壓鑄模課程設計(薄壁殼體壓鑄工藝與壓鑄模具設計)

1、<p>　　壓鑄模課程設計說明書</p><p>　　題 目 薄壁殼體壓鑄工藝與壓鑄</p><p><b>　　型設計</b></p><p>　　院 （部）： 機電工程學院</p><p>　　專 業(yè)： 材料成型</p><p>　　班 級：

2、</p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　完成日期： </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　

3、摘 要.......................................................................................................................................................Ⅲ</p><p><b>　　1前 言</b></p><p&

4、gt;　　1.1選題背景和意義…………………………………………………………………………..1</p><p>　　1.2 壓鑄相關文獻綜述………………………………………………………………………..1</p><p><b>　　2零件設計5</b></p><p>　　2.1 零件分析……………………………………………………………………………

5、…………….…..5</p><p>　　2.2初步確定設計方案…………………………………………………………………….......5</p><p>　　3壓鑄件工藝分析...............................................................................................................

6、.6</p><p>　　3.1 壓鑄合金工藝分析..............................................................................................................6</p><p>　　3.2 壓鑄件工藝分析......................................

7、............................................................................6</p><p>　　3.3 分型面的選擇..............................................................................................................

8、........6</p><p>　　4排溢系統(tǒng)與澆注系統(tǒng)設計..........................................................................................................8</p><p>　　4.1 澆注系統(tǒng)的設計...................................

9、...............................................................................8</p><p>　　4.2 排溢系計統(tǒng)的設..........................................................................................................

10、......10</p><p>　　5 壓鑄模結構設計.............................................................................................................12</p><p>　　5.1 壓鑄機的選擇....................................

11、..............................................................................12</p><p>　　5.1.1確定模具分型面上鑄件的總投影面積......................................................................12</p><p>　　5

12、.1.2 確定壓射比壓...........................................................................................................13</p><p>　　5.2 型腔和型芯尺寸的設計.............................................................

13、...................................14</p><p>　　5.3 鑲塊、型芯、模板的設計..............................................................................................14</p><p>　　5.3.1 鑲塊的設計..............

14、.................................................................................................14</p><p>　　5.3.2 型芯的設計......................................................................................

15、.........................15</p><p>　　5.3.3 動、定模板 的設計.................................................................................................16</p><p>　　5.4 滑塊的設計.......................

16、...............................................................................................18</p><p>　　5.5斜銷的設計............................................................................................

17、...........................19</p><p>　　5.6壓板設計...........................................................................................................................20</p><p>　　5.7墊塊的設計 ....

18、..................................................................................................................21</p><p>　　5.8導柱、導套的設計......................................................................

19、......................................22</p><p>　　5.9澆口套的設計 .................................................................................................................23</p><p>　　5.10分流錐的

20、設計...................................................................................................................24</p><p>　　5.11推出機構、復位機構的設計..............................................................

21、.............................24</p><p>　　5.12模具裝配圖設計..............................................................................................................................25</p><p>　　5.13

22、 壓鑄模的技術要求..........................................................................................................26</p><p>　　6 壓鑄機校核.........................................................................

23、..............................................27</p><p>　　6.1 壓室容量的核算................................................................................................................27</p><p>　　6

24、.2 模具厚度核算....................................................................................................................27</p><p>　　6.3 動模行程核算............................................................

25、........................................................28</p><p>　　7 壓鑄工藝流程.................................................................................................................30</p><

26、p>　　8結 論..................................................................................................................................31</p><p>　　9參考文獻.................... ...........................

