[機(jī)械畢業(yè)論文]電梯踏板與底板的壓鑄模具設(shè)計(jì)【專業(yè)答辯必備資料】

1 江蘇城市職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 2014 屆） 設(shè)計(jì)（論文）題目 電梯踏板與底板 壓鑄模具設(shè)計(jì)與制造 辦 學(xué) 點(diǎn) （系） 吳中辦學(xué)點(diǎn) 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班級(jí) 11 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)號(hào) 110409350513 學(xué) 生 姓 名 葉康 起 訖 日 期 2013.12-2014.4 地點(diǎn) 本校 指 導(dǎo) 教 師 林麗 職稱 講師 2014 年 4 月 15 日 2 前言 隨著與 國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn) 識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最 基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo) 志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工 業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如， CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多 先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命 模具依賴進(jìn)口。 壓鑄模具設(shè)計(jì)概要 時(shí)間飛逝，短短的實(shí)習(xí)期即將結(jié)束。經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月的學(xué)習(xí)，掌握了電梯部分部件設(shè)計(jì)的基本要求和設(shè)計(jì)要領(lǐng)，本文通過(guò)踏板與底板壓鑄模具的分析，通過(guò) CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序）的繪制，基本寫出了我的設(shè)計(jì)方法，加之學(xué)校老師，實(shí)習(xí)師傅的指導(dǎo)和數(shù)據(jù)共享，并查閱相關(guān)輔助書籍資料，展現(xiàn)了電梯壓鑄模具部分零部件的設(shè)計(jì)的全部過(guò)程。 3 目 錄 第一章 踏板壓鑄 模具設(shè)計(jì) 1 1.1壓鑄機(jī)的選用 1.1.1 鎖模力計(jì)算 2 31.1.3 1.1.4 1.1.2 壓室容 開(kāi)模距離 裝模尺寸 量 3 5 1.2 澆鑄系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 71.2.1 1.2.2 內(nèi)澆口的設(shè)計(jì) 直澆道的設(shè)計(jì) 8 91.2.3 橫澆道的設(shè)計(jì) 12 1.2.4 溢流槽和排氣槽的設(shè)計(jì) 13 1.2.5 動(dòng)、定模導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 15 1.2.6 模板的設(shè)計(jì) 16 1.2.7 抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18 1.2.8 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29 1.2.9 模具厚度與動(dòng)模座板行程的核算 20 第二章 電梯底板的 技術(shù)要求及選材 21 2.l 壓鑄?？傃b的技術(shù)要求 21 2.1.1 壓鑄模裝配圖上需注明的技術(shù)要求 22 2.1.2 壓鑄模外形和安裝部位的技術(shù)要求 23 2.1.3 總體裝配精度的技術(shù)要求 23 2.2 結(jié)構(gòu)零件的公 差與配合 24 2.2.1 結(jié)構(gòu)零件軸與孔朗配合和精度 25 2.2.2 滑動(dòng)零件的配合 25 2.3 零件的表面粗糙度 26 2.4 壓鑄模零件的材料選擇及熱處理要求 27 2.4.1 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 2.4.2 成型零部件設(shè)計(jì) 28 2.4.3 模具成型零件工作尺寸的計(jì)算 29 4 第三章 設(shè)計(jì)小結(jié)及部分 CAD裝配及零件圖 30 5 踏板的壓鑄模具設(shè)計(jì) 本次壓鑄模設(shè)計(jì)的零件是電梯踏板，零件的外形結(jié)構(gòu)如圖所示：使用的材料為鋁合金 ZL102。壓鑄模采用兩模腔。 1.1 壓鑄機(jī)的選用 在實(shí)際生產(chǎn)中，并不是每臺(tái)壓鑄機(jī)都能滿足壓鑄各種產(chǎn)品的需要而要根據(jù)具體情況 進(jìn)行選用。選用壓鑄機(jī)時(shí)應(yīng)考慮下述兩個(gè)方面的問(wèn)題。 首先，應(yīng)考慮壓鑄件的石同品種和批量。