鋁合金輪轂壓鑄模具設計

1、XXXX大學本科生畢業(yè)論文姓名：XX學號：:XX學院：專業(yè)：設計題目：鋁合金輪轂壓鑄模具設計專題：指導教師：XXX職稱：XXX2012年 6 月XX學院專業(yè)年級學生姓名任務下達日期：畢業(yè)設計日期：畢業(yè)設計題目：畢業(yè)設計專題題目：畢業(yè)設計主要內容和要求：指導教師評語（基礎理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研究內容的理論依據(jù)和技術方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點；工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）評閱教師評語（選題的意義；基礎理論及基本技能的掌握；綜合運用所學知識解決實際問題的能力；工作量的大?。蝗〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在

2、問題；是否同意答辯等）：XXXX大學畢業(yè)設計答辯及綜合成績答辯情況提出問題回4答問題正確基本正確般性錯誤后原則性錯誤回答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字：4年月日學院領導小組綜合評定成績：學院領導小組負責人：年月日摘要輪轂是電動自行車上極為重要的行駛部件和安全部件，應具有良好的綜合力學性能，在正常行駛過程中不應發(fā)生變形和疲勞失效。近幾年來半固態(tài)加工技術因其節(jié)能、高效、環(huán)保式生產(chǎn)以及成型件的高性能等諸多優(yōu)點，得到了世界各國的廣泛關注。半固態(tài)鑄造成形技術不但綜合了鑄造成形和鍛壓成形的優(yōu)點。而且部分產(chǎn)品的性能會接近甚至于達到鍛壓產(chǎn)品的性能。因此，采用半固態(tài)擠壓成形工藝來加工電動自行車輪轂

3、將會是一個新的發(fā)展方向。模具在半固態(tài)擠壓成型方法中是至關重要的一部分，因此，它的設計和制造成了成品件質量的關鍵所在。本文對電瓶車輪轂進行二維造型比較形象的展示輪轂的外形。并主要從電動自行車輪轂的發(fā)展狀況、鋁合金的成型與鑄造方法、半固態(tài)擠壓成型工藝及特點，模具總體方案的選擇以及模具結構的設計等方面介紹了輪轂半固態(tài)擠壓模具的設計。該款輪轂的材料采用了鋁合金材料（ZL101A），分析了輪轂零件的特點。另外，主要從鑄件收縮率、鑄型分型面、冒口的設置以及推出機構等幾個方面介紹了模具設計的要點。關鍵詞：輪轂;半固態(tài)擠壓;模具設計ABSTRACT一般部分 TOC o 1-5 h z 1緒論1壓力鑄造2典型的

4、壓鑄填充理論2壓力鑄造的特點2壓鑄生產(chǎn)過程簡介2 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 壓鑄業(yè)發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及趨勢3壓鑄的發(fā)展歷史2我國壓鑄業(yè)的發(fā)展2壓鑄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢2 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 本課題的研究內容及意義4研究內容6開展本課題的意義7模具設計專題部分 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 3壓鑄件設計10 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 壓鑄件基本結構設計10壁厚和肋10鑄造和圓

5、角11起模斜度11 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 壓鑄件結構設計的工藝性11 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 壓鑄件技術要求11尺寸精度11表面質量12機械加工余量134壓鑄機的選用及相關計算與校核11確定壓鑄機的鎖模力13計算主脹型力10計算鎖模力10開模行程的核算10 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 5半固態(tài)擠壓模具設計概述11 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 半固態(tài)擠壓模具基本結構

6、13 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 分型面的設計15 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 澆注系統(tǒng)的設計18澆注系統(tǒng)的結構與分類18內澆口的設計19直澆道的設計19橫澆道的設計19 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 排溢系統(tǒng)的設計19溢流槽的設計20排氣槽的設計20 HYPERLINK l bookmark83 o Current Document 模架的設計18模架的設計原則18 HYPERLINK l bookmark101 o Curre

7、nt Document 模具加熱系統(tǒng)設計19成形零件的設計19半固態(tài)擠壓件的收縮率20成形部分尺寸的計算20 HYPERLINK l bookmark93 o Current Document 推出機構設計18結論與展望37參考文獻38翻譯部分英文原文40中文譯文49致謝59一般部分緒論壓力鑄造壓鑄是壓力鑄造的簡稱，是一種將處于熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)的金屬注入壓鑄機的壓室，在高壓力的作用下，以極高的速度充填在壓鑄模具的型腔內，并在高壓下冷卻凝固成型而獲得鑄件的高效益、高效率的精密鑄造方法。用該方式成型的鑄件，常常成為壓鑄件。目前壓鑄所采用的金屬主要是各種合金，其中鋁合金占比例最高（30%60%）

8、,鋅合金次之（在國外，鋅合金鑄件絕大部分為壓鑄件）。鎂合金是近幾年國際上比較關注的合金材料，銅合金僅占壓鑄件總量的1%2%。典型的壓鑄填充理論壓鑄過程中金屬液的填充形態(tài)與鑄件致密度、氣孔率、力學性能和表面粗糙度等質量因素密切相關，在極短的填充瞬間其受到壓鑄件結構、填充速度、比壓、溫度、內澆口與壓鑄件端面厚度之比、合金液的黏度及表面張力、澆注系統(tǒng)的形狀等的制約。長期以來人們對此進行廣泛的研究，提出了一些論點，但這些論點都是在特定的實驗條件下得到的，有一定的局限性，要求人們在應用中具體情況具體分析，使填充理論進一步完善和深化。目前局域代表性的金屬充填理論有三種：噴射充填理論、全壁厚充填理論和三階段

9、充填理論。噴射填充理論該理論是1932年由佛羅梅爾（L.Frommer）在矩形截面型腔一端開設澆口，研究鋅合金壓鑄填充過程中得到的。他認為液體金屬的填充過程遵循流體力學定律，并且有摩擦和渦流現(xiàn)象；液體金屬填充矩形型腔時的運動特性和內澆道截面積與型腔截面積之比有關。佛羅梅爾認為：當液流在速度、壓力不變時，保持內澆口截面的形狀噴射至對面型壁，成為噴射階段；由于對面型壁的阻礙，部分金屬呈渦流狀返回，部分金屬向所有其他方向噴射并沿型腔壁由四面向內澆口方向折回，成為渦流階段。渦流中容易卷入空氣及涂料燃燒產(chǎn)生的氣體，使壓鑄件凝固后形成0.11mm勺孔洞，降低了壓鑄件的致密度。全壁厚填充理論該理論是1937

