汽車輪轂的制造工藝

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流汽車輪轂的制造工藝.精品文檔.汽車輪轂制造技術(shù)班級：機電1302班學(xué)號：姓名：師世健指導(dǎo)教師：邢書明目錄一、摘要································3二、汽車輪轂的選材··

2、3;························3 1. 鋼鐵材料 ························

3、····3 1.1 球墨鑄鐵···························3 1.2 其他鋼鐵材料···············&#

4、183;·········3 2.合金材料·····························3 3.復(fù)合材料········

5、3;····················3三、鑄造方法····························

6、83;·3 1.壓力鑄造·····························3 2.金屬型鑄造················

7、3;···········4 3.熔模鑄造·····························4 4.低壓鑄造·······

8、······················5 5.離心鑄造··························

9、3;··5四、工藝方案······························6 1.零件圖···············&#

10、183;··············6 2.澆注位置·····························6 3.分型面····

11、;··························7 4.砂芯·······················

12、;········7 5.澆注系統(tǒng)·····························7 6.主要工藝參數(shù)的確定·········&#

13、183;··············77.冒口·······························7 8.鑄造工藝圖··

14、··························8汽車輪轂制造技術(shù)1、 摘要 輪轂，作為汽車一個重要組成結(jié)構(gòu)，起著支撐車身重量的作用，對汽車節(jié)能、環(huán)保、安全性、操控性都有著極其重要的影響。對其工作環(huán)境及使用要求予以充分分析，對其結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計，選取性能優(yōu)良的材料及適當(dāng)?shù)募庸し椒?，都是汽車輪轂制造中不可或缺的環(huán)節(jié)。二、汽車輪轂的選材1

15、鋼鐵材料1.1 鑄鐵、鑄鋼 球墨鑄鐵以其優(yōu)良的綜合力學(xué)性能應(yīng)用在輪轂上，如鐵素體球墨鑄鐵、高韌性球墨鑄鐵等。但是，由于類似碳素鋼輪轂的缺點，以及鑄造過程的復(fù)雜性和鑄造模型所限，輪轂形狀難于控制，限制了其應(yīng)用。1.2 其他鋼鐵材料 一些合金鋼如加入鈦元素的低合金鋼，合金元素可以細化晶粒，提高鋼的力學(xué)性能，使鋼具有強度高、塑韌性好、加工成形性和焊接性良好，可以作為輪轂用鋼；此外，低合金高強度雙相鋼，如低碳含鈮鋼，提高貝氏體含量，可以提高屈服強度，提高擴孔率，也可以用作輪輻和輪輞用鋼。在實際應(yīng)用中的多數(shù)鋼制輪轂是通過已成型的輪緣和輪盤焊接而成，盡量使自重降低。2合金材料 汽車采用

16、鋁合金輪轂后減重效果明顯，輕型車使用鋁合金輪轂比傳統(tǒng)鋼制輪轂輕30%-40%，中型汽車可輕30%左右。美國森特來因·圖爾公司用分離旋壓法制出的整體板材（6061合金）車輪，比鋼板沖壓車輪重量減輕達50%，旋壓加工時間不到90s/個，不需要組裝作業(yè)，適宜大批量生產(chǎn)。另外，相同外徑尺寸的輪轂使用鋁合金輪轂抗壓強度還有所提高。3復(fù)合材料 復(fù)合材料是應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的具有強大生命力的材料。由于復(fù)合材料具有特殊的振動阻尼特性，可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好，損傷后易修理，便于整體成形，故可用于制造汽車車身、受力構(gòu)件、傳動軸、發(fā)動機架及其內(nèi)部構(gòu)件。3、 鑄造方法1.壓力鑄造 壓力鑄造的實