在組織多品種、小批量生產(chǎn)時(shí)，一般選用液 壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)和能快速進(jìn)行調(diào)整的壓鑄機(jī)。如果組織少品種大量生產(chǎn)時(shí)，則應(yīng)選 用配備各種機(jī)械化和自動(dòng)化控制機(jī)構(gòu)的高效率壓鑄機(jī)。對(duì)單一品種大量生產(chǎn)時(shí)，可選用專 用壓鑄機(jī)。 其次，應(yīng)考慮壓鑄件的不同結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)。壓鑄件的外形尺寸、質(zhì)量、壁厚以及工 藝參數(shù)的不同。對(duì)壓鑄機(jī)的選用有重大影響。 下面主要根據(jù)上述諸因素，介紹壓鑄機(jī)選用時(shí)對(duì)鎖模力、壓室容量和開(kāi)模距離等參數(shù) 的確定。 1.1.1 鎖模力計(jì)算 根據(jù)條件，本踏板模具采用斜銷抽芯和 斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，因此按以下計(jì)算公式計(jì)算： K ( P P ) 反 法 P 鎖 P F ( F1 F 2 F 3 F 4 ) p P p * F t a n 6 法 法 7 P 壓射比 澆 ：澆注系統(tǒng)的壓射比 溢 ： 排溢系統(tǒng)的壓射比 鍥形塊的鍥形角 K 安全系數(shù) 反 ： 反作用力壓射比的安全系數(shù) 鑄 ： 轉(zhuǎn)頭力壓射比的安全系數(shù) 余 ： 余力壓射比的安全系數(shù) 根據(jù)計(jì)算和現(xiàn)有條件，這里選擇 J1125 型臥室冷壓室壓鑄機(jī)，其技術(shù)規(guī)格如下： 1.1.2 壓室容量 壓鑄機(jī)初步選定后，壓射比壓和壓室直徑的尺寸相應(yīng)地得到確定，壓室可容納的金屬 液的重量也為定值，但是否能夠容納每次澆注 的金屬液重量，必須時(shí)需按下面核算： G 壓室 G 1000 壓室 V1 壓鑄件的體積 V2 澆注系統(tǒng)的總?cè)莘e V3 余料體積 合金密度 3.1.3 開(kāi)模距離 (V V V ) 壓鑄機(jī)壓室容量應(yīng)大于每次澆鑄的金屬液總量： G G 壓縮機(jī)給定的壓室容量 8 壓鑄模合模后應(yīng)能嚴(yán)密地鎖緊分型面，因此，要求合模后的模具總厚度大于 (一般大 20mm)壓鑄機(jī)的最小合模距離。開(kāi)模后應(yīng)能順利地取出鑄件，最大開(kāi)模距離減去模具總厚 度的數(shù)值，即為取出鑄件 (包括澆注系統(tǒng) )的空間。上述關(guān)系可用圖 2 12 加以說(shuō)明，由圖 2 12 可知： H 合 h1 h2 合 合 1 2 式中 h1 定模厚度 (mm)； h2 動(dòng)模厚度 (mm)； 合 Lmin 最小合模距離 (mm)； max L1 鑄件 (包括澆注系統(tǒng) )厚度 (mm)； L2 鑄件推出距離 (mm)； L 最小開(kāi)模距離 (mm)； 1.1.4 裝模尺寸 裝模尺寸的選擇原則如下： 摸具的安裝尺寸應(yīng)與模板尺寸相適應(yīng)。 壓鑄機(jī)合模后應(yīng)能嚴(yán)密地縮緊分型面，合模后的模具總厚度應(yīng)大于壓鑄機(jī)的最小 合模距離。 壓鑄機(jī)開(kāi)模后要能順利取出鑄件，壓鑄機(jī)最大開(kāi)模距離減去模具總厚度后應(yīng)留有 取出鑄件的距離。 1.2 澆鑄系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的主要作用是把金屬液從熱室壓鑄機(jī)的噴嘴或冷室壓鑄機(jī)的壓室導(dǎo)入型腔 內(nèi)。澆注系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)與金屬液進(jìn)入型腔的部位、方向、流動(dòng)狀態(tài)、型腔內(nèi)氣體 的排出等密切相關(guān)，并能調(diào)節(jié)充填速度、充填時(shí)間、型腔溫度等充型條件，其設(shè)計(jì)是壓鑄 H L 20mm L H L L 10mm L L L 10mm H 壓鑄模合模后的總厚度（ mm） L 最大開(kāi)模距離 (mm)； 9 模設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 1.2.1 澆鑄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、分類和設(shè)計(jì) 金屬液在壓力作用下充填型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)主要由直澆道、橫繞道 、 內(nèi)澆口所組成。立式冷室壓鑄機(jī)澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)入下圖所示： 澆鑄系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1-直澆道 2-橫澆道 3-內(nèi)澆口 4-余料 (1)對(duì)壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尺寸精度、表面和內(nèi)部質(zhì)量要求、承受負(fù)荷情況、耐壓要求 、 加工基準(zhǔn)面等進(jìn)行分析。 (2)根據(jù)壓鑄件的外形尺寸、復(fù)雜程度、合金種類、鑄件重量和在分型面上的投影面積 等，確定所采用的壓鑄機(jī)型號(hào)、選用適當(dāng)?shù)膲菏液蜎_頭。采用立式壓鑄機(jī)或熱室壓鑄機(jī)時(shí) 還要選用適當(dāng)?shù)膰娮?，使噴嘴截面積與撓注系統(tǒng)相適應(yīng)。 (3)確定金屬液進(jìn)入型腔的方向、位置和流動(dòng)狀態(tài)。 (4)確定澆注系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和各組成部分的尺寸。 1.2.1 內(nèi)澆口 的設(shè)計(jì) 內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)主要是確定內(nèi)澆口的位置、形狀和尺寸。由于鑄件的形狀復(fù)雜多樣，涉 及的因素很多，設(shè)計(jì)時(shí)難以完全滿足應(yīng)遵循的原則，內(nèi)澆口的截面積目前尚無(wú)切實(shí)可行的 精確計(jì)算方法，因此進(jìn)行內(nèi)澆口設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)驗(yàn)是很重要的因素。 內(nèi)澆口設(shè)計(jì)的原則如下： 1)金屬液從鑄件厚壁處向薄壁處填充。 2)內(nèi)澆口的設(shè)置要使進(jìn)入型腔的金屬液先流向遠(yuǎn)離澆口的部位。 3)金屬液進(jìn)入型腔后不宜立即封閉分型面、溢流槽和排氣槽。 4)從內(nèi)澆口進(jìn)入型腔的金屬液，不宜正面沖擊型芯。 5)澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除。 6)金屬液進(jìn)入型腔后的流向要沿著 鑄件上的肋和散熱片。 7)避免在澆口部分產(chǎn)生熱節(jié)。 8)選擇內(nèi)澆口位置時(shí)，應(yīng)使金屬液流程盡可能短。對(duì)于形狀復(fù)雜的大型鑄件最好設(shè)置 中心澆口。 9)采用多股內(nèi)澆記時(shí)，要注意防止金屬液進(jìn)入型腔后從幾路匯合，相互沖擊，產(chǎn)生渦 流、裹氣和氧化夾渣等缺陷。 10)薄壁壓鑄件內(nèi)澆口的厚度要小一些，以保持必要的充填速度。 11)根據(jù)鑄件的技術(shù)要求，凡精度、表面粗糙度要求較高且不再加工的部位，不宜設(shè)置 10 內(nèi)澆口。 12)管形鑄件最好圍繞型芯設(shè)置環(huán)形澆口。 流量計(jì)算法計(jì)算內(nèi)澆口截面積： 式中 Ag 內(nèi)澆口截面積 G 通過(guò)內(nèi)澆口的金屬液質(zhì)量 液態(tài)金屬的密度 vg 內(nèi)澆口處金屬液的流速 t 型腔的充填時(shí)間 GVTAg 11 澆口套如圖所示： 1.2.2 直澆道的設(shè)計(jì) 直澆道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 根據(jù)鑄件重量，選擇噴嘴導(dǎo)入口直徑。 處于澆口套部分直澆道的直徑，應(yīng)比噴嘴部分直澆道的直徑每邊放大 0.51mm。 噴嘴部分的出模斜度取 1.30 度，澆口套的出模斜度取 1.303 度。 分流錐處環(huán)形通道的截面積一般為噴嘴導(dǎo)入口的 1.2 倍左右，直澆道底部分流錐 的直徑 d3 一般情況下可按 12 d d 2 (1.1 1.3) d 2 3 2 1 式中 要求 d1 直澆道底部環(huán)形截面處的外徑， mm d2 直澆道小端（噴嘴導(dǎo)處入口處）直徑， mm 2 直澆道與橫澆道連接處要求圓滑過(guò)渡，其圓角半徑一般取 R520，以使金屬液流動(dòng) 順暢。 臥室冷壓室壓鑄機(jī)直澆道的設(shè)計(jì) 直澆道一般由壓室和澆口套組成，在直澆道上的這一段，通稱為余料。 直澆道的設(shè)計(jì)要求 直澆道直徑 D 根據(jù)鑄件所需比壓來(lái)選定。 直澆道厚度 H 一般取直徑 D 的 1/21/3。 為保證壓射沖頭動(dòng)作順暢，有利于壓力的傳遞和金屬液充填平穩(wěn)，壓室內(nèi)徑與澆 口套內(nèi)經(jīng)應(yīng)保持同軸度。 壓室和澆口套宜制成一體，如分開(kāi)制造時(shí)應(yīng)選擇合理的配合精度和配合間隙。 為了使直澆道從澆口套中順利脫出，可在靠近分型面一端長(zhǎng)度為 1525Mm 范圍 的內(nèi)孔處，設(shè)有 1.302 度的出模斜度。 正確選擇壓室和壓射沖頭的配合間隙 與直澆道相連接的橫澆道一般設(shè)置在澆口套的上方，防止金屬液在壓射前流入行 腔。 壓室和澆口套的內(nèi)孔，應(yīng)在熱處理和磨精后再沿軸線方向進(jìn)行研磨， 其表面粗糙 度不得高 于 Ra 0.2。 1.2.3 橫澆道的設(shè)計(jì) 橫澆道是指從直澆道末端到內(nèi)澆口之間的通道有時(shí)橫繞道可劃分為主橫澆道和過(guò)渡 橫澆道。 橫澆道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 1)橫澆道的截面積應(yīng)從直澆道起到內(nèi)澆口止，逐漸縮小如在橫澆道中出現(xiàn)截面積擴(kuò) 大的情況，金屬液流過(guò)這里時(shí)則會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓，由此必然會(huì)吸收分型面上的空氣，增加金屬 液流動(dòng)過(guò)程中的渦流。 