,%) 元素 C Si M n S P M g 残R E 残含量范围3.5 ～3.92.01～2.4 <0.6 <0.5<0.08 0.03～0.06 0.02～0.04 4 合理的浇注温度和浇注速度 浇注温度主要影响铁水的液态体收缩率,浇注温 度愈高,铁水的液态体收缩率也愈大。无冒口铸造的最安全浇注温度在1280℃以上能增加补缩能力,但不应 2 6 EXPER I M ENT H ot W ork ing Technology 2004N o .7
典型铸铁件铸造工艺设计与实例叙述铸造生产中典型铸铁件——气缸类铸件、圆筒形铸件、环形铸件、球墨铸铁曲轴、盖类铸件、箱体及壳体类铸件、阀体及管件、轮形铸件、锅形铸件及平板类铸件的铸造实践。内容涉及材质选用、铸造工艺过程的主要设计、常见主要铸造缺陷及对策等。 第1章气缸类铸件 1.1 低速柴油机气缸体 1.1.1 一般结构及铸造工艺性分析1.1.2 主要技术要求 1.1.3 铸造工艺过程的主要设计1.1.4 常见主要铸造缺陷及对策1.1.5 铸造缺陷的修复 1.2 中速柴油机气缸体 1.2.1 一般结构及铸造工艺性分析1.2.2 主要技术要求 1.2.3 铸造工艺过程的主要设计1.3 空气压缩机气缸体 1.3.1 主要技术要求 1.3.2 铸造工艺过程的主要设计第2章圆筒形铸件 2.1 气缸套 2.1.1 一般结构及铸造工艺性分析2.1.2 工作条件 2.1.3 主要技术要求 2.1.4 铸造工艺过程的主要设计2.1.5 常见主要铸造缺陷及对策2.1.6 大型气缸套的低压铸造2.1.7 气缸套的离心铸造 2.2 冷却水套 2.2.1 一般结构及铸造工艺性分析2.2.2 主要技术要求 2.2.3 铸造工艺过程的主要设计2.2.4 常见主要铸造缺陷及对策2.3 烘缸 2.3.1 结构特点 2.3.2 主要技术要求 2.3.3 铸造工艺过程的主要设计2.4 活塞 2.4.1 结构特点 2.4.2 主要技术要求 2.4.3 铸造工艺过程的主要设计2.4.4 砂衬金属型铸造 第3章环形铸件 3.1 活塞环3.1.1 概述 3.1.2 材质 3.1.3 铸造工艺过程的主要设计 3.2 L形环 3.2.1 L形环的单体铸造 3.2.2 L形环的筒形铸造 第4章球墨铸铁曲轴 4.1 主要结构特点 4.1.1 曲臂与轴颈的连接结构 4.1.2 组合式曲轴 4.2 主要技术要求 4.2.1 材质 4.2.2 铸造缺陷 4.2.3 质量检验 4.2.4 热处理 4.3 铸造工艺过程的主要设计 4.3.1 浇注位置 4.3.2 模样 4.3.3 型砂及造型 4.3.4 浇冒口系统 4.3.5 冷却速度 4.3.6 熔炼、球化处理及浇注 4.4 热处理 4.4.1 退火处理 4.4.2 正火、回火处理 4.4.3 调质（淬火与回火）处理 4.4.4 等温淬火 4.5 常见主要铸造缺陷及对策 4.5.1 球化不良及球化衰退 4.5.2 缩孔及缩松 4.5.3 夹渣 4.5.4 石墨漂浮 4.5.5 皮下气孔 4.6 大型球墨铸铁曲轴的低压铸造 第5章盖类铸件 5.1 柴油机气缸盖 5.1.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.1.2 主要技术要求 5.1.3 铸造工艺过程的主要设计 5.2 空气压缩机气缸盖 5.2.