畢業(yè)設(shè)計題目：鋁輪圈的鍛造與加工工藝姓名：徐吉棟學(xué)號：0702043312院系：機電工程系專業(yè)：機電一體化指導(dǎo)老師：魏博2021年03月15日山東鋁業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院目錄緒論…………………...3鋁輪圈的優(yōu)缺點…………………..41.1重量輕，提高馬力……………41.2安全性能佳……………………51.3缺點…………...52．鋁輪圈的鑄造與成型……………62.1一種汽車鋁合金輪圈的制造方法…………..62.2鋁合金輪圈鑄造模流分析………….112.3輪圈鑄造缺陷程度判斷準則……..142.4穩(wěn)態(tài)溫度狀態(tài)下之輪圈鑄造模擬分析…………172.4.1模擬重復(fù)鑄造過程以達到穩(wěn)態(tài)模具溫度狀態(tài)……..202.4.2穩(wěn)態(tài)模具溫度下吹氣冷卻對縮孔指標之影響……2.4.3穩(wěn)態(tài)模具溫度下吹水冷卻時間對縮孔指標之影響…222.5輪圈外型與鑄造質(zhì)量影響比對分析………………242.5.1肋幾何形狀對鑄造質(zhì)量的影響……………262.5.2SI指標與輪圈泄氣率之關(guān)系…………….273.鋁輪圈的外觀品質(zhì)標準………28總結(jié)……………………31參考文獻…………….32致謝……………………33緒論隨著經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代社會越來越科技化了，汽車已經(jīng)走進了千家萬戶，越來越多的人開始使用汽車了，在這個高速發(fā)展的社會里，人們外出已經(jīng)離不開汽車了，不管是去很遠的地方還是去附近的一些地方都會乘坐汽車的，而作為汽車的主要部件，汽車輪圈發(fā)揮了很大的作用，什么樣的輪圈才是最好的呢，本文向大家介紹了鋁制輪圈。鋁輪圈的優(yōu)缺點大家應(yīng)該常聽說用輕合金輪圈比鋼圈好，到底好在哪里？好到什么程度？以下作一個完整的比較，給各位參考：重量輕，省油：以直徑13吋為例，鋁合金輪圈約比鋼圈輕11％，14吋約輕22％，直徑越大，則相差越大，到大型車使用的22.5吋輪圈，約較輕50％左右。以1.6自排房車為例，約可以節(jié)省1.76％的耗油量。1.1重量輕，提高馬力：對于喜愛大尺寸輪圈的車主，更需要采用重量較輕的輕合金輪圈，來換回馬力。當(dāng)然對于喜愛重踩油門的追風(fēng)族，也多少提供一點瞬間加速的快感及操控的靈敏度。散熱效果好：鋁合金不僅熱傳性能佳，而且多變化的造型設(shè)計，可以幫助通風(fēng)散熱，如此可以提高輪胎壽命，減少爆胎危險，以1.6自排房車為例，約可以增加5～6千公里壽命；也提高煞車來令片(提高1倍左右)及煞車油壽命，亦降低因煞車溫度過高而煞車失靈的危險。真圓度及均質(zhì)性較佳：可以降低車輛行駛的震動及噪音。美觀多變化：以鑄造方法成形，造型結(jié)構(gòu)變化大；本身的金屬光澤。多變化的涂裝及電鍍等方式，造就亮麗的外型。1.2安全性能佳：輕合金輪圈的安全性能測試比較鋼圈嚴格許多，因為它質(zhì)脆，所以必須額外通過嚴格沖擊試驗才行；另外彎矩疲勞試驗小貨車輪圈為例，輕合金輪圈必須通過比鋼圈承受大1.13倍的負載，進行比鋼圈長3.33倍壽命的測試；再以徑向疲勞試驗小貨車輪圈為例，輕合金輪圈必須通過比鋼圈承受大1.02倍的負載，進行與鋼圈相同長壽命的測試。所以一個通過安全性能測試的輕合金輪圈，應(yīng)該足以應(yīng)付一般消費者的正常使用情況。回收成本低：鋁材回收成本較鋼材低，再利用效率高，更符合環(huán)保要求。1.3缺點質(zhì)脆：通常延伸率較低，允許變形的能力較差，所以品質(zhì)不佳的輕合金輪圈，容易產(chǎn)生斷裂的危險。因此對輕合金輪圈進行安全性測試是非常重要的事。品質(zhì)一致性較差：因為制造過程較復(fù)雜(包括材質(zhì)成份。鑄造技術(shù)。模具設(shè)計。熱處理過程。切削及涂裝過程),容易因人為疏失而產(chǎn)生問題。價錢較貴：以國產(chǎn)15吋輪圈為例，目前市價鋁圈約為鋼圈1.7倍。尤其鎂圈或鈦圈更貴，幾乎每個都在萬元以上，另外2片或3片組合式的鋁圈，也在萬元上下。大尺寸依然具有技術(shù)瓶頸：以國內(nèi)傳統(tǒng)的重力鑄造。低壓鑄造方法，最大只能生產(chǎn)直徑18～19吋以下的鋁圈，尺寸越大，產(chǎn)品不良率越嚴重，建議讀者想購買18吋以上的輕合金輪圈，最好選用知名品牌的產(chǎn)品，至少以后出問題時，還能知道找誰理論。當(dāng)然還有其它鑄造法(傾斜式。差壓式及溶湯鍛造式)及鍛造法，各具特色。(有機會再為各位作進一步說明)眼尖的讀者應(yīng)該會注意到在路上有些大巴士(大卡車)好像也用輕合金輪圈，沒錯您看到的大概是22.5吋的大型輪圈，這些輪圈絕大部份是進口的，沒有人知道這種輪圈品質(zhì)如何？國內(nèi)也無法可管，不過我相信它對于大型車的煞車效果幫助一定很大。在我國汽車用18吋以下輕合金輪圈檢驗標準中規(guī)定的測試項目有三種，分別如下：彎曲力矩耐久試驗：實驗室以彎曲力矩耐久試驗，來模擬汽車在轉(zhuǎn)彎時，在輪圈所必須承受的彎曲力的反復(fù)疲勞作用，輪圈的肋骨及安裝盤面是否在規(guī)定的壽命內(nèi)，不會產(chǎn)生裂紋或螺栓(螺帽)松脫的危險情況。承受的彎曲力的反復(fù)疲勞作用，輪圈的肋骨。安裝盤面及胎環(huán)是否在規(guī)定的壽命內(nèi)，不會產(chǎn)生裂紋或螺栓(螺帽)松脫的危險情況。鋁輪圈的鑄造與成型1、一種汽車鋁合金輪圈的制造方法，其特征在于，包括a、采用鋁合金材料，通過鋁擠型加工方式，制成斷面形狀與所需要輪圈斷面造型相同的長條平板形狀的鋁擠型板；b、通過圓周長公式的計算，用機具裁剪成特定長度的鋁擠型板；c、將裁剪成特定長度的鋁擠型板，放置在一組上模具、下模具之間，經(jīng)由沖壓加工方式使鋁擠型板兩端形成弧緣；d、在鋁擠型板成型為弧緣的兩端，裁切特定的傾斜角度；e、將兩端具有傾斜角度的鋁擠型板，放置在一組活動模具中，該活動模具包括設(shè)有一圓形外輪廓面的心模塊以及可活動脫模的左右兩模塊，心模塊可在鋁擠型板上活動位移，使活動的左右模塊通過油壓系統(tǒng)驅(qū)動而相互位移，呈靠近或分離狀態(tài)，兩活動模塊靠合時，將鋁擠型板一次壓合成型一圓圈體，并在圓圈體上形成一等寬平行的接縫；f、由焊接設(shè)備將接縫焊合；g、進行金屬表面硬化處理；h、進行CNC自動車削加工，使圓形圈體壁厚達到標準值，且形成光滑的外表面，成為汽車輪圈的半成品。鋁合金輪圈的鑄造方式屬于「永久模鑄造法」，此鑄造法除了考慮模具的尺寸設(shè)計與鑄模的翹曲外，鑄造過程所產(chǎn)生的鑄件疵病，經(jīng)常是輪圈在鑄造上所遇到的主要問題，而工程師也經(jīng)由討論鑄造疵病進而回溯設(shè)計模具，或修改制程參數(shù)，來降低輪圈鑄造時所產(chǎn)生的缺陷問題。圖1.1為鋁合金輪圈鑄造模具示意圖，由于鋁合金輪圈肋與胎環(huán)交接部分的幾何型態(tài)變化很大，使得此處于凝固時不易得到中央冒口、胎環(huán)冒口鋁水的補充，加上不干凈的鋁水、澆注的溫度過高或太低、澆注的流速過快或過慢、不穩(wěn)定的模具溫度、不佳的通氣性、不當(dāng)?shù)哪＞吲c冷卻設(shè)計等，造成陷入鋁水的氣體無法如預(yù)期般排出、凝固時缺乏方向性，產(chǎn)生鑄件氣孔、各種縮孔、充填不足等現(xiàn)象，使得鋁合金輪圈無法通過漏氣測試以及疲勞測試。

