貴州大學(xué)壓鑄課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

...wd......wd......wd...課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：鋁合金法蘭盤壓鑄設(shè)計(jì)學(xué)校：貴州大學(xué)專業(yè)：材料成型及控制工程指導(dǎo)教師：學(xué)號：姓名：2015年7月目錄摘要····························································1序言······························································2壓鑄模設(shè)計(jì)概述················································3-4設(shè)計(jì)任務(wù)及要求················································4-5壓鑄件的工藝性分析············································5-8分型面的選擇····················································8壓鑄機(jī)設(shè)備的選擇和校核·······································9-11澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)····································11-15推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)··············································15-17模具成型零件的設(shè)計(jì)··········································17-18模架及其零件的設(shè)計(jì)··········································18-20模具零件的機(jī)加工工藝設(shè)計(jì)······································20-21心得體會··························································22參考文獻(xiàn)·························································23摘要壓鑄〔注意壓鑄不是壓力鑄造的簡稱〕是一種金屬鑄造工藝，其特點(diǎn)是利用模具腔對融化的金屬施加高壓。壓鑄主要有壓鑄機(jī)完成。壓鑄多用于汽車制造，機(jī)械制造等。本課題是法蘭盤進(jìn)展模具設(shè)計(jì)并分析加工工藝。本文介紹了現(xiàn)代模具制造技術(shù)的現(xiàn)狀及其開展方向，重點(diǎn)說明了鋁合金零件壓鑄模具的設(shè)計(jì)過程。它主要從產(chǎn)品的工藝分析〔主要包括脫模斜度、壁厚、孔、尺寸精度和外表粗糙度、收縮率等〕，成型方案確實(shí)定，壓鑄機(jī)的選用與確定，有色金屬壓鑄模具的幾大系統(tǒng)〔澆注系統(tǒng)、成型零部件、冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)等〕的分析與設(shè)計(jì)，各種技術(shù)數(shù)據(jù)的校核等方面出發(fā)，詳細(xì)的介紹了壓鑄模具設(shè)計(jì)過程中的假設(shè)干問題，并簡要的介紹了壓鑄模具零件加工過程中的相關(guān)問題。關(guān)鍵詞：壓鑄工藝分析壓鑄機(jī)法蘭壓鑄成型設(shè)備模具構(gòu)造序言近年，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精細(xì)、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求構(gòu)造合理、制造容易、本錢低廉。本次設(shè)計(jì)以壓鑄法蘭盤模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具構(gòu)造設(shè)計(jì)，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具構(gòu)造及零部件。把以前學(xué)過的根基課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。由于金屬壓鑄成型有不可比較的突出優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)技術(shù)快速開展的年代，必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。特別是在大批量的生產(chǎn)中，雖然模具本錢高一些，但總的說來，其生產(chǎn)的綜合本錢則得到大幅度的降低。在這個(gè)講究微利的競爭時(shí)代，采用金屬壓鑄成型技術(shù)，更有其積極和明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。