轮毂模具培训全.ppt

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1、,技术培训,铝合金车轮结构介绍,一.图纸信息识别与吸收 1.图纸 轮毂图纸是我们唯一的设计依据，其中有很多 重要信息，我们在接收图纸后，要仔细审阅，采 集信息点，作为设计的依据。 轮毂图纸包括汽车厂信息，车轮厂信息，以及 轮毂本身的尺寸要求，品质参数，技术要求等。,轮毂图,技术要求,车轮厂标题栏,汽车厂标题栏,1）车轮厂标题栏,在车轮厂标题栏中，会标示出轮毂所使用的材料，热处理 方式，以及硬度要求，还将标示出轮毂最终重量，此信息尤 为重要，在进行3D设计时必须遵守。,原材料及热处理方式,重量,硬度要求,2）技术要求,技术要求包括一般性技术要求和特殊性技术要求，特殊性 技术要求用C，S标示。 C

2、：安全特殊特性 包括未注倒角及拔模斜度、力学性能要求、动平衡试验要求、表面热处理要求等内容。 S：法律法规特性 包括轮毂制造所依据的国家标准等内容。,2.轮毂结构,3.设计中必须重点注意事项,1）正面：SPOKE部位表面必须顺畅 重点部位： “JWL”标识 注意字体规格，深度，截圆尺寸高度位置，以及与气门嘴的相对位置。如：,PCD孔非加工面：即PCD孔铸造直接成型，不 需进一步机加工的位置。如 图中圈出部位。 特别注意的是，此面不一定是 回转面，A和B不一定相同。,气门嘴：气门嘴是我们的设计 基准，在模具设计时， 必须以此孔为基准做Y轴的径向处理。,气门嘴与文字的相对位置在轮毂上和模具上是相反

3、的,轮毂,模具,2）反面,轮毂的反面结构，包括SPOKE减重槽、PCD减重槽和排水槽，以及标识文字。,文字内容,规格，如:E-DOT 15X15J 偏距和部品编号，如：OFFSET 49 52910-1X100 模具编号和制造日期，如：NO.1 09 01 01 一方和二方商家标识，如： 制造处，如：MADE IN KOREA,根据厂家的不同要求，文字内容会有变化。 注意：a）文字规格大小 b）文字排布位置（以气门孔为基准定方向，以圆心为基 准定位置） c）宽度（笔画和整体） d）标识大小 文字在雕刻的过程中，必须按照规定制作，保证其线条宽度及 字间距，只有按照规定制作，才能保证在模具的使用寿

4、命内，文 字不会因为受腐蚀而边界模糊，无法使用。,二.设计注意事项,1.SPOKE部位安全设计,2.毛坯余量,PCD盘部2.0mm，其余部位选择1.5mm1.8mm。 FLANGE部位参照模具具体情况而定。,3.拔模处余量与其余部分不同,在拔模位置，余量不能按照选定的尺寸进行设计，如图中 圈出部位，需设计拔模斜度，此角度不能小于7,4.RIM部位余量注意事项,RIM部位是与车轮性能有关 的关键部位。 在设计时，根据循序冷凝原 则，各部位余量要遵循A1 A2A3A4的关系，以此来 控制铸件凝固顺序，让远离浇 口的部位先凝固，便于补缩。,5.分流锥部位余量,AB，保证交流道均匀。 A，B过大，加工

5、后表面有白斑 A，B过小，易导致加工余量 不足（因冲击冒口时易撕裂加工面）。,技术培训,铝合金车轮的分类,一.按制造方式分类 1.锻造车轮：锻造是使用钢制模子，将加热软化的铝块置于其中，用冲压的方法使其成型,待冷却之后再经过机械加工制成。 特点：a. 具有良好的致密性，韧性比较高 b.质量比较轻 c.耐冲击性好 金相组织：破碎晶粒,2.铸造车轮：铸造车轮是将熔化的铝水浇铸 在模具中，待其冷却成型后再经过机加工（去边，修 正外观，抛光）制造而成 金相组织：枝晶状晶粒 1）重力铸造 通过铝水的自身重量浇铸而成 组织不致密，成本低,2）低压铸造 在压力为46kg/c条件下成型 组织有一定的致密性 低

