課程設計-汽車鋁合金輪轂的制備工藝-文庫吧

【正文】 與前景 ............................................................................................ 13 ................................................................................... 13 2 、汽車車輪的全球占有量 ................................................................................ 13 、國際鋁合金車輪的企業競爭態勢 .................................................................. 14 、國內鋁合金車輪現狀 ....................................................................................... 14 、國內鋁合金車輪市場占有量 ......................................................................... 14 、國內鋁合金車輪企業競爭態勢 ...................................................................... 14 .......................................................................................... 15 八、結束語 .................................................................................................................... 15 九、參考文獻 ................................................................................................................. 15 3 摘要： 鋁汽車輪轂與鋼汽車輪轂相比有許多優越性，雖然應用歷史不久，但發展速度很快，前景廣 闊。本文詳細介紹鋁合金輪轂的優點、合金品種、構造、性能與質量要求、市場占有份額及本公司的鋁合金輪轂生產工藝。 關鍵詞： 鋁合金輪轂、制造工藝、發展前景 一、緒論 隨著汽車行業的迅猛發展，現代汽車節能降耗要求的不斷高漲，安全和環保法規日趨嚴格，汽車輕量化的要求更為迫切。由于鋁合金車輪的廣泛使用，其美觀、大氣、多變的外形設計也為汽車增色不少。目前，中國汽車市場上，轎車鋁合金車輪使用率至少已達到轎車市場總量的 70%以上。而據有關方面統計， 2021年這一比例為 50%左右。鋁合金質量輕、強度高、成形性好、價格適中、回收 率高，對降低汽車自重、減少油耗、減輕環境污染與改善操作性能等有著重大意義，已成為汽車工業的首選材料。輕合金輪轂在汽車輕量化進程中扮演了越來越重要的角色 , 特別是鋁合金輪轂以其美觀、質輕、節能、散熱快、耐腐蝕、加工性好等特點 ,正逐步取代鋼質輪轂而成為最佳選擇。目前鋁合金輪轂的成形方法主要有鑄造法、鍛造法和旋壓法等 , 本文對鋁合金輪轂各種成形工藝的研究和應用情況進行綜述 , 從拷慮輪轂質量和制造成本等問題的角度 , 著重探討了各種鋁合金輪成形工藝。 二、鋁合金輪轂的優勢 汽車鋁合金化是解決世界汽車工業面 臨的能源、環境、安全等問題的有效措施 , 而輪轂的鋁合金化則是汽車鋁合金化應用中的重要方面。使用鋁合金輪轂代替傳統的鋼制輪轂有以下優點： 、重量輕，節能降耗 鋁輪轂與鋼輪轂相比，重量可減輕 30%— 40%；在車速為 90— 120km/h時，油耗可堿少 。以奧迪轎車為例，鋁輪轂重量減輕 %；在 90—120km/h車速時，油耗可減少 。而在城市行駛時，可減少油耗，每十萬公里節油 40— 50L。 、振動小，駕乘更舒適 使用鋁輪轂能改善轎車的 行駛性能，減輕振動。這是因為鋁的減振性能優于鋼，而且鋁車輪采用數控設備加工，平衡性能優于鋼。鋼車輪采用熱軋鋼帶或冷軋鋼帶旋壓焊接而成，平衡性能差，特別是高速性能不好，鋁輪轂很好地解決了這一問題。根據研究，鋁車輪比鋼車輪的振動程度減輕 12%。奧迪轎車采用鋁車輪后，由于重量輕，從起步到 100km/h速度的加速時間減少了 。 、散熱性好 車輪的熱源由兩部分產生，一是剎車產生的熱；二是車胎與路面的摩擦。特別是高速行駛的情況下，車輪溫度很高，增加爆胎的危險性。由于鋁的導熱性大大優于鋼，而且輪轂表面的設計有 利于散熱，因此使用鋁輪轂可減少積熱，減少爆胎的機會，提高安全性。 