近年來，汽車工業(yè)的飛速開展給壓鑄成型的生產(chǎn)帶來了機(jī)遇。處于可持續(xù)開展和環(huán)境保護(hù)的需要，汽車輕量化是實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能、節(jié)材、高速的最正確途徑。因此，用壓鑄鋁合金件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵件，可使汽車質(zhì)量減輕30%以上。同時(shí)，壓鑄鋁合金件還有一個(gè)顯著的特點(diǎn)是熱傳導(dǎo)性能良好，熱量散失的快，提高了汽車的行車安全性。因此，金屬壓鑄行業(yè)正面臨著開展的機(jī)遇，其應(yīng)用前景十分廣闊。1.壓鑄模設(shè)計(jì)概述1.1簡介壓鑄是一種將熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)的金屬澆入壓鑄機(jī)的壓室，在高壓力的作用下，以極高的速度填充在壓鑄模的行腔內(nèi)，并在高壓下使熔融或半熔融的金屬冷卻凝固成型而獲得鑄件的高效益，高效率的精細(xì)鑄造方法。壓鑄模是進(jìn)展壓鑄生產(chǎn)的主要工藝裝備，在模具行業(yè)快速開展的今天，除去沖壓模.塑料模.壓鑄模壓占據(jù)了一定的地位。在經(jīng)濟(jì)批量生產(chǎn)中，鑄件質(zhì)量合格率的上下，作業(yè)循環(huán)的快慢，模具制造的難易及其使用壽命，在很大程度上收壓鑄模設(shè)計(jì)的正確.合理.先進(jìn)和適用程度的制約。壓鑄模制造費(fèi)用頗高，制成后難以進(jìn)展大的修改，所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對模具設(shè)計(jì)和壓鑄技術(shù)有充分的了解，并細(xì)致的分析產(chǎn)品的具體特點(diǎn)，才能在壓鑄模設(shè)計(jì)上到達(dá)預(yù)期的效果。1.2設(shè)備及分類壓鑄生產(chǎn)的主要設(shè)備是壓鑄機(jī)，壓鑄機(jī)按壓射室的特點(diǎn)可分為：熱室壓鑄機(jī)和冷室壓鑄機(jī)；而根據(jù)合模裝置的位置特點(diǎn)可分為：臥式壓鑄機(jī)(應(yīng)用最廣泛的機(jī)型)，立式壓鑄機(jī)〔特別適合采用中心澆口技術(shù)〕，全立式壓鑄機(jī)〔壓射室和合模裝置都與地平面垂直,分沖頭上壓和下壓兩種類型〕1.3壓鑄模根本構(gòu)造定模：固定在壓鑄機(jī)定模安裝板上，有直澆道.噴嘴或壓室聯(lián)接動模：固定在壓鑄機(jī)動模安裝板上，隨動模安裝板作開合模移動合模時(shí)，閉合構(gòu)成型腔與澆注系統(tǒng),液體金屬在高壓下充滿型腔，開模時(shí),動模與定模分開,借助于設(shè)在動模上的推出機(jī)構(gòu)將鑄件推出.根據(jù)作用又可分為:成型零件：型芯，型腔澆注系統(tǒng)：直澆口，內(nèi)澆口，橫澆口，余料導(dǎo)向零件：導(dǎo)柱，導(dǎo)套推出機(jī)構(gòu)：推桿(頂針),復(fù)位桿,推桿固定板,推板,推板導(dǎo)柱,推板套.抽芯機(jī)構(gòu)：凸臺，孔穴〔側(cè)面〕,鍥緊塊,限位彈簧,螺桿.排溢系統(tǒng)：溢流槽，排溢槽冷卻系統(tǒng)：冷卻槽支承零件：定模，動模座板，墊塊1.4壓鑄模設(shè)計(jì)過程3.4.1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備〔研究生產(chǎn)對象熟悉壓鑄機(jī)熟悉模具制造知識熟悉壓鑄工藝知識〕3.4.2設(shè)計(jì)過程中的工藝準(zhǔn)備〔對零件圖進(jìn)展工藝性分析對模具構(gòu)造初步分析選定壓鑄機(jī)繪制壓鑄毛坯圖〕3.4.3壓鑄模的總體構(gòu)造設(shè)計(jì)3.4.4比較模具總體設(shè)計(jì)方案3.4.5繪制模具總裝圖和零件圖3.4.6.模具圖樣的修正和定型2.設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)壓鑄件的零件圖：圖2.1壓鑄件的零件圖壓鑄件的三維圖：圖2.2壓鑄件的三維圖鑄件名稱：鋁合金法蘭盤材料：YL102〔鋁合金〕〔含硅量為10.0~13.0%〕收縮率：0.7%2.2設(shè)計(jì)要求2.2.1所生產(chǎn)的壓鑄件，應(yīng)符合圖上所規(guī)定的形狀尺寸及各項(xiàng)技術(shù)要求，特別要設(shè)法保證高精度和高質(zhì)量部位到達(dá)要求。2.2.2模具應(yīng)適合壓鑄生產(chǎn)工藝的需求，且技術(shù)經(jīng)濟(jì)性合理。2.2.3在保證壓鑄件質(zhì)量和安全生產(chǎn)的前提下，應(yīng)采用合理先進(jìn)簡單的構(gòu)造，使動作準(zhǔn)確可靠，構(gòu)件剛性良好，易損件拆換方便，并有助于延長模具工作壽命。2.2.4模具上各個(gè)零件應(yīng)滿足機(jī)械加工工藝和熱處理工藝需求，選材適當(dāng)，配合精度選用合理，參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB8844-86到達(dá)各項(xiàng)技術(shù)要求。