6、压铸造过程：升液 增压 保压（360S） 卸压 3）高压铸造 在压力大于6kg/c条件下成型 组织致密，铸造成本高 4）无孔性铸造 强制排除模具内的空气后，加入铝水 可以有效改善铸造不良,二.按结构分类 1.整体式（One Piece）：轮辋和法兰盘为一 个整体的轮毂 优点：易于铸造，品质好 缺点：很难达到轻量化 2. 两片式（Two Piece）：轮辋和法兰盘分 开铸造，之后采用焊接或使用螺栓固定的方式结 合而成的轮毂 优点：可以制造出很多式样，质量轻 缺点：合格率低，不良几率大 整体性能优于整体式，劣于三片式,3. 三片式（Three Piece）：外轮辋，内轮 辋，法兰盘分别铸造，之后使

7、用螺栓固定的 方式组装而成的轮毂 优点：由于可以交替轮辋和法兰盘，所以可以安 装于许多车型，可以做出精致多样的样式， 达到轻量化 缺点：制造成本很高,三：按造型分类 1.辐条型（Spoke） 形状简单，辐条数量一般小 于十二条。 2.网型（Mesh） 辐条呈网状分布，模具制造难度高，铸造难度高，但 轮毂强度高，质量轻，性能好。,3.钉型（Fin） 属于辐条型的范畴，辐条数量 在十三个以上，又称针型 制造难度较大，轮毂强度高 4.盘型（Dish） 形状简单，无辐条 制作非常简单，耐冲击性差， 换气性差,5.飞轮型（Aero） 辐条呈多角度分布，因此利于 力的分布，从而具有优良的冲击性,测试轮毂性

8、能的试验,一.冲击试验 二.行走试验 三.径向疲劳试验,模具结构,一.总装图基本要素,DIMENSION SPEC,标题栏,1.标题栏,标题栏位于图纸的右下 角，其中包含很多重要信 息，具体内容如下： 1）模具零件编号 2）零部件名称，与编号对应 3）零件的材质，数量以及热 处理要求,编号,部品名,材质及热 处理方式,数量,2.DIMENSION SPEC,DIMENSION SPEC位于图纸右上角，规定了不同规格模具 的模架尺寸。 此规定的目的是为了实现不同规格模具的底板，上模板，顶杆板，以及机台连接板的互换性。,二.模具运动机 使用模具生产终极产品，是通过模具运动机构的开合 来完成的。 当

9、模具为2 CAVITY结构时，发生Z，X两向运动。如下 图所示：,Z向,X向,当模具为4 CAVITY结构时，发生Z，X，Y三向运动。如 下图所示：,Z向,X向,Y向,在一套轮毂模具中，Z向包括两组运动机构，如图所示：,运动机构一,运动机构二,X向包括一组运动机构，如图所示:,X向运动机构,在模具的动作中，按照各个零件的分工，又可以分为静止的部品（如MOLD BASE，LOWER MOLD）和动态的部品（UPPER MOLD及其相关 零件，SIDE MOLD）,而处理好各个零件之间的配 合关系也正是模具设计的重点，配合部位的公差 也是在2D设计结束后的审核要点。 导柱公差 导套公差,-0.3,