圖1.1鋁合金輪圈鑄造模具示意圖近年來鑄造相關(guān)研究可以分成兩個主要方向，一類是針對鑄造材料的一些細部特性進行觀察，如結(jié)晶、裂縫的成長等[Caton,2021;Cho,2021]，希望藉由鑄造材料成分的或是改變某化合物所占的比例以改善鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量；另一類則如Gwyn[2021]對鑄造設(shè)計時所需考慮的因素，鑄造方法、鑄造截面設(shè)計、鑄造截面連接處設(shè)計、表面整體性、內(nèi)部整體性、尺寸大小等進行探討，針對整個鑄造流程以數(shù)學(xué)模型、CAE工具加以仿真、檢討，并經(jīng)由實驗比對模擬結(jié)果，希望由模具、鑄件的設(shè)計，或應(yīng)用各項幫助冷卻凝固的方法，找出最佳的鑄造流程及參數(shù)來提升產(chǎn)品的質(zhì)量，這也是本研究探討汽車輪圈鑄造問題嘗試采取之方向。2.鋁合金輪圈鑄造模流分析以Pro-E建立欲進行仿真分析之輪圈計算機實體模型，并以ANSYS網(wǎng)格此分析模型，配合自行撰寫之程序?qū)⑤喨W(wǎng)格模型匯入鑄造分析軟件ProCAST中，圖2.1所示即為所建立計算機實體模型各部位之名稱與匯入ProCAST之有限元素模型，并將鑄造程序中實際之鋁水初始溫度、澆注時間、吹氣吹水冷卻時間、模具初始溫度等邊界條件，施加于ProCAST有限元素模型進行輪圈鑄造仿真。