2.2.5掌握壓鑄機(jī)的技術(shù)特性，充分發(fā)揮設(shè)備的技術(shù)功能和生產(chǎn)能力，模具與壓鑄機(jī)的連接安裝既方便有安全可靠。3.壓鑄件的工藝分析3.1壓鑄件的材料：合金代號為YL102。3.2機(jī)殼的構(gòu)造特點(diǎn)：該鑄件要選擇從鑄件的最大截面處〔階梯處〕分型，因此如何正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)及冷卻系統(tǒng)排氣系統(tǒng)是該模具設(shè)計(jì)的主要問題。3.3成型工藝：分型面在最大截面處3.4壓鑄工藝參數(shù)：壓鑄生產(chǎn)是液態(tài)金屬充填的過程，在影響充填的主要因素中，主要是壓力、速度、溫度和時(shí)間，各個(gè)因素相互制約，只有對這些參數(shù)合理選擇，才能在保證其他條件良好的情況下，生產(chǎn)出合格的壓鑄件。3.5充填速度的選擇：選擇原則：對于簡單厚壁或內(nèi)部質(zhì)量要求較高的鑄件,選擇低充填速度,對于薄壁復(fù)雜或外表質(zhì)量要求高的鑄件，應(yīng)選擇高充填速度表3.1充填速度推薦值【2】單位：m/s合金種類簡單壁厚鑄件一般鑄件復(fù)雜壁厚鑄件鋅合金銅合金10~151515~20鎂合金20~2525~3535~40鋁合金10~1510~2525~30根據(jù)上表結(jié)合鑄件的特征選擇充填速度為20m/s.3.6壓鑄溫度的選擇定義：壓鑄溫度包括澆注溫度和壓鑄模溫度，為保證良好的充填條件，控制和保持熱因素的穩(wěn)定性，則要有一個(gè)相應(yīng)的溫度標(biāo)準(zhǔn)。澆注溫度是指從壓室進(jìn)入型腔時(shí)的金屬液平均溫度。結(jié)合下表壓鑄件特點(diǎn)，選擇澆注溫度為590~630°C。表3.2各種壓鑄合金澆注溫度【2】單位：°C合金壓鑄件構(gòu)造壓鑄件壁厚≤3mm壓鑄件壁厚>3mm簡單構(gòu)造復(fù)雜構(gòu)造簡單構(gòu)造復(fù)雜構(gòu)造鋅合金含Al420~440430~450410~430420~440含Cu520~540530~550510~530520~540鋁合金含Si610~630640~680590~630610~630含Cu620~650640~700600~640620~650含Mg640~660660~700620~660640~670鎂合金640~680660~700620~660640~680銅合金普通黃銅870~920900~950850~900870~920硅黃銅900~940930~970880~920900~940壓鑄溫度是指壓鑄模的工作溫度。參考下表可選擇150~180°C。表3.3不同壓鑄合金的壓鑄模工作溫度【2】單位：℃合金壓鑄件構(gòu)造特性壁厚≤3mm壁厚>3mm簡單構(gòu)造復(fù)雜構(gòu)造簡單構(gòu)造復(fù)雜構(gòu)造鋅合金預(yù)熱溫度 130~180 150~200110~140120~150連續(xù)保持溫度180~200190~220140~170150~200鋁合金預(yù)熱溫度150~180200~230120~150150~180連續(xù)保持溫度180~240250~280150~180180~200鋁鎂合金預(yù)熱溫度170~190220~240150~170150~180連續(xù)保持溫度200~220260~280180~200180~200鎂合金預(yù)熱溫度150~180200~230120~150170~190連續(xù)保持溫度180~240250~280150~180200~240銅合金預(yù)熱溫度200~230230~250170~200200~230連續(xù)保持溫度300~325325~350150~300300~3503.7壓鑄時(shí)間的選擇定義：壓鑄時(shí)間包括充填、持壓、以及壓鑄件在壓鑄模中停留的時(shí)間充填時(shí)間：從液態(tài)金屬進(jìn)入壓鑄模型腔開場到充滿型腔為止所需的時(shí)間選擇原則:對大而簡單的鑄件，充填時(shí)間較長，對于復(fù)雜和薄壁鑄件充填時(shí)間要短些，具體選擇可參考下表：表3.4壓鑄件平均壁厚與充填時(shí)間推薦值【2】壓鑄平均壁厚b/mm充填時(shí)間t/s壓鑄平均壁厚b/mm充填時(shí)間t/s壓鑄平均壁厚b/mm充填時(shí)間t/s10.010~0.01430.028~0.04060.056~0.0641.50.014~0.0203.50.034~0.05070.066~0.10020.018~0.02640.040~0.06080.076~0.1162.50.022~0.03250.048~0.07290.088~0.138據(jù)上表選擇充填時(shí)間為0.088~0.1383.8脫模斜度確實(shí)定由于鑄件構(gòu)造有深孔較長，壓鑄成型后鑄件對型芯產(chǎn)生的包緊力比較大，所以我們的脫模斜度盡量取大些，根據(jù)下面脫模斜度表參照壓鑄模設(shè)計(jì)手冊可選擇脫模斜度為內(nèi)外表β〔2°〕，外外表不設(shè)置脫模斜度。合金配合面的最小脫模斜度非配合面的最小脫模斜度鋅鋁鎂外外表a內(nèi)外表β外外表a內(nèi)外表β0°10'0°15'0°30'0°15'0°30'0°45'0°15'0°30'1°0°45'1°1°30'3.9.