17、質(zhì)是使液態(tài)金屬在高壓作用下以極高的速度充填型腔，并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的一種方法。采用壓鑄工藝生產(chǎn)的鑄件組織致密、機械性能好、強度和表面硬度較高、鑄件的尺寸精確、表面光潔。但傳統(tǒng)壓鑄工藝生產(chǎn)的鋁輪轂最大的缺點是不能通過熱處理來進一步提高性能，由于液體金屬充型速度極快，型腔中的氣體很難完全排除，常以氣孔形式存留在鑄件中，這些鑄件孔隙中的氣體在熱處理過程中會發(fā)生膨脹，使得鑄件“起泡”。為使壓鑄件也能適用于汽車保安件。 近年來出現(xiàn)了一些無氣孔壓鑄新工藝，最有代表的是充氧壓鑄法。充氧壓鑄法是使壓室和壓型型腔內(nèi)的金屬液相間的空間充氧置換，并在高速高壓下進行壓鑄，當(dāng)液體金屬充填時，一方面通過排氣槽排

18、出氧氣，另一方面噴散的鋁液與未排出的氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成氧化鋁小微粒，分散在鑄件內(nèi)部，使鑄件內(nèi)不產(chǎn)生氣孔。用充氧壓鑄法生產(chǎn)的鑄件，含氣量為只有普通壓鑄法的1/10，可進行固溶處理和焊接。與傳統(tǒng)壓鑄法相比，充氧壓鑄的鋁輪轂具有成品率高，組織致密，良好的拉伸強度和耐疲勞性能等優(yōu)點。國外該方法已廣泛用于鋁輪轂的生產(chǎn)，日本輕金屬株式會社于1983年開始用此方法大批量生產(chǎn)轎車鋁合金輪轂，較采用其它鑄造方法生產(chǎn)的同類產(chǎn)品重量減少了15%機加工切削量由原來的23mm減少到0.75mm，輪轂價格降低了10%。美國鑄鍛公司于1982年開始用充氧壓鑄法生產(chǎn)汽車鋁合金輪轂，代替了原來的低壓鑄造法，并使鋁輪轂的重量減輕

19、了18%。由于有較高的機械性能和較輕的重量，充氧壓鑄鋁輪轂用于緊急救援車和高級車輛是十分理想的。2.金屬型鑄造 金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復(fù)使用多次（幾百次到幾千次）。金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對黑色金屬只能是形狀簡單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。 與砂型鑄造比較：在技術(shù)上與經(jīng)濟上有許多優(yōu)點。金屬型生產(chǎn)的鑄件，其機械性能比砂型鑄件高。同樣合金，其抗拉強度平均可提高約25%，屈服強度平均提高約20%，其抗蝕性能和硬度亦顯著提高；鑄件的精度和表面光潔

20、度比砂型鑄件高，而且質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定；鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約1530%；不用砂或者少用砂，一般可節(jié)約造型材料80100%；此外，金屬型鑄造的生產(chǎn)效率高；使鑄件產(chǎn)生缺陷的原因減少；工序簡單，易實現(xiàn)機械化和自動化。 金屬型鑄造雖有很多優(yōu)點，但也有不足之處。如：金屬型制造成本高；金屬型不透氣，而且無退讓性，易造成鑄件澆不足、開裂或鑄鐵件白口等缺陷；金屬型鑄造時，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時間，以及所用的涂料等，對鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。解決這些缺陷可以盡量選用成本較低的金屬制造模型，并在型腔內(nèi)留出透氣孔，但因為其制造成本太高，

21、還是不宜應(yīng)用于汽車輪轂的制造。3.熔模鑄造 熔模鑄造又稱失蠟法。失蠟法是用臘制作所要鑄成器物的模子，然后在蠟?zāi)Ｉ贤恳阅酀{，這就是泥模。泥模晾干后，在焙燒成掏模。一經(jīng)焙燒，蠟?zāi)Ｈ咳刍魇В皇Ｌ漳?。一般制泥模時就留下了澆注口，再從澆注口灌入銅液，冷卻后，所需的器物就制成了。 熔模鑄件尺寸精度較高,當(dāng)然由于熔模鑄造的工藝過程復(fù)雜，影響鑄件尺寸精度的因素較多，例如模料的收縮、熔模的變形、型殼在加熱和冷卻過程中的線量變化、合金的收縮率以及在凝固過程中鑄件的變形等，所以普通熔模鑄件的尺寸精度雖然較高，但其一致性仍需提高。壓制熔模時，采用型腔表面光潔度高的壓型，因此，熔模的表面光潔度也比較高。此外，型殼