圖2.1輪圈計算機實體模型與有限元素模型圖2.2為鋁合金輪圈鑄造流動與溫度分布分析結(jié)果，右側(cè)顏色區(qū)塊對應(yīng)分析溫度單位為，圖中鋁水充填時間共花費16秒，由圖中可以看出在充填鋁水的同時即產(chǎn)生熱交換的作用，因此鋁水流動的過程將影響鑄件與模具的制程溫度，且經(jīng)由鋁水的流動狀態(tài)可觀察到模穴內(nèi)鋁水卷氣的現(xiàn)象，如圖中分析時間8秒之胎環(huán)處可看到一明顯的空洞，雖說此時鋁水的流動性良好，氣泡應(yīng)可順利排出，但若可避免此一現(xiàn)象將有助于鑄造質(zhì)量的提升。圖2.2圓圈標示處顯示輪圈鑄件散熱不均勻現(xiàn)象，此圖顯示輪圈凝固時，溫度下降的變化無法均勻由鑄件最下處往上降溫，卻于胎環(huán)及輪圈肋部區(qū)域產(chǎn)生一熱集中區(qū)，位于此區(qū)域的鋁合金熔液若是無法順利得到胎環(huán)冒口或是中央冒口鋁水的補充，則此區(qū)域?qū)⑿纬伞敢后w陷入(Liquid-entrapped)」現(xiàn)象[Kreziak,1993]，亦為輪圈鑄件最可能產(chǎn)生鑄造缺陷之位置。選取胎環(huán)與輪圈肋交接的位置并進行此位置的剖面觀察，圖2.3為輪圈鑄件包含胎環(huán)與輪圈肋交接的縱剖面圖，圖右側(cè)顏色區(qū)塊對應(yīng)鋁合金凝固比率（1為100%凝固，0為0%凝固），由此圖可以清楚的觀察到胎環(huán)與輪圈肋交接區(qū)周遭的鋁合金凝固比率大于「關(guān)鍵凝固比率(Criticalsolidfraction)」70%[Kreziak,1993]，使得此區(qū)無法得到胎環(huán)以及中央冒口的鋁水補充，因而產(chǎn)生Liquid-entrapped現(xiàn)象，圖中以圓圈標示之處即為得不到由冒口補充之Liquid-entrapped位置。

圖2.2鋁合金輪圈鑄造流動與溫度分布圖

圖2.3輪圈凝固狀態(tài)縱向剖面圖圖2.4為元富鋁業(yè)工程師所提供此分析鋁合金輪圈之鑄造實際狀況，圖中經(jīng)由探傷液所探測出的鋁合金輪圈缺陷部分將以紅色顯示，其中可以看出位于胎環(huán)與輪圈肋交接處有明顯的缺陷產(chǎn)生，從缺陷的分布看來此缺陷分布由中央部分向外擴展沒有切斷輪圈的肋骨部分，而于輪圈肋部處形成一個不連續(xù)的破壞區(qū)域，此缺陷明顯為非結(jié)構(gòu)性破壞，乃由不良的鑄造環(huán)境所造成的鑄造缺陷，而此缺陷產(chǎn)生的位置與輪圈模型所仿真出的Liquid-entrapped現(xiàn)象位置相同。進一步與元富鋁業(yè)工程師討論此分析結(jié)果，得知決大部分鋁合金輪圈鑄造問題皆發(fā)生于胎環(huán)與輪圈肋交接處，與分析結(jié)果相符，于是如何將分析結(jié)果以一定量的方式表示輪圈鑄造產(chǎn)生的缺陷程度將于以下進行討論。

圖2.4鋁合金輪圈實際鑄造缺陷位置3.輪圈鑄造缺陷程度判斷準則仿真軟件所提供的判斷準則為一種定性的圖像型顯示方式（如圖2.2、2.3），僅可以快速的提供設(shè)計者缺陷形成的位置與視覺上的缺陷大小，對于缺陷產(chǎn)生的程度無法有明確量化數(shù)據(jù)，且僅能提供二維平面顯示，實際胎環(huán)與輪圈肋部Liquid-entrapped區(qū)域乃是三維的空間，因此根據(jù)上述的討論結(jié)果定義出以下的輪圈鑄造分析模擬之「縮孔指標(ShrinkageIndex,SI)」，期望能有一量化方式由計算機仿真分析軟件之分析結(jié)果，推估輪圈鑄造過程中因前述Liquid-entrapped現(xiàn)象造成縮孔，以致產(chǎn)生缺陷之程度。圖3.1顯示輪圈胎環(huán)與肋交接區(qū)域范圍，選取輪圈安裝盤面外40mm與適當(dāng)可包含輪圈肋之區(qū)域，并以輪圈肋交接胎環(huán)最高位置及輪圈J部三個條件決定選取的取樣范圍，所取得之指針范本如圖3.1右側(cè)之有限元素模型。

