汽车轮毂的结构与模具设计

车辆轮毂的结构与模具设计-开题报告研究背景车辆轮毂是车辆的重要组成部分之一，对车辆的性能和安全性具有重要影响。

因此，对车辆轮毂的结构与模具设计进行研究具有重要的理论和实用价值。

研究目的本研究的目的是探索车辆轮毂的结构和模具设计，以提高轮毂的质量和性能。

通过对轮毂的结构和模具设计进行分析和优化，可以提高车辆的操控性、经济性和安全性。

研究内容本研究将包括以下内容：1. 车辆轮毂的结构分析：分析轮毂的组成部分以及各部分之间的关系，探讨在不同工况下的受力情况。

2. 车辆轮毂的模具设计：通过对现有模具设计的优化和改进，提高模具的生产效率和轮毂的加工质量。

3. 轮毂材料选择与应用：研究不同材料对轮毂性能的影响，选择适合的材料以提高轮毂的强度和耐久性。

研究方法本研究将采用以下方法：1. 文献综述：通过查阅相关文献，了解轮毂结构和模具设计的研究现状和发展趋势。

2. 数值仿真：利用计算机辅助工程软件进行轮毂结构和模具设计的数值仿真分析，评估设计方案的性能。

3. 实验验证：通过制作样品轮毂和模具进行实验，验证数值仿真结果的准确性和可行性。

研究意义本研究的成果将有以下意义：1. 提高轮毂的性能和质量，增加车辆的操控性和行驶安全性。

2. 优化模具设计，提高生产效率，降低生产成本。

3. 为轮毂制造商和车辆制造商提供有关轮毂结构和模具设计的参考和指导。

预期结果本研究预期将得到以下结果：1. 对车辆轮毂结构的分析，包括轮毂各组成部分的受力情况。

2. 优化的轮毂模具设计方案，提高生产效率和产品质量。

3. 轮毂材料选择的建议，以提高轮毂的性能和耐久性。

研究计划本研究将按照以下计划进行：1. 第一阶段：文献综述和理论研究，了解车辆轮毂结构和模具设计的相关知识。

2. 第二阶段：数值仿真分析，评估不同设计方案的性能。

3. 第三阶段：制作样品轮毂和模具进行实验验证。

4. 第四阶段：数据分析和结果总结，撰写研究报告。

参考文献[参考文献1][参考文献2][参考文献3]以上是关于《车辆轮毂的结构与模具设计-开题报告》的简要内容，后续将进一步深入研究与分析。

汽车轮毂的结构与模具设计-开题报告毕业设计（论文）开题报告学生姓名：指导教师姓名：题目名称：系部：汽车与XXX专业、班级：职称：实验师从事专业：汽车服务是否外聘：□是■XXX题目：轮毂结构与模具设计一、选题的目的、依据和意义1、研究现状作为汽车最重要的安全部件，轮毂承受着汽车和载物质量的压力，同时还要承受汽车在启动、制动时的扭矩作用，以及在行驶过程中的不规则交变受力。