10、年由勃蘭特（W.G.Brandt）用0.52mnB的內澆口（且與壓鑄件厚度之比為0.10.6）研究鋁合金壓鑄填充過程中得到的。勃蘭特認為，金屬液經(jīng)內澆口進入型腔后，即擴展至型壁后沿整個型壁截面向前填充，直到充滿為止。三階段填充理論該理論是1944-1952年由巴頓(H.KBarton)提出來的。巴頓認為，填充過程是包含力學、熱力學和流體力學因素的復合問題，大致可分為三個階段。第一階段：受內澆口截面限制的金屬射入型腔后，首先沖擊對面型壁，沿型腔表面向各方向擴展，并形成壓鑄件表面的薄殼層，在型腔轉角處產(chǎn)生渦流。第二階段：后續(xù)金屬液沉積在薄殼層內的空間里，直至填滿，凝固曾逐漸向內延伸，液相逐漸減少。

11、第三階段：金屬液完全充滿型腔后，與澆注系統(tǒng)和壓室構成一個封閉的水力學系統(tǒng)，在壓力作用下，補充熔融金屬，壓實壓鑄件。以上是早期的三種典型的填充理論。由于壓鑄過程中，壓鑄件的填充是在極短的時間內完成的，并且過程是不連續(xù)的，變化迅速，壓鑄件是不透明的，因而不可能直接觀察到壓鑄件內填充過程。此外，填充過程還與壓射工藝參數(shù)、壓鑄件和內澆道的形狀及兩者截面積之比、壓鑄合金的性能等因素有關。因此，對填充理論一直存在著不同的看法。壓力鑄造的特點高壓力和高速度是壓鑄中熔融合金充填成型過程的兩大特點，也是壓鑄與其他鑄造方法最根本的區(qū)別所在。壓鑄中常用的壓射比壓在幾兆帕至幾十兆帕范圍內，有時甚至高達500MPa其充

12、填速度一般在0.570m/s范圍內，它的充填時間很短，一般為0.010.2s,最短的僅為千分之幾秒。因此，禾I用這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品有著其獨特的優(yōu)點。可以得到薄壁、形狀復雜但輪廓清晰的鑄件。其壓鑄出的最小壁厚：鋅合金為0.3mm鋁合金為0.5mm鑄出孔最小直徑為0.7mm鑄出螺紋最小螺距0.75mm。對于形狀復雜，難以或不能用切削加工制造的零件，即使產(chǎn)量小，通常也采用壓鑄生產(chǎn)，尤其當采用其他鑄造方法或其他金屬成型工藝難以制造時，采用壓鑄生產(chǎn)最為適宜。鑄件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。鑄件的尺寸精度為IT12IT11面粗糙度一般為3.20.8最低可達0.4因此，個別壓鑄件可以不經(jīng)過機械加工或僅是

13、個別部位加工即可使用1黃。壓鑄的主要優(yōu)點是：鑄件的強度和表面硬度較高。由于壓鑄模的激冷作用，又在壓力下結晶，因此，壓鑄件表面層晶粒極細，組織致密，所以表面層的硬度和強度都比較高。壓鑄件的抗拉強度一般比砂型鑄件高25%-30%但收縮率較低。(2)生產(chǎn)率較高。壓力鑄造的生產(chǎn)周期短，一次操作的循環(huán)時間約5smin,這種方法適于大批量生產(chǎn)。雖然壓鑄生產(chǎn)的優(yōu)勢十分突出，但是，它也有一些明顯的缺點：(1)壓鑄件表層常存在氣孔。這是由于液態(tài)合金的充型速度極快，型腔中的氣體很難完全排除，常以氣孔形式存留在鑄件中。因此，一般壓鑄件不能進行熱處理，也不宜在高溫條件下工作。這是由于加熱溫度高時，氣孔內的氣體膨脹，導

14、致壓鑄件表面鼓包，影響質量與外觀。同樣，也不希望進行機械加工，以免鑄件表面顯露氣孔。(2)壓鑄的合金類別和牌號有所限制。目前只適用于鋅、鋁、鎂、銅等合金的壓鑄。而對于鋼鐵材料，由于其熔點高，壓鑄模具使用壽命短，故鋼料材料的壓鑄很難適用于實際生產(chǎn)。至于某一種合金類別，由于壓鑄時的激冷產(chǎn)生劇烈收縮，因此也僅限于幾種牌號的壓鑄。(3)壓鑄的生產(chǎn)準備費用較高。由于壓鑄機成本高，壓鑄模加工周期長、成本高，因此壓鑄工藝只適用于大批量生產(chǎn)2壓鑄生產(chǎn)過程簡介圖1壓鑄工藝過程流程圖壓鑄業(yè)發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及趨勢壓鑄的發(fā)展歷史壓鑄始于19世紀，其最初被用于壓鑄鉛字。早在1822年，威廉姆喬奇(WillamChurch

15、)博士曾制造一臺日產(chǎn)1.22萬鉛字的鑄造機，已顯示出這種工藝方法的生產(chǎn)潛力。1849年斯圖吉斯(J.J.Sturgiss)設計并制造成第一臺手動活塞式熱室壓鑄機，并在美國獲得了專利權。1885年默根瑟(Mersen-thaler)研究了以前的專利，發(fā)明了印字壓鑄機，開始只用于生產(chǎn)低熔點的鉛、錫合金鑄字，到19世紀60年代用于鋅合金壓鑄零件生產(chǎn)。壓鑄廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)還只是上世紀初，用于現(xiàn)金出納機、留聲機和自行車的產(chǎn)品生產(chǎn)。1904年英國的法蘭克林(H.H.Franklin)公司開始用壓鑄方法生產(chǎn)汽車的連桿軸承，開創(chuàng)了壓鑄零件在汽車工業(yè)中應用的先例。1905年多勒(H.H.Doehler)研制成

16、功用于工業(yè)生產(chǎn)的壓鑄機、壓鑄鋅、錫、銅合金鑄件。隨后瓦格納(WagneD設計了鵝頸式氣壓壓鑄機，用于生產(chǎn)鋁合金鑄件。這種壓鑄機是利用壓縮空氣推送鋁合金經(jīng)過一個鵝頸式通道壓入模具內，但由于密封、鵝頸通道的粘咬等問題,這種機器沒有得到推廣應用。但這種設計是生產(chǎn)鋁合金鑄件的第一次嘗試。20世紀20年代美國的Kipp公司制造出機械化的熱室壓鑄機，但鋁合金液有浸蝕壓鑄機上鋼鐵零部件的傾向，鋁合金在熱室壓鑄機上生產(chǎn)受到限制。1927年捷克工程師約瑟夫波拉克(JesefPfolak)設計了冷壓室壓鑄機，由于貯存熔融合金的坩鍋與壓射室分離，可顯著地提高壓射力，使之更適合工業(yè)生產(chǎn)的要求，克服了氣壓熱壓室壓鑄機的