圖3.1收縮指標取樣范圍鋁合金輪圈鑄件在凝固時若無法得到冒口提供之鋁水補充，則Liquid-entrapped現(xiàn)象將會出現(xiàn)于輪圈鑄件之中，因此對于縮孔指標SI取樣時間的選擇，則依照輪圈鑄件提供的胎環(huán)冒口與中央冒口可正常供應(yīng)鋁水的時間，作為縮孔指標取樣時間，以Criticalsolidfraction70%作為判斷冒口停止供應(yīng)鋁水的依據(jù)。圖3.2顯示當(dāng)胎環(huán)冒口供應(yīng)鋁水至輪圈鑄件時，胎環(huán)與輪圈肋交接上方位置（圖3.2第一個圓圈位置）已有鋁合金凝固超過70%，阻斷了胎環(huán)冒口的補充進料，此時胎環(huán)冒口對于斷料部分以下的輪圈鑄件失去了效用，但中央冒口仍繼續(xù)提供鋁水的補充，直到圖3.2中以圓圈標示的輪圈肋處，亦出現(xiàn)鋁合金凝固達70%阻斷中央冒口鋁水進料補充，此時間輪圈的兩個冒口皆失去作用，但位于胎環(huán)與輪圈肋交接位置仍有尚未凝固的鋁合金金屬，于是選取此狀態(tài)為縮孔指標的取樣時間標準。為得到正確縮孔指標取樣時間，將選取的取樣范圍進行多段的切面討論，圖3.3的藍色虛線方框即為對取樣范圍肋部處，進行每一個切面的觀察，并以程序判斷切面的凝固時間，選取一正確阻斷中央冒口進料的縮孔指標取樣時間，圖中右側(cè)部分即為選定的縮孔指標取樣時間下，切面的鋁合金凝固狀態(tài)，圖中切面的鋁合金皆凝固70%以上。選定取樣范圍與取樣時間，理想上應(yīng)計算出在此取樣時間下之取樣范本下，凝固比率低于70%的體積大小，作為縮孔指標SI的值，但實務(wù)上ProCAST并不提供體積計算所需信息。本研究輪圈有限元素模型中每個元素體積大小大致相同，因此以程序計算在此取樣時間下之取樣范本，共有幾個凝固比率低于70%的節(jié)點數(shù)，以此數(shù)值表示Liquid-entrapped現(xiàn)象在三維空間中的程度大小，即為縮孔指標SI的值。

圖3.2輪圈冒口失效狀態(tài)

圖3.3收縮指標取樣時間

4.穩(wěn)態(tài)溫度狀態(tài)下之輪圈鑄造模擬分析

初始分析過程中將模具溫度設(shè)定為同樣之溫度，也就是整個模具的溫度為單一的溫度，而實際鑄造程序模具的溫度乃是模穴內(nèi)溫度最高，依序遞減至模具外部，且元富鋁業(yè)工程師正式生產(chǎn)鋁合金輪圈前，都會先進行試模再次預(yù)熱模具，視鑄件產(chǎn)出狀況判斷模具是否以達穩(wěn)態(tài)溫度，加上冷卻條件對于實際狀況而言具有累加性，因此整個仿真程序?qū)⒛们耙淮舞T造輪圈的模具溫度，當(dāng)作下一次鑄造輪圈的模具初始溫度。如此反復(fù)仿真至模具達一穩(wěn)態(tài)溫度后，仿真結(jié)果方能據(jù)以判斷鑄造質(zhì)量。4.1模擬重復(fù)鑄造過程以達到穩(wěn)態(tài)模具溫度狀態(tài)前述分析模具邊界條件的設(shè)定為整個模具任何一處皆為360等溫，作單一次之鑄造分析模擬。在此依然將此條件作為整體分析之初始條件，但模擬以同一模具重復(fù)進行10次鑄造之過程，而將前一次的仿真完成后之模具溫度，作為下一次模之初始模具溫度，并考慮兩次模擬分析之間取出鑄件時，模具于大氣中靜置冷卻的條件，如此進行鋁合金輪圈鑄造分析10次澆注開模、合模的模擬。圖4.1為反復(fù)分析的模具溫度變化示意圖，圖中顯示邊模與下模模具于反復(fù)分析中的溫度變化，顏色區(qū)塊對應(yīng)分析溫度單位為，一開始整個模具為360，澆注完畢后已可看出鑄件模具已非等溫，吹氣以及吹水冷卻直接影響模具的溫度，間接作用于鑄件上，最后取出對象，將分析完畢的模具溫度作為下次分析的模具初始溫。

圖4.1反復(fù)分析鑄造模具溫度變化示意圖經(jīng)過10次的反復(fù)分析，觀察各個分析Liquid-entrapped現(xiàn)象變化情形如圖4.2所示，圖中表示出第一次至第九次模擬分析的輪圈縱向剖面，選取時間為Liquid-entrapped形成時間，圖中數(shù)字代表分析的次數(shù)，從圖中看出Liquid-entrapped由胎環(huán)與輪圈肋交接的中段處開始形成，并隨著鑄件模具溫度的收斂逐次向中央冒口移動，而其所占區(qū)域的大小亦慢慢產(chǎn)生變化，于第三次分析后便大致看出Liquid-entrapped產(chǎn)生的位置，而于第五次分析后，Liquid-entrapped的位置以及大小慢慢收斂，圖4.3為縮孔指標SI隨著分析次數(shù)的變化，圖中SI數(shù)值于第8次分析后逐漸收斂，顯示鑄件模具溫度于反復(fù)第8次分析后達成分析收斂狀態(tài)，且觀察模具收斂狀態(tài)下所得到的Liquid-entrapped分析位置，更接近元富鋁業(yè)公司鋁合金輪圈實際產(chǎn)生的縮孔位置。