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.2.2 主要技术要求 5.2.3 铸造工艺过程的主要设计 5.3 其他形式气缸盖 5.3.1 一般结构 5.3.2 主要技术要求 5.3.3 铸造工艺过程的主要设计 第6章箱体及壳体类铸件 6.1 大型链轮箱体 6.2 增压器进气涡壳体 6.3 排气阀壳体 6.4 球墨铸铁机端壳体 6.5 球墨铸铁水泵壳体 6.6 球墨铸铁分配器壳体 第7章阀体及管件 7.1 灰铸铁大型阀体 7.2 灰铸铁大型阀盖 7.3 球墨铸铁阀体 7.4 管件 7.5 球墨铸铁螺纹管件 7.6 球墨铸铁管卡箍 7.6.1 主要技术要求 7.6.2 铸造工艺过程的主要设计 7.6.3 常见主要铸造缺陷及对策 第8章轮形铸件 8.1 飞轮 8.2 调频轮 8.3 中小型轮形铸件 8.4 球墨铸铁轮盘 第9章锅形铸件 9.1 大型碱锅 9.2 中小型锅形铸件 第10章平板类铸件 10.1 大型龙门铣床落地工作台 10.2 大型立式车床工作台 10.3 大型床身中段 10.4 大型底座 中国机械工业出版社精装16开定价：299元
轮毂毕业设计 篇一：毕业设计——汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析汽车轮毂的数控加工工艺及 程序分析 系部：精密制造系 学生姓名：吴斌 专业班级：数控11C1 学号：111021133 指导教师： 20XX年4月25日 声明 本人所呈交的汽车轮毂的数控加工工艺及程序分析，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 20XX年4月25日 【摘要】 随着中国GDP的快速增长，人们对汽车的需求量也与日俱增，汽车轮毂作为汽车的一个重要组成部分，它的大小、材料、质量决定了汽车行驶的安全性和可靠性，伴随着中国
汽车零部件工业的成长，轮毂行业逐渐发展壮大起来。本文以汽车轮毂作为研究对象，首先介绍汽车轮毂的应用场合；其次介绍汽车轮毂的数控加工工艺，包括机床介绍、工件材料、刀具及夹具的选用、切削用量选择及加工路线确定；最后分析了汽车轮毂的部分数控加工程序，总结了常见的几个问题以及解决方法。 【关键词】：汽车轮毂；工艺分析；加工程序。 目录 引言 ................................................ .. (1) 一、汽车轮毂零件介绍 (2) （一）汽车轮毂零件 (2) （二）应用场合................................................. .. (4) （三）结构形状分析 (4)
二、汽车轮毂的加工工艺分析 (5) （一）工件材料选用 (5) （二）加工设备的选用 (5) （三）夹具的选用................................................. (9) （四）刀具的分析与选用 (10) 三、汽车轮毂的加工过程 (12) （一）压铸................................................. .. (12) （二）数控加工................................................. . (12) （三）数控加工程序.................................................