轮毂的产品质量和可靠性不仅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。

因此，轮毂的尺寸和形状精度高、动平衡好、疲劳强度高、刚度和弹性好、质量轻、美观、材料可回收等要求十分严格。

1.1国内研究现状为了节能降耗，减少废气排放，提高驾乘舒适度和车辆动力学性能，现代汽车正在向轻量化方向发展。

从结构材料的角度出发，实现车辆轻量化的主要手段是采用具有高比性能的轻质材料替代传统材料。

目前广泛应用于汽车轮毂的材料主要是铝合金和镁合金。

随着我国公路设施的迅猛发展，铝合金轮毂开始在全国范围内得到推广，并且发展迅速。

2002年，我国轿车铝合金轮毂的装车率已接近45%。

伴随着中国汽车工业的快速发展，我国铝合金轮毂行业出现强劲增长势头。

经过十几年的艰苦努力，年生产能力已超过了6500万件，成为了世界铝合金轮毂生产大国。

与世界先进水平相比，国内企业在铝合金轮毂的设计开发和制造技术方面尚存在较大的差距。

总体的生产技术和装备水平、产品的设计水平、产品的技术含量和质量水平还有待进一步的提高。

镁合金是一种轻质、低成本、高比性能、比强度和比刚度的金属结构材料。

它具有突出的阻尼减振性能等特点，因此被广泛应用于汽车和摩托车结构，特别是高速运动构件。

使用镁合金可以降低车辆的自重和燃油消耗，减少车辆的振动和噪声，提高车辆的加减速动力学特性，同时也能达到节能环保的目的，显著改善车辆的驾乘舒适度。

XXX是国内最早将镁合金应用于汽车的公司之一，目前已经在桑塔纳轿车的镁合金变速器外壳上应用了2000吨以上的镁合金。

轮毂模具制作工艺轮毂模具制作工艺是指将轮毂产品的设计图纸转化为实际零件的过程，它是制造高质量轮毂的关键环节。

以下为轮毂模具制作工艺的主要步骤及流程。

1. 设计轮毂模具：首先，需要根据轮毂产品的设计要求和图纸，设计轮毂模具的结构和形状。

这一步是制作工艺的基础，要根据轮毂的尺寸、形状、孔距和孔径等要求来确定模具的结构参数。

2. 材料准备：根据轮毂模具的设计要求，在选择合适的材料方面，需要考虑模具的耐磨性、强度和硬度等。

常见的材料有优质钢材、合金钢等，根据实际情况进行选择。

3. CNC加工模具：接下来，将轮毂模具的设计图纸输入到计算机数控（CNC）加工机器中，进行模具的加工。

这一步主要是利用机器自动控制削剪、刮削、铣削等工艺，将模具的外形和内部空腔进行加工成型。

4. 精细加工模具：在CNC加工完成后，有时还需要进行一些精细加工工艺，如磨削、抛光等。

这些工艺主要是为了提高模具的表面光洁度和尺寸精度，确保模具加工的质量。

5. 模具组装：模具加工完成后，需要根据设计要求进行模具的组装。

这一步主要是将模具的各个零部件进行拼装，确保模具的结构完整、刚性良好，并能满足后续的使用要求。

6. 模具热处理：某些情况下，为提高模具的硬度和耐磨性，还需要对模具进行热处理。

热处理一般包括淬火、回火、正火等工艺，以增强模具的耐用性和使用寿命。

7. 模具检验：模具制作完成后，需要对模具进行严格的检验。

主要包括尺寸检验、外观检查和功能测试等，以确保模具的质量和性能符合设计要求。

8. 模具调试：模具通过检验后，需要进行调试。

在模具调试过程中，需要根据实际的生产要求进行参数的调整，做好轮毂模具的准备工作。

9. 模具正式投产：经过调试和确认后，模具可以投入正式的生产使用。

在生产过程中，需要进行模具的定期维护和保养，以保证模具的使用寿命和工作效率。

10. 模具改进和优化：一旦模具投入使用，就需要不断对模具进行改进和优化。

根据轮毂产品的实际情况和用户的反馈，可以改进模具的结构和工艺，以提高轮毂产品的质量和效率。

摘要本文以汽车轮毂为研究对象，基于产品研究开发的一般流程，制定了产品结构设计、工艺方案设计、模具设计的技术路线。

借助CAD等工具，对汽车轮毂结构设计与性能分析、并对模具造型、铸造工艺等进行了设计。

首先介绍了我国轮毂模具的现状、发展趋势及我国模具发展的新技术，其次围绕轿车轮毂模具进行设计，针对轮毂的结构特点，确定模具的型腔数目、分型面以及脱模机构。

汽车轮毂的成型工艺方法较多，以挤压铸造生产轮毂的工艺方法现今多处于研究阶段。

本文根据挤压铸造的工艺特点，对汽车轮毂挤压铸造模具设计进行了分析总结，并对模具型腔进行了结构设计，查阅模具设计手册，完成模具的总体设计。

同时充分利用计算机绘图软件对零件进行设计, 利用Pro/E对零件进行三维造型, 并实现零件的三维装配和模具设计。

通过本次设计，对模具整个设计过程有了较好的了解。