2)圓弧形狀的橫澆道可以減少金屬液的流動(dòng)阻力，但截面積應(yīng)逐漸縮小，防止渦流裹 氣。圓弧形橫澆道出口處的截面積應(yīng)比進(jìn)口處減小 10一 30。 3)橫澆 道應(yīng)具其一定的厚度和長(zhǎng)度，若橫澆道過(guò)薄，則熱量損失大；若過(guò)厚時(shí)冷卻速 度緩慢，影響生產(chǎn)率，增大金屬消耗。保持一定長(zhǎng)度的目的，主要對(duì)金屬液起到穩(wěn)流和導(dǎo) 向的作用。 4)橫繞道截面積在任何情況下都不應(yīng)小于內(nèi)澆口截面積。多腔壓鑄模主橫澆道截面積 應(yīng)大于各分支橫澆道截面積之和。 5)根據(jù)工藝上的需要可布置盲澆道，以達(dá)到改善模具熱平衡條件，容納冷污金屬液、 涂料殘?jiān)蜌怏w的目的。 d d 3 （ mm） 13 6)模具上橫澆道部分，應(yīng)順著金屬液的流動(dòng)方向研磨，其表面粗糙度不大于 Ra 0.2m 。 7) 對(duì)于臥式冷室壓鑄機(jī)，在一船情況下 ，橫澆道入口處應(yīng)位于直澆道 (余料 )的上方， 防止壓室中的金屬液過(guò)早流入橫澆道。 1.2.4 溢流槽和排氣槽的設(shè)計(jì) 溢流槽和排氣槽的作用主要決定于設(shè)置的部位，而其效果則取決于容量和尺寸的選 擇。在模具結(jié)構(gòu)和工藝條件已決定的情況下，溢流槽和排氣槽可以彌補(bǔ)由于澆注系統(tǒng)涉及 不合理帶來(lái)的缺陷，起到相輔相成的作用。 溢流槽的設(shè)計(jì)要求 金屬液在橫澆道內(nèi)或進(jìn)入行腔后最先沖擊部位。 受金屬液沖擊的型芯背面。 兩股或多股金屬液相匯合，容易產(chǎn)生渦流裹氣或氧化夾雜的區(qū)域。 由于行腔形狀所形成的渦流部位。 金屬液最后 充填的部位。 需要改善金屬液流態(tài)抑制渦流、紊流的部位。 內(nèi)澆口兩側(cè)或其他金屬液不能直接充填的死角區(qū)域。 大平面上容易產(chǎn)生缺陷集中的部位。 行腔溫度較低的部位。 鑄件壁厚過(guò)薄難以充填的部位。 為使溢流槽能充分發(fā)揮作用達(dá)到七應(yīng)有的效果，不致消耗過(guò)多的金屬，增加投影面積 ， 影響鑄件尺寸精度，降低充填行腔的有效壓力，甚至影響和打亂充填流態(tài)或引起其他反作 用，故在布置溢流槽時(shí)應(yīng)慎重考慮。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，一般事先在準(zhǔn)備布置溢流槽處保留一 定的余地，經(jīng)試壓驗(yàn)證后，觀察鑄件上金屬液的流痕和缺陷產(chǎn)生的形態(tài)，最后確定合 理的 布局和容量。 1.2.5 動(dòng)、定模導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)的基本要求 1）應(yīng)具有一定的剛度引導(dǎo)動(dòng)模按一定的方向移動(dòng)，保證動(dòng)、定模在安裝和合模時(shí)的 正確位置。在合模過(guò)程中保持導(dǎo)柱、導(dǎo)套首先起定向作用，防止型腔、型芯錯(cuò)位。 2）導(dǎo)柱應(yīng)高出型芯高度，以避免模具搬運(yùn)時(shí)型芯受到損壞。 3）為了便于取出鑄件，導(dǎo)柱一般裝置在定模上。 4）如模具采用卸料板卸料時(shí)，導(dǎo)柱必須安裝在動(dòng)模上。 5）在臥室壓鑄機(jī)上采用中心澆口的模具，則導(dǎo)柱必須安裝在定模座板上。 導(dǎo)柱的導(dǎo)滑段直徑及導(dǎo)滑長(zhǎng)度的確定 導(dǎo)柱、導(dǎo)套需有 足夠的剛性，當(dāng)導(dǎo)柱為 4 根時(shí)，選取導(dǎo)柱導(dǎo)滑直徑的經(jīng)驗(yàn)公式為： d K F 式中 d 導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑 F 模具分型面上的表面積 K 比例系數(shù)，一般為 0.070.09。 14 根據(jù)本踏板的設(shè)計(jì)，導(dǎo)柱導(dǎo)滑直徑 d K F 25mm 查表得公差： 250.089 mm 導(dǎo)柱如下圖所示： 導(dǎo)柱導(dǎo)滑長(zhǎng)度查表得 l=50 mm 根據(jù)配合，導(dǎo)套內(nèi)孔直徑： 250 導(dǎo)套外徑： 350.017 導(dǎo)套如下圖所示： 1.2.6 模板的 設(shè)計(jì) 定模套板的設(shè)計(jì) 定模套板一般不作強(qiáng)度計(jì)算，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1、模具吊裝在壓鑄機(jī)墻板上后，要留出安裝壓板的位置，使模具壓緊定位。 2、與臥式壓鑄機(jī)的壓室安裝孔或立式壓鑄機(jī)的噴嘴安裝孔精確配合。 3、當(dāng)定模套版為不同孔時(shí)，則以定模壓板取代了定模座板，但仍必須留出安裝壓板 或緊固螺釘?shù)奈恢谩?定模套板如下圖所示： 0.050 0.039 0.033 15 第 32 頁(yè) 動(dòng)、定模套板的設(shè)計(jì)依據(jù) 套板一般受拉伸、彎曲、壓縮 3 種應(yīng)力，變形后會(huì)影響型腔的尺寸精度。因此，在考 慮套板尺寸時(shí)，應(yīng)兼顧模具結(jié)構(gòu)與壓鑄生產(chǎn)中的 因素。 