27、............................................................................................32</p><p>　　薄壁殼體壓鑄工藝與壓鑄型設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　壓鑄是制造業(yè)的一種工藝，能夠成型復雜的高精

28、度的金屬制品，多用于汽車制造，機械制造等。本課題是對鋁殼體進行模具設計并分析加工工藝。</p><p>　　本模具考慮到年產量、工廠的設備及鑄件的精度要求，選擇一型兩腔結構。以制品的最大端面為分型面,使制品順利脫模。為了出模順利，須進行側向抽芯。</p><p>　　采用solidworks、AutoCad來實現(xiàn)鋁殼體的三維設計及模具成型零件設計，分析制件的成型質量和完成分型面的設計，再采

29、用EMX組件來實現(xiàn)模架的裝配，并在產品設計及模具裝配過程中，輔助以必要的理論計算，為了使動、定模能夠準確地動作, 導向定位機構利用導柱與導套的配合。頂出機構是推桿推出的一次脫出機構。通過計算和查閱相關參數(shù)，確定了澆注系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)各部分的尺寸及壓鑄工藝參數(shù)，繪制了鑄件毛坯圖和工藝圖。通過計算鎖模力選定壓鑄機型號。根據確定的壓鑄工藝方案和壓鑄機類型設計了壓鑄型，對成形部分尺寸進行了詳細的計算，通過查閱相關手冊確定了壓鑄型主要零件的結構尺寸

30、，并對壓鑄型總厚度、動模座板行程和壓室充滿度進行了校核，繪制了壓鑄型全套圖紙。</p><p>　　關鍵詞：壓鑄模具；加工工藝分析；solidworks；</p><p><b>　　1前 言</b></p><p>　　1.1選題背景和意義：</p><p>　　壓鑄是最先進的金屬成型方法之一，是實現(xiàn)少切屑，無切屑的有

31、效途徑，應用很廣，發(fā)展很快。目前壓鑄合金不再局限于有色金屬的鋅、鋁、鎂和銅，而且也逐漸擴大用來壓鑄鑄鐵和鑄鋼件。    壓鑄件的尺寸和重量，取決于壓鑄機的功率。由于壓鑄機的功率不斷增大，鑄件形尺寸可以從幾毫米到1～2m；重量可以從幾克到數(shù)十公斤。國外可壓鑄直徑為2m，重量為50kg的鋁鑄件。壓鑄件也不再局限于汽車工業(yè)和儀表工業(yè)，逐步擴大到其它各個工業(yè)部門，如農業(yè)機械、機床工業(yè)、電子工業(yè)、國防工業(yè)、計算機、

32、醫(yī)療器械、鐘表、照相機和日用五金等幾十個行業(yè)。在壓鑄技術方面又出現(xiàn)了真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的應用等新工藝。薄壁壓鑄件在壓鑄工藝技術中，普遍都認為是有一定難度的。由于壁薄就帶來充型難；出模難；易變形；精度難以保證等等。因此對模具的澆注系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，模具結構，壓鑄工藝參數(shù)都必須嚴格、周密的考慮，用于壓鑄生產的合金材料有鋁合金、純鋁、鋅合金、鎂合金、銅合金、鉛合金、錫合金等。</p><p>　　

33、壓鑄該箱體薄壁壓鑄件在澆注系統(tǒng)、模具結構、壓鑄工藝等方面有一細列技術問題。在本次設計中，解決了該薄壁壓鑄件澆注系統(tǒng)如何開設，如何保證充填過程中充填阻力最小，排氣條件最好；模具結構如何滿足該薄壁壓鑄件結構的需要；壓鑄工藝又如何適該薄壁壓鑄件工藝等要求。對于實際生產有重要意義。</p><p><b>　　1.2相關文獻綜述</b></p><p><b>　　

34、(一)壓鑄概念 </b></p><p>　　壓力鑄造是液態(tài)和半固態(tài)金屬在活塞的高壓作用下以較高的速度充填鑄型型腔，并在壓力作用下凝固獲得鑄件的方法。</p><p>　　高壓和高速充填壓鑄型是壓鑄的兩大特點。它常用的壓射比壓是從幾千至幾萬kPa，甚至高達2×105kPa。充填速度約在10~50m／s，有些時候甚至 可達100m／s以上。充填時間很短，一般在0.01

35、~0.2s范圍內。（一）壓力鑄造的概念及特點</p><p><b>　　(二)壓鑄機的選擇</b></p><p>　　實際生產中并不是每臺壓鑄機都能滿足壓鑄各種產品的需要，而必須根據具體情況進行選用，一般應從下述兩方面進行考慮： </p><p>　?。?）按不同品種及批量選擇 </p><p>　　在組織多品種，小

