镁合金作为最轻的商用金属结构材料之一,是轻量化的理想材质,具有非常重要的技术经济价值。轮毂作为车辆上的高速运动旋转部件,重量减轻可以有效的降低能耗、改善整车的加速及制动性能、提高驾乘舒适性及安全性等优点。采用轻量化材料实现轮毂的更新换代是实现这一目的有效途径。但是现有轮毂的结构都是针对钢和铝合金设计开发的。要将镁合金用于轮毂,必须对原钢、铝合金轮毂的服役要求,对轮毂结构进行材料替代进行结构再设计,确保服役性能,并针对镁合金工艺特性开发新成型工艺,确保产品工艺质量。为推动镁合金在轮毂上的合理应用,本研究应用有限元法对华泰轮毂的铝、镁两种材料的轮毂进行了服役应力分析,优化轮毂结构,降低服役应力峰值,提高轮毂使用安全性。同时还采用数值模拟软件对镁合金轮毂挤压铸造过程的充型速度场、温度场、凝固固液相分布、凝固时间与铸件缺陷形成的关系进行研究,确定最佳挤压铸造工艺参数。根据上述分析模拟的结果,确定了轮毂的最佳结构形式及浇注系统,进行挤压铸造模具设计。研究结果如下:1.华泰轮毂采用整体式设计结构代替原有的两半式螺栓连接结构,可以简化制造工序,减少工装夹具等的制作,节省人力物力财力等优点。2.对结构再设计的轮毂进行有限元分析,分析离心力、轮毂旋转周边应力、位移的交变、模态等影响,对轮毂的结构设计具有重要作用。3.由于镁合金弹性模量较低,可通过较大的弹性变形实现整体承载,对于相同结构尺寸的轮毂,但材料从铝合金改为镁合金后,服役应力峰值从33.14MPa降低到26.14MPa,降幅达21.12%,应力集中程度趋于缓和,交变幅度变小,整体应力分布变得更均匀。4.在浇注温度680℃,模具预热温度240℃,冲头压射速度0.3m/s,保压压力80MPa的条件下,充型液流速度均匀,充型状态良好,完成充型后的铸件温度分布均匀;铸件凝固平稳迅速,按照设计的顺序完成凝固;铸件内部质量较好,产生的少量缺陷集中在浇注系统,可机械加工去除。华泰轮毂采用镁合金替代铝合金,不仅质量可减轻27%,在结构方面,应力分布更加均匀,更适合轮毂的运动;并且轮毂的制造方式的改进,使得生产更为简单。工艺收得率大于60%,生产效率也有所提高,每只轮毂的生产周期小于120s。