关键词：模具；镁合金；汽车轮毂；挤压铸造；模具设计；低压铸造ABSTRACTThis paper mainly research on automobile wheel．Based on the general process of product development，the technical route is made including product structure，process scheme 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 China's development of new technologies die, followed aroundthe family car aluminum wheel design tool for the structural characteristics of wheel, the mold cavity to determine the number of surface as well as from mode institutions. The method about molding process of magnesium alloy wheel is multiple．The way ofmanufacturing automobile wheel wim squeeze casting is not ripe on its research stage．Thispaper summarized main points of the squeeze casting mould，Check the manual mold design, mold choice to determine the structure of mold size, mold designcompleted. At the same time make full use of computer graphics software to design parts using Pro / E sional modeling of parts and components to achieve thethree-dimensional assembly and mold design, Through this design, the entire design process of the mold with a better understanding.Key words: Mold；Magnesium Alloy；Automobile Wheel；Squeeze Casting；Mold Designing；Low Pessure Csting目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2轮毂国内外研究现状 (1)1.2.1国内研究现状 (1)1.2.2国外研究现状 (2)1.3研究的目的和意义 (3)1.4设计的主要内容 (5)第2章轮毂零件的结构设计 (7)2.1轮毂模具设计的基本术语 (9)2.2汽车轮毂模具方案的设计标准 (9)2.3轮毂零件的3D设计 (10)2.3.1主要外形尺寸的确定 (10)2.3.2设计原则 (10)2.3.3汽车轮毂轮廓三维实体生成 (10)2.3.4汽车轮毂风孔的生成 (11)2.4本章小结 (13)第3章轮毂成形工艺介绍 (14)3.1轮毂成形的工艺特点 (14)3.2现行的轮毂主要成形方法及其优缺点 (14)3.2.1金属型重力铸造 (15)3.2.2低压铸造 (15)3.2.3压铸 (15)3.2.4挤压铸造 (17)3.3其他成形方法 (18)3.4本章小结 (19)第4章轮毂成形工艺分析 (20)4.1轮毂材料及性能特点 (20)4.2低压铸造的性能特点 (20)4.3工艺方案的确定 (21)4.4挤压铸造工艺参数 (23)4.5模具设计方案 (26)4.6本章小结 (27)第5章轮毂铸造模具的设计 (28)5.1挤压模具设计的基本原则 (28)5.2挤压铸造模具的工艺参数 (29)5.2.1汽车轮毂模具分模面的确定 (29)5.2.2凹模设计 (34)5.2.3凸模设计 (34)5.2.4模板设计 (35)5.3模具装配 (36)5.4本章小结 (37)结论 (38)参考文献 (39)致谢 (41)附录 (42)第1章绪论1.1 引言能源、环境和安全是当今备受关注的三大问题，也正是这三大问题制约了汽车工业的发展和汽车的普及。

汽车轮毂的工艺研究及模具设计作者：刘金伟姚明张磊来源：《科学与财富》2015年第10期摘要：分析了汽车铝合金轮毂的生产工艺，并从模具分型面、型腔尺寸的确定、浇注系统、排气系统、冷却系统的设计等几个方面介绍了低压轮毂模具的结构设计重点。