17、不足之處，從而使壓鑄技術向前邁出重要一步3。20世紀50年代大型壓鑄機誕生，為壓鑄業(yè)開拓了許多新的領域。隨著壓鑄機、壓鑄工藝、壓鑄型及潤滑劑的發(fā)展，壓鑄合金也從鉛合金發(fā)展到鋅、鋁、鎂和銅合金，最后發(fā)展到鐵合金，隨著壓鑄合金熔點的不斷增高而使壓鑄件應用范圍也不斷擴大4。我國壓鑄業(yè)的發(fā)展我國壓鑄工業(yè)在近半個世紀的發(fā)展中有了長足的進步。作為一個新興產(chǎn)業(yè)，其每年都以8%-12%勺良好勢頭快速發(fā)展。目前，我國擁有壓鑄廠點及相關企業(yè)2600余家，壓鑄機近萬臺，年產(chǎn)壓鑄件50余萬噸。其中鋁壓鑄件占67.0%、鋅壓鑄件31.2%、銅壓鑄件1.0%、鎂壓鑄件0.8%。我國的壓鑄廠點及相關企業(yè)中，壓鑄廠點2000

18、余家，占企業(yè)總數(shù)的80%以上，壓鑄機及輔助設備企業(yè)、模具企業(yè)、原輔材料企業(yè)近398家，占13.7%，科研、大專院校、學會等其他單位合計112個，占總數(shù)的3.8%5。壓鑄機生產(chǎn)方面，我國約有壓鑄機生產(chǎn)企業(yè)20多個，年生產(chǎn)能力超過1000臺，壓鑄機的供應能力很強。其中的中小型壓鑄機的質量較好，大型壓鑄機、實時控制的高性能的壓鑄機仍需進口，2000噸以上的壓鑄機正在研制中5。種種情況表明，中國的壓鑄產(chǎn)業(yè)已經(jīng)相當龐大。但是，與壓鑄強國相比，中國的壓鑄業(yè)還有著較大的差距。中國壓鑄企業(yè)的規(guī)模較小，企業(yè)素質不高，技術水平落后，生產(chǎn)效率較低。雖然與美國、日本等壓鑄先進國家相比，我國壓鑄件的生產(chǎn)占有一定的數(shù)量優(yōu)

19、勢，但我國壓鑄企業(yè)以小型工廠為主，因此在管理水平和工作效率上，較之有很大的差距。另外，雖然我國生產(chǎn)的中小型壓鑄機質量較好，但大型壓鑄機、實時控制的高性能的壓鑄機仍需進口，每年進口壓鑄機100臺以上6。由此可見，我國不能算作壓鑄強國，只能是壓鑄大國。近年來，由于中國工業(yè)的迅速發(fā)展，壓鑄產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸向很多市場邁進。以中國的轎車工業(yè)壓鑄市場為支柱，中國的壓鑄業(yè)已經(jīng)向摩托車行業(yè)、農用車行業(yè)、基礎設施建設市場、玩具市場、家電產(chǎn)業(yè)等多個方向快速拓展，其勢頭方興未艾7。壓鑄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢由于整個壓鑄過程都是在壓鑄機上完成，因此，隨著對壓鑄件的質量、產(chǎn)量和擴大應用的需求，開始對壓鑄設備提出新的更高的要求，傳統(tǒng)

20、壓鑄機已經(jīng)不能滿足這些要求，因此，新型壓鑄機以及新工藝、新技術應運而生。例如，為了消除壓鑄件內部的氣孔、縮孔、縮松，改善鑄件的質量，出現(xiàn)了雙沖頭(或稱精、速、密)壓鑄；為了壓鑄帶有鑲嵌件的鑄件及實現(xiàn)真空壓鑄，出現(xiàn)了水平分型的全立式壓鑄機；為了提高壓射速度和實現(xiàn)瞬時增加壓射力以便對熔融合金進行有效地增壓，以提高鑄件的致密度，而發(fā)展了三級壓射系統(tǒng)的壓鑄機。又如，在壓鑄生產(chǎn)過程中，除裝備自動澆注、自動取件及自動潤滑機構外，還安裝成套測試儀器，對壓鑄過程中各工藝參數(shù)進行檢測和控制。它們是壓射力、壓射速度的顯示監(jiān)控裝置和合型力自動控制裝置以及電子計算機的應用等8。以下介紹的便是壓鑄行業(yè)中出現(xiàn)的新工藝技術

21、。真空壓鑄真空壓鑄是利用輔助設備將壓鑄型腔內的空氣抽除且形成真空狀態(tài)，并在真空狀態(tài)下將金屬液壓鑄成形的方法。其真空度通常在380600毫米汞柱的范圍內，可以通過機械泵獲得。而對于薄壁與復雜的鑄件，真空度應該更高。由于型腔抽氣技術的圓滿解決，真空壓鑄在20世紀50年代曾盛行一時，但后來應用不多。目前，真空壓鑄只用于生產(chǎn)要求耐壓、機械強度高或要求熱處理的高質量零件，其今后的發(fā)展趨向是解決厚壁鑄件和消除熱節(jié)部位的縮孔，從而更有效地應用于可熱處理和可焊接的零件。真空壓鑄的特點是：顯著減少了鑄件中的氣孔，增大了鑄件的致密度，提高了鑄件的力學性能，并使其可以進行熱處理。消除了氣孔造成的表面缺陷，改善了鑄件

22、的表面質量?？蓽p小澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)尺寸。由于現(xiàn)代壓鑄機可以在幾分之一秒內抽成需要的真空度，并且隨著鑄型中反壓力的減小，增大了鑄件的結晶速度，縮短了鑄件在鑄型中的停留時間。因此，采用真空壓鑄法可提高生產(chǎn)率10%-20%.采用真空壓鑄時，鎂合金減少了形成裂紋的可能性（裂紋時鎂合金壓鑄時很難克服的缺陷之一，經(jīng)常發(fā)生在型腔通氣困難的部位），提高了它的力學性能，特別是可塑性。（2）充氧壓鑄國外在分析鋁合金壓鑄件的氣泡時發(fā)現(xiàn)，其中氣體體積分數(shù)的90%為氮氣，而空氣中的氮氣體積分數(shù)應為80%，氧氣的體積分數(shù)為20%。這說明氣泡中部分氧氣與鋁液發(fā)生了氧化反應。因此出現(xiàn)了充氧壓鑄的新工藝9。充氧壓鑄是消除鋁合

23、金壓鑄件氣孔，提高鑄件質量的一個有效途徑。所謂充氧壓鑄是在鋁液充填型腔，用氧氣充填壓室和型腔，以置換其中的空氣和其他氣體，當鋁金屬液充填時，一方面通過排氣槽排出氧氣，另一方面噴散的鋁液與沒有排除的氧氣發(fā)生化學反應而產(chǎn)生三氧化二鋁質點，分散在壓鑄件內部，從而消除不加氧時鑄件內部形成的氣孔。這種三氧化二鋁質點顆粒細小，約在1m以下，其重量占鑄件總重量的0.1%0.2%,不影響力學性能，并可使鑄件進行熱處理10。（3）精速密壓鑄精速密壓鑄是一種精確地、快速的和密實的壓鑄方法，又稱套筒雙沖頭壓鑄法。國外在20世紀60年代中期開始在壓鑄生產(chǎn)中應用這一方法。精密速壓鑄法在很大程度上消除了氣孔和縮松這兩種壓

