随着汽车时代的到来,汽车已经成为人们生产和生活当中的重要组成部分,为人们带来了极大的便利同时,也在能源和环境之间产生矛盾。随着汽车使用量的增加,能源消耗变大,环境问题严峻的问题逐步激化,因此汽车轻量化发展对于人类社会来说极为重要。在当今汽车制造材料中,铝的质量最低,因此以铝代钢成为当前汽车轻量化前进的方向,也是重型汽车改进的关键。此外从实际上来看,我国在重型汽车轻量化的实施过程中,仍处于初级阶段,并没有形成先进的技术。本课题主要进行了对铝合金杆件在汽车轻量化车身上的设计,并研究4500吨压铸机在铝合金杆件成型中的应用,设计了铝合金杆件的压铸模具,再对设计的模具进行制造实现产品的生产,最后对压铸成型的铝合金杆件进行了缺陷和性能的检测,研究内容具体如下:(1)通过对汽车轻量化车身的铝合金杆件进行了设计,并且对比分析了两种常用铝合金材料的轻量化效果,同时结合Ansys有限元软件对铝合金杆件在不同工况下进行了模拟。研究发现车体底部除前后轴位置使用原有的钢质杆件,其他部分杆件均可选用铝合金杆件进行代替,铝合金杆件主要承受弯曲工况和弯扭工况下的载荷作用,不同杆件的链接方式采用四铆钉对称连接的方式,若铝合金挤压件选用6000Al.Mg.Si系列铝合金,竖直挤压杆件的质量减轻了45.8%;横向挤压连杆的质量减轻了58.8%。若铝合金压铸件选用YL104系列铝合金,竖直压铸构件的质量减轻了54.6%;斜向压铸构件的质量减轻了65%。结合Ansys有限元模拟软件对铝合金杆件在弯曲工况和弯扭工况下的强度校核发现,在弯曲工况下,挤压型构件最高承受应力大小为224.357MPa,压铸构件的最高承受应力大小为142.35MPa;在弯扭工况下,挤压型构件所承受的最高应力大小为237.326MPa,压铸构件所承受的最高应力大小为136.918MPa,都小于挤压型6000Al.Mg.Si系列铝合金的强度极限405MPa,和压铸型YL104系列铝合金的强度极限202MPa。(2)研究了4500吨压铸机在轻量化汽车铝合金杆件中的应用,设计了铝合金杆件的压铸模具,并且探究了相应的压铸工艺。研究得到铝合金杆件采用真空压铸生产方式以确保杆件的质量,并改造4500吨真空压铸机保证生产的效率和质量。设计了铝合金杆件的压铸模具并结合CAE模拟技术,对压铸模具的设计确定了浇注技术方案,真空抽气通道的布置和压铸工艺具体参数的设置,探究得到使用组合式型芯来降低模具制造的难度,并将扁顶针机构设置进了成型零件中的深窄处位置确保产品的顺利生产。(3)通过对设计好的压铸模具进行了制造,分析了模具的精度要求,并探究了产品成型的工艺。研究得出在模具的制作过程中确定了模具的形位公差精度在+0.1mm~0.01mm-,配合尺寸大小和表面粗糙度为Ra3.2,制定了零件成型工艺流程和模具装配工艺流程,并设定了相应实时模具精度和密封性的检测。在铝合金杆件生产中确定了使用压铸机型号和具体压铸过程的工艺参数,真空度设置在337?413mbar成型的产品最优;在压铸杆件成型后进行在175℃保温2.5h的退火处理,然后进行空冷。(4)对车身铝合金压铸成型杆件进行了尺寸大小、表面和内部缺陷以及力学性能的检测。检测发现进行处理以后的压铸杆件在尺寸方面和相关要求均达到汽车杆件的使用要求;通过对压铸杆件的表面和内部质量检测发现对模具修改后,提高模具的真空度,杆件的表面质量明显提升;通过X光内部检测发现真空压铸工艺能够避免杆件出现内部气孔,提高压铸杆件的质量;通过对压铸杆件的力学性能检测发现采用了真空压铸工艺的铝合金杆件的表面硬度为137.4HV,未采用真空压铸工艺的铝合金杆件的硬度为128.85HV,硬度提升了6.6%;通过拉伸实验发现真空压铸进行热处理的杆件抗拉强度和最大承载力分别是194.80MPa、19084N,伸长率是2.0%,其性能都优于其他处理方式。