圖4.2Liquid-entrapped現(xiàn)象反復(fù)分析下之狀態(tài)

圖4.3反復(fù)分析下SI指標之變化4.2穩(wěn)態(tài)模具溫度下吹氣冷卻對縮孔指標之影響吹氣冷卻對于輪圈鑄造程序上確實具有其影響程度，其直接作用于邊模模具上，間接影響胎環(huán)與輪圈肋相接處，若吹氣冷卻之時間太長，將提早胎環(huán)冒口失效時間，太短則無法于中央冒口失效前，盡量帶離胎環(huán)與輪圈肋交接處之熱量，使Liquid-entrapped愈驅(qū)明顯。表4.1為不同的吹氣冷卻時間于輪圈型號905之制程程序，表格中之時間為Liquid-entrapped的形成時間，表中灰色表格為原始的905吹氣冷卻時間，以每提早及延后40秒鐘吹氣時間為間隔，其中第一格部分為澆注完畢便馬上啟動吹水冷卻條件，表中可看出不同吹氣冷卻條件下Liquid-entrapped形成時間相同，表示吹氣冷卻僅影響胎環(huán)冒口失效時間。圖4.4為吹氣冷卻時間與SI之?dāng)?shù)值關(guān)系變化，從圖中看出隨著吹氣冷卻時間縮短，SI數(shù)值增加，降低邊模帶走胎環(huán)與輪圈肋交接處之熱量，因此在Liquid-entrapped形成時間相同下，較長的吹氣冷卻時間可使SI數(shù)值降低，但過長的吹氣冷卻使胎環(huán)冒口補充鋁水之時間縮短，使SI數(shù)值提高，因此元富鋁業(yè)工程師決定以66~240秒之時間作為吹水冷卻作用時間，可說相當(dāng)恰當(dāng)。表4.1不同吹氣冷卻作用時間下SI與Liquid-entrapped形成時間

作用時間16~240秒作用時間26~240秒作用時間66~240秒作用時間106~240秒作用時間146~240秒SI2120202635Time(sec.)163164164164164

圖4.4吹氣冷卻時間與SI數(shù)值關(guān)系4.3穩(wěn)態(tài)模具溫度下吹水冷卻時間對縮孔指標之影響吹水冷卻對于鋁合金輪圈鑄造程序具有相當(dāng)之影響性，經(jīng)由吹水冷卻直接影響下模的模具溫度，下模模具再影響輪圈肋部鋁合金熔液的凝固情形，間接決定中央冒口補充鋁水于胎環(huán)與輪圈肋處之作用，因此如何決定施加于下模模具的吹水冷卻條件時間，將影響冒口供應(yīng)鋁水至胎環(huán)與輪圈肋處之時間，并決定冒口失效的時間與SI的數(shù)值。表4.2整理出不同的吹水冷卻作用時間于輪圈型號905之制程程序，表格中之時間為Liquid-entrapped的形成時間，當(dāng)吹水冷卻作用時間被減少為20秒時，鋁輪圈鑄件無法于成型時間內(nèi)成型，因此不考慮其SI值與Liquid-entrapped的形成時間。表中灰色表格為原始的905吹水冷卻時間，以每增加及減少10秒鐘吹水時間為間隔，觀察其SI值的變化，圖4.5為吹水冷卻時間與SI之?dāng)?shù)值關(guān)系變化，從圖中可看出吹水冷卻時間過長，反而造成冒口失效時間提前，SI值增高、降低輪圈鑄造品質(zhì)。而吹水作用時間于30秒及40秒時，兩者SI數(shù)值相同，但是對于輪圈成型的狀態(tài)，吹水冷卻作用時間30秒時其凝固比率略低于吹水冷卻作用時間40秒之凝固比率，因此在同樣的SI值情況下，吹水冷卻作用時間為40秒之制程條件可說是最佳的吹水冷卻參數(shù)，此參數(shù)亦驗證元富鋁業(yè)工程師的經(jīng)驗判斷。表4.2不同吹水冷卻作用時間下SI與Liquid-entrapped形成時間

作用時間20秒作用時間30秒作用時間40秒作用時間50秒作用時間60秒作用時間70秒SIX2020263745Time(sec.)X169168160153151

圖4.5吹水冷卻時間與SI數(shù)值關(guān)系5.輪圈外型與鑄造質(zhì)量影響比對分析本章節(jié)將以另一只肋骨造型差異甚大的輪圈型號917進行鑄造模擬分析比對，討論肋骨造型對鑄造質(zhì)量之影響，并討論不同的胎環(huán)尺寸對鑄造輪圈的影響，最后并整理本研究訂定之縮孔指標與實際測試輪圈泄氣率之關(guān)系。5.1肋幾何形狀對鑄造質(zhì)量的影響圖5.1為輪圈型號905與輪圈型號917的正面視圖與肋的截面形狀，圖中顯示此兩種輪圈輪圈肋的幾何型態(tài)，輪圈型號905肋數(shù)較少，輪圈肋的截面積為1060.7mm2，輪圈型號917肋數(shù)為905的兩倍，輪圈肋的截面積為405.31mm2，輪圈型號905肋截面的面積為輪圈型號917肋截面的2.62倍。表5.1為輪圈型號905與輪圈型號917在元富鋁業(yè)公司實際開發(fā)時之冷卻條件之比較。