24、鑄件的基本缺陷，從而提高了壓鑄件的使用性能，擴大了壓鑄件的應用范圍。4）半固態(tài)壓鑄半固態(tài)壓鑄是當金屬液在凝固時，進行強烈的攪拌，并在一定的冷卻速率下獲得50%左右甚至更高的固體組分漿料，并將這種漿料進行壓鑄的方法。半固態(tài)壓鑄的出現(xiàn)，為解決鋼鐵材料壓鑄模壽命低的問題提供了一個方法，而且對提高鑄件質量、改善壓鑄機鴨舌系統(tǒng)的工作條件，都有一定的作用，所以是用途的一種新工藝11。本課的研究內容及意義研究內容在該模具設計中，主要完成以下任務：1）完成鋁合金輪轂壓鑄模具設計的裝配圖及零件圖。2）要求該壓鑄模具具有溫度控制功能，通過溫度控制影響凝固過程，以取得減少內應力的效果。開展本課題的意義模具是壓鑄件生

25、產(chǎn)的主要工具，因此在設計模具時應盡量注意使模具總體結構及模具零件結構合理，安全可靠，便于制造生產(chǎn)，壓鑄模澆排系統(tǒng)需合理設計。模具的加工、裝配要到位，配合需適當，壓鑄模具的優(yōu)化也是一個重要方面。壓鑄模具的優(yōu)良程度很大程度上取決澆注系統(tǒng)以及排溢系統(tǒng)的設計。壓鑄生產(chǎn)中，因為模具澆道形狀、澆口與排溢口位置及壓鑄力等控制參數(shù)選擇不合理導致壓鑄件縮孔、冷隔或者氣孔等缺陷的情況常有出現(xiàn)。而對澆道和排溢口的形狀、大小、位置以及壓鑄機壓射工藝參數(shù)經(jīng)過優(yōu)化后可以大大減少這些缺陷3。綜上所述，壓鑄模具的合理設計對于生產(chǎn)出高質量的鑄件具有重要意義。模具設計專題部分3擠壓件設計鑄件的結構設計是半固態(tài)擠壓生產(chǎn)中首先遇到的

26、工作，其設計的合理性和工藝適用性直接影響到后續(xù)工作的順利進行。設計的半固態(tài)擠壓件除了要滿足使用要求之外，還要滿足成形工藝要求，并且還要盡可能的做到模具結構簡單、生產(chǎn)成本低，以獲得設計本身的工藝性、可制造性、經(jīng)濟性、合理性。擠壓件的基本結構設計擠壓件的基本結構設計包括壁厚，肋、鑄孔、鑄造圓角、脫模斜度、螺紋、齒輪、鉚釘頭、網(wǎng)紋、圖案等等的設計。在該模具設計中僅需進行壁厚、肋、鑄造圓角和脫模斜度的設計。壁厚和肋在設計半固態(tài)擠壓件時，往往以為壁越厚，半固態(tài)擠壓件的強度和剛度就越容易得到保證，性能也就越好；但是，實際上對于半固態(tài)擠壓件而言，擠壓件壁厚增加，內部氣孔、縮孔等缺陷也隨之增加，故在保證擠壓件

27、有足夠強度和剛度的前提下，應盡量減少厚度并保持各截面的厚薄均勻一致。對擠壓件的厚壁處，為了避免縮松等缺陷，應通過減薄壁厚并增設加強肋肋解決。所以在滿足產(chǎn)品使用性能要求的前提下，采用均勻的、適當?shù)谋诤癫艜宰畹偷慕饘傧娜〉昧己玫某尚托院凸に囆?。鋁合金壓鑄件的適宜壁厚16mm由于在半固態(tài)擠壓過程中需要提供較大的擠壓力，故該輪轂擠壓件的最外側壁厚可選擇為5mm根據(jù)客觀需要考慮到輪轂的承載性能，輪轂中的四根支撐桿厚度設計為8mm最中間白壁厚為13mm鑄造圓角在擠壓零件壁面與壁面連接處，無論是直角，銳角或鈍角，都應設計成圓角，只有預計選定為分型面的部位上才不采用圓角連接。鑄造圓角有助于金屬液的流動，減

28、少渦流，氣體容易排出，有利于成形；同時又避免尖角處產(chǎn)生應力集中而開裂。對需要進行電鍍和涂覆的壓鑄件更為重要，圓角是獲得均勻鍍層和防止尖角處鍍層沉積不可缺少的條件。對于模具來講，鑄造圓角能延長模具的使用時間。沒有鑄造圓角會產(chǎn)生應力集中，模具容易崩角，這一現(xiàn)象對熔點較高的合金尤其顯著。根據(jù)該模具的特點，選擇r=1mm。脫模斜度為了在鑄型凝固后，為了保證擠壓件從模具中順利脫出，應該在模具的相應位置設置一定的傾斜角度，即起模斜度。脫模斜度的大小和壓鑄件的壁厚以及合金種類有關。在鑄件本身有結構斜度的地方，則不必設置起模斜度。當鑄件的結構斜度不足或者鑄件的結構影響了鑄件的脫模時，則必須設置一定斜度的起模斜

29、度或者增加模具鑲塊，來解決鑄件脫模困難的問題。（1）脫模斜度的選取標準1）不留加工余量的壓鑄件。為了保證鑄件組裝時不受阻礙，型腔尺寸以大端為基準，另一端按脫模斜度相應減少；型芯尺寸以小端為基準，另一端按脫模斜度相應增大。2）兩面均留有加工余量的鑄件。為保證有足夠的加工余量，型腔尺寸以小端為基準，加上加工余量，另一端按脫模斜度相應增大；型芯尺寸以大端為基準，減去加工余量，另一端按脫模斜度相應減少。3）單面留有加工余量的鑄件。型腔尺寸以非加工面的大端為基準，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脫模斜度相應減少。型芯尺寸以非加工面的小端為基準，減去斜度尺寸差及加工余量，另一端按脫模斜度相應放大。（2）

30、脫模斜度的尺寸配合面外表面最小脫模斜度a取015,內表面最小脫模斜度B取030。非配合面外表面最小脫模斜度a取030,內表面最小脫模斜度B取119。擠壓件結構設計的工藝性擠壓件的質量除了受到各種工藝因素的影響外，其零件設計的工藝性也是一個十分重要的因素，其結構合理性性和工藝適應性決定了后續(xù)工作能否順利進行。如分型面的選擇，澆道的設計，推出機構的設置，收縮規(guī)律的掌握，精度的保證，缺陷的種類及其程度等，都是與壓鑄機本身的壓鑄工藝性的優(yōu)劣相關的。半固態(tài)擠壓工藝對擠壓件的結構設計要求：方便講擠壓件從模具中取出；盡量消除側凹和深腔；盡量減少抽芯部位；消除模具型芯出現(xiàn)交叉的部位；壁厚均勻；消除尖角。以上原