关键词：轮毂；工艺；模具1 引言汽车轮毂是汽车的重要零部件，有实用性和装饰性两种作用。

相对于钢轮毂，铝合金轮毂降低了非载荷重量并符合节能化、轻量化的汽车工业发展趋势。

此外，减小了轮子的热惯性，散热性好，改善了加速性和制动性；硬度高，减小了轮毂的倾斜度，增强了刚性。

为了适应工业产品的多样化和高性能发展要求，模具制造业需要在短时间内为新产品的开发和制造提供高精度的模具。

2 汽车铝合金轮毂的工艺分析2.1汽车铝合金轮毂的结构分析汽车轮毂的结构可分为轮辋和轮毂两个部分。

图1 汽车轮毂结构示意图轮辋——与车胎连接部分，主要包括胎圈座、轮缘、气门孔和槽底。

轮毂——与车体连接部分，主要包括偏距和轮辐。

2.2汽车铝合金轮毂的成型方法目前铝合金轮毂的生产方法主要有铸造法、锻造法、冲压法和旋压法等。

我国的铝合金轮毂制造仍以低压铸造为主。

铸造法生产铝合金轮毂具有适应性强、花色品种多样、生产成本较低等优点，所以铸造法仍是普遍的方法。

目前全世界生产的铝合金轮毂中，铸造的占80%以上。

其工艺方法有重力铸造、低压铸造和挤压铸造等[1]。

锻造铝合金轮毂具有优良的机械性能，尺寸精确，加工量小等优点，一般情况下重量相当于普通钢轮的一半或者更低。

锻造铝合金轮毂的晶粒流向与受力方向一致，其强度、韧性和抗疲劳强度均优于铸造轮毂。

锻造轮毂表面几乎无气孔，所以具有较好的表面处理性能，能保证涂层均匀，色彩鲜明。

但是，锻造轮毂的成本要远高于铸造轮毂，售价也要更高些。

3 汽车轮毂模具的结构及特点轮毂模具主要由三个主要部件组成，包括顶模、底模和边模。

要求精度高，在实际加工、装配和调整过程中难度很大。

所以，在设计汽车轮毂模具时要重点把握工装的结构特点以及对计算机辅助设计的应用，同时保证工厂的加工进度和模具制造的质量。

毕业论文题目：德国奔驰特汽车铝轮毂模具及数控加工工艺设计系部：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机设0804学号：200802010405学生姓名：李斌彬指导老师姓名：陈蓉玲关耀奇完成日期：2012.06.08毕业设计（论文）任务书题目：德国奔驰特汽车铝轮毂模具及数控加工工艺设计姓名李斌彬学院机械工程专业机械设计制造及其自动化班级0804 学号05 指导老师关耀奇职称副教授教研室主任一、基本任务及要求：1. 德国奔驰轿车铝轮毂零件的3D设计；2. 德国奔驰轿车铝轮毂零件铸造模具的3D设计；3. 德国奔驰轿车铝轮毂铸造模具顶模零件加工的工艺分析及工艺规程的编制；4. 德国奔驰轿车铝轮毂零件铸造模具顶模的在XK714机床（FANUC 0i系统）上加工的NC代码数控铣削加工的NC编程及刀路仿真；5. 撰写文献综述（3000字、参考文献15篇以上）、开题报告；6. 撰写设计说明书一份(字数15000字以上)；7. 毕业调研及撰写毕业调研报告。

二、进度安排及完成时间：1. 查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告（2.5周）；2. 毕业调研及撰写毕业调研报告（1.5周）；3. 毕业设计（9周），其中：总体方案（1周），德国奔驰轿车铝轮毂零件的三维造型（1周），德国奔驰轿车铝轮毂零件铸造模具的3D设计（2.5周），工程图设计（3周），底模零件的工艺设计、加工编程（1.5周）；4. 撰写毕业设计说明书并将初稿交导师评阅（1.5周）；5. 指导老师评阅、学生修改及打印说明书（0.5周）；6. 评阅老师评阅设计说明书、学生准备答辩（0.5周）；7. 毕业答辩（0.5周）。

诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。

轮毂模具制作工艺
轮毂模具制作工艺是一种需要较高精度和较高质量的模具制作工艺。

它的特点主要在于：一是要求制作质量高，质量可靠；二是模具加工工艺复杂，要求加工精度高，回转中心线与轮毂径向和轴向的偏差小于0.02mm；三是模具的装配精度也要求高，切口、榫口、拉锥等装配尺寸的偏差要求小于0.05mm；四是模具表面易耗散尽量低，模具材料要好，表面要平滑，以防止模具腐蚀。

轮毂模具制作工艺一般分为几个步骤：第一步是模具设计。

需要根据使用要求，考虑到可重复模具、把模具加工精度高、价格合理性等因素生成设计方案。

其次，根据模具设计绘制图纸，这一步要求非常严格，并最大限度地满足客户的要求。

第三步是模具加工，通常会采用数控机床进行模具加工，保证加工精度，一般也会选择普通机床。

在模具加工前，需要经过组装、测量、修整等工序，确保模具的精度、光洁度符合要求。

最后是模具检验，要对模具外型尺寸、细部尺寸及其加工精度等进行检验，使其符合图纸要求。

如果模具经过人工或者机械修整后，重新进行检测，确保满足图纸质量要求。

轮毂模具制作工艺的重要性在于，它通过将工程精度、质量可靠性以及价格合理性相结合，可以满足客户对模具的要求。

做好模具制作工艺，不仅能确保模具的质量，而且还可以提高模具内部精度，以确保最终产品的质量。

目录目录 (1)绪论 (2)正文 (3)第一章序 (3)1.1 (3)1.2 (3)1.3 (3)1.4 (3)1.5 (3)1.6 (5)1.7 (6)1.8 (6)1.9 (6)1.10 (6)1.11 (7)第二章模具在加工工业中的地位 (7)2.1 (7)2.2 (7)第三章模具的发展趋势 (7)3.1 (8)3.2 (8)3.3 (8)3.4 (8)3.5 (8)第四章铝合金轮毂的制造方式 (8)4.1 (8)4.2 (8)4.3 (9)4.4 (9)第五章铝合金轮毂的制造方法 (9)第六章模具的设计流程 (9)第七章模设计前的准备 (10)第八章模具设计 (11)8.1 (11)8.2 (12)8.3 (12)8.4 (12)8.5 (13)8.6 (13)8.7 (13)8.8 (14)8.9 (15)8.10 (17)第九章客户认证 (18)第十章部品图设计 (18)第十一章模具的热处理 (18)第十二章模具组力 (19)第十三章制品试制 (19)第十四章试制品检查 (19)第十五章交货 (19)第十六章制品可能出现的缺陷及解决方法 (19)16.1 (19)16.2 (19)16.3 (19)16.4 (20)16.5 (20)第十七章模具的安全措施 (20)第十八章采用铝合金制造轮毂的优点 (21)18.1 (21)18.2 (21)18.3 (21)18.4 (21)18.5 (21)18.6 (21)结论 (22)谢辞 (22)参考文献 (23)绪论大学四年的学习一晃而过，为具体的检验这四年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为铝合金轮毂低压铸造模具。