22、由耐高溫的特殊粘結(jié)劑和耐火材料配制成的耐火涂料涂掛在熔模上而制成，與熔融金屬直接接觸的型腔內(nèi)表面光潔度高。所以，熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄造件的高。熔模鑄造最大的優(yōu)點就是由于熔模鑄件有著很高的尺寸精度和表面光潔度，所以可減少機械加工工作，只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可，甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量，不必機械加工即可使用。由此可見，采用熔模鑄造方法可大量節(jié)省機床設(shè)備和加工工時，大幅度節(jié)約金屬原材料。熔模鑄造方法的另一優(yōu)點是，它可以鑄造各種合金的復(fù)雜的鑄件，特別可以鑄造高溫合金鑄件。如噴氣式發(fā)動機的葉片，其流線型外廓與冷卻用內(nèi)腔，用機械加工工藝幾乎無法形成。用熔模鑄造工藝生產(chǎn)不僅

23、可以做到批量生產(chǎn)，保證了鑄件的一致性，而且避免了機械加工后殘留刀紋的應(yīng)力集中。熔模鑄造的缺點是工序繁雜，生產(chǎn)周期長，原輔材料費用比砂型鑄造高，生產(chǎn)成本較高，鑄件不宜太大、太長，一般限于25kg以下。 而且鑄造出來的零件強度不高，所以該方法不適合制造汽車輪轂。4.低壓鑄造 低壓鑄造是用干燥、潔凈的壓縮空氣將保溫爐中的鋁液自下而上通過升液管和澆注系統(tǒng)平穩(wěn)地向上壓到鑄造機模具型腔中，保持一定壓力，一般為2060kPa直到鑄件凝固后釋放壓力。因在壓力下充型和凝固，所以充填性好、鑄件縮松少、致密性高。該法中，坩堝表面的氧化膜不會被破壞，與其它鑄造方法比較，氣孔和夾渣缺陷少，產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量好。由于低壓鑄造利

24、用壓力充型和補充，大大簡化了澆冒系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使金屬液收得率大大提高，一般可達90%，而金屬型重力鑄造僅40%60%。目前低壓鑄造已成為鋁輪轂生產(chǎn)的首選工藝、日本的豐田汽車公司、東京輕合金制作所、美國福特汽車公司等均采用此工藝生產(chǎn)鋁輪轂，國內(nèi)的鋁合金輪轂制造企業(yè)多數(shù)也采用此工藝生產(chǎn)，現(xiàn)有數(shù)十家企業(yè)用低壓鑄造工藝生產(chǎn)鋁合金汽車及摩托車輪轂。低壓鑄造法的缺點是鑄造時間較長、加鋁料、換模具費時間、設(shè)備投資大、低壓鑄造機使用的升液管成本較高且易損壞。 5.離心鑄造 離心鑄造是將液體金屬注入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)，使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術(shù)和方法。離心力使液體金屬在徑向能很好地充滿鑄型并形成鑄件的自由表面；不用型芯能獲得圓柱形的內(nèi)孔；有助于液體金屬中氣體和夾雜物的排除；影響金屬的結(jié)晶過程，從而改善鑄件的機械性能和物理性能。 優(yōu)點是幾乎不存在澆注系統(tǒng)和冒口系統(tǒng)的金屬消耗，提高工藝出品率；生產(chǎn)中空鑄件時可不用型芯，故在生產(chǎn)長管形鑄件時可大幅度地改善金屬充型能力，降低鑄件壁厚對長度或直徑的比值，簡化套筒和管類鑄件的生產(chǎn)過程；鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學(xué)性能高；便于制造筒、套類復(fù)合金屬鑄件，如鋼背銅套、雙金屬軋輥等；成形鑄件時，可借離心力提高金屬的充型能力，故可生產(chǎn)薄壁鑄件。缺點是用于生產(chǎn)異形鑄件時有一定的局限性。鑄件內(nèi)