10、-0.1,+0.3,+0.2,实例,左图为一组有配合关系的 零件，当两零件的相互关系不 同时，为了保证其正常运动， A和B应选择不同的公差。 在设计及加工中，一定要 确保所用公差的合理性，否 则，将会导致抱死或摆动现象 的发生。,配合关系,起模线：,起模线：分单线和双线 单线 深 0.20.3mm 宽 34mm 双线 深 0.20.3mm 宽 1mm,12寸14寸不做起模线 15寸18寸做线宽34mm,起模线,过滤网的两种形式,1 放置后，被铁浇口和分流锥 压紧，一般压2-3mm,2 过滤网尺寸A*B由客户提 供，在设计模具时，要按照 过滤网的尺寸来设计分流锥 和铁浇口。,过滤网在浇铸中一次性

11、使用，凝固于浇口中，随之废弃,BLOCK的要求及作用,BLOCK安装于下模座和侧型，使底板与侧型之间产生0.5mm间隙。要求具有一定的耐磨性，因此部品要经处理，使其硬度达到HRC4042，并且表面光洁度为1.6。 作用：减少底板与侧型的 接触面积，从而减少摩力。,推料环的间隙 推料环的复位：侧型先复位后靠压在侧型上复位。,A处为了方便排气，以及合模 时方便，留有0.2mm和0.3mm的 缝隙。 B处为闭合位置，但其闭合长 度要适中，7-10mm左右，过大则影响排气效果，过小则铝水容易钻料。,螺栓数量的重要性,图中所示部位螺栓的数量， 要视模具结构而定，当模具不 设计推杆时，其数量可以小于 5，

12、当模具带有推杆时，其数 量必须大于5，因为随着浇铸 数量的增加，附着于推杆上的 Al会越来越多，从而增大了与 中心型的摩擦力，螺栓受力便 随之增加，如果螺栓数量过 少，则会增加螺栓被拉断的可 能性。,4侧型时，侧型与上型的封水方式,水平封水 优点：不容易出现飞边 缺点：排气性不好,竖直封水 优点：排气性好 缺点：容易出现飞边,三.冷却系统,冷却系统按冷却方式，可以分为： 1.风冷 冷却均匀，速度较慢 2.水冷 冷却速度快，对模具寿命的影响大，一般用与分流锥处。 3.混合冷却 针对模具不同部位采取不同的冷却方式 选择哪种冷却方式，取决于客户对产品的要求以及产品本 身的造型，确定排布冷却方式。 高

13、性能模具采用在不良位置加点冷却（铜冷却）。 冷却系统决定了产品的生产周期和内部质量。在设计中， 一定要充分考虑冷却系统在使用中的可行性，保证可以轻松 拆卸及更换。,重点冷却位置,冷却空深度壁厚不小于12mm 测温空深度不小于15mm,图中，风管截圆A与推杆截圆B很相近，因此， A处风管为了避免与推杆冲突而做成弯曲状，引致D处， D与C为了避免冲突采用层叠方式摆放，同时，还要考虑E的位置问题。 只有把不同截圆上的风管综合考虑，并以拆装，更换易于操作为原 则，才能确定合理的设计方案。,中心型冷却系统排布问题,上下型冷却系统排布问题,在设计上型冷却系统时，必 须保证ABD，且 CD,只有这样，才能保

14、 证风管可以顺利安装和拆卸。 在设计下型冷却系统中，同 样要遵循这一原则。,风管最前端不宜距零件过近，否 则会导致冷却面积太小，从而影响 冷却效果。,水冷,水冷是通过在模具高温部位加入水冷环，利用循环水达到 冷却效果。注意冷却的先后顺序！ 根据冷却需要，可以排布出不同的水循环形式。 单循环水：,水冷，速度快，效果明显， 但因为冷热变化和焊接问题 对模具有一定的影响！,双循环水,由外向里循环,由里向外循环 一般采用此方式,冷却速度要严格控制，因为如果冷却速度过快，会 影响补缩效果，从而影响产品性能。,四.合模高度,所谓合模高度是指上型下型在合模状态下的总高。 合模高度之所以十分重要，是因为数车加