圖5.1型號905、917輪圈肋部幾何形狀表5.1型號905、917冷卻條件之比較

905917鋁水充填時間16秒24秒吹氣作用時間66秒~開模24秒~開模吹水作用時間126秒~166秒74秒~134秒模具初始溫度360度360度輪圈成型時間240秒210秒

由表5.1的比較可以看出，由于905有較大的輪圈肋截面積，鋁水充填時間較短，且輪圈肋較不易凝固，增加輪圈中央冒口補充鋁水的時間，使胎環(huán)與輪圈肋交接處在失去胎環(huán)冒口的補充時，還可得到來自中央冒口的鋁水補充，輪圈成型時間也拉長。反之由于輪圈型號917肋的截面積較小，輪圈肋中的鋁水較快凝固，使中央冒口補充鋁水的時間縮短，若胎環(huán)冒口于此時亦同時失去效用，則胎環(huán)與輪圈肋交接位置將產(chǎn)生較差的凝固條件，使鋁輪圈鑄件無法通過壓泄測試，因此吹水、吹氣的時間安排都比905提前且作用時間加長。此處將輪圈型號917同樣的冷卻條件施加于輪圈型號905，比較不同的肋骨幾何形狀對于輪圈冒口供應(yīng)鋁水的影響。表5.2為輪圈型號905、917輪圈鑄件冒口失效時間與對應(yīng)之SI數(shù)值，從表中看出在相同的鑄造冷卻參數(shù)下，兩者冒口失效的順序不同，輪圈型號905冒口失效順序為先胎環(huán)冒口再中央冒口，而輪圈型號917中央冒口與胎環(huán)冒口于同樣時間下失效。由于兩者輪圈肋骨的幾何型態(tài)差異甚大，使得輪圈肋骨處的鋁水凝固時間相差43秒，造成中央冒口無法如輪圈型號905般補充胎環(huán)與輪圈肋處之鋁水，使得兩者SI值差異甚大。圖5.2為輪圈型號905、917冒口失效的輪圈縱向剖面圖與對應(yīng)發(fā)生時間，從圖中可明顯看出當(dāng)輪圈型號905胎環(huán)冒口失效時，905輪圈肋骨處之鋁水尚維持流動狀態(tài)，使中央冒口可以順利將鋁水補充至鑄件各處，而當(dāng)輪圈型號917胎環(huán)冒口失效時，917輪圈肋骨之鋁水也已凝固，使得中央冒口失效的時間同于胎環(huán)冒口，造成胎環(huán)與輪圈肋交接部位同時失去兩個冒口的補充。表5.2輪圈鑄件冒口失效時間

905917胎環(huán)冒口失效時間124秒116秒中央冒口失效時間161秒116秒SI31132

圖5.2輪圈鑄件冒口失效狀態(tài)5.2SI指標與輪圈泄氣率之關(guān)系對于所生產(chǎn)出的鋁合金輪圈鑄件，在經(jīng)過切削冒口等加工成型過后，每一顆鋁輪圈成品皆須在經(jīng)過「壓密泄氣測試」（簡稱壓泄測試），測驗生產(chǎn)完成的鋁輪圈是否可以通過壓泄測試而不產(chǎn)生漏氣。此壓泄測試程序一定是在鋁輪圈加工完畢，準備裝箱出貨的最后一道手續(xù)，若是鋁輪圈無法通過壓泄測試，則此顆鋁輪圈便無法出貨，所造成的不只是制造成本的損失，甚至生產(chǎn)效率的降低。例如前一節(jié)中分析的917_1為原始的輪圈鑄件設(shè)計，鑄造質(zhì)量于試做程序下便相當(dāng)?shù)土?，試?0個917_1輪圈鑄件即有12個輪圈鑄件無法通過壓泄測試，漏氣率為60%，因此元富鋁業(yè)工程師進而修改模型，將胎環(huán)厚度增加0.75mm(917_2)以期生產(chǎn)鑄件能夠通過壓泄測試，但仍有40%的試做泄氣率，直到將胎環(huán)厚度增加1.5mm(917_3)，才將試做泄氣率降至約28%。本節(jié)將嘗試找出SI指標對應(yīng)輪圈的泄氣率之關(guān)系，檢驗本研究設(shè)定之SI指標與實際測試結(jié)果之正確性，并提供元富鋁業(yè)公司以計算機輔助分析后取得的SI數(shù)值，參考至輪圈泄氣率的方式。以輪圈型號905、931以及輪圈型號917為例，表5.3中905、931、917_3為實際大量生產(chǎn)的鋁輪圈測試數(shù)據(jù)，而917_1、917_2則為元富鋁業(yè)工程師于修改模型過后，進行試模測試所得到的測試數(shù)據(jù)，表中總測試個數(shù)為所有此型號輪圈進行壓泄測試之個數(shù)，泄氣數(shù)則為無法通過壓泄測試產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象的鋁輪圈個數(shù)，泄氣比率則為兩者的比值。將泄氣比率配合SI數(shù)值繪制如圖5.3之SI數(shù)值與輪圈泄氣比率關(guān)系圖，顯示SI數(shù)值和實測泄氣率有正確之趨勢，且似乎成非線性關(guān)系，即SI超過某一數(shù)值時，實測泄氣率將大幅增加。如果能持續(xù)累積模擬分析與實際測試對照之?dāng)?shù)據(jù)，應(yīng)能建立以計算機輔助分析結(jié)果之SI指標預(yù)測實際測試泄氣率之模式。表5.3鋁輪圈壓泄測試數(shù)據(jù)