本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。

它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。

关键词：汽车；轮毂；设计；结构分析1铝合金轮毂的应用根据市场的需要，研究中国传统文化和中国人民的美学特征，并讨论如何开发汽车轮毂，同时兼顾本地特色的工业设计美学和虚拟三维软件。

该方法有效地提高了轮毂设计系统的效率和质量，从而使设计过程更加专业化和质量更高。

实用的能源和环境保护的理由对轻型汽车技术的研究在全世界引起了广泛的兴趣，除了使用成品法来改进汽车部件的结构以获得最佳设计之外，该研究还包括：提高汽车部件中轻质合金材料的比例是实现汽车轻质化的主要途径之一。

40多年前，主要工业化国家在石油危机之后，看到了在机械工业特别是汽车工业广泛使用轻合金的可能性。

他们生产和大量使用了轻质合金部件，以减少燃烧量、净化排放气体、延长车辆寿命和改善车辆安全。

为了使轻质合金成为现代汽车制造中使用最多和最先进的材料。

2铝合金轮毂的优势作为汽车的一个重要部分，轮毂对节能、环境保护、汽车安全和控制具有重大影响，而将铝合金材料用于轮毂制造是汽车体重下降的最典型表现。

而中国拥有丰富的铝资源，几乎完全可以回收和再循环，并在环境保护方面具有绝对的优势。

①使用铝合金轮毂可以节省燃料。

同样大小的铝合金轮毂比钢铁轮毂轻2公斤，如果一辆汽车使用4公斤，就会减少8公斤。

每当汽车重量减少1公斤时，每年节省约20升汽油。

虽然铝合金轮圈比钢轮圈贵，但其节省的燃料足以支付每辆车长达20000公里的费用。

由于铝合金轮毂质量低，发动机负荷降低，从而降低发动机的故障率并延长发动机的寿命。

②铝合金轮毂具有良好的散热性，并且整个汽车的安全性很高。

铝合金的热传导系数是钢的三倍，在车辆的高速驾驶中，热效应良好。

地面摩擦产生的热量可以快速分散，轮毂保持在适当的温度，制动鼓和轮胎不能衰老，从而降低了在相同条件下通过高速驾驶线在长距离上断裂汽车地风险。

提高轮胎寿命，保证车辆的正常驾驶，并大大提高汽车高速驾驶的安全性能。

③铝合金轮毂真圆，尺寸精度高，整个汽车的驾驶和操作平衡良好。

轮毂模具制作工艺
轮毂模具制作工艺是一种复杂的模具制作工艺，它不仅要求模具
本身的加工工艺，还要求丝杆、滚珠丝杠、丝杠鼓等配件的选择。

一
般情况下，轮毂模具制作流程大致如下：
1.对于非标准型号的轮毂模具，第一步是分析产品的结构和特性，设计出合适的模具尺寸和形状，以及排布位置等，确定部件的尺寸及
其工艺条件。

2.然后，确定模具丝杆、滚珠丝杠、丝杠鼓和其他配件的选用以
及排布位置的方式，以便实现配置的整合。

3.确定定位支撑在模具上的尺寸和位置,以保证模具制作的正确性。

4.然后，根据模具型号类型、精度要求和使用环境，确定模具材
料类型，并采用机械加工或其他方式完成模具的制作。

5.接下来，进行模具装配，将所有模具零部件装配在一起，并进
行准确的安装和调整。

6.最后，对模具的精度和技术性能进行检验，根据检测结果，进
行调整和改进，以确保模具符合预期要求。

以上是轮毂模具制作工艺的简要介绍，模具制作过程中还需要考
虑到许多其他细节问题，比如，模具零件的颜色、外观处理、可靠性等，因此，在制作轮毂模具时，应当全面考虑这些问题，才能保证模
具的精度和可靠性，以达到预期的生产效果。