36、批量生產時，一般要選用液壓系統(tǒng)簡單，適應性強，能快速進行調整的壓鑄機，在組織少品種大量生產時，要選用配備各種機械化和自動化控制機構的高效率壓鑄機；對單一品種大量生產的鑄件可選用專用壓鑄機。 </p><p>　　（2） 按鑄件結構及工藝參數(shù)選擇 </p><p>　　鑄件外形寸尺，重量、壁厚等參數(shù)對選用壓鑄機有重要影響。 </p><p>　　鑄件重量（包括澆注系統(tǒng)

37、和溢流槽）不應超過壓鑄機壓定的額定容量，但也不能過小，以免造成壓鑄機功串的浪費。一般壓鑄機的額定容量可查說明書。 </p><p>　　壓鑄機都有一定的最大和最小型距離，所以壓型厚度和鑄件高度要有一定限度，如果壓鑄型厚度或鑄件高度太大就可能取不出鑄件。 </p><p><b>　?。ㄈ鸿T工藝</b></p><p>　　在壓鑄生產中，壓鑄

38、機、壓鑄合金和壓鑄型是三大要素。壓鑄工藝則是將三大要素作有權的組合并加以運用的過程。使各種工藝參數(shù)滿足壓鑄生產的需要。 </p><p>　　(四)壓力和速度的選擇</p><p>　　壓射比壓的選擇，應根據不同合金和鑄件結構特性確定。對充填速度的選擇，一般對于厚壁或內部質量要求較高的鑄件，應選擇較低的充填速度和高的增壓壓力；對于薄壁或表面質量要求高的鑄件以及復雜的鑄件，應選擇較高的比歷和

39、高的充填速度。 </p><p><b>　?。ㄎ澹沧囟?lt;/b></p><p>　　澆注溫度是指從壓定進入型腔時液態(tài)金屬的平均溫度，由于對壓室內的液態(tài)金屬溫度測量不方便，一般用保溫爐內的溫度表示。 </p><p>　　澆注溫度過高，收縮大，使鑄件容易產生裂紋、晶粒粒大、還能造成粘型；澆注源度過低，易產生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。因此

40、澆注溫度應與壓力、壓鑄型溫度及充填速度同時考慮。 </p><p><b>　?。鸿T型的溫度</b></p><p>　　鑄壓型在使用前要預熱到一定溫度，一般多用煤氣、噴燈、電器或感應加熱。 </p><p>　　在連續(xù)生產中，壓鑄型溫度往往升高，尤其是壓鑄高熔點合金，升高很快。溫度過高除使液態(tài)金屬產生粘型外，鑄件冷卻緩慢，使晶粒粗大。因

41、此在壓鑄型溫度過高時，應采期冷卻措施。通常用壓縮空氣、水或化學介質進行冷卻。 </p><p>　　（七）充填、持壓和開型時間</p><p><b>　?。?）充填時間 </b></p><p>　　自液態(tài)金屬開始進入型腔起到充滿型腔止，所需的時間稱為充填時間。充填時間長短取決于鑄件的體積的大小和復雜程度。對大而簡單的鑄件，充填時間要相對長

42、些，對復雜和薄壁鑄件充填時間要短些。充填時間與內澆口的截面積大小或內澆口的寬度和厚度有密切關系，必須正確確定。 </p><p>　?。?）持壓和開型時間 </p><p>　　從液態(tài)金屬充填型腔到內澆口完全凝固時，繼續(xù)在壓射沖頭作用下的持續(xù)時間，稱為持壓時間。持壓時間的長短取決于鑄件的材質和壁厚。 </p><p>　　持壓后應開型取出鑄件。從壓射終了到壓鑄打開的