日本轮毂先进的制造工艺 相信对于很多汽车消费者而言，轮毂基本上只有两种，那就是钢制轮毂和铝合金轮毂，而铝合金轮毂更好。那么在铝合金轮毂之中，是否都是一样的？如果不是，那么哪一种才更好？更好的轮毂可以为您带来什么好处呢？今天我们就为您浅析一下不同的铝合金轮毂的种类，以及除铝合金轮毂之外，是否还有更好的产品？ 铝合金轮毂种类 现在我们虽然知道了铝合金轮毂比钢轮毂更好，更适用于乘用车，但您知道铝合金轮毂也有不同的种类吗？从制造工艺上我们所见过的铝合金轮毂基本有三种，第一种是铸造，也就是绝大多数家用车或者部分豪华车所用。另一种是锻造，多被用于高性能车、高级跑车，还有很多汽车轮毂改装品牌的高端产品也是锻造产品。除上述两种原有的工艺之外，现在还有一种新的工艺形式，叫做MAT旋压铸造。 铸造铝合金轮毂 铸造成型的铝合金轮毂是如何生产的呢，简单的说，是将被铸造的金属物质加热至液态，然后将极高温的液态金属倒入不同样子的铸模，然后再通过打磨、抛光等精加工来做出最终成品。铸造一般分为两种，一种是重力铸造，另一种是低压铸造。重力铸造是比较原始的铸造
工艺，就是依靠铝水自身的重力倾注到铸模之中，铝水通过自身压力充满至整个铸模各个角落。这种工艺的方法比较简单而且成本也更低，但产品质量可控性不高，并且容易出现瑕疵，在汽车轮毂制造业中几乎已经完全被低压铸造取代。 低压铸造顾名思义，就是将铝水通过设备施加压力灌注到铸模之中，铝水整个凝固过程都处在有一定压力的状态下。这样的好处是铝水因为压力会产生更大的密度，凝固后成品的强度更高。在造型比较复杂的铸模中也可以保证完全充满铸模，很多样式比较复杂的铸造铝合金轮毂只能通过低压铸造方式制造。低压铸造的过程全部由机械完成，并且铸造成型的良品率高，非常适合大批量生产，所以目前汽车厂商指定的铸造铝合金轮毂都是由这种工艺生产出来的。 锻造铝合金轮毂 锻造是一种比铸造更加高级的工艺，因为成品价格昂贵，所以一般的家用车甚至中高级车都不会采用锻造铝合金轮毂。锻造就是通过锻压机对固态的铝合金材料胚料施加巨大压力，使其挤压变形，行程一定的形状、强度和尺寸的制造工艺。然后锻造成型的毛坯在经过精加工最终成为成品，这点与铸造是一样的。经过合理的锻造比、温度控制等等一系列复杂工艺的调整，可以锻造出不同强度和性能的锻造件。
汽车轮毂工艺工装设计 摘要：本次毕业设计以中等复杂程度的盘套类零件汽车轮毂的机械加工为主要内容，讨论了汽车轮毂在大批大量生产条件下的机械加工工艺规程，制定了详细的机械加工工艺规程。通过阅读和参考多种文献和资料，编写了一份关于轮毂加工制造技术的综合性文献，即文献综述。为了达到相应的设计技术要求，保证零件加工质量、提高生产率和降低制造成本，这就要求合理的选择机械加工机床，选择合适的刀具、量具以及切削参数。本文分析和总结了盘套类零件的特点，对盘套类零件进行了工艺技术分析，针对该零件的主要技术要求，进行综合分析和综合考虑，设计了一套比较合理的机械加工工艺规程和所需的专用工艺装备，并设计分析了几个比较关键的工序。为了达到综合锻炼的目的，在本次设计过程中还设计了关键工序的工艺装备（包括夹具、刀具、量具等）。 关键词：汽车轮毂机械加工工艺过程工艺装备大批大量
文献综述 1 概述 1.1轮毂的定义及功用 轮毂是支持轮胎的重力和整个车身的重力的重要部分。轮毂的材质分为铁轮毂、钢轮毂这两者在卡车和公交车用的较多。轿车普遍使用铝轮毂。轮毂的表面处理分为涂装(油漆)、电镀、抛光（无保护层）。 轮毂的直径对行驶的影响，车轮的直径是固定得，轮毂直径越大轮胎的胎壁就越扁，在加速、刹车、过弯时轮胎的变形越小，行驶越稳定。因此有必要对轮毂进行工艺工装设计。培养学生正确的设计思想方法、严谨的科学态度和良好得工作作风，树立自信心；培养学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及素质；培养学生获取信息和综合处理信息的能力，提高文字和语言表达能力。 1.3轮毂加工的现状和发展趋势 轮毂是工业生产中的重要基础零件，其加工技师和加工能力反映一个 国家的工业水平。现代轮毂技术已达到；轮毂直径由1毫米～150米；传递功率可达十万千瓦；转速可达十万转/分；最高的圆周速度达300米/秒。 实现轮毂加工数控倾和自动化、加工和检测的一体化是目前轮毂加工的发展趋势。未来轮毂正向重载、高速、高精度和高效率等方向发展，并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。