、尺寸精度高 , 整車行駛性能好 通常情況下 , 傳統鋼制輪轂的徑向和軸向允許跳動值為177。 1mm, 普通鋁合金輪轂的控制范圍在177。 , 高檔鋁合金輪毅為177。 , 輪轂的高精度有利于提高車輛起動和變速的靈敏度。 、美觀漂亮 輪轂的美觀程度對于汽車整車的形象有著很大的影響。現今的汽車輪轂設計是汽車造型設計中一個不可遺漏的重點，并且輪轂造型直接關系著汽車車身設計 4 的品味和檔次。因此，如何進行輪轂的造型設計，如何設計出 有風格特色和審美情趣的輪轂成為輪轂制造廠和設計者們關心的問題。鋁合金輪轂的生產工藝與鋼輪轂不同 , 其外觀設計精美，造型多樣化，可以做到車轂合一，盡顯完美，提高整車的審美觀，而且還可以設計加工成各種花紋結構，通過表面處理形成不同的色澤或通過電鍍形成鍍層，最大限度地滿足各類使用者的審美要求。 三、汽車鋁合金輪轂的設計要求 為了滿足使用功能和市場的需求 , 鋁合金輪轂在結構上有整體式和多件組合式等多種結構設計；在外觀造型上有寬輪輻、窄輪輻、多輪輻、少輪輻等多種造型設計。出于安全的原因 , 在鋁合金輪轂的外觀造型和結構 設計時必須要以滿足安全和使用功能的要求為前提。對于普通乘用車而言 , 整體式鋁合金輪轂足以滿足其性能要求。 、汽車鋁合金輪轂結構設計要求 汽車輪轂的結構如下表所示： 、汽車鋁合金輪轂的性能要求 鋁合金輪轂的種類、結構較多 , 其要求因車種 ,車型而異 , 但強度與精度兼備是最基本的共同要求。通過市場調研得知 , 車輪轂應具備以下性能 : 1) 材質、形狀和尺寸正確合理 , 能充分發揮輪胎的功能 , 與輪胎互換 , 具有國際通用性； 2) 行駛時 , 縱、橫向振擺小 , 失衡量與慣性矩小； 3) 在輕量化的前提下 , 具有足夠的強度、剛度和動態穩定性； 4) 與軸、輪胎的可分離性好； 5) 具有優良的耐久性； 6) 其制造工藝能達到產品質量穩定、成本低、多品種、可大規模生產等要求。 、汽車鋁合金輪轂的成形方法 目前鋁合金輪轂的生產方法主要有鑄造法、鍛造法、沖壓法和旋壓法等。我國的鋁合金輪轂制造仍以低壓鑄造為主 , 一些先進的制造工藝還未采用。但鋁合與輪胎的胎圈接觸 , 支撐維持輪胎半徑方向的輪輞部分。 汽車輪轂 與車胎連接部分 與車體連接部分 胎圈座 輪 緣 氣門孔 槽 底 保持并支撐輪胎方向的輪輞部分。 安裝輪胎氣門嘴的孔。 為方便輪胎裝拆 , 在輪輞上留有一定深度和寬度的凹坑 。 偏 距 輪 輻 輪輞中心面到輪輻安裝面的距離。有正偏距、零偏距、負偏距。 ? ? ? ? 之分 與車軸車輪實施安裝連接 ,支撐輪輞 的車輪部分 5 金輪轂的制造技術在不斷的發展 , 為了提高其性能 , 現在向擠壓鑄造 (液態模 鍛 ) 成形、半固態模鍛成形方向發展的趨勢。 、鑄造法 鑄造法生產鋁合金輪轂具有適應性強、花色品種多樣、生產成本較低等優點 , 所以鑄造法仍是生產鋁合金輪轂最普遍的方法 , 在目前全世界生產的鋁合金輪轂中 , 鑄造的占 80%以上。其工藝方法有重力鑄造、低壓鑄造、壓力鑄造和擠壓鑄造等。 、鍛造法 鍛造是鋁輪轂應用較早的成形工藝之一 , 具有強度高、抗蝕性好、尺寸精確、加工量小等優點，一般情況其重量僅相當于同尺寸鋼輪的 1/2或更低一些。鍛造鋁輪轂的晶粒流向與受力的方向一致 , 其強度、韌性與疲勞強度均顯 著優于鑄造鋁輪轂。同時 , 性能具有很好地再現性 , 幾乎每個輪轂具有同樣的力學性能。鍛造鋁輪轂的典型伸長率為 12%— 17%，因而能很好地吸收道路的震動和應力。通常鑄造輪轂具有相當強的承受壓縮力的能力 , 但承受沖擊、剪切與拉伸載荷的能力則遠不如鍛造鋁輪轂 ,鍛造輪轂具有更高的強度重量比。另外 , 鍛造鋁輪轂表面無氣孔 , 因而具有很好的表面處理能力 , 不但能保證涂層均勻一致 , 結合牢靠 , 而且色彩也好。鍛造鋁輪轂的最大缺點是生產工序多 , 生產成本比鑄造的高得多。 、半固態模鍛法 半固態模鍛是鍛造的一種 , 介 于固態成形和液態成形之間的嶄新工藝。零件在模內收縮較小 , 機械加工量減少 , 半固態模鍛件表面平整光滑、內部組織致密 , 晶粒細小 , 力學性能高于壓鑄和擠壓鑄造件 , 成形不易裹氣 , 宏觀氣孔和顯微疏松比常規鑄件中的少得多 , 成形溫度低 , 模具壽命長等許多獨特的優點。在國外主要應用在汽車鋁合金零件制造方面 , 被稱為 21 世紀新一代新興的金屬成形技術。國內對這種技術的研究起步較晚 , 實際應用得很少。 、旋壓法 旋壓成形的輪轂可以保持金屬的致密度和整個輪轂的動平衡 , 輪轂在具有足夠剛度的同時 , 能大大減少材 料的厚度 , 使輪轂變得更輕、更耐用。與普通低壓鑄造的鋁合金輪轂相比 , 同尺寸的輪轂重量可減少 15%。輪轂旋壓的主要變形方式有普通旋壓和強力旋壓 ( 變薄旋壓 ) , 輪轂旋壓的主要生產方法有管材輪輞旋壓、板坯劈開式旋壓和預鑄 ( 鍛 ) 件毛坯強力旋壓等。目前采用低壓鑄造技術生產的輪轂產品無法滿足大尺寸、高負荷以及高端產品市場的需求 , 采用鍛造技術生產的輪轂成本較高。鋁合金輪轂旋壓成形具有不受尺寸制約、產品美觀、