31、則，將輪轂擠壓件工程圖如下所示：輪轂工程圖該零件直徑100mm厚10mm中心孔徑14mm四個支撐桿寬8mm擠壓件技術要求尺寸精度擠壓件能達到的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性基本上依擠壓模制造精度而定。導致擠壓件尺寸偏差的原因有很多，包括工作環(huán)境溫度的高地、合金自身化學成分的偏差、合金金屬收縮率的波動、開模、抽芯及推出機構運動狀態(tài)的穩(wěn)定程度、模具使用過程中的磨損量引起的誤差等，這些原因又互相交織在一起，彼此互相影響。壓鑄件的尺寸精度不僅與其尺寸大小有關，而且受其結構和形狀的影響。一股壓鑄件的精度為IT13,高精度壓鑄件為IT11。國家標準(GB/T64141999)中將逐漸尺寸公差劃分為16個等級，標記為

32、CT1CT16壓鑄件尺寸公差可以控制在CTCT瞰，但不同合金可以達到的等級范圍有所不同,一般鋁合金可以達到CTCT7B。參考壓鑄件尺寸公差國家標準以及該擠壓件的實際尺寸。確定其公差等級為IT12級，尺寸公差為0.35mm表面質量在填充條件良好的情況下，壓鑄件的表面粗糙度一般比模具成形表面的粗糙度低兩級。用新模具壓鑄可獲得表面粗糙度達0.8um的壓鑄件。隨著模具使用次數(shù)的增加，通常壓鑄件的表面粗糙度值會逐漸變大。在模具的正常使用壽命內，鋁合金壓鑄件大致在Ra3.26.3um。參考國家相關標準，確定該擠壓件的表面質量等級為2級，表面粗糙度Ra3.2um。機械加工余量由于鑄件具有較為精確的尺寸和良好

33、的鑄造表面，所以一般情況下，可以不進行機械加工。同時，由于壓鑄件內部可能有氣孔，所以應盡量避免再進行機械加工。但是，某些部位還是應該進機械加工。如裝配表面、裝配孔、成型困難沒有鑄出的一些形狀，去除內澆口、溢流口后的多余部分等。械加工余量是為了保證鑄件機械加工面尺寸和零件加工精度，在設計鑄件和鑄造工藝時，預先增加并在機械加工時應予以切除的金屬層厚度。鑄件的加工余量數(shù)值按照有加工要求的表面上最大基本尺寸和該表面距它的加工基準間尺寸兩者中較大的尺寸所在尺寸范圍，從鑄件加工余量表中選取。另外，鑄件的不同加工表面，可以采用相同的加工余量數(shù)值。底座鑄件的加工余量選取根據(jù)參考文獻15中推薦的加工余量選擇，平

34、面按最大邊長確定，孔按直徑確定。在本輪轂鑄件中，有加工要求表面中基本尺寸最大的為直徑100mm根據(jù)鑄造工程師手冊，選取加工余量等級為D5-7,則根據(jù)直徑100mme表，選取本鑄件的機械加工余量為0.6mm4半固態(tài)擠壓成型過程及壓鑄機的選用臥式冷室壓鑄機結構臥式冷室壓鑄機基本組成如圖所示：圖臥式冷室壓鑄機1增壓器；2蓄能器；3壓射缸；4一壓射沖頭；5壓室；6一定座板；7一拉桿；8一動座板；9一頂出缸；10曲肘機構；11支承座板；12一模具高度；13合模缸；14機體；15控制柜；16一電機及泵此類壓鑄機的基本結構分為5部分：(1)壓射機構主要作用是在高壓力下將熔融的金屬液壓入型腔的壓射機構。壓射壓

35、力、壓射速度等主要工藝參數(shù)都是通過它來控制的，其中包括壓室、壓射沖頭、壓射缸、增壓器和蓄能器。(2)合模機構其作用是實現(xiàn)壓鑄模的開啟和閉合動作，并在壓射成型過程中具有足夠而可靠的鎖模力，以防止在高壓壓射時，模具被推開或發(fā)生偏移。(3)頂出機構在壓鑄件冷卻固化成型并開啟模具后，頂出缸驅動壓鑄模的推出機構，將成型壓鑄件及澆注余料從模具中頂出，并脫出模體，其中包括頂出缸和頂桿。(4)傳動系統(tǒng)通過液壓傳動或機械傳動完成壓鑄過程中所需要的各種動作。包括電機、各種液壓泵及機械傳動裝置。(5)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制柜指令液壓系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的傳動元件，按壓鑄機壓射過程預定的工藝路線和運行程序動作，將液壓動作和機

36、械動作有機的結合起來，完成準確可靠、協(xié)調安全的運行規(guī)則1，半固態(tài)擠壓成型過程利用臥式冷室壓鑄機來實現(xiàn)半固態(tài)擠壓成型工藝主要需經(jīng)歷4個步驟，如圖2-4所示：5432I(a)合模過程(b)壓射過程開模過程(d)鑄件推出過程(a)合模過程模具閉合后，壓射沖頭1復位至壓室2的端口處，將足量的液態(tài)金屬3注入壓室2內。(b)壓射過程需要明確的是，半固態(tài)擠壓成型中的壓射過程與純粹的壓鑄成型工藝中的壓射過程是有很大不同的。傳統(tǒng)的壓鑄成型是將液態(tài)合金壓入型腔內進行凝固成型。而利用臥式冷室壓鑄機進行半固態(tài)擠壓時，當液態(tài)合金進入型腔后不是任由其凝固至固態(tài)，而是通過模溫調節(jié)系統(tǒng)的控制，待型腔內的液態(tài)合金冷卻至半固態(tài)時

37、在進行一定壓力下的擠壓，最后得到半固態(tài)擠壓件。(c)開模過程半固態(tài)擠壓成型后，開啟模具，使擠壓件脫離型腔，同時壓射沖頭1將澆注余料頂出壓室。(d)推出鑄件過程在壓鑄機頂出機構作用下，將壓鑄件及其澆注余料頂出，并脫離模體，壓射沖頭同時復位13o4.1確定壓鑄機的鎖模力鎖模力(合模力)是選用壓鑄機時首先要確定的參數(shù)。在半固態(tài)擠壓過程中，合金液以極高速度充填模具型腔，在充滿型腔的瞬間及增壓階段，合金液收到很大的壓力，為了作用到型腔的各個方向，力圖是模具沿分型面漲開，稱為脹型力。鎖模力的作用主要是為了克服壓射時的脹型力，以鎖緊模具的分型面，防止因模具被脹開，引起金屬液飛濺傷人和影響擠壓件尺寸精度的現(xiàn)象