而轮毂理论和制造工艺的发展将是进一步研究轮齿损伤的机理，这是建立可靠的强度计算方法的依据，是提高轮毂承载能力，延长轮毂寿命的理论基础；发展以圆弧齿廓为代表的新齿形；研究新型的轮毂材料和制造轮毂的新工艺；研究轮毂的弹性变形、制造和安装误差以及温度场的分布，进行轮齿修形，以改善轮毂运转的平稳性，并在满载时增大接触面积，从而提高轮毂的承载能力。摩擦、润滑理论和润滑技术是轮毂研究中的基础性工作，研究弹性流体动压润滑理论，推广采用合成润滑油和在油中适当地加入极压添加剂，不仅可提高齿面的承载能力，而且也能提高传动效率。 2轮毂加工机床 轮毂加工机床是加工各种轮毂的机床。轮毂加工机床的品种规格繁多，有加工几毫米直径轮毂的小型机床，加工十几米直径轮毂的大型机床，还有大量生产用的高效机床和加工精密轮毂的高精度机床。
前言 铸造工艺学课程是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法和步骤以及掌握铸造工艺和工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则是铸造工艺学课程的实践性教学环节，同时也是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺和工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，从中感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点：通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用铸造工艺学课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决实际问题的能力。 通过制定和合理选择工艺方案，正确计算零件结构的工作能力，确定尺寸，掌握了浇冒口的作用及其原理，具有正确设计浇冒口系统的初步能力；掌握铸造工艺和工装设计的基本技能。 熟悉型砂必须具备的性能要求，原材料的基本规格及作用，并初步具备分析和解决型砂有关问题的能力。 熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制；了解提高铸件表面质量和尺寸精度的途径。 了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径，并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径 学习进行设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。
目录 零件铸造工艺分析 (4) 零件基本信息 (4) 材料成分要求 (4) 铸造工艺参数的确定 (4) 铸造尺寸公差和重量公差 (5) 机械加工余量 (5) 铸造收缩率 (5) 拔模斜度 (5) 其他工艺参数的确定 (5) 工艺补正量 (5) 分型负数 (5) 非加工壁厚的负余量 (5) 反变形量 (5) 分芯负数 (6) 铸造三维实体造型 (6) 上冠件图纸技术要求 (6) 上冠件结构工艺分析 (6) 基于UG零件的三维造型 (6) 软件简介 (6) 零件的三维造型图 (6) 第三章铸造工艺方案设计 (7) 工艺方案的确定 (7) 铸造方法 (7) 型（芯）砂配比 (8) 混砂工艺 (8) 铸造用涂料、分型剂及修补材料 (8) 铸造熔炼 (8) 熔炼设备 (9) 熔炼工艺 (9) 分型面的选择 (9) 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (10) 砂芯设计及排气 (11) 芯头的基本尺寸 (11) 芯撑、芯骨的设计 (12) 砂芯的排气 (12) 第四章浇冒系统的设计及计算 (12) 浇注系统的类型及选择 (12) 浇注位置的选择 (12)
