摩托车后轮轮毂低压铸造模具设计开题报告.doc

1毕业设计（论文）开题报告题目摩托车后轮轮毂模具设计专业名称机械设计制造及其自动化班级学号078105329学生姓名吴昊指导教师罗海泉填表日期2011年3月18日2说明开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致。3一、选题的依据及意义：轮毂是摩托车上极为重要的行驶部件与安全部件，是摩托车与地面之间的传力元件，起着承载、转向、驱动、制动等作用。轮毂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，并能在意外冲击中充分吸收能量，以保证驾乘者安全。因此，如何以先进的铸造工艺来高效率、低成本的生产出高质量的轮毂就成为了一个至关重要的问题。而在铸造工艺中，铸造轮毂的模具是更为关键的。模具成为轮毂的关键工艺装备，其结构的设计与优化也是轮毂生产的重中之重。同时，摩托车轮毂是一个旋转薄壳结构零件，它的上面开有孔洞，附有加强筋，形状复杂。若使用一般的普通加工，则难以加工出相应的轮毂零件。即使加工出来了轮毂零件，也必定很难达到零件的要求。所以，应采用数控加工方式才能保证其几何形状和使用要求。数控程序的编制就成为加工合格零件的前提。在铸造轮毂过程中，应选择何种铸造方法，如何设计模具，以及如何避免铸造缺陷，这些问题都成为了研究的主要对象。这些问题解决的好与坏直接关系到轮毂的质量，所以，选择这个题目进行设计具有十分重要的意义。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：早期轮毂均为钢板冲压加工成型的钢轮毂，随着制造技术的进步及摩托车轻量化的逐渐发展，钢轮毂逐渐被铝合金轮毂所代替。目前的市场上铸造铝合金轮毂占据着主导地位。随着摩托车轻量化和节能环保要求的逐步提高，现已有铸造和锻压成型的镁合金轮毂面世。虽然目前已经有镁合金轮毂应用于摩托车，但主要局限与赛车上，它不像铝合金轮毂那样进行大批量生产，其原因主要是由于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体覆盖下进行，否则会燃烧引起事故。另外，镁合金还极易发生腐蚀现象。所以，目前在摩托车轮毂铸造方面广泛采用的还是铝合金材料。我国与国外先进车轮制造水平相比还有不小的差距。主要表现在铸造设备、模具制造、浇注工艺、熔炼和材料等方面。目前，国内外生产轮毂的主要铸造成型方法有金属型重力铸造、低压铸造、压力铸造和挤压铸造。其中，低压铸造是摩托车车轮生产的最佳方法之一，具有金属液纯净、充型平稳不易卷气、组织致密、金属液利用率高、自动化程度高等特点。国内外广泛采用这种铸造成型工艺生产摩托车轮毂。低压铸造最早由英国人E.F.LAKE于19410年提出并申请专利。其目的是解决重力铸造中浇注系统充型和补缩的矛盾。低压铸造真正被推广应用是在“二战”以后，当时发现低压铸造可解决厚大断面铝合金铸件的壁厚效应，即克服因壁厚增加力学性能急剧下降的缺点。1950年以后由于汽车工业的发展，使低压铸造工艺和设备有了一个新的飞跃。汽车轮毂由于质量要求高，本身结构又适于低压铸造，而且需求量大，因此极大地推动了低压铸造技术的发展。英国在60年代率先发展低压铸造汽车轮毂，其后美国、日本、西德相继发展了此项技术。我国在60年代开始对低压铸造进行实验的，并逐渐用于生产。目前主要用于生产铝、镁合金铸件，如气缸体、气缸盖及活塞等形状复杂、要求高的铸件。有的单位还成功的用于铸造压气机铝合金活塞，其重量达200kg，平均壁厚40mm。此外，低压铸造用于铸造重达30T铜合金船用螺旋桨和大型球墨铸铁曲轴。由于低压铸造铸件内没有气泡，因而可以用热处理方法大幅度提高铸件材质的力学性能，这一基本特点在未来的低压铸造设备中将得到充分保证和发展。另外，为了使低压铸件在更大压力下得到补缩和凝固，低压铸造已向差压铸造方向发展。这种差压铸造工艺目前已有采用，但工艺装备复杂，自动化程度低。尚需进一步简化工艺装备和提高自动化程度。日本等国已将低压铸造装置发展成为通惰性保护气体和采用电脑控制温度、时间、锅压、气压的自动化铸造设备。这种新的铸造方法被成为1LP法，是一种可以通氩气等惰性气体的低压铸造机。其工作过程是：先在密闭的空气中熔化铝合金，然后抽真空，对合金液进行减压脱气精炼处理，以提高合金液的清静度。接着用氩气等惰性气体注入坩锅和铸型罩内，然后再向坩锅内增加氩气压力，使合金液沿升液管上行，进入并充满铸型型腔保压一段时间，待铸件凝固、卸压。同样浇口内未凝固的合金液沿升液管反向流入坩锅内。另外，铸造生产工艺流程长，工艺过程复杂，影响铸件质量的因素多。长期以来铸造工艺多是靠人的经验、习惯进行，难以做到最佳工艺设计，也无法准确、动态地分析、预示和控制。随着计算机技术的推广应用，铸造行业也引进了这一有效的信息处理手段。铸造工艺计算机辅助设计（CAD）技术在铸造行业的应用主要体现在三个方面，即以铸造凝固过程模拟为重点的铸造工艺CAD、以铸造模具设计为重点的铸造工装CAD和以铸造设备的设计制造为重点的铸造机械工程CAD。三、研究内容及实验方案：一、研究内容