38、發(fā)生。計算主脹型力FAP/10z式中，F(xiàn)Z主脹型力(KN；A一鑄件在分型面上的總投影面積，一般增加30%乍為澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的面積(cm2)；P一壓射比壓（MPaA1524.522.40.84220.7233.6cm2A230%A10.333.610.08cm2AA1A233.610.0843.68cm2查閱“常用壓鑄合金壓射比的推薦值”，得到鋁合金承載件的壓射比為5080MPa取P=80MPa可求的主脹型力為：Fz43.688010350KN計算鎖模力由于該套模具中不含有側向抽芯機構，故不必考慮分脹型力。為了防止模具被脹開，鎖模力要大于或等于脹型力在合模方向上的合力。而且此套模具中，脹型力

39、中心與鎖模力中心重合。鎖模力計算公式如下：FsKFz式中，F(xiàn)壓鑄機應有的鎖模力（KN）；sK安全系數(shù)（一般K=1.25）；Fz主脹型力（KN）。故有Fs1.25350437.5KNs查閱壓鑄模設計手冊中的壓鑄機的主要參數(shù)，考慮產(chǎn)品實際情況及現(xiàn)有條件，選擇125t的J1113臥式冷室壓鑄機。開模行程的核算每臺壓鑄機都有最小合模距離Hmin和最大開模距離Hmax兩個尺寸，根據(jù)鑄件形狀、澆注系統(tǒng)和模具結構來核算是否滿足取出鑄件的要求，即壓鑄機的最大開模距離減去模具總厚度留有能取出鑄件的距離。壓鑄機和模后能嚴密的鎖緊模具分型面，因此要求合模后模具的總厚度應大于壓鑄機的最小合模距離，一般約為20mm由此

40、可得：minh1 h2Hmaxh h h h 10mm 1234Lhh10mm34式中，Hmin是壓鑄機最小合模距離（mg;Hmax是壓鑄機最大開模距離（mg;L是壓鑄機動模座板的行程（mrm；%是定模部分的厚度（mrm；h2是動模部分的厚度（mrm；h3是鑄件推出距離（mrm；h4是鑄件及澆道總高度（mrm。4半固態(tài)擠壓模具設計概述作為壓鑄模生產(chǎn)的三要素之一，壓鑄模設計質量直接影響著壓鑄件成形的形狀、尺寸、精度和表面質量等。壓鑄生產(chǎn)過程的順利進行，壓鑄件質量的保證，在很大程度上取決于壓鑄模的結構合理性和技術先進性。在壓鑄模設計的過程中，必須全面分析壓鑄件的結構，了解壓鑄機及壓鑄工藝，掌握在不

41、同壓鑄條件下的合金液充填特性和流動行為，并考慮到經(jīng)濟效益等因素。半固態(tài)擠壓模具基本結構半固態(tài)擠壓模具由定模和動模兩個主要部分組成。定模固定在壓鑄機壓室一方的定模座板上，是金屬液開始進入模具型腔的部分，也是模具型腔的所在部分之一。定模上有直澆道直接與壓鑄機的噴嘴或壓室連接。動模固定在壓鑄機的動模座板上，隨動模座板向左、向右移動與定模分開和合攏，一般抽芯和鑄件頂出機構設于其內。該套模具要求適用在臥式冷室壓鑄機上，其基本結構如下：1）成型零件部分在合模后，由動模鑲塊和型腔鑲塊形成一個構成壓鑄件形狀的空腔，通常稱為成型鑲塊。構成成型部分的零件即為成型零件。成型零件包括固定的和活動的鑲塊與型芯，如圖中的

42、鑲塊、主型芯、小型芯以及側型芯等。有時成型零件還構成澆注系統(tǒng)的一部分，如內澆口、橫澆道、溢流口和排氣道等。2）澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是熔融金屬由壓鑄機壓室進入模具成型空腔的通道，如澆口套、澆道鑲塊以及橫澆道、內澆口、排溢系統(tǒng)等。由于成型零件和澆注系統(tǒng)的零件均與高溫的金屬液直接接觸，所以它們應選用經(jīng)過熱處理的耐熱鋼制造。(3)模體結構。各種模板、座架等構架零件按一定程序和位置加以組合和固定，將模具的各個結構件組成一個模具整體，并能夠安裝到壓鑄機上,如的墊塊、支撐板、動模壓板、定模套板、定模座板和動模座板等。導柱和導套是導向零件，又被稱為導準零件。它們的作用是引導動模板與定模板在開模和合模時能沿導滑方向

43、移動，并準確定位。(4)頂出和復位機構。將壓鑄件或澆注余料從模具上脫出的機構，包括推出零件和復位零件，如推桿、推桿固定板和推板。同時，為使頂出機構在移動時平穩(wěn)可靠，往往還設置自身的導向零件推板導柱和推板導套。為便于清理雜物或防止雜物影響推板的正確復位，還在推板底部設置限位釘。(5)側抽芯機構。當壓鑄件側面有側凹或側凸結構時，則需要設置側抽芯機構，如斜滑塊、側型芯、斜滑塊限位釘、彈頂銷、彈簧等。(6)其它。除以上各結構單元外，模具內還有其它用于固定各相關零件的內六角螺栓以及銷釘?shù)?7o分型面設計選擇鑄件的分型面涉及鑄件的形狀和技術要求，澆注系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)的布置，壓鑄工藝條件、壓鑄模的結構和制造成

44、本、模具的熱平衡因素，這些因素往往難以兼顧，確定分型面時要予以綜合考慮。選擇分型面應注意的要點如下：開模時保持鑄件隨動模移動方向脫出定模；有利于澆注系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的布置；要求不影響鑄件的尺寸精度；簡化模具結構；避免鑄造機承受臨界負荷，并要考慮鑄造合金的性能。在選擇鑄件的分型面時要綜合考慮以上要點，從而確定分型面。由于該半固態(tài)擠壓件的結構為具有對稱圖分型面設計性。故其分型面的設計可如左圖所示。澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)是將壓鑄機壓室內熔融的金屬液在高溫高壓高速狀態(tài)下填充入模具型腔的通道。它包括直澆道、橫澆道、內澆口、等。它能調節(jié)充填速度、充填時間、型腔溫度，因此它決定著壓鑄件表面質量以及內

45、部顯微組織狀態(tài)，同時也影響壓鑄生產(chǎn)的效果和模具的壽命14。帶澆注系統(tǒng)的半固態(tài)擠壓件二維圖形帶澆注系統(tǒng)的擠壓件的二維圖形如圖2-6所示，溢流槽設于分型面四個對角處，用于有序的排除型腔中的氣體和排除并容納冷污的金屬液以及其他氧化物。圖帶澆注系統(tǒng)的擠壓件澆注系統(tǒng)的結構與分類澆注系統(tǒng)主要由直澆道、橫澆道、內澆口組成。壓鑄機的類型不同，澆注系統(tǒng)也有所不同。按照熔融合金引入型腔的方式不同，即內澆口的位置和形式不同，澆注系統(tǒng)可分為平扁側澆口、帶導流包的側澆口、端面?zhèn)葷部?、鉗形澆口、切線澆口、環(huán)形澆口、半環(huán)形澆口、中心澆口、點澆口等等。內澆口的設計內澆口設計的主要內容就是選擇內澆口的位置和形狀，計算內澆口的截