外表粗糙度及外表質(zhì)量用新模具壓鑄可以獲得Ra0.8um外表粗糙度的壓鑄件，在模具的正常使用壽命內(nèi)，鋅合金壓鑄件有可能保持在Ra1.6~3.2um范圍內(nèi)；鋁合金壓鑄件大致在Ra3.2~6.3um范圍內(nèi)；銅合金壓鑄件外表最差，受模具龜裂的影響很大，以外表粗糙度為依據(jù)的壓鑄件外表質(zhì)量分級級別使用范圍備注1級要求高的外表，需鍍烙、拋光、研磨的外表，相對運(yùn)動的配合面，危險(xiǎn)應(yīng)力區(qū)外表Ra1.6um2級涂料要求一般或要求密封的外表，鍍鋅、陽極化、油漆、不打膩，以及裝配接觸面Ra3.2um3級保護(hù)性涂裝外表及禁固接觸面、油漆打膩外表，其他外表Ra6.3um根據(jù)上述結(jié)合鑄件特征，確定鑄件外表質(zhì)量為2級4.分型面的設(shè)計(jì)4.1定義：壓鑄模的定模與動模的接觸外表通常稱為分型面，分型面是由壓鑄件的分型線所決定的.4.2分型面的選擇原則：a.開模時(shí)，能保持鑄件隨動模移動方向脫出定模，使鑄件保存在動模內(nèi)，為便于從動模中去出鑄件，分型面應(yīng)該取在最大截面上。b.有助于澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的合理布置c.為了保證尺寸精度，應(yīng)該使加工尺寸精度要求高的部份盡可能位于同一半壓鑄模內(nèi)d.使壓鑄模構(gòu)造簡化，并且有助于加工e.防止壓鑄機(jī)承受臨界負(fù)荷，防止接近額定投影面積4.3選擇分型面圖4.1分型面根據(jù)鑄件構(gòu)造特征，可選擇單分型。5.壓鑄機(jī)設(shè)備的選擇和校對5.1壓鑄機(jī)的選擇5.1.1壓鑄件的尺寸為132*132*76mm，鑄件質(zhì)量為0.851275kg。壓鑄件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)。壓射比壓P=90MPa。表5.1常用壓鑄合金壓射比壓推薦值【2】單位：MPa鋅合金鋁合金鎂合金銅合金一般件13~2030~5030~5040~50承載件20~3050~8050~8050~80耐氣密件25~4080~10080~10060~100電鍍件20~30---5.1.2初選注射機(jī)根據(jù)壓鑄機(jī)選項(xiàng)用的根本原則，初選壓鑄機(jī)為臥式冷壓室壓鑄機(jī)型號為J1116其工藝參數(shù)如下：鎖模力：1600kN壓射力：200kN壓射比壓：90MPa壓室直徑：40～60mm壓射位置：0～140mm最大澆注量：1.8kg一次空循環(huán)時(shí)間：7s壓室定位直徑：110mm壓室定位高度：10mm動座板行程：350mm壓鑄模厚度：200～550mm拉桿內(nèi)空間〔水平*垂直〕：420×420mm5.2校核5.2.1鎖模力的校對：一般情況下鎖模力可按下式計(jì)算壓鑄機(jī)允許壓射比壓P=F射/0.785d2主脹型力F主=(AP)/10分脹型力F分=式中:F鎖----壓鑄機(jī)的鎖模力，kN;k-----安全系數(shù)，一般取k=1.25;P-----壓射比壓，MPa;Α-------楔緊角將數(shù)據(jù)代入F鎖=1.25×〔130×90+14×90tanα〕/10=1511KNF鎖=1600>1511kN，所以鎖模力符合要求。5.2.2注射量校核以質(zhì)量表示，最大壓鑄質(zhì)量為G室=1.8kg，要滿足G室>G澆設(shè)每次澆注所需要的壓鑄合金的質(zhì)量為G澆，那么：G澆=〔V件+V澆〕ρ式中G澆----每次澆注時(shí)所需的壓鑄合金質(zhì)量，g;V件----壓鑄件的體積和〔cm3〕;V澆----澆注〔含溢流槽〕系統(tǒng)的體積和(cm3)(一般為產(chǎn)品的0.5~1倍)取0.8倍V件;ρ----壓鑄合金液的密度〔g/cm3〕,鋁合金2.66；G澆=1.8G件=1.532295kg,G室>G澆，符合。5.3開模行程校核壓鑄機(jī)的開模行程是有限制的，壓鑄件從模具中取出時(shí)所需的開模距必須小于壓鑄機(jī)的最大開模距離，否則壓鑄件無法從模具中取出。經(jīng)測得壓鑄件從模具中取出時(shí)所需的開模距為100mm左右，壓鑄機(jī)的開模行程為320mm，符合。5.4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)整范圍不超過壓鑄手冊中壓鑄機(jī)所給出的最大和最小模具厚度。根據(jù)分型面在合模時(shí)必須貼緊的要求，所設(shè)計(jì)的模具厚度，不得小于壓鑄機(jī)給定的最小模具厚度，也不得大于所給定的最大模具厚度，也不得大于所給定的最小模具厚度。據(jù)此，設(shè)計(jì)模具時(shí)，按公式核算所設(shè)計(jì)的模具厚度Hmin+〔5~10〕mm≤H設(shè)≤Hmax-〔5~10〕mm式中H設(shè)——設(shè)計(jì)模具厚度〔mm〕；Hmin——說明書中所給定的模具最小厚度〔mm〕；Hmax——說明書中所給定的最大模具厚度〔mm〕。設(shè)計(jì)的模具厚度由表6-1查得Hmin=150mm，Hmax=350mm。將H設(shè)，Hmin，Hmax的值代入上式，公式成立，所以設(shè)計(jì)的模具厚度符合要求。5.5動模座板行程的核算動模座板行程實(shí)際上就是壓鑄機(jī)開模后，模具分型面之間的最大距離。設(shè)計(jì)模具時(shí)，根據(jù)鑄件形狀、澆注系統(tǒng)和模具構(gòu)造核算是否能滿足取出巨劍的要求，見公式：L取≤L行〔mm〕式中L取——開模后分型面之間能取出鑄件的最小距離〔mm〕；L行——動模座板行程〔mm〕。