汽车轮毂模具加工工艺设计汽车轮毂模具加工工艺设计随着汽车工业的发展，汽车轮毂已经成为汽车中不可或缺的一个零部件。

汽车轮毂的品质关系到汽车运行的安全、稳定和舒适性，因此，汽车轮毂的加工工艺设计对汽车品质的提升至关重要。

本文将从汽车轮毂模具加工工艺设计的三个方面，即模具设计、加工工艺选择和表面处理进行详细介绍。

一、模具设计汽车轮毂模具的设计是成功制作轮毂的关键。

在进行汽车轮毂模具加工时，设计师应当充分考虑轮毂的各个要素，如轮辋的形状、轮圈尺寸、锁紧螺栓的数量和大小等。

此外，由于轮毂需要承受车辆的重量和各种力的作用，所以在进行模具设计时，设计师应当充分考虑轮毂的强度和耐用性。

同时，模具设计还需要考虑加工中的可能问题，如残留应力、变形等。

因此，在进行汽车轮毂模具设计时，设计师应注意以下几个原则：1.合理设计模具结构，避免加工中的残留应力和变形问题。

2.选用高强度、高硬度的材料，并且进行适当的热处理，以提高模具的耐用性。

3.准确计算模具的工作寿命，以保证模具的长期使用。

二、加工工艺选择在进行汽车轮毂模具加工时，选择合适的加工工艺是至关重要的。

加工工艺的选择包括车削、铣削、钻孔、冲压等多种方法。

根据不同的汽车轮毂材料和零件形状特点，选择相应的加工方法和工艺。

1.车削车削是一种广泛应用于汽车轮毂模具加工中的加工方法。

其优点是加工精度高、表面质量好、加工效率高。

在进行汽车轮毂中心孔的车削时，应当注意刀具的选择和切削速度的设置，以避免轮毂变形。

2.铣削铣削是一种可以同时进行多个零件的加工方法。

在进行轮毂内外圆边的铣削时，应当注意刀具刃口的选择和过切角度的设置，以减少轮毂变形。

3.钻孔钻孔是一种常用的汽车轮毂模具加工方法，可用于钻孔、攻丝等零件加工。

在进行汽车轮毂模具的钻孔时，应选择合适的钻头和设定合理的转速与进给速度，以避免出现断钻、偏移等不良现象。

4.冲压冲压是一种高效的汽车轮毂模具加工方法。

在进行汽车轮毂的锁紧螺栓加工时，可以采用冲压方法，以提高生产效率和加工精度。

第19卷第3期湖　北　工　学　院　学　报2004年6月V ol.19N o.3　Journal of H ubei Polytechnic U niversity Jun.2004[收稿日期]2004-03-01[作者简介]蒋国璋(1965-),男,湖北天门人,武汉科技大学副教授,工学硕士,研究方向:CAD 、CAD/CAM ,工业工程.[文章编号]1003-4684(2004)0620058202轿车轮毂实体模具设计及方法研究蒋国璋,陈　荣,孔建益(武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430081)[摘　要]从轿车轮毂实体结构出发,探讨轿车轮毂模型及模具的设计研究方法.从而实现轿车轮毂模型及模具的生成、修正,并为模具的数控加工奠定基础.[关键词]轿车轮毂;模具设计;方法研究[中图分类号]U4.463,TH12[文献标识码]:A 轿车轮毂无论是重力铸造还是挤压铸造[122],模具设计都是关键的环节.在模具设计过程中,模具型面复杂、几何构造图素和曲面造型独特、传统的模具设计及制造方法很难满足要求.本文采用Pro/E 对轿车轮毂模型实体设计以及模具设计中分模面的确定将解决这一设计问题,使得设计过程简便、快捷、可靠.轮毂模具设计可分为两步:1)设计出符合要求的轮毂三维实体模型.2)根据轮毂的三维模型设计出轮毂模具.其中,轮毂实体设计是关键,直接影响到轮毂模具结构的合理性以及生成模具的可行性.1　轿车轮毂的设计参数的确定轿车轮毂由钢圈,轮辐,风孔等组成,其主要结构如图1所示.由于轿车轮毂外形表面的不规则[3],所以在进行铸造时应充分考虑设计过程中轮毂主要外形尺寸确定的合理性.铸件的最小壁厚,δ=(5～7)mm ;铸造内外圆角,R =2mm ;轿车轮毂的受阻收缩比例,0.8%～1%;铸造斜度(拔模斜度),α=5°30′.其中,在后面的实体及模具的设计过程中均要对铸造斜度(拔模斜度)有充分的考虑,否则会导致在轮毂模具分模时失败.2　轿车轮毂的实体建模2.1　轿车轮毂轮廓三维实体生成Pro/E 三维实体建模是利用其强大三维造型功能中的零件模块实体特性[4],通过外形截面曲线尺寸,并遵循由线—面—实体的方式在Pro/E 中实现.但在确定外形截面曲线尺寸时会自动的生成多余的尺寸或缺少某一方向的尺寸的情况.若为两键鼠标可将utilities 2option 中的2button-mouse-mms-support 该为yes ,并用shift +左键实现尺寸的添加、删除等功能.通过绘制直线、圆弧、自由曲线等基本因素,并做镜像,等距,剪切等操作,最终生成所需的曲线外形.设计中出现的偏差或数据不精确造成曲线、曲面不光滑或曲面结合不好的现象可以通过feature 2redefine 命令对其进行外形尺寸的修改.2.2　轿车轮毂风孔的生成风孔的3个侧面均为不规则曲面,其中一个侧面为轿车轮毂的内壁圆周面,另外的两个曲面的尺寸确定是要考虑风孔的分布及拔模斜度因素的影响.在钢圈的顶部和底部两端各建立一平面,并将风孔在轮辐上的侧面投影到两平面上,生成上下两曲线.使用surface 2blend 生成风孔的外形轮廓曲面,并与轮毂钢圈的内壁圆周面组合,然后用surface 2cut 2use quilt 命令剪切掉曲面内部的实体,得到风孔的外形结构.在进入sketch 绘图区时,弹出的reference 对话框提供了自动选取参照曲线、轴线的功能,为后面生成精确的三维实体,曲面提供了绘制基准.3　轿车轮毂模具系统的设计与实现3.1　基本的设计术语1)参考模型:设计模型中的最终产品,本文中为轿车轮毂的最终三维实体模型.2)工件:在工程上为毛坯,即为加工对象.3)制造模型:由参考模具和工件组成,为后面的模具的生成提供模板.3.2　轿车轮毂模具方案的确定轿车轮毂模具的生成是利用Pro/E 强大三维造型功能中制造模块曲面特性[5]实现的.模具的生成首先将参考模型转换为制造模型,根据轿车轮毂钢圈的不规则的轮廓表面以及中空的结构特点和数控加工的可行性将工件设计为正方体,并使轿车轮毂模型放在工件中.