数控加工工艺综合实践论文大纲 目 录 绪论 (2) MASTERCAM 软件的介绍 (2) UG 软件介绍.............................................................2 1．零件设计思路.. (3) 2．ABS 材料性能介绍 (3) 3．汽车轮毂外形曲线曲面设计..............................................................4 4. 输出文件IGES ...................................................................................13 5．1传入文件并加工.............................................................................15 5.2外形加工...........................................................................................16 5.3曲面挖槽粗加工................................................................................22 5.4 使用3D 等距精加工........................................................................24 6．后处理................................................................................................25 7．结论....................................................................................................26 8．总结....................................................................................................26 9、谢辞........................................................................27 参考文献.. (27) U n R e g i s t e r e d
汽车轮毂制造技术 班级:机电1302班 学号: 姓名:师世健 指导教师:邢书明 目录 一、摘要 (3) 二、汽车轮毂的选材 (3) 1、钢铁材料 (3) 1、1 球墨铸铁 (3) 1、2 其她钢铁材料 (3) 2、合金材料 (3) 3、复合材料 (3) 三、铸造方法 (3) 1、压力铸造 (3) 2、金属型铸造 (4) 3、熔模铸造 (4) 4、低压铸造 (5) 5、离心铸造 (5) 四、工艺方案 (6) 1、零件图 (6) 2、浇注位置 (6) 3、分型面 (7) 4、砂芯 (7)
5、浇注系统 (7) 6、主要工艺参数的确定 (7) 7、冒口 (7) 8、铸造工艺图 (8) 汽车轮毂制造技术 一、摘要 轮毂,作为汽车一个重要组成结构,起着支撑车身重量的作用,对汽车节能、环保、安全性、操控性都有着极其重要的影响。对其工作环境及使用要求予以充分分析,对其结构进行合理设计,选取性能优良的材料及适当的加工方法,都就是汽车轮毂制造中不可或缺的环节。 二、汽车轮毂的选材 1.钢铁材料 1、1 铸铁、铸钢 球墨铸铁以其优良的综合力学性能应用在轮毂上,如铁素体球墨铸铁、高韧性球墨铸铁等。但就是,由于类似碳素钢轮毂的缺点,以及铸造过程的复杂性与铸造模型所限,轮毂形状难于控制,限制了其应用。 1、2 其她钢铁材料 一些合金钢如加入钛元素的低合金钢,合金元素可以细化晶粒,提高钢的力学性能,使钢具有强度高、塑韧性好、加工成形性与焊接性良好,可以作为轮毂用钢;此外,低合金高强度双相钢,如低碳含铌钢,提高贝氏体含量,可以提高屈服强度,提高扩孔率,也可以用作轮辐与轮辋用钢。在实际应用中的多数钢制轮毂就是通过已成型的轮缘与轮盘焊接而成,尽量使自重降低。 2.合金材料 汽车采用铝合金轮毂后减重效果明显,轻型车使用铝合金轮毂比传统钢制轮毂轻30%-40%,中型汽车可轻30%左右。美国森特来因·图尔公司用分离旋压法制出的整体板材(6061合金)车轮,比钢板冲压车轮重量减轻达50%,旋压加工时间不到90s/个,不需要组装作业,适宜大批量生产。另外,相同外径尺寸的轮毂使用铝合金轮毂抗压强度还有所提高。 3.复合材料 复合材料就是应现代科学技术发展而出现的具有强大生命力的材料。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振与降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。 三、铸造方法 1、压力铸造