動(dòng)、定模套板邊框厚度 當(dāng)采用滑塊時(shí)，動(dòng)、定模套板邊緣厚度應(yīng)增加到厚度 h ，其厚度 h計(jì)算如下： 3 式中 S 抽 抽芯距離 L 包括端面鑲塊中 T 形槽成型部分在內(nèi)的滑塊總長(zhǎng)度 mm 圓形套板邊框厚度 h 按以下計(jì)算 2H 2 2 2 4hE 式中 p 壓射比壓 2 mm 抽 DpH 型腔為不穿通式： h Dp 型腔為穿通式： h 2 D D D p 受力時(shí)，變形值 按下式計(jì)算： 16 許用抗拉強(qiáng)度， =8098Mpa E 彈性模量， E= 2.0510 h 套板邊框厚度， mm D 型腔直徑， mm H1 型腔深度， mm H 套板厚度， mm D 彈性變形量， mm MPa 矩形套板邊框厚度 h 按下式計(jì)算： 4H P1 pL1H1 2 2 1 式中 h 套板邊框厚度 H,H1,L1,L2 按鑄件大小確定 P1,P2 邊框側(cè)面承受的總壓力， N 材料的許用強(qiáng)度， MPa，對(duì) 45 剛調(diào)質(zhì)后 =196245MPa p 壓射比壓， MPa 動(dòng)模支承板的選擇 選擇支承板厚度的原則 1、鑄件分型面投影面積大，支承板厚度取較大值， 反之取較小值。 2、在投影面積相同的情況下，壓射比壓大，支承板厚度取較大值；壓射比壓小時(shí)， 支承板厚度取較小值。 3、當(dāng)模座上的墊塊設(shè)置在支承板長(zhǎng)邊兩端時(shí)，則支承板厚度取較大值；設(shè)置在支承 板的短邊兩端時(shí)，取嬌小值。 4、當(dāng)采用不同套板時(shí)，套板底部厚度為支承板厚度的 0.8 倍。 動(dòng)模支承板的加強(qiáng)形式 當(dāng)墊塊間距較大或支承板厚度較小時(shí)，可借助推板導(dǎo)柱或采用支柱，以增強(qiáng)對(duì)支承板的支 承作用。 動(dòng)模支承板厚度的計(jì)算 動(dòng)模支承板厚度 h 可按下式計(jì)算： 2 5 P P 8HP L h P pL H 17 h PL 彎 式中 p 動(dòng)模支承板所受總壓力， N； P=pF，其中， F 為鑄件在分型面上的投影面積 B 動(dòng)模支承板的長(zhǎng)度； L 墊塊間距， mm 彎 彎 按 132.3、 98、 88.2MPa 3 種情況選取。 彎 當(dāng) 彎 =132.3MPa 時(shí)： 6 1 3 PL 當(dāng) 彎 2B彎 =98MPa 時(shí)： 14 10 PL B 132.310 2B 16.310 B 當(dāng) 彎 =88.2 MPa 時(shí)： h 3 PL 13.310 B 根據(jù)設(shè)計(jì)和計(jì)算，支承板設(shè)計(jì)圖如下： 2B 鋼材的許用彎曲強(qiáng)度， MPa. 動(dòng)模支承板材料為 45 鋼，回火狀態(tài)，靜載彎曲時(shí)可根據(jù)支承板結(jié)構(gòu)情況 ， 分 別 根據(jù) 3 種情況代入公式簡(jiǎn)化為： PL PL h 1 h 3 1 18 第 35 頁(yè) 1.2.7 抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 壓鑄時(shí)，金屬液沖天型腔，冷凝收縮后，對(duì)活動(dòng)型芯的成形部分產(chǎn)生包緊力，抽芯時(shí) 需要克服由鑄件收縮產(chǎn)生的包緊力和抽芯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)的各種阻力，兩者的合力即為抽芯 力。 在開(kāi)始抽芯的瞬間，所需抽芯力最大，為起始抽芯力。繼續(xù)抽芯時(shí)，只需克服機(jī)構(gòu)及 型芯運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力，為相繼抽芯力。 抽芯力按下式計(jì)算： 包 式中 P 起始抽芯力， N； 阻 P 包 鑄件冷凝收縮后對(duì)型芯產(chǎn)生的包緊力， N； l 被鑄件包緊的型 芯成型部分長(zhǎng)度， mm； A 被鑄件包緊的型芯成型部分?jǐn)嗝嬷荛L(zhǎng)， mm； p 擠壓應(yīng)力，對(duì)鋅合金一般取 5.887.84MPa；對(duì)鋁合金一般取 9.811.76MPa； 對(duì)銅合金一般取 11.7615.68MPa； 壓鑄合金對(duì)型芯的摩擦系數(shù)，一般取 0.20.25； P P cosP sinAlp(cossin) P 抽芯阻力， N； 19 型芯成形部分的斜度。 確定抽芯距離 抽芯后活動(dòng)型芯應(yīng)完全脫離鑄件成形表面，并使鑄件能順利推出型腔。抽芯距離的計(jì) 抽 移 抽 移 K 安全值， mm。 1.2.8 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 壓鑄模中使鑄 件從模具的成型零件中脫出的機(jī)構(gòu)，稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)一般設(shè) 置與動(dòng)模上。推出機(jī)構(gòu)一般由推比元件 (如推扦、推管、卸料板、成型推塊、斜滑塊等 )、 復(fù)位元件、限位元件、導(dǎo)向元件、結(jié)構(gòu)元件組成。 