根據(jù)參考文獻(xiàn)《壓鑄模設(shè)計(jì)手冊》中表取出鑄件時(shí)分型面件所需之最小距離，L取的計(jì)算公式見公式：L取≥L件+K=25+10=35mm式中L取——開模后分型面之間能取出鑄件的最小距離〔mm〕；L件——鑄件高度〔包括澆注系統(tǒng)〕〔mm〕；K——安全值〔取10mm〕。計(jì)算得L取=103mm，由表查得L行=330mm。因此，L取≤L行。5.6定型預(yù)選J1116的壓鑄機(jī)經(jīng)各項(xiàng)校核都符合要求，所以選擇此種壓鑄機(jī)即臥式冷壓室壓鑄機(jī)，型號為J1116。6.澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1.1定義：金屬液在壓力的作用下充填型腔的通道。組成：直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口和余料等。作用：澆注系統(tǒng)對金屬液流動的方向、溢流排氣條件、壓力的傳遞、充填速度、模具的溫度分布、充填時(shí)間的長短等各個(gè)方面都起著重要的控制與調(diào)節(jié)作用。6.1.2構(gòu)造和分類按金屬液進(jìn)入型腔的部位和內(nèi)澆口形狀，可分為；1.側(cè)澆道2.中心澆道3.頂澆道(直接澆道)4.環(huán)形澆道5.縫隙澆道6.多支澆道7.點(diǎn)澆道6.1.3各組成局部的設(shè)計(jì)：①內(nèi)澆口設(shè)計(jì)，定義：是指橫澆道到型腔的一段通道。內(nèi)澆口的作用:是根據(jù)壓鑄件的構(gòu)造、形狀、大小，以最正確流動狀態(tài)把金屬液引入型腔而獲得優(yōu)質(zhì)壓鑄件。主要是確定內(nèi)澆道的位置、形狀和尺寸，要善于利用金屬液充填型腔時(shí)的流動狀態(tài)，使得壓鑄件的重要部位盡員減少氣孔和疏松，才保證壓鑄件的外表要光潔完整無缺陷。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1.有利于壓力的傳遞，內(nèi)澆道一般設(shè)置在壓鑄件的厚壁處。2.有利于型腔的排氣。3.薄壁復(fù)雜的壓鑄件．宜采用較薄的內(nèi)澆道，以保證較高的充填速度；一般構(gòu)造的壓鑄件，宜采用較厚的內(nèi)澆道，使金屬液流動平穩(wěn)。4.金屬液進(jìn)入型腔后不宜正面沖擊型芯，以減少動能損耗，防止型芯沖蝕。5.應(yīng)使金屬液充填型腔時(shí)的流程盡可能短，以減少金屬液的熱量損失：6.內(nèi)澆道的數(shù)量以單道為主，以防止多道金屬液進(jìn)入型腔后從幾路集合，相互沖擊，產(chǎn)生渦流、裹氣和氧化夾渣等缺陷。7.壓鑄件上精度、外表粗糙度要求較高且不加工的部位，不宜設(shè)置內(nèi)澆道。8.內(nèi)澆道的設(shè)置應(yīng)便于切除和清理。計(jì)算內(nèi)澆口截面積的由經(jīng)歷公式Ag=0.0268×V0.745得Ag=3.005式中：Ag—內(nèi)澆口截面積〔cm2〕V—壓鑄件與溢流槽的體積之和〔cm3〕。內(nèi)澆口厚度確定：查表可的內(nèi)澆口厚度為5mm.內(nèi)澆道的寬度和長度澆道的厚度確定后，根據(jù)內(nèi)澆道的截面積即可計(jì)算出內(nèi)澆道的寬度。根據(jù)經(jīng)歷，圓形壓鑄件一般取直徑的0.4~0.6倍。內(nèi)澆口寬度確定為30mm金屬液充填型腔時(shí)內(nèi)澆道處的阻力最大，為了減少壓力損失，應(yīng)盡量減少內(nèi)澆道的長度，—般取2~3mm，本處取2mm。②直澆道設(shè)計(jì)直澆道的構(gòu)造與壓鑄機(jī)的類型有關(guān)，分為：立式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道,臥式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道,熱壓室壓鑄機(jī)用直澆道,臥式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道臥式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道是由壓室和澆口套形成。壓室和澆口套可以制成整體，也可以分別制造。假設(shè)為后者，壓室是壓鑄機(jī)的附件，澆口套裝在定模上隨壓鑄零件不同而不同。直澆道構(gòu)造直澆道起模斜度1壓室2澆口套3分流器4余料圖6.1臥式冷室壓鑄機(jī)用直澆道示意圖直澆道設(shè)計(jì)要點(diǎn)直澆道的直徑D根據(jù)壓鑄件所需的壓射比壓和壓室充滿度確定直澆道高度H，一般取直徑D的1/3。鑄機(jī)型號為J1116其壓射室直徑為40~60選50mm澆口套靠近分型面一端在長度15～25mm范圍的內(nèi)孔上加工出1o30′～2o的脫模斜度。②橫澆道設(shè)計(jì)定義：橫澆道是連接直澆道和內(nèi)澆口的通道。作用：把金屬液從直澆道引入內(nèi)澆口內(nèi)；橫澆道中的金屬液還能改善模具熱平衡，在壓鑄件冷卻凝固時(shí)起到補(bǔ)縮與傳遞靜壓力的作用。橫澆道的構(gòu)造形式和尺寸，主要取決于壓鑄件的形狀、大小、型腔個(gè)數(shù)，以及內(nèi)澆道的形式、位置、方向和流入口的寬度等因素橫澆道的設(shè)計(jì)原則橫澆道截面積應(yīng)從直澆道向內(nèi)澆道方向逐漸縮小。