汽车配件加工——轮毂制造工艺流程 轮毂是汽车上最重要的安全零件之一，有钢制轮毂和铝制轮毂之分，轮毂承受着汽车和载物质量作用的压力，受到车辆在起动、制动时动态扭矩的作用，还承受汽车在行驶过程中转弯、凹凸路面、路面障碍物冲击等来自不同方向动态载荷产生的不规则交变受力。轮毂的质量和可靠性不但关系到车辆和车上人员物资的安全性，还影响到车辆在行驶中的平稳性、操纵性、舒适性等性能，这就要求轮毂动平衡好、疲劳强度高、有好的刚度和弹性、尺寸和形状精度高、质量轻等，铝轮毂以其良好的综合性能满足了上述要求，在安全性、舒适性和轻量化等方面表现突出，博得了市场青睐，正逐步代替钢制轮毂成为最佳选择。 铝轮毂的制造设备、技术及趋势汽车铝轮毂的最主要的生产工艺流程是：熔化 -精炼一材料检验一低压铸造-X 射线探伤一热处理一机械加工一动平衡检验一气密性检验一涂装。 1、熔化 轮毂铝合金的熔化设备，按炉型分为塔式炉、感应炉、倾转炉、固定炉，按能源形式分为柴油、天然气、煤制气、电能。塔式炉熔化速度快、烧损少、能耗低；感应炉熔化速度快、合金成分均匀、生产环境好；倾转炉可以配料也可以做保温炉使用、使用安全、维护方便；固定炉可以配料也可以做保温炉使用、使用和维护简便；燃油热值高、熔化效率高、使用维护方便，燃气生产环境好、清洁、使用维护方便；煤制气经济实惠，电能容易控制、生产环境好。其中以燃油或燃气的塔式快速熔化炉为佳，同时配以铝屑熔化室使用更加方便，是主选设备。 熔化设备的关键在于炉温的控制，由于需要现场制造，故以国产为宜，而且，施工维护便利。由于轮毂铝合金对Fe （铁）含量要求严格（＜0.15%）,因此炉衬必须采用非金属材料制作，配料时选用高牌号的纯铝，回炉料的比例要严格控制。 国内已有少数厂家采购生产用液态铝合金,并将液态铝合金直接运送到生产现场,采用液态铝合金直接铸造铝轮毂这种工艺方式, 大大减少了原材料熔化时的烧损及二次熔化时能源的消耗,是铝轮毂制造技术发展的新方向。
中文摘要 本设计是对汽车前轮毂零件进行铸造毛坯工艺设计。根据零件的使用条件、结构特点、生产批量，结合工厂现有设备等进行铸造工艺分析，确定了铸造方法、造型及造芯方法、凝固原则及浇注位置、分型面、砂箱中铸件数量、砂型数量等，完成了砂芯、浇注系统、冒口及冷铁、相关工装设备等设计，并进行铸件质量控制分析及制定了检验要求。 关键词：砂型铸造，工艺分析，工艺设计，质量控制
ABSTRACT This design is the casting blank technology design for front hub bearing in car. According to the application conditions, structural features, production batch of the part and existing equipment, it does the casting technology analysis, determines the method of casting, modeling, core making, solidification principles and pouring position, parting surface, the quantity of casting and mold, etc. It completes the design of sand core, pouring system, riser, chill, equipment, does the quality control analysis of casting and constitutes the inspection requirements. Keywords: sand mold casting，technology analysis，technology design，quality control