46、面積，確定內澆口的厚度。（1）內澆口速度由參考文獻15查得，鋁合金鑄件內澆口充填速度錯誤！未找到引用源。的推薦值為2060m/s,選取為50m/s。（2）充填時間半固態(tài)擠壓件的平均壁厚為10mm利用參考文獻1（壓鑄模具設計）中的平均壁厚與充填時間的推薦值可知，對應的充填時間為0.1000.160s取充填時間t=0.150s。（3）內澆口截面積目前，在實踐中，計算內澆口的截面積以流量計算法為主。AgG V gt vnt式中，A內澆口截面積（mm2）;G通過內澆口白合金液總量（g）;液態(tài)合金的密度（g/cm3）;g內澆口速度（m/s）;t型腔的充填時間（s）0V通過內澆口金屬液的體積，錯誤！未找到

47、引用源。；錯誤！未找到引用源。一一型腔的充填速度，cm/s。通過內澆口金屬液的體積為兩部分，一部分是成形零件的體積，另一部分是溢流槽中的體積。其中成形零件的體積為v133.6133.6cm3;故可估算通過內澆口的體積V為60cm3。計算得出數(shù)值如下：Ag33.65000 0.10.0672cm2（4）內澆口厚度、長度、寬度的確定由內澆口厚度、寬度和長度的經(jīng)驗數(shù)值表，適當選取此鋁合金鑄件內澆口厚度為5mm長度為3mm寬度為30mm4.3.4橫澆道的設計(1)橫澆道的形式及尺寸根據(jù)鑄件及內澆口的特點。采用類T型澆道，截面為矩形。澆道形狀及尺寸如下圖所示。圖橫澆道二維圖形及尺寸為了防止金屬液對型芯的

48、正面沖擊，橫澆道與內澆口采用了端面聯(lián)接的方圖端面連接方式直澆道的設計直澆道尺寸由澆口套尺寸決定。澆口套內徑與壓室內徑相同，由于壓鑄機選擇型號為J1113,其壓室直徑為40mm50mm60mm選取50mmfe澆口套內徑，其他尺寸根據(jù)情況自行設計，具體尺寸見附錄。排溢系統(tǒng)的設計排溢系統(tǒng)包括溢流口，溢流槽、排氣槽三部分組成。溢流槽的設計溢流槽位置的設置原則溢流槽的位置多設置在合金液最后填充的部位上。當遇有型芯阻礙而使合金液分成兩股時，在型芯的附近要設有溢流槽。對于拒不厚大凸臺的型腔部位，也應有溢流槽。當具有局部薄的型腔部位時，為了增加該處型腔的熱量，在該處及其附近都應設有溢流槽。圖2-9排溢系統(tǒng)結構

49、設計溢流槽時要注意便于從壓鑄件上去除，在去除后不損壞鑄件的外觀。綜合以上原則，如圖2-9所示，選用半圓形結構的排溢系統(tǒng)。溢流槽尺寸選?。阂缌骺诤穸萮=0.5mm溢流口長度l=4mm；溢流口寬度s=4mm溢流才半徑r=6mm排氣槽的設計在半固態(tài)擠壓生產(chǎn)中，液態(tài)部分的充填速度非?？?，型腔的充填時間非常短，型腔中的空氣和涂料揮發(fā)產(chǎn)生的氣體的排出是一個非常重要的問題。排氣槽用于將上述氣體從型腔總排出，其設置的位置與內澆道的位置和合金液的流態(tài)有關。為了使型腔中的氣體在壓射時盡可能多的排出，應將排氣槽設置在合金液最后充填的部位。排氣槽一般與溢流槽配合，設置在溢流槽后端以加強溢流和排氣的效果。排氣道相關尺寸

50、選取為：排氣槽深度為0.12mm寬度為15mm模架的設計模架設計概述構成模架的結構件主要包括：定模座板、定模板、動模板、動模壓板、支承板、墊塊、動模座板；導柱、導套等23。1）定模座板除不通孔的模體結構外，凡通孔的模體結構均應設置定模座板。在設計定模座板時，考慮到以下問題：澆口套安裝孔的位置與尺寸應與壓鑄機壓室的定位法蘭配合。定模座板上應留出緊固螺釘或安裝壓板的位置。2）定模套板定模套板的主要作用：成型鑲塊、成型型芯以及安裝導向零件的固定載體。設置澆口套，形成澆注系統(tǒng)的通道。承受金屬液填充壓力的沖擊，而不產(chǎn)生型腔變形。在不通孔的模體結構中，兼起安裝和固定定模部分的作用。3）動模套板動模套板的主

51、要作用是：固定成型鑲塊、成型型芯、澆道鑲塊以及導向零件的載體。設置鑄件脫模的推出元件，如推桿、推管、卸料板以及復位桿等。設置側抽芯機構。在不通孔的模體結構中，起支承板的作用。4）動模壓板動模壓板主要作用是：在通孔的模體結構中，將成型鑲塊壓緊在動模板內。5）動模支承板動模支承板的主要作用是：承受金屬液填充壓力的沖擊，而不產(chǎn)生不允許范圍內的變形。因此，不通孔的模體結構，有時也可設置支承板。6）模座模座是支承模體和模體承受機器壓力的構件，其主要作用是：與動模板、動模支承板連成一體，構成模具的動模部分。與壓鑄機的動座板連接，并將動模部分緊固在壓鑄機上。模座的底端面，在合模時承受壓鑄機的合模力，在開模時

52、承受動模部分自身重力，在推出壓鑄件時又承受推出反力。因此，模座應有較強的承載能力。壓鑄機頂出裝置的作用通道。7）推出板推出板包括推桿固定板和推板。在設計推出板時，主要考慮到以下幾點：推出板應有足夠的厚度，以保證強度和剛度的需要，防止因金屬液的間接沖擊或脫模阻力產(chǎn)生的變形。推出板各個大平面應相互平行，以保證推出元件運行的穩(wěn)定性244.5.1模架尺寸根據(jù)半固態(tài)擠壓件分型面的尺寸，型腔深度計算值，套板的邊緣厚度，查閱標準系列模架尺寸，可確定模架的主要尺寸如下：模架長450mm高450mm寬定模座板寬40mm定模套板寬80mm動模套板寬102mm支撐板寬63mm；動模座板寬40mm墊塊寬125mm厚6