905931917_3917_2917_1總測試個數(shù)917113511392020泄氣數(shù)86203316812泄氣比率%9.3817.927.744060

鋁輪圈的外觀品質(zhì)標準不良項目區(qū)域整體涂裝機加工+色漆機加工+透明漆金屬漆涂裝備注凹坑粗才凹陷較深的凹陷A≤∮1.5≤∮1≤∮1≤∮1.2深度約0.2mmB≤5×3C≤∮5←←←D不作要求密集的凹點A≤∮0.5不可有不可有≤∮1.5指定面積≤10×15B≤∮0.5C不作要求D不作要求熱裂A≤∮5不可有不可有≤∮3B≤∮4C≤15×3D不做要求不良項目區(qū)域整體涂裝機加工+色漆機加工+透明漆金屬漆涂裝備注凹陷粘膜斑痕鋼鑿修正不良A不可有←←←C區(qū)域焊接孔內(nèi)壁咬模B≤12×3C0.2mm為NGD不作要求凸起粗材凸起熱裂A≤∮2←←←高約0.1mmB≤∮4C≤∮4D≤∮5縮孔過多細小縮孔A不可有←←←B不可有C中心孔≤20×15D≤10×10不良項目區(qū)域整體涂裝機加工+色漆機加工+透明漆金屬漆涂裝備注擦傷涂裝前無刮手感A≤30←←←B不作要求C不作要求D不作要求刮傷涂裝前后刮傷A≤3不可有不可有≤2B≤5←←←C≤15D≤15碰傷涂裝前刮傷A≤∮1.5≤∮1←←B≤5×3C≤∮5D不可有總結(jié)客戶型式不良問題點1BSB20/B26小肋窗拔膜，流漆，裝飾孔毛刺J26肋骨面磨修變形，裝飾孔毛刺G29前掛精車面夾渣，拉線，網(wǎng)印斷線不清晰，出刀口脫漆C65F99G42精車面夾渣，拉線，黑皮2GMB12PCD孔壁發(fā)黑，肋窗拔刺，正面色澤發(fā)黃，發(fā)白J93K08精車面夾渣，拉線，漆少，氣泡，鋸齒3VWG66中心孔，安裝面沾漆，氣嘴孔PCD未倒角J904天津豐田J16正面色澤比對發(fā)黃發(fā)白K195尼桑K58CAP邊裂紋，前掛R角呈尖角，后掛碰傷I716VOLVOI83PCD及氣嘴振刀，未倒角，掛傷，前掛碰傷，表面拋光痕跡J96J95參考文獻《六豐機械研習(xí)手冊》《機械制造基礎(chǔ)》致謝通過近三個月在六豐機械的實習(xí)，我學(xué)會鋁制輪圈的許多加工工藝，也知道了許多的外觀與質(zhì)量的標準，我深深的明白了質(zhì)量對于企業(yè)的重要性，一個企業(yè)的好壞不在于公司規(guī)模的大小，而是應(yīng)該著重于品質(zhì)的好壞，品質(zhì)是企業(yè)的生命，不接受不良品，不制造不良品，不流出不良品。員工是企業(yè)的主人，做好品質(zhì)從我開始。