推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式按機(jī)構(gòu)形式分為推桿推出、推管和推叉推出、卸料板推出、斜 滑塊推出及其他推出機(jī)構(gòu)。 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 1、推出距離的確定 在推出元件作用下，鑄件與其相應(yīng)成型零件表面的直線位移或 角位移稱為推出距離。推出距離的確定見(jiàn)表 2、推出力的確定 推出過(guò)程中，使鑄件脫出成型零件時(shí)所需要的力，稱 為推出力 。 推出力按公式 F 推 KF 包 核算。 3、受推面積和受推力 在推出力的推動(dòng)下，鑄件受推出零件所作用的面積，稱為 受椎面積 A。而單位面積上的壓力稱為受推力 P。下表為不同合金所能承受的許用受推力。 算如下： S S K 式中 抽芯距離， mm； S 滑塊型芯完全脫處成形處的移動(dòng)距離， mm； 20 第 37 頁(yè) 1.2.9 模具厚度與動(dòng)模座板行程的核算 為了機(jī)器合模時(shí)能鎖緊模具分型面，開(kāi)模后能方便地從分型面間取出鑄件，必須對(duì)模 具厚度、動(dòng)模座板行程進(jìn)行核算。 模具厚度核算 雖然調(diào)整合模機(jī)構(gòu)的位置可適應(yīng)所設(shè)計(jì)的模具厚度，但調(diào)整范圍不超過(guò)說(shuō)明書中所給 出的最大和最小模具厚 度。 根據(jù)分型面在合投時(shí)必須貼緊的要求，所設(shè)計(jì)的模具厚度，不得小于機(jī)器說(shuō)明書所給 定的最小模具厚度，也不得大于所給定的最大模具厚度。據(jù)此。設(shè)計(jì)模具時(shí)，按下面公式 核算所設(shè)計(jì)的模具厚度 Hmin 10mm H 設(shè) Hmax 10mm 動(dòng)模座板行程核算 動(dòng)模座板行程實(shí)際上就足壓鑄機(jī)開(kāi)模后，模具分型面之間的最大距離。 21 L 取 行 ( mm) 式中 L L 取 行 開(kāi)模后分明面之間取出鑄件的最小距離 (mm) 動(dòng)模座板行程 (mm) L 22 電梯底板成型工藝圖 電梯底板壓鑄模具設(shè)計(jì) 23 2.1. 裝配圖上需注明的技術(shù)要求 1) 模具的最大外形尺寸 (長(zhǎng)寬高 )。為便于復(fù)核校具在工作時(shí)，其滑動(dòng)構(gòu)件與機(jī)器 構(gòu)件是否有干擾，液壓拍芯油缸的尺寸，位置及行程滑塊拍芯機(jī)構(gòu)的尺寸，位置及滑塊 到終點(diǎn)的位置均應(yīng)畫簡(jiǎn)圖示意。 2)選用壓鑄機(jī)型號(hào)。 3)壓鑄件選用的合金材料。 4)選用壓室的內(nèi)徑、比壓或噴嘴直徑。 5)最小開(kāi)模行程 (如開(kāi)模最大行程有限制時(shí) 6)推出行程。 7)標(biāo)明冷卻系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)進(jìn)出口。 8)澆注系統(tǒng)及主要尺寸。 9)特殊運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作 過(guò)程。 2.1.2 壓鑄模外形和安裝部位的技術(shù)要求 壓鑄模的外形和安裝部位有如下幾點(diǎn)技術(shù)要求。 1)各模扳的邊緣均應(yīng)倒角 2 45I，安裝面應(yīng)光滑平整，不應(yīng)有突起的螺釘、銷釘、毛 刺和擊傷等痕跡。 2)在模具非工作面上醒目的地方打上明顯的標(biāo)記，包括以下內(nèi)容：產(chǎn)品代號(hào)、模具編 號(hào)、制造日期及模具制造廠家名稱或代號(hào)。 3) 在動(dòng)、定模上分別沒(méi)有吊裝用螺釘孔，重量較大的零件 ( 25k8)也應(yīng)設(shè)起吊螺孔。 蛹孔有效螺紋深度不小于螺孔直徑的 1 5 倍。 4)模具安裝部位的有關(guān)尺寸應(yīng)符合所選用的壓鑄機(jī)相關(guān)對(duì)應(yīng)的 尺寸，且裝拆方便，壓 室安裝孔徑和深度須嚴(yán)格檢查。 5)分型面上除導(dǎo)套孔、斜銷孔外，所有模具制造過(guò)程中的工藝孔，螺釘孔都應(yīng)堵塞， 并且與分型面平齊。 2.1.3 總體裝配精度的技術(shù)要求 壓鑄?？傮w裝配精度有如下幾點(diǎn)技術(shù)要求。 1)模具分型面對(duì)定、動(dòng)模座板安裝平面的平行度按表 9-1 的規(guī)定 2)導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)定、動(dòng)模座板安裝面的垂直度按表 9 2 的規(guī)定。 3)在分型面上，定模、動(dòng)模鑲件平面應(yīng)分別與定模套板、動(dòng)模套板齊平或允許略高 ， 24 但高出量在 0.050.10mm 范圍內(nèi)。 4)推桿、復(fù)位 桿應(yīng)分別與型面齊平，推桿允許凸出型面，但不大于 0.1mm，復(fù)位桿允 許低于型面，但不大干 0.05mm。推桿在推桿固定板中應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，但軸向間隙不大于 0.10mm。 5)模具所有活動(dòng)部位，應(yīng)保證位置準(zhǔn)確，動(dòng)作可靠，不得有歪斜和呆滯現(xiàn)象。相對(duì)固 定的零件之間不允許竄動(dòng)。 