1.2 国外研究现状 国外对轮毂材料的研究发展的比较迅速。20世纪初，当钢铁制汽车轮毂已经运用的很成熟的时
候，一些赛车爱好者，为了追求速度与灵活性，而把汽车变得更加“轻量化”，就将钢制辐条式轮 毂与铝质轧制轮辋相结合的车轮装上汽车。从此，汽车轮毂进入了另一个时代——铝合金轮毂时代。 1945年以后，汽车厂商纷纷开展批量生产铝合金轮毂的研究。德国是世界上最早开始制造铝合金轮 毂的国家．早在20世纪20年代就开始用砂型铸造赛车用铝合金轮毂，其设计与制造技术一直走在世 界的前列。20世纪50年代末，联邦德国还12只能少量的生产铝合金轮毂，到了70年代后，他们开始 在小汽车上大量使用铸造铝合金轮毂，开创了新的局面。
低压铸造最早由英国人KE于1910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时在“二战”以后，由于有较高的补缩压力和温度梯 度，有效地提高了厚大断面铸件的致密性。1950年以后由于汽车工业的发展，使抵押铸造工艺和设 备有了一个飞跃。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。
为了节能降耗，减少废气排放，提高驾乘舒适度和车辆动力学性能。现代汽车正在向轻量化方 向发展，从结构材料的角度出发，实现车辆轻量化的主要手段是采用具有高比性能的轻质材料替代 传统材料，目前广泛应用于汽车轮毂的材料主要是铝合金和镁合金。
随着我们国家公路设施的迅猛发展，铝合金轮毂开始在全国范围内得到推广，并且发展迅速。 2002年，我国轿车铝合金轮毂的装车率已接近45%。伴随着中国汽车工业的快速发展，我国铝合金 轮毂行业出现强劲增长势头。经过十几年的艰苦努力，年生产能力已超过了6500万件。已成为了世 界铝合金轮毂生产大国。与世界先进水平相比，国内企业在铝合金轮毂的设计开发和制造技术方面 尚存在较大的差距，总体的生产技术和装备水平、产品的设计水平、产品的技术含量和质量水平还 有待进一步的提高。
世界各国近年来都高度重视对镁合金的研究与开发，加强镁合金在汽车等交通工具上的应用开 发和产业化研究。自1990年以来，美国、日本、德国、澳大利亚等国家相继出台了自己的镁合金研 究计划，把镁合金列为21世纪研究与开发的重点项目。北美是汽车用镁量最大的地区，其次是欧洲、 日本和韩国。在北美一些车型上，镁合金用量大约为5.8-26.3kg／辆， 美国通用、福特、克莱斯 勒等三大汽车公司用镁量均呈逐年增长趋势。在欧洲一些车型上， 镁合金用量大约为9.3-20.3kg ／辆部件，本文以汽车轮毂为研究对象，基于产品研究开发的一般流程，通 过制定产品结构设计、工艺方案设计、模具设计的技术路线，熟练掌握汽车零件设计和开发的流程， 通过借助CAD、CAE等工具，对汽车轮毂结构与性能、模具造型、铸造工艺等进行设计。
我国低压铸造工艺发展得较晚，1955年天津拖拉机制造厂采用压缩空气紧密制造铝合金型板， 1958年上海邮电器材厂应用了低压铸造工艺，六十年代这一工艺在北京、天津、上海、辽宁等地得 到了一定程度的发展。1978年以来，一机部、六机部、八机部等相继召开低压铸造经验交流会，介 绍了国内先进的低压铸造设备和工艺。
国外的挤压铸造工艺是1937年由前苏联发明的，20世纪五六十年代，先后传入我国和世界各地。 挤压铸造技术的发展与挤压铸造机技术的发展密切相关。20世纪80年代，日本宇部公司开发成功 HCSC和VSC系列挤压铸造机，日前已销售300多台；日本丰田公司的轮毂厂拥有14台 VSCl500．VSCl800挤压铸造设备，年产400多万只高档汽车铝轮；日本的日产汽车、马自达、Art、 U．mold和Tosei等公司和美国SPX、Amcast等大公司也拥有挤压铸造生产厂或车间。
镁合金是最轻的金属结构材料，具有低价格，高比性能、比强度和比刚度。突出的阻尼减振性 能等特点，将镁合金用于汽车，摩托车结构，特别是高速运动构件能降低车辆自重及燃油消耗，降 低车辆的振动和噪声，提高车辆的加减速动力学特性，既能达到节能环保的目的，又能较显著改善 车辆的驾乘舒适度。在国内，上海汽车公司最早将镁合金应用在汽车上，目前桑塔纳轿车镁合金变 速器外壳年用镁量达 2000t 以上。东风汽车公司开发的轿车用非承重镁合金零件有变速箱壳、离合 器壳、变速箱盖等，其中镁合金变速箱壳体质量仅为 3.3kg，取代了 4.8kg 的铝合金壳体，年产量 达到 6 万件。长安汽车公司生产的变速器、上下箱体延伸体和缸罩等 7 种零件已通过台架试验和道 路试验，2004 年已大批量装车进入市场。我国科技部也在“十五”国家科技攻关计划中特别提出 了“镁合金开发应用和产业化”重大项目。
轮毂的铸造工艺有低压铸造法、重力铸造法、压力铸造法、挤压铸造法、轮毂的成形工艺主要 有挤压铸造和低压铸造。我国从20世纪六七十年代开始发展挤压铸造，20世纪九十年代，运用于摩 托车行业，使挤压铸造得到了飞跃发展，已形成年生产300千万只摩托车铝轮毂的能力。目前国内 外生产的大型受力零件有：重25.50kg的坦克铝合金负重轮以及大型载重汽车铝轮毂等。
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名
系部 汽车与交通工程学院 专业、班级
指导教师姓名
职称
实验师
从事 专业
汽车服务 是否外聘 □是■否
题目名称
汽车轮毂的结构与模具设计
一、课题研究现状，选题的目的、依据和意义
1、研究现状
作为汽车最重要的安全部件，轮毂承受着汽车和载物质量作用的压力，受到车辆在启动、制动 时动态扭矩的作用，还承受汽车在行驶过程中转弯、凹凸路面、路面障碍物冲击等来自不同方向动 态载荷产生的不规则交变受力。轮毂的产品质量和可靠性不但关系到车辆和车上人员、物资的安全 性，还影响到车辆在行驶中的平稳性、操纵性、舒适性等性能，这就要求轮毂的尺寸和形状精度高、 动平衡好、疲劳强度高、刚度和弹性好、质量轻、美观、材料可回收等。 1.1 国内研究现状