43、時間，稱為開型時間，開型時間應控制準確。開型時間過短，由于合金強度尚低，可能在鑄件頂出和自壓鑄型落下 時引起變形；但開型時間太長，則鑄件溫度過低，收縮大，對抽芯和頂出鑄件的阻力亦大。一般開型時間按鑄件壁厚1毫米需3秒鐘計算，然后經試任調整。 </p><p><b>　　（八）壓鑄用涂料</b></p><p>　　壓鑄過程中，為了避免鑄件與壓鑄型焊合，減少鑄件頂出的

44、摩擦阻力和避免壓鑄型過分受熱而采用涂料。對涂料的要求： </p><p>　?。?） 在高溫時，具有良好的潤滑性； </p><p>　?。?） 揮發(fā)點低，在100～150℃時，稀釋劑能很快揮發(fā)； </p><p>　?。?） 對壓鑄型及壓鑄件沒有腐蝕作用； </p><p>　?。?） 性能穩(wěn)定在空氣中稀釋劑不應揮發(fā)過決而變稠； <

45、/p><p>　　（5） 在高溫時不會析出有害氣體； </p><p>　?。?） 不會在壓鑄型腔表面產生積垢。 </p><p><b>　　(九)鑄件清理</b></p><p>　　鑄件的清理是很繁重的工作，其工作量往往是壓鑄工作量的10～15倍。因此隨壓鑄機生產率的提高，產量的增加，鑄件清理工作實現(xiàn)機械化和自動化是非

46、常重要的。 </p><p>　?。?）切除澆口及飛邊 </p><p>　　切除澆口和飛邊所用的設備主要是沖床，液壓機和摩擦壓力機，在大量生產件下，可根據鑄件結構和形狀設計專用模具，在沖床上一次完成清理任務。 </p><p>　?。?）表面清理及拋光 </p><p>　　表面清理多采用普通多角滾筒和震動埋入式清理裝置。對批量不大的簡單小

47、件，可用多角清理滾筒，對表面要求高的裝飾品，可用布制或皮革的拋光輪拋光。對大量生產的鑄件可采用螺殼式震動清理機。 </p><p><b>　　零件設計</b></p><p><b>　　2.1零件分析</b></p><p>　　該零件屬薄壁(2 mm ) 零件, 材料為ZL 7, 根據鑄件的結構及技術要求，必然鑄件內

48、部和表面質量均要求非常高，故要求鑄件成型必須好。但由于該鑄件壁?。ù蟛糠殖叽鐬?.0，鑄件尺寸精度高、壁薄、腔深（45mm），出模斜度（20分）小，鑄件收縮包緊力大。因鑄件壁薄，沒有合適的、具有足夠強度的位置來設置頂出該鑄件的又具有足夠強度的推桿，因而在頂出鑄件時極易損壞鑄件和使鑄件變形，從而帶來頂出該鑄件極其困難。鑄件尺寸精度高，必須要求外頂出鑄件時鑄件不變形外，還須收縮率選取合適，才能確保鑄件尺寸精度。</p><

49、;p>　　圖2.1　殼體零件圖</p><p>　　2.2 初步確定設計方案</p><p>　?。?）此鑄件的材料為ZL102，應在適當?shù)臏囟认铝鲃有暂^好是澆注，使能充滿型腔。</p><p>　?。?）鑄件的精度為6級，采用壓力鑄造的方法能達到此精度。</p><p>　?。?）確定壓鑄工藝及模具制造能力。</p>&

50、lt;p>　?。?）確定壓鑄模結構（包括型腔數(shù)目，模板的尺寸設計，導柱、導套盡量使用國標能 </p><p>　　縮短制造周期，以及采用型芯、型腔鑲塊節(jié)約貴重金屬）。</p><p>　?。?）模具設計是要留收縮率尺寸。</p><p><b>　　3壓鑄件工藝分析</b></p><p>　　3.1