6)滑塊在開(kāi)模后內(nèi)定位準(zhǔn)確可靠。抽芯動(dòng)作結(jié)束時(shí)，所抽出的型芯端面，與鑄件上相 對(duì)應(yīng)型位或孔的端面距離不應(yīng)小于 2mm?；瑒?dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)導(dǎo)滑靈活，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，配合間隙適當(dāng) 。 合模后滑塊與楔緊塊應(yīng)壓緊，接觸面積不小于二分之一，且具有一定預(yù)應(yīng)力。 7)繞道表面粗活度 Rd 不大于 0.4m ，轉(zhuǎn)接處應(yīng)光滑連接，鑲拼處應(yīng)密合，拔模斜度 不小于 5 。 8）合模時(shí)鑲塊分型面應(yīng)緊密貼合，如局部有間隙，也應(yīng)不大于 0.05mm(排氣槽除外 )。 9)冷卻水道和溫控油道應(yīng)暢通，不應(yīng)有滲漏現(xiàn)象，進(jìn)口和出口處應(yīng)有明顯標(biāo)記。 10)所有成形表面粗糙度 Ra 不大于 0.4m ，所有表面部不允許有擊傷，擦傷或微裂紋。 2.2. 影響壓鑄模壽命的因素及提高模具壽命的措施 影響壓鑄模壽命的因素很多，如從鑄件結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)與制造工藝、壓鑄工 藝、模 具材料等，而提高模具壽命也正是從這些方面入手。 2.2.1 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響 1)在滿足鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的條件下，宜采用薄壁結(jié)構(gòu)。這除了減輕鑄件重量外，也減少 了模具的熱載荷。但鑄件壁的厚度也必須滿足金屬液在型腔中流動(dòng)和填充的需要。 2)鑄件壁厚應(yīng)盡量均勻，避免產(chǎn)生熱節(jié)，以減少局部熱量集中而加速局部模具材料的 熱疲勞。 3)鑄件的轉(zhuǎn)角處應(yīng)有適當(dāng)?shù)蔫T造圓角，以避免在模具相應(yīng)部位形成棱角，使該處產(chǎn)生 裂紋和塌陷，也有利于改善填充條件。 4)鑄件上應(yīng)盡量避免窄而深的凹穴，以免模具的相應(yīng)部位出現(xiàn)窄而高的 凸臺(tái)，使散熱 條件惡化，并因受沖擊而彎曲、斷裂。 2.2.2 模具設(shè)計(jì)的影響 1)模具中各元件應(yīng)有足夠的剛性和強(qiáng)度，以承受鎖模力和金屬液充填時(shí)的反壓力而不 產(chǎn)生較大的變形。導(dǎo)滑元件應(yīng)有足夠的剛度和表面耐磨性，保證模具使用過(guò)程中起導(dǎo)滑、 定位作用。所有與金屬液接觸的部位，均應(yīng)選用耐熱鋼，并采取合適的熱處理工藝。套板 選用 45 鋼并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 (大模具也可選用球墨鑄鐵 )。 2)正確選擇各種元件的公差配合和表而粗糙度。使模具在工作溫度下，活動(dòng)部位不致 咬合和竄入金屬液，固定部位不致產(chǎn)生松動(dòng)。 3)設(shè)計(jì)澆注系 統(tǒng)時(shí)，要盡量防止金屬液正面沖擊或沖刷型芯，減少澆口流入處受到?jīng)_ 蝕。盡量避免澆口、溢流槽、排氣槽靠近導(dǎo)柱、導(dǎo)套和抽芯機(jī)構(gòu)，以免金屬液竄人。有時(shí) 適當(dāng)增大內(nèi)澆口截面積會(huì)提高模具使用壽命。 。 25 4) 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意保持模具熱平衡 (尤其是大模具，復(fù)雜的模具 )，通過(guò)溢流槽、冷卻系 統(tǒng)合理設(shè)計(jì)，特別是采用溫控系統(tǒng)，會(huì)大大提高模具壽命。 5)合理采用鑲塊組合結(jié)構(gòu)，避免銳角、尖劈。以適應(yīng)熱處理工藝要求。設(shè)置推桿和型 芯孔時(shí)，應(yīng)與鑲塊邊緣保持一定的距離，溢流槽與型腔邊緣也應(yīng)保持一定距離。 6)由于鑄件設(shè)計(jì)面造成模具不可避免的易損 部位，特別是較小截面的凸臺(tái)，細(xì)小而長(zhǎng) 的型芯，應(yīng)盡量采用鐐拼的做法，便于損壞時(shí)更換。 2.2.3 模具鋼材及鍛造質(zhì)量的影晌 經(jīng)過(guò)鍛造的模具鋼材，可以破壞原始的帶狀組織或碳化物的積集，提高模具鋼的力學(xué) 性能。為充分發(fā)揮鋼材的潛力，應(yīng)首先注意它的潔凈度，使該鋼的雜質(zhì)含量和氣體含量降 到最低。目前壓鑄模用鋼普遍采用 H13 鋼，并采用真空冶煉或電渣重熔的鋼材。經(jīng)電渣 重熔的 H13 鋼比一般電爐生產(chǎn)的疲勞強(qiáng)度提高 25以上，疲勞的趨勢(shì)也較緩慢。 作為型腔和大型芯的鋼坯應(yīng)通過(guò)多向反復(fù)鍛打，控制碳化物偏析和消除纖 維狀組織及 方向性。鍛材內(nèi)部不允許有微裂紋、白點(diǎn)、縮孔等缺陷。 鍛件應(yīng)進(jìn)行退火，以達(dá)到所要求硬度和金相組織。 型芯、鑲塊等模塊應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷檢查合格后方可使用。 