另外确定轿车轮毂模具要考虑到参考模型受阻收缩的影响.取收缩率s =0.01,在mod 2shrinkage 2by dimension 2all dim 输入收缩率后可得到放大(1+s )的参考模型.根据轿车轮毂的结构将采用5个分模面将工件分为6个模具,其中4个1/4圆周模具为生成轿车轮毂钢圈外圆周表面,其余2个为生成轿车轮毂轮辐的上下型箱.3.3　轿车轮毂模具分模面的确定对1/4圆周模具的分模面,在parting surf 2cre 2ate 2add 2revolve 根据钢圈圆周外表面创建1/4曲面,命名为surf1,在sketch 绘图区中激活references 窗口选取钢圈的外轮廓曲线,从而保证生成的分模面和钢圈外表面一致,确保模具的精度和质量.Pro/E 生成分模面的功能很强大,可在已生成的曲面surf1上进行添加,组合等得到符合要求的分模面,然后通过insert 2surface operation 2transform 将surf1进行复制,旋转得到4个1/4圆周模具(见图2).在创建形成轮辐及风孔的上下箱分模面时,要在轿车轮毂的参考模型内部创建一个辅助的曲面(见图3).曲面与轿车轮毂钢圈内壁和轮辐内壁相切,以保证上下箱开合时不会发生干涉,同时曲面的圆角尺寸的确定要考虑到拔模斜度的影响,否则模具的分离会失败.用该曲面与风孔的内侧面以及轮辐的上顶面组合,生成分模面surf2.在sketch 绘图区中轮辐上顶面的旋转曲线的尺寸一定要与在三维实体建模过程中的旋转曲线的尺寸一致,否则会导致轿车轮毂上下模具合箱时失真. 在曲面组合(merge )的过程中曲面的选取先后顺序会导致不同的曲面结果.分模面创建完毕后,通过model volume 2split 2two volume 方式将工件按分模面分成6个模具,并通过model 2volume 2shade 命令对模具的实体进行查看.其中轿车轮毂上下型箱模具如图4所示.通过Pro/E 数控机床对模具的加工然后浇铸成型可得到轮毂的三维实体模型.4　结论1)轿车轮毂钢圈尺寸以及风孔外形尺寸均需要考虑拔模斜度因素.2)根据轿车轮毂外形结构复杂的特点将轮毂的模具分为四个形成钢圈外表面特性的模具和两个形成轮毂轮辐和风孔的上下型箱模具.3)在形成轮毂轮辐和风孔的上下型箱模具时可加入一个辅助曲面来组合成此模具的分模面.4)Pro/E 应用过程中用redefine 命令可以对轿车轮毂的实体和模具设计不合理的尺寸或外形结构进行修改,从而可以方便、快捷地对轿车轮毂的实体和模具进行设计.[　参　考　文　献　][1]　何灿东.汽车轮毂重力铸造模具设计[J ].模具工业,2000,1(10):87-90.[2]　张丽红.汽车轮毂挤压铸模型腔造型设计及加工[J ].洪都科技,1999,12(19):103-106.[3]　施延藻,王玉玮.铸造实用手册[M ].哈尔滨:东北工学院出版社,1988.[4]　黄圣杰.Pro/Engineer2001高级开发实例[M ].北京:电子工业出版社,2001.[5]　孙江宏.Pro/Engineer2001数控加工教程[M ].北京:清华大学出版社,2001.(下转第68页) 95　第19卷第3期 蒋国璋等　轿车轮毂实体模具设计及方法研究 使用IST 指令后,系统的手动、自动、单周期、单步、连续和回原点几种工作方式的转换由系统程序自动完成.用户所要做的就是运用步进指令设计手动程序、自动程序和回原点程序.[　参　考　文　献　][1]　敦宗仁.可编程序控制器及其通信网络技术[M ].北京:人民邮电出版社,1999.[2]　何国金.机械电气自动控制[M ].重庆:重庆大学出版社,2002.[3]　廖常初.可编程序控制器的编程方法与工程应用[M ].重庆:重庆大学出版社,2001.Skills of Programming Using FX 2N Series PLCZHAN G Jin 2jiao 1,L I Meng 2qing 2(School of Mechanical Engi n.,Hubei Polytechnic U niv.,W uhan 430068,Chi na ;2A dvanced V ocational &cation Instit ute ,Huibei Polytechnic U niv.,W uhan 430068,Chi na )Abstract :This paper presents the programming approaches and skills of ordinary Ladder Diagrams using FX 2N series PLC.K eyw ords :PLC ;ladder diagram ;programming approaches[责任编辑:张　众] (上接第59页)R esearch on C ar H ub Mould Designing and T echniques MethodJ IAN G Guo 2zhang ,CHEN Rong ,KON G Jian 2yi(College of M achi nery &A utom ation ,W uhan U niv.of Sci.and Technology ,W uhan 430081,Chi na )Abstract :According to the structure of car hub ,the paper puts forward the techniques of designing car hub model and its mould.In this way ,we can create and modify the model and mould and lay fourdation for numeri 2cal control machining of saloon car hub.K eyw ords :car hub ;mould designing ;techniques method[责任编辑:张　众]86湖　北　工　学　院　学　报 2004年第3期　。