橫澆道截面積都不應(yīng)小于內(nèi)澆道截面積。橫澆道應(yīng)具有一定的厚度和長度。金屬液通過橫澆道時(shí)的熱損失應(yīng)盡可能地小，保證橫澆道比壓鑄件和內(nèi)澆口后凝固。根據(jù)工藝需要可設(shè)置盲澆道，以到達(dá)改善模具熱平衡，容納冷污金屬液、涂料殘?jiān)涂諝獾哪康?。?.1橫澆道截面尺寸的選擇【2】由上表橫澆道深度h=2×10=20，橫澆道寬度W=3×300/20=45，其中平均壁厚t取10橫澆道長2~3mm③溢流與排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)溢流槽和排氣槽的采用和設(shè)置是提高壓鑄件質(zhì)量、消除局部紊流帶來的疵病的重要措施之一，有時(shí)還可以彌補(bǔ)由于澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理而帶來的鑄造缺陷。效果取決于溢流槽和排氣槽在型腔周圍的布局、容量大小以及本身的構(gòu)造形式等。溢流槽設(shè)計(jì)一〕溢流槽的作用排除型腔中的氣體，儲存混有氣體和涂料殘?jiān)那傲骼湮劢饘僖?，控制金屬液的流動狀態(tài)，防止局部產(chǎn)生渦流。調(diào)節(jié)模具型腔的溫度場，改善模具的熱平衡狀態(tài)。作為壓鑄件脫模時(shí)推桿推出的位置?？稍龃髩鸿T件對動模鑲塊的包緊力。作為鑄件存放、運(yùn)輸及加工裝夾或定位的附加局部。溢流槽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)②盡可能設(shè)置在分型面上，以便脫模③排氣槽盡可能設(shè)置在同一半模上，以便制造④排量大時(shí)，可增加排氣槽數(shù)量或?qū)挾?，切忌增加厚度⑤溢流槽尾部開排氣槽溢流槽的設(shè)置應(yīng)行利于排除型腔中的氣體，排除混有氣體和被涂料剩余物污染的前流冷污金屬液，改善模具的熱平衡狀態(tài)。應(yīng)便于從壓鑄件上去除溢流槽，并盡量不損壞壓鑄件的外觀。注意防止在溢流槽與壓鑄件之間產(chǎn)生熱節(jié)。一個(gè)溢流槽上個(gè)應(yīng)外設(shè)多個(gè)溢流口或一個(gè)很寬的溢流口，以免進(jìn)入溢流槽的金屬液倒流回型腔。溢流槽的容積和尺寸表6.2溢流槽的容積【2】由上表:溢流槽體積V=300cm3,每個(gè)溢流槽體積為100cm3由書144頁表6-15選取溢流口厚度1.5溢流口長度10,溢流口寬度20溢流槽長度35溢流槽寬度35溢流槽高度14。排氣槽設(shè)計(jì)設(shè)置排氣槽的目的是為了在金屬液充填過程中將型腔中的氣體盡可能多地排出模具，以減少和防止壓鑄件中氣孔缺陷的產(chǎn)生。對于給定截面的排氣槽，其構(gòu)造和形狀對壓鑄件質(zhì)量沒有明顯的影響。利用型芯和推桿間隙設(shè)置排氣槽的構(gòu)造形式排氣槽深度0.15mm排氣槽寬度b/mm：8~25mm〔取20mm〕，截面積一般為內(nèi)澆口20%~50%,也可按公式Aq=0.00224×V/λτ式中Aq是排氣槽截面積mm2V型腔和溢流槽的容積cm3τ氣體的排出時(shí)間〔s〕，可以按充填時(shí)間計(jì)算λ排氣槽開放系數(shù)一般去0.1~1。壓鑄件小時(shí)，金屬液流速低，排氣槽位于金屬液最后充填處時(shí)，K取大點(diǎn)，相反取小Aq=0.00224×〔101+70.75〕/(0.138×0.5)=5.58mm2所以，氣槽總寬度l=5.58/0.15=37.2mm據(jù)公式在3個(gè)槽末端中3個(gè)溢流槽，深度0.15mm，寬度12.4mm。7.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1定義：壓鑄件在模具型腔內(nèi)形成后，隨即開模取出壓鑄件，但在取出之前，還必須將鑄件從模具型腔中脫出，用來完成這一工序的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。7.2推出機(jī)構(gòu)組成：推出元件、復(fù)位元件、限位元件、導(dǎo)向元件7.3分類：按機(jī)構(gòu)形式〔推桿推出、推管推出、推板推出、斜滑塊推出、齒輪傳動推出〕按動作方向〔直線推出、旋轉(zhuǎn)推出、擺動推出〕根據(jù)鑄件的構(gòu)造特征，選擇直線推桿推出7.4推出距離〔直線推出〕的計(jì)算：St≥H+K式中：H------滯留鑄件的最大成型長度，mm；St------直線推出距離，mmK-----推出行程余量，K=3~5根據(jù)制件尺寸算得推出距離為S推，取30mm。7.5推出部位的選擇：選擇原則①選擇受制件包緊的成型部位的周圍。②選在脫模斜度較小或垂直于分型面的方向的深凹處成型外表附近。③盡量選在鑄件的凸緣及強(qiáng)度較高的部位。④位于受鑄件包緊力較大的分流錐周圍。⑤防止設(shè)置在制件的重要外表和基準(zhǔn)外表且對稱布置。⑥推出元件的設(shè)置應(yīng)防止與活動型芯發(fā)生干擾。根據(jù)以上原則結(jié)合鑄件特征選擇推出部位件以下列圖：其中abcd四點(diǎn)為均勻分布的推出點(diǎn)。