咖啡店創(chuàng)業(yè)計劃書第一部分：背景在中國，人們越來越愛喝咖啡。隨之而來的咖啡文化充滿生活的每個時刻。無論在家里、還是在辦公室或各種社交場合，人們都在品著咖啡。咖啡逐漸與時尚、現(xiàn)代生活聯(lián)系在一齊。遍布各地的咖啡屋成為人們交談、聽音樂、休息的好地方，咖啡豐富著我們的生活，也縮短了你我之間的距離，咖啡逐漸發(fā)展為一種文化。隨著咖啡這一有著悠久歷史飲品的廣為人知，咖啡正在被越來越多的中國人所理解。第二部分：項目介紹第三部分：創(chuàng)業(yè)優(yōu)勢目前大學(xué)校園的這片市場還是空白，競爭壓力小。而且前期投資也不是很高，此刻國家鼓勵大學(xué)生畢業(yè)后自主創(chuàng)業(yè)，有一系列的優(yōu)惠政策以及貸款支持。再者大學(xué)生往往對未來充滿期望，他們有著年輕的血液、蓬勃的朝氣，以及初生牛犢不怕虎的精神，而這些都是一個創(chuàng)業(yè)者就應(yīng)具備的素質(zhì)。大學(xué)生在學(xué)校里學(xué)到了很多理論性的東西，有著較高層次的技術(shù)優(yōu)勢，現(xiàn)代大學(xué)生有創(chuàng)新精神，有對傳統(tǒng)觀念和傳統(tǒng)行業(yè)挑戰(zhàn)的信心和欲望，而這種創(chuàng)新精神也往往造就了大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的動力源泉，成為成功創(chuàng)業(yè)的精神基礎(chǔ)。大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的最大好處在于能提高自己的潛力、增長經(jīng)驗，以及學(xué)以致用;最大的誘人之處是透過成功創(chuàng)業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)自己的理想，證明自己的價值。第四部分：預(yù)算1、咖啡店店面費用咖啡店店面是租賃建筑物。與建筑物業(yè)主經(jīng)過協(xié)商，以合同形式達成房屋租賃協(xié)議。協(xié)議資料包括房屋地址、面積、結(jié)構(gòu)、使用年限、租賃費用、支付費用方法等。租賃的優(yōu)點是投資少、回收期限短。預(yù)算10-15平米店面，啟動費用大約在9-12萬元。2、裝修設(shè)計費用咖啡店的滿座率、桌面的周轉(zhuǎn)率以及氣候、節(jié)日等因素對收益影響較大。咖啡館的消費卻相對較高，主要針對的也是學(xué)生人群，咖啡店布局、格調(diào)及采用何種材料和咖啡店效果圖、平面圖、施工圖的設(shè)計費用，大約6000元左右3、裝修、裝飾費用具體費用包括以下幾種。(1)外墻裝飾費用。包括招牌、墻面、裝飾費用。(2)店內(nèi)裝修費用。包括天花板、油漆、裝飾費用，木工、等費用。(3)其他裝修材料的費用。玻璃、地板、燈具、人工費用也應(yīng)計算在內(nèi)。整體預(yù)算按標準裝修費用為360元/平米，裝修費用共360*15=5400元。4、設(shè)備設(shè)施購買費用具體設(shè)備主要有以下種類。(1)沙發(fā)、桌、椅、貨架。共計2250元(2)音響系統(tǒng)。共計450(3)吧臺所用的烹飪設(shè)備、儲存設(shè)備、洗滌設(shè)備、加工保溫設(shè)備。共計600(4)產(chǎn)品制造使用所需的吧臺、咖啡杯、沖茶器、各種小碟等。共計300凈水機，采用美的品牌，這種凈水器每一天能生產(chǎn)12l純凈水，每一天銷售咖啡及其他飲料100至200杯，價格大約在人民幣1200元上下?？Х葯C，咖啡機選取的是電控半自動咖啡機，咖啡機的報價此刻就應(yīng)在人民幣350元左右，加上另外的附件也不會超過1200元。磨豆機，價格在330―480元之間。冰砂機，價格大約是400元一臺，有點要說明的是，最好是買兩臺，不然夏天也許會不夠用。制冰機，從制冰量上來說，一般是要留有富余?？钪票鶛C每一天的制冰量是12kg。價格稍高550元，質(zhì)量較好，所以能夠用很多年，這么算來也是比較合算的。5、首次備貨費用包括購買常用物品及低值易耗品，吧臺用各種咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的費用。大約1000元6、開業(yè)費用開業(yè)費用主要包括以下幾種。(1)營業(yè)執(zhí)照辦理費、登記費、保險費;預(yù)計3000元(2)營銷廣告費用;預(yù)計450元7、周轉(zhuǎn)金開業(yè)初期，咖啡店要準備必須量的流動資金，主要用于咖啡店開業(yè)初期的正常運營。預(yù)計2000元共計： 120000+6000+5400+2250+450+600+300+1200+1200+480+400+550+1000+3000+450+2000=145280元第五部分：發(fā)展計劃1、營業(yè)額計劃那里的營業(yè)額是指咖啡店日常營業(yè)收入的多少。在擬定營業(yè)額目標時，必須要依據(jù)目前市場的狀況，再思考到咖啡店的經(jīng)營方向以及當(dāng)前的物價情形，予以綜合衡量。按照目前流動人口以及人們對咖啡的喜好預(yù)計每一天的營業(yè)額為400-800，根據(jù)淡旺季的不同可能上下浮動2、采購計劃依據(jù)擬訂的商品計劃，實際展開采購作業(yè)時，為使采購資金得到有效運用以及商品構(gòu)成達成平衡，務(wù)必針對設(shè)定的商品資料排定采購計劃。透過營業(yè)額計劃、商品計劃與采購計劃的確立，我們不難了解，一家咖啡店為了營業(yè)目標的達成，同時有效地完成商品構(gòu)成與靈活地運用采購資金，各項基本的計劃是不可或缺的。當(dāng)一家咖啡店設(shè)定了營業(yè)計劃、商品計劃及采購計劃之后，即可依照設(shè)定的采購金額進行商品的采購。經(jīng)過進貨手續(xù)檢驗、標價之后，即可寫在菜單上。之后務(wù)必思考的事情，就是如何有效地將這些商品銷售出去。3、人員計劃為了到達設(shè)定的經(jīng)營目標，經(jīng)營者務(wù)必對人員的任用與工作的分派有一個明確的計劃。有效利用人力資源，開展人員培訓(xùn)，都是我們務(wù)必思考的。4、經(jīng)費計劃經(jīng)營經(jīng)費的分派是管理的重點工作。通常能夠?qū)⒖Х鹊杲?jīng)營經(jīng)費分為人事類費用(薪資、伙食費、獎金等)、設(shè)備類費用(修繕費、折舊、租金等)、維持類費用(水電費、消耗品費、事務(wù)費、雜費等)和營業(yè)類費用(廣告宣傳費、包裝費、營業(yè)稅等)。還