高强度碳纤维复合材料轮毂的设计与制造一、背景介绍复合材料是近年来航空、汽车等高速运动设备中广泛采用的材料。

其中，碳纤维复合材料由于具有高强度、高弹性模量和较小的密度等优点，成为轮毂、车架、车身等几乎所有部件的理想材料。

轮毂是汽车、飞机等高速运输工具的核心部件，承受车辆运行时传来的重力、刹车、加速等各种力，对车辆的安全和性能有巨大的影响。

高强度碳纤维复合材料轮毂的设计和制造是一个前沿且具有挑战性的科技难题。

二、设计要求1.耐久性轮毂需要满足耐久性的要求，以保证它的使用寿命。

高速运动中，轮毂承受着巨大的风荷载和离心力。

这会导致材料疲劳、裂纹等问题。

因此应采用高强度、高韧性的碳纤维复合材料，并考虑制造工艺和受力部位的优化设计。

2.重量轻车辆重量是一个重要的考虑因素。

由于轮毂是转动的质量，轮毂的轻量化可以减小车辆的总重量，提高其性能。

碳纤维材料密度小于金属材料，因此设计时可以通过减小轮毂尺寸、减少配重等方法来实现重量轻量化。

3.制造成本和复杂度高强度碳纤维复合材料的制造工艺相对复杂，生产成本高。

同时，纤维方向的布局和层数的选择等制造参数，对轮毂性能具有重要影响。

因此，制造成本和复杂度也是设计中需要考虑的一个重要因素。

三、材料选择碳纤维复合材料的基本结构是由高强度碳纤维和高韧性树脂组成。

在选择碳纤维时，应考虑弹性模量、强度和密度等性能指标。

目前，聚合物基树脂是一种常用的基质材料，具有较好的机械性能和耐热性能，而且价格相对较低。

与此同时，也可以考虑使用环氧材料，因为它的强度、刚度和弹性模量等方面优于聚合物基树脂。

不过生产成本会稍高一些。

四、设计方案轮毂的设计需要考虑静态和动态受力条件。

在静态方面，应考虑轮毂的重量，并在必要时增加配重来保证稳定性。

在动态方面，应考虑材料的疲劳寿命和减小轮毂的空气力学阻力。

1.设计工艺设计者应采用自动化计算方法，通过各种仿真和强度分析工具来确保设计稳健性和可行性。

设计方法可以借鉴冲压、铸造等传统材料的工艺方法，适当采用机械加工或人工制造等方法。