文档介绍：工学院毕业设计( 说明书)
题目:镁铝合金汽车轮毂压铸成型模具设计
专业: 机电技术教育
班级: 074班
姓名: 李乐
学号: 1664070412
指导教师: 陈丰
日期: 2010-12-20
目录
引言 1
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40
结论 40
参考文献: 42
致谢 41
镁铝合金汽车轮毂压铸成型模具设计
机电技术教育074班李乐
指导教师陈丰
摘要:轮毂作为车辆上的高速运动旋转部件,重量减轻可以有效的降低能耗、改善整车的加速及制动性能、提高驾乘舒适性及安全性等优点。本研究通过镁合金材料AZ91D实现轮毂的更新换代和轻量化。通过pro/E软件对轮毂结构进行再设计,采用挤压铸造成形技术。并通过有限元分析针对镁合金成型工艺进行数值模拟,有利于模具设计和铸造工艺的改进,避免了无谓的模具修改,提高了试模的成功率,大大缩短了新品开发周期,降低了试模费用,产品质量得到了保障。
关键词:镁合金轮毂,pro/E,模具设计,压铸充型,数值模拟
引言
为推动镁合金在轮毂上的合理应用,本研究对镁合金材料的轮毂进行了工艺分析,优化轮毂结构,降低服役应力峰值,提高轮毂使用安全性。同时采用数值模拟软件ANYCAST对镁合金轮毂挤压铸造过程的充型速度场、温度场、凝固时间与铸件缺陷形成的关系进行研究,确定最佳挤压铸造工艺参数。根据分析模拟的结果,确定了轮毂的最佳结构形式及浇注系统,进行挤压铸造模具设计。研究结果如下:
,分析轮毂模具厚度、截面质量、拔模斜度,对轮毂的结构设计具有重要作用。
℃,模具预热温度400℃,,保压压力100MPa的条件下,充型液流速度均匀,充型状态良好,完成充型后的铸件温度分布均匀;铸件凝固平稳迅速,按照设计的顺序完成凝固;铸件内部质量较好,产生的少量缺陷集中在浇注系统,可机械加工去除。镁合金替代铝合金,不仅质量可减轻25%,在结构方面,应力分布更加均匀,更适合轮毂的运动;并且轮毂的制造方式的改进,使得生产更为简得率大于52%生产效率也有所提高。
镁合金作为目前最轻的金属材料,具有许多优点[1,2]:
表1 . 工业AZ91D的名义化学成分
元素 AL Zn Mn S i F e C u N i B e Mg
质量分数% 余量
镁合金重量轻,-/,约为铝合金的64%,锌合金的27%,钢的23%,是轻型的金属结构材料之一。在汽车构件中的应用潜力[3]
汽车用典型构件的重量及镁合金减重潜力
材料发动机齿轮箱+离合器油盘车轮发动机架
铸铁kg 32
铝合金kg +5 3 23
钢kg 36 25
镁合金kg 19 15+3 2 18 15
减重kg 13 1 18
减重比% 40 19 32 33 14
②镁合金具有很高的比强度高、比刚度和比弹性模量,比刚度接近铝合金和钢,远高于工程塑料,在铸造材料中仅次于铸造钛合金和高强结构钢。
③镁合金具有良好的阻尼减震性,受力时能产生较大的弹性变形,因而在受冲击载荷和振动时能吸收较大的能量。镁合金的弹性模量低,约为45000MPa,因此具有良好的能量吸收能力。在弹性范围内,镁合金件受到冲击载荷时吸收的能量比铝合金