53、3mm推板寬32mm高314mm推桿固定板寬16mm高314mm復位桿直徑20mm導柱導向段直徑40mm導套固定段直徑50mm推板導柱導向段直徑32mm定模套板螺釘8XM12，動模套板螺釘8XM12推板螺釘M10;模座螺釘6XM2Q另外，在導套后方的定模座板上，開設用以消除合模時導向孔內氣體反壓力的排氣槽，設計該排氣槽深度0.5mm同時需要在定模套板上開設起模槽，設計該起模槽深度為3mm半固態(tài)擠壓模具的模架設計如下圖所示：二一|If圖模架4.6成型零件設計成形零件上構成鑄件形狀的工作部分的尺寸，即為成形尺寸。成形尺寸的確定，直接影響壓鑄件的精度。壓鑄件的精度是由許多因素共同決定的，這些因素大致

54、有：鑄件的結構,合金凝固收縮，模具的結構和成形零件的鑲拼，模具加工的基準、方法及其精度，壓鑄時的工藝參數(shù)和操作方面的影響，壓鑄機的精度及其工藝性能的穩(wěn)定性。由此可見，影響鑄件精度的因素很多，確定成形尺寸時，應綜合考慮各種因素，其中合金的凝固收縮則是成形尺寸計算工作的基礎。對合金的凝固收縮量及在各種情況下的收縮規(guī)律的掌握程度，決定著計算的準確程度，掌握的越確切、全面，其準確性就越高。成型收縮率鋁合金的半固態(tài)擠壓是一個有半固態(tài)至固態(tài)的收縮過程，考慮收縮的因素，模具型腔的尺寸往往要大于壓鑄件的基本尺寸。室溫時，模具成形尺寸與壓鑄件相對應實際尺寸的相對變化率成為壓鑄件的收縮率。收縮分三種情況：(1)自

55、由收縮在型腔內的壓鑄件沒有成型零件的阻礙作用，圖中I-(2)阻礙收縮如圖中L2,有固定型芯的阻礙作用。(3)混合收縮如圖中L3,這種情況較多。圖3-3壓鑄件收縮率的分類由參考文獻16中查得鋁硅合金的自由收縮率為0.7%0.9%,阻礙收縮率為0.3%0.5%混合收縮率為0.5%0.7%。取該課題中半固態(tài)擠壓鋁合金的自由收縮1=0.8%,阻礙U攵縮為20.4%,混合收縮為錯誤！未找到引用源。=0.6%o各方向對于大量生產(chǎn)的鑄件，應通過試生產(chǎn)測量鑄件的實際尺寸，求出鑄件各部位、的實際收縮率，修正模樣。單件、小批量生產(chǎn)的鑄件，一般根據(jù)生產(chǎn)中長期積累的經(jīng)驗來選取鑄造收縮率，形狀復雜的鑄件，可以考慮采用工

56、藝補正量，適當加大機械加工余量等措施，保證鑄件的尺寸合格。成型尺寸計算成型零件表面受高溫、高壓、高速金屬液的摩擦和腐蝕而產(chǎn)生損耗，因修型引起尺寸變化。把尺寸變大的尺寸稱為趨于增大尺寸，變小的尺寸稱為趨于變小尺寸。在確定成型零件尺寸時，趨于增大的尺寸應向偏小的方向取值；趨于變小的尺寸應向偏大的方向取值；穩(wěn)定尺寸取平均值。根據(jù)參考文獻16,成型零件尺寸的計算公式如下：A門(AAn)1式中：a一成型件尺寸；一成型零件制造偏差；A壓鑄件尺寸(含脫模斜度、加工余量)；一收縮率；n補償系數(shù)；一壓鑄件尺寸偏差。n為損耗補償系數(shù)，由兩部分構成，其一是壓鑄件尺寸偏差的1J2,其二是磨損值，一般為壓鑄件尺寸偏差的

57、1/4,因此n0.7。成型零件尺寸制造偏差二(”51.4)。已知鑄件尺寸公差等級為CT5,根據(jù)參考文獻查表可得鑄件基本尺寸的相應尺寸公差。由鑄件圖可知型腔尺寸有：100,h270,4R25,190,h224,h6。型芯尺寸有：182.5,80430.2h210,4R50,h2。中心尺寸有：L121,L220。(1)型腔尺寸計算型腔的尺寸是趨于增大尺寸，應選取趨于偏小的極限尺寸。計算公式為:(2)型芯尺寸計算型芯的尺寸是趨于減小的尺寸，應選取趨于偏大的極限尺寸。計算公式為:4, = QA+A(p + 0.7A)(3)中心距位置尺寸計算中心距離尺寸是趨于穩(wěn)定的尺寸，其偏差規(guī)定為雙向等值。公式為:A

58、, + A* = (X + Ap) + A*(3-4)型腔尺寸計算公式：D0（D0D00.7）0H0（H0H00.7）0 TOC o 1-5 h z 式中，D,H型腔尺寸或型腔深度尺寸（mm）；D0H0鑄件外形（如軸徑、長度、寬度或者高度）的最大極限尺寸（mm）；鑄件計算收縮率（%）；鑄件公稱尺寸的偏差（mm）；成形部分公稱尺寸的制造偏差（mm）。當鑄件精度為IT11-IT14時，/5。所以有：D0（1001000.6%0.70.35）00.35/5=100.35500.07H0（10100.6%0.70.35）00.35/59.81500.074.8推出機構的設計推出機構概述開模后，使壓鑄件

59、從成形零件上脫出的機構稱為推出機構。推出機構一般設置在動模。推出機構一般由下列部分組成：1）推出元件。直接推動壓鑄件脫落，如推桿、推管、以及卸料版、成型推塊等。2）復位元件。在合模過程中，驅動推出機構準確地回復到原來的位置，如復位桿、卸料板等。但在側抽芯機構是斜滑塊側抽芯機構時，合模時，在定模板的推動作用下，斜滑塊沿斜向導滑槽準確復位，所以無需設置推出機構的復位元件。3）限位元件。調整和控制復位裝置的位置，起止退限位作用，并保證推出機構在壓射過程中，受壓射力作用時不改變位置，如限位釘及擋圈等。元件。引導推出機構往復運動的移動方向，并承受推出機構等構件的重量，防止移動時傾斜，如推板導柱和推板導套

60、等。元件。將推出機構各元件裝配并固定成一體，如推桿固定板和推板以及其它輔助元件和螺栓等連接件。推出機構常按照推出元件的結構特征不同可分為推桿推出、推管推出、卸料板推出、推塊推出和綜合推出等多種推出形式2，推桿設計(1)推桿的結構采用圓形截面的推桿結構，如圖4-1所示。圖圓形截面推桿結構(2)推桿的固定形式固定形式為整體沉入式，如圖4-2所示圖推桿的整體沉入式固定(3)推桿尺寸及配合推桿的直徑是有推桿端面在壓鑄件上允許承受的受推力決定的，由參考文獻16查得，其截面積計算公式為:_F推*二麗31）式中A一推桿前端截面積（錯誤！未找到引用源。）；錯誤！未找到引用源。一推桿承受的總推力（N）;n一推桿