2.3 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.3.1 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 保證推出時(shí)塑件不變形或損壞 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 良好的塑件外觀 合模時(shí)正確復(fù)位 26 本模具采用推桿推出機(jī)構(gòu)。 (1) 推桿的形式 采用等圓截面推桿，其尾部采用軸肩形式，推桿材料為 T8A，頭部要淬火，硬度應(yīng)達(dá)到 40HRC 以上，滑動(dòng)配合部分表面粗糙度達(dá)到 Ra0.63 1.25,頂桿的位置高在阻力大的地方。 圖 2 5 推桿 (2) 推桿的固定及配合 推桿與推桿孔部為滑動(dòng)配合，一般選 H7/f6，其配合間隙兼有排氣作用，但不應(yīng)大于所用塑料的排氣間隙，以防漏料。配合長(zhǎng)度一般與頂桿直徑的 2 3 倍，推桿端面構(gòu)成型腔的一部分，應(yīng)精細(xì)拋光。 采用推桿比較容易使單邊間隙達(dá)到 0.01 0.02mm 的要求。推桿選用 d=8mm推桿推出距離 d=14mm。 推桿的固定方式如圖： 圖 2 6 2.3.2 成型零部件的設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件外邊面的成型零件 。一般有如下幾種： ( )、整體式凹模：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來(lái)的制品便面不會(huì)帶有鑲拼的接縫的溢料痕跡。有較高的強(qiáng)度和剛度，但加工困難。適合于形狀簡(jiǎn)單的中小型塑件 ( )、整體嵌入式凹模：適用于小型，多腔注射模或需要節(jié)約優(yōu)質(zhì)材料的場(chǎng)合。整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠強(qiáng)度與剛度，使用可靠且置換方便 ( )、組合式凹模：適用于形狀復(fù)雜和面機(jī)較大的凹模。 ( )、鑲拼式凹模：可用于小型精密或大型模具 27 成型零件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免鑲拼結(jié)構(gòu)，以免熔體鉆模。由于模具是一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式，難易程度和考慮加工的材料的價(jià)值利用等因素，凹模采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)。 其結(jié)構(gòu)形式如圖 2 7 所示； 圖 2 7 凸模和型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 凸模核型芯都是用來(lái)成型塑件制品的內(nèi)表面的成型零件。主要有以下幾種； (1 )、整體式凸模：整體式凸模使用整塊材料加工而成。結(jié)構(gòu)牢固，不易變形，成型制品不會(huì)帶有鑲拼接縫的溢料痕跡，但形狀復(fù)雜。 (2 )、圓柱型新結(jié)構(gòu)：一般采用軸肩與墊板的固定方法，定為配合部分長(zhǎng)度為 3 5mm，用小間隙或過(guò)渡配合，有利排氣。 (3 )、拼凸模結(jié)構(gòu)：當(dāng)制品內(nèi)型比較復(fù)雜，凸模加工制造困難時(shí)可采用這種方 式。 (4 )、活動(dòng)凸模：包括瓣式凸模，側(cè)向型芯或其他可以運(yùn)動(dòng)的凸模，型芯和成塊。 難易程度和考慮加工的材料的價(jià)值利用等因素，凸模采用活動(dòng)式結(jié)構(gòu)。 （ 5） 底板厚度 Sp=25i=25(0.35w(1/5)+0.001w)/1000 28 =0.016 T=(0.175pr4/(ESp)(1/3) =20mm 式中， E=2.1*105， w=r=10, 腔內(nèi)平均壓力 P=40MPA.。 根據(jù)以上分析，計(jì)算以及型腔尺寸位置尺寸可確定模 架的結(jié)構(gòu)型式和規(guī)格，查中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典選用模架 200*315 系列；具體尺寸為： 模架的參數(shù) 件號(hào) 模板 材料 尺寸 (mm) 1 定模座板 45 250x315x25 2 定模板 45 200x315x32 3 動(dòng)模板 45 200x315x34 4 墊塊 Q235 40x315x50 5 推桿固定桿 45 118x315x20 6 推板 45 118x315x16 7 動(dòng)模座板 45 250x315x25 結(jié)構(gòu)示意圖 29 2.4 模具成型零件工作尺寸的計(jì)算 該塑件的成型零件尺寸計(jì)算時(shí)均采用 平均尺寸 ,平均收縮率 ,平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。查有關(guān)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得酚醛塑料的收縮率為 s=0.6% 0.9%,故平均收縮率 0 為( 0 . 6 0 . 9 ) % / 2 0 . 7 5 %cpS 。塑件公差按照 SJ1372中的 7級(jí)精度公差選取，即取 64為