汽车轮毂试验的三个标准和分析过程 一有关汽车轮毂的三个试验标准 根据国内和国际标准化组织(ISO) 的规定，汽车轮毂必须满足三个典型试验的要求。有关的国内标准与ISO 的标准是一致的，国外不同国家的标准可能不完全一样，但是基本方面还是一致的，只是具体载荷大小有所差别。 在国内，这三个试验对应的标准分别是： 1. 车轮动态弯曲疲劳和径向疲劳试验方法- QCT221 其中包含了动态弯曲和径向载荷两个疲劳试验标准。 2. 车轮冲击试验方法- GBT15704 其中包含了轮毂冲击试验的标准。 下面简单介绍这三个试验标准。 标准1： 汽车轻合金车轮的性能要求和试验方法QC/T221—1997 前言 本标准是根据1995 年标准制修订计划安排组织制定的。 本标准在制订过程中，参照采用了美国SFI、日本JASO 等有关标准。 本标准由机械工业部汽车工业司提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准由广东南海中南铝合金轮毂有限公司负责起草、立中车轮制造有限公司参加起草。 本标准主要起草人：雷铭君。 1 范围 本标准规定了汽车轻合金车轮的动态弯曲疲劳性能、动态径向疲劳性能要求及试验方法。 本标准适用于全部或部分轻合金制造的汽车车轮。 2 试验项目 2.1 动态弯曲疲劳试验； 2.2 动态径向疲劳试验。 3 试验样品 弯曲疲劳和径向疲劳试验用的车轮应是未经试验或未使用过的新成品车轮，每个车轮只能做一次试验。 4 动态弯曲疲劳试验 4.1 试验设备 试验台应有一个旋转装置，车轮可在一固定不变的弯矩作用下旋转，或是车轮静止不动，而承受一个旋转弯曲力矩作用（见图1） 4.2 试验程序
典型铸铁件铸造工艺设计与实例 叙述铸造生产中典型铸铁件一一气缸类铸件、圆筒形铸件、环形铸件、球墨铸铁曲轴、盖类铸件、箱体及壳体类铸件、阀体及管件、轮形铸件、锅形铸件及平板类铸件的铸造实践。内容涉及材质选用、铸造工艺过程的主要设计、常见主要铸造缺陷及对策等。 第1章气缸类铸件 1.1低速柴油机气缸体 1.1.1 一般结构及铸造工艺性分析1.1.2 主要技术要求 1.1.3 铸造工艺过程的主要设计1.1.4 常见主要铸造缺陷及对策1.1.5 铸造缺陷的修复 1.2中速柴油机气缸体 1.2.1 一般结构及铸造工艺性分析1.2.2 主要技术要求 1.2.3 铸造工艺过程的主要设计1.3空气压缩机气缸体 1.3.1 主要技术要求 1.3.2 铸造工艺过程的主要设计第2章圆筒形铸件 2.1 气缸套 2.1.1 一般结构及铸造工艺性分析2.1.2 工作条件 2.1.3 主要技术要求 2.1.4 铸造工艺过程的主要设计2.1.5 常见主要铸造缺陷及对策2.1.6 大型气缸套的低压铸造 2.1.7 气缸套的离心铸造 2.2冷却水套 2.2.1 一般结构及铸造工艺性分析2.2.2 主要技术要求 2.2.3 铸造工艺过程的主要设计2.2.4 常见主要铸造缺陷及对策2.3烘缸 2.3.1 结构特点 2.3.2 主要技术要求2.3.3 铸造工艺过程的主要设计 2.4活塞 2.4.1 结构特点 2.4.2 主要技术要求 2.4.3 铸造工艺过程的主要设计 2.4.4 砂衬金属型铸造 第3章环形铸件 3.1活塞环 3.1.1 概述 3.1.2 材质 3.1.3 铸造工艺过程的主要设计 3.2 L形环 3.2.1 L形环的单体铸造 3.2.2 L形环的筒形铸造 第4章球墨铸铁曲轴 4.1 主要结构特点 4.1.1曲臂与轴颈的连接结构 4.1.2 组合式曲轴 4.2主要技术要求 4.2.1 材质 4.2.2 铸造缺陷 4.2.3 质量检验 4.2.4 热处理 4.3铸造工艺过程的主要设计 4.3.1 浇注位置 4.3.2 模样 4.3.3 型砂及造型 4.3.4 浇冒口系统 4.3.5 冷却速度 4.3.6 熔炼、球化处理及浇注 4.4 热处理 4.4.1 退火处理 4.4.2 正火、回火处理 4.4.3 调质（淬火与回火）处理 4.4.4 等温淬火 4.5常见主要铸造缺陷及对策 4.5.1 球化不良及球化衰退 4.5.2 缩孔及缩松 4.5.3 夹渣 4.5.4 石墨漂浮 4.5.5 皮下气孔 4.6大型球墨铸铁曲轴的低压铸造 第5章盖类铸件 5.1柴油机气缸盖 5.1.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.1.2 主要技术要求 5.1.3铸造工艺过程的主要设计 5.2空气压缩机气缸盖 5.2.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.2.2 主要技术要求 5.2.3 铸造工艺过程的主要设计 5.3其他形式气缸盖 5.3.1 一般结构 5.3.2 主要技术要求 5.3.3铸造工艺过程的主要设计 第6章箱体及壳体类铸件 6.1大型链轮箱体 6.2增压器进气涡壳体 6.3排气阀壳体 6.4球墨铸铁机端壳体 6.5球墨铸铁水泵壳体 6.6球墨铸铁分配器壳体