圖7.1推桿的分布7.6包緊力的計(jì)算：定義：開場脫模的瞬時(shí)所需抑制的阻力計(jì)算公式：F包=pA=10×106000=106kNP——不同合金的擠壓應(yīng)力，鋁合金10~12MP,取10MpaA——鑄件包緊面積，mm2F包——鑄件對模具成型零件的包緊力Ft=kF包=1.2*942=127.2kN7.7推桿的設(shè)計(jì)分類：平面型和圓錐形〔根本構(gòu)造〕、四面型、凸面型、凹面形根本形式：圖7.2推桿推桿截面面積：A=Ft/n[σ]=127.2×103/4×50mm2=636mm2式中：A——推桿前端總截面積，mm2Ft——推桿承受的總應(yīng)力為1.2F包；n—推桿數(shù)量，[σ]——許用壓應(yīng)力，Mpa所以每根推桿前端截面積為636mm2,每根推桿前端直徑為14mm，在鑄件中平均分布，保證推出時(shí)不變形。符合條件。并且在鑄件中平均分布，保證推出時(shí)不變形.7.8.推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位和導(dǎo)向a．推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位：在壓鑄的一個(gè)循環(huán)中，推出機(jī)構(gòu)推出鑄件后，都必須準(zhǔn)確地回到原來的位置，這就是推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：①復(fù)位元件的設(shè)計(jì)常在型腔、抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)確實(shí)定后，選擇合理的空間位置，設(shè)置4根復(fù)位桿和4根限位釘，復(fù)位桿和限位釘應(yīng)對稱布置。②限位元件盡可能布置在鑄件投影面積范圍之內(nèi)。③采用推桿推出機(jī)構(gòu)時(shí)，復(fù)位桿可用作推桿推出鑄件。推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造圖如下：圖7.3推出機(jī)構(gòu)八模具成型零件設(shè)計(jì)8.1成型零件的主要構(gòu)造：型芯，型腔8.2成型零件構(gòu)造形式分類：整體式，鑲拼式〔分整體鑲塊式和組合鑲塊式〕特點(diǎn)：〔整體式〕a強(qiáng)度高，剛性好b成型后光滑平整c模具裝配的工作量小d易于設(shè)置冷卻水道e可提高壓鑄高熔點(diǎn)合金模具壽命〔鑲拼式〕a.易簡化加工工藝，保證加工精度b.降低本錢c.可減少熱處理變形和開裂d.有利于易損件的清理和維修e.拼合處的適當(dāng)間隙有利于型腔排氣f.裝配復(fù)雜難以滿足裝配精度g鑲拼處易產(chǎn)生飛邊，影響模具壽命h不易設(shè)置冷卻水道根據(jù)鑄件特征結(jié)合以上特點(diǎn)選擇成型零件的構(gòu)造形式為整體式。8.3鑲塊固定形式及適用范圍分類：不通孔式通孔臺階式通孔無臺階式適用范圍：不通孔式用于圓柱型鑲快或型腔較淺的模具，只適用于單腔模具通孔臺階式適用于型腔較淺或一模多腔模具通孔無臺階式適用于型腔較深或一模多腔的模具綜上：可選擇不通孔臺階式8.4型芯的固定形式：型芯固定時(shí)，必須保持與相關(guān)鑄件有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以便于加工和裝卸，在金屬液的沖擊下，或鑄件卸除包緊力時(shí)不發(fā)生位移、彈性變形和斷裂。型芯普遍采用臺階式固定形式。8.5成型零件尺寸的成型尺寸計(jì)算壓鑄件的制件圖如以下列圖所示：〔采用CT14級公差，收縮率0.6~0.8%〕根據(jù)鑄件的構(gòu)造，〔尺寸見零件圖〕型腔尺寸計(jì)算公式：=(Y0+KY0-n△)型芯尺寸計(jì)算公式：=(Y0+KY0-n△)Y0——鑄件的公稱尺寸；n——補(bǔ)償和磨損系數(shù)。取n=0.7；△——壓鑄件公稱尺寸的偏差；a——模具成型局部的制造偏差；k—壓鑄件計(jì)算的收縮率由上計(jì)算公式可將模具型腔及型芯的具體尺寸計(jì)算出壓鑄件外形尺寸對應(yīng)的型腔計(jì)算鑄件高度尺寸H:760-0.74mmHmб0=(76+76×0.7%-0.7×0.74)1/4×0.74=76.01+0.185因?yàn)樵撎幨芊中兔嬗绊懚龃蟪叽绻?，將?jì)算的根本尺寸減去0.05mm，并提高模具制造精度，故取為75.96+0.120mm；鑄件底盤直徑尺寸D1：1280-1mmDmб0=〔128+128×0.7%-0.7×1〕1/4×1=128.20+0.25為提高模具制造精度，故取為128.150.20mm；鑄件管接處外徑尺寸D2：68-0.74mmDmб0=〔68+68×0.7%-0.7×0.74〕1/4×0.74=67.96+0.185為提高模具制造精度，故取為67.91=0.12mm；9.模架及其零件的設(shè)計(jì)9.1定義:壓鑄模的模架是固定和設(shè)置成型零件的鑲塊、澆道鑲塊、澆口套、抽芯機(jī)構(gòu)及導(dǎo)向零件等根本體。9.2分類:不通孔模架帶抽芯機(jī)構(gòu)的模架通孔的模架斜滑塊的模架推出機(jī)構(gòu)為推板模架臥式壓鑄機(jī)中心澆口模架9.3設(shè)計(jì)要點(diǎn)：①模架應(yīng)有足夠的剛度，且不宜笨重，以便拆裝修理。②模架在壓鑄機(jī)上的安裝位置與壓鑄機(jī)上的規(guī)格一致。③鑲塊到模架邊緣應(yīng)留有足夠局部設(shè)置導(dǎo)柱導(dǎo)套等零件。