15、工时，对刀同轴度可能有偏差导致零件的同心度偏差，就会出现模具四 周合模高度不一致的情况，导致开模产品拉伤。因此在品质检查的过程中，此参数应为重点。检验方法：上型下型合模状态，下用高度尺测量一圈上型下型的平行度。,五.型腔部位,型腔尺寸推算过程： 产品 毛坯 模具型腔,余量,1.5mm,缩水,1.006,产品PCD部位放1.82.5mm（特殊的放 3 mm）,其他部位放1.21.8mm（特殊的放 2 mm）,铸件最低位置的要求,在模具设计中，铸件最低 位置的形态也十分重要，因 为，此处是铸造之后第一道 机加工工序的基准，另外， 铸件最低点必须低于SPOKE 最低点，这样才能保证在铸 造后的放置过

16、程中，SPOKE 不受伤。,技术培训,铝合金车轮3D设计,一.分类 1.2D 3D 2.产品 2D 3D 此方式工作量大 设计开始要对产品进行测量或使用精密超速，之后制出2D图纸，并不断调整，才能最终确定2D尺寸， 绘出3D图纸，此过程工作量大，花费时间长。 3.照片 2D 3D 此方式自由度大 此方法的原始资料只有照片及基本参数，有很大的自主设计空间，设计随意。主要保证基本参数和外观一致。,二.思路,2D线 3D空间线 车轮,车轮,等分部分 轮廓线 投影（纵、横方向） 调整 主面 搭建 结合 体（面） 细部处理（R角/拔模）,任何设计都是以美观、实用为最终目的的。 构建轮毂结构和模具结构的时

17、候，在保证符合要求的前提下，线的数量越少越好，数量越多，造型越困难，且表面光洁度不好。,3D设计标准主要参照：,1、核对rim部位尺寸。方法：2D参照：多次调整，最后定型。 2、辐条+窗口、注意：1、数量 2、宽度 3、造型 4、重量 5、美观 6、加工 3做R角顺序：从大到小 偏距（ET）决定PCD的远近，同样决定辐条的薄厚 窗口侧壁为次要面，次要面可以用样条线。 主要面应用圆弧连接后取圆弧的整数。注意偏差不要太大。,技术培训,AL WHEEL CONTROL PLAN,流程,1.入料检查 原材料：铝锭 成分：基质Al Si : 6.57.5 作用：增加延展性 Mg : 0.250.45 作

18、用：增加延展性 Fe : 0.12 Cu : 0.2,2.熔炼过程,包括：熔解、除气、取汤、脱气 出汤温度：74020 取汤温度：71020 铸造温度：68515 脱气过程使用纯度99.999以上的N2或Ar。 在熔炼结束后，需做成分化验，要求Fe0.15。（之所以铁含量相对于原材料有所增加，是因为熔炼的除铝锭外还有回收料，其中会包含铁杂质。）,3.模具准备,1）表面喷涂：型腔喷砂 加热 喷涂 2）保温处理：型腔背面需要填充保温材料，使其 温度均匀。 3）浇口处理：将陶瓷浇口套与模具之间的缝隙用 耐火泥和胶的混合物填充。,4.铸造,5.X-ray检查 等级：6 0 产品质量由低到高 6.去冒口

19、：1）钻 2）冲 冒口越大，对铸件性能越好 7.热处理：一般分为T4和T6两种 T4：固溶处理 4355 240min T6=T4+时效处理 时效：1355 180min,8.机械性试验,1）抗拉强度 25KgN/m 2）延伸率 7% 3）硬度 PCD:HB 8010 其余部位：HB 6590,9.Blast 10.摆放 11.机加工:一次车加工(粗车) 二次车加工(精车) 孔加工：气门孔及PCD孔 12.Air Leak: 压力：5KgN/m 时间：30 S/2圈,13.毛坯终检 14.前处理 15.涂装：粉涂（粉底） 液涂（色漆+透明漆） 油漆需进行耐水试验（120h）和盐雾试验（720h） 16.终检 17.Balance 18.包装,