④連接模板用螺釘和定位銷釘直徑、數(shù)量應(yīng)根據(jù)受應(yīng)力大小選取，位置分布均勻。⑤模具的總厚度必須大于所選用壓鑄機(jī)的最小合模距離。根據(jù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)和鑄件構(gòu)造選擇不通孔模架。9.4導(dǎo)向、套板與固定零件的設(shè)計(jì)9.4.1導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)分類：動定模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和推出導(dǎo)向機(jī)構(gòu)規(guī)格：動定模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)〔導(dǎo)柱、導(dǎo)套〕16mm，20mm，25mm，32mm，40mm，50mm；推出導(dǎo)向機(jī)構(gòu)16mm，20mm，25mm，32mm，根據(jù)模架及鑄件特征：選動定模導(dǎo)柱、導(dǎo)套，推出導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱、導(dǎo)套由于該壓鑄模選用四根，則導(dǎo)滑端直徑為：D2=K2A式中D——導(dǎo)柱導(dǎo)滑端直徑，mm，A——模具分型面上的外表積mm2K——比例系數(shù)，一般K=0.07~0.09，取0.08則取D=16查書《壓鑄模設(shè)計(jì)手冊》和教材P189表7-26導(dǎo)套選用帶頭導(dǎo)套，尺寸依據(jù)導(dǎo)柱確定。9.4.2套板厚度確實(shí)定套板邊框厚度可按下式計(jì)算：h=Dp/2[б]h—套板邊框厚度mmD—型腔直徑mmp—壓射比壓MPa[б]—許用抗拉強(qiáng)度，[б]=82~100MPa，取[б]=100MPah=60mm9.4.3動模支承板厚度的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則①鑄件分型面投影面積越大，則支承板的厚度也越厚。②在一樣的投影面下，壓射壓力越大，支承板的厚度越厚。③墊塊設(shè)置在支承板長邊兩端時(shí)，支承板取最大值，反之取最小值。④采用不通孔構(gòu)造時(shí)，套板底厚度為支承板厚度的0.8倍。參考《壓鑄模設(shè)計(jì)手冊》支承板厚度設(shè)計(jì)為30mm9.4.4模架設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化根據(jù)所選壓鑄機(jī)的根本參數(shù)，查表《壓鑄模具設(shè)計(jì)手冊》表6-49、6-50、6-54，可得模架個(gè)零件尺寸動定模鑲塊：150×150×100mm動定模套板：440×440mm〔動定模底厚分別為80mm、100mm〕推板的：360×240×32mm推桿固定板厚度：360×240×16mm支承板厚度：63mm動模座板厚度：40mm墊塊：125mm復(fù)位桿：Φ14mm模具套板螺釘：12-M12模座螺釘：6-M20推板螺釘：4×M10型芯固定螺釘：4×M1210.模具零件的機(jī)加工工藝設(shè)計(jì)10.1型芯.型腔機(jī)加工工藝分析型芯的工藝過程如下：1.下料：用軋制的圓棒料在鋸床上切斷2.鍛造：將棒料鍛成較大的方形毛坯3.退火：將鍛造后的毛坯必須進(jìn)展退火，以消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力4.車床加工：留磨余量0.3～0.5mm5.劃線：劃出各孔位置，并在孔中心處鉆中心眼。6.孔加工：加工各螺孔〔鉆、攻螺紋〕、定位銷的底孔。7.熱處理：淬火、回火、檢驗(yàn)硬度HRC50～558.磨平面：在平面磨床上磨上下兩端面9.數(shù)控加工：在數(shù)控機(jī)床上加工型芯外表10.精加工：鉗工精修刃口型腔的工藝過程如下：1.下料：用軋制的圓棒料在鋸床上切斷2.鍛造：將棒料鍛成較大的矩形毛坯3.退火：消除鍛造后內(nèi)應(yīng)力，并改善其加工性能4.刨〔銑〕：刨〔銑〕四周及上下二平面，留磨余量0.4～0.6mm5.平磨：磨上下平面及相鄰兩側(cè)面，對角尺，達(dá)Ra0.63～1.256.劃線：劃出各型孔及定位位置，并在孔中心處鉆中心眼7.孔加工：銑出型孔，單邊流余量0.3～0.5mm,再加工各螺釘孔8.熱處理：淬火、回火、檢驗(yàn)硬度HRC50～559.磨平面：在平面磨床上磨上下兩端面，為使模具光整，最好再磨四則面10.磨內(nèi)孔：在坐標(biāo)磨床上磨基準(zhǔn)面和兩個(gè)定位孔11.精加工：手工研磨刃口10.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套機(jī)加工工藝設(shè)計(jì)為使導(dǎo)柱，導(dǎo)套的配合外表硬而耐磨，而中心局部具有良好的韌性，常用20鋼滲碳淬火，滲碳深度為0.8～1.2MM，外表硬度為HRC50～55。材料：T10A導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工的工藝路線如下：1.毛坯〔棒料〕→車削加工〔內(nèi)外圓配合局部留磨量0.2～0.3mm〕→熱處理〔淬火或滲碳淬火〕→內(nèi)外圓磨削→精磨至要求尺寸