51、壓鑄合金工藝分析</p><p>　　鋁合金具有良好的壓鑄性能，導電性和導熱性都很好。鋁合金的密度小比強度和比剛度高是其突出的優(yōu)點。鋁合金的高溫力學性能也很好，在低溫下工作是同樣保持良好的力學性能，且鋁合金熔鑄工藝簡單，成形和切削加工性能良好，有較高的力學性能和耐蝕性，但在熔煉的時，鋁液要在溶劑保護下進行熔煉和保溫，以防合金液吸氣和產生氧化夾雜物。</p><p>　　3.2 壓鑄件工藝分

52、析</p><p>　　為了從根本上防止壓鑄件產生缺陷，比以低成本，連續(xù)不斷地生產高質量的壓鑄件，必須使壓鑄件的結構適合于壓鑄。主要對鑄件的壁厚、圓角、筋、出型斜度，孔，螺紋、加工余量、文字、標志、圖案等進行分析。</p><p>　　對次鑄件壁厚均勻適合壓鑄。鑄件本身有斜度且能減少出型時與型壁的摩擦。鑄件邊緣有孔且與型芯方向一致，所以在鑄造時鑄出。鑄件上有螺紋與型芯方向垂直，不宜在鑄造時

53、鑄出，且螺紋的鑄造模具加工時相當?shù)睦щy，所以螺紋在鑄件鑄出后進行加工。</p><p>　　3.3 分型面的選擇 </p><p>　　分型面選擇原則: 1.應使鑄件全部或大部分位于同一砂型內，或使主要加工面與加工的基準面處于同一型中，以防錯型，保證鑄件尺寸精度，便于造型和合型操作。若鑄件的加工面很多，又不可能都與基準面放在分型面的同一側時，則應使加工基準面與大部分加工面處在分型面

54、的同一側。 2.應盡量減少分型面的數(shù)量，最好只有一個分型面。這樣可簡化操作過程，提高鑄件精度 (因多一個分型面，鑄型就增加一些誤差) 3.應盡量使型腔和主要型芯處于下型。根據工藝分析和設計制造可行性 我們選擇一型兩腔的鑄造設計方案。根據方案的論定我們選在端部側澆口，為了便于出型我們設計分型面位于腔體 端部。如圖（3.1）</p><p><b>　　圖3.1工藝圖</b></p>

55、<p>　　4、澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設計</p><p>　　4.1 澆注系統(tǒng)的設計</p><p>　　經過對鑄件的結構分析，鑄件是板件，對澆注系統(tǒng)的選擇可選擇側澆口，在澆注時金屬液從型腔側面導入，然后自下而上推向進型腔，有利于金屬液的充填和排氣。澆注系統(tǒng)的結構見（圖4.1）。</p><p><b>　　圖4.1鑄件圖</b>

56、</p><p><b>　　內澆口的選擇：</b></p><p>　　（1）內澆口應考慮鑄件的外觀取在金屬液填充流最短鑄件壁厚最厚的部位 </p><p>　?。?） 內澆口布置應考慮取在金屬液流進型腔不起旋渦 氣順暢部位。</p><p>　?。?） 內澆口布置應考慮盡可能取在金

57、屬液流不正面沖擊型芯的部位。</p><p>　?。?） 內澆口布置應考慮取在鑄件不易變形的部位。</p><p>　?。?） 內澆口布置應考慮設置在鑄件成形后易去除澆口或沖切澆口部位。</p><p>　?。?） 對于不充許有氣孔存在鑄件，內澆口應設置在金屬液最終都能保持壓力部位</p><p>　?。?）充填金屬液先充填型腔深處再次流向分

58、型面,以達到排氣效果</p><p>　　（8）除特殊件外，內澆口的開設以單澆口為主</p><p>　　內澆道截面積的確定是內澆道設計的一個重要環(huán)節(jié)。用流量計算法計算。流量計 </p><p>　　算內澆道截面積的公式4-1：</p><p>　　= （4-1）

59、 </p><p>　　式中 Ag——為內澆道截面積（mm2）；</p><p>　　G——為內澆道鋁合金質量（g）；</p><p>　　ρ——為液態(tài)合金的密度（g/cm3）；</p><p>　　ug——為內澆道出鋁合金液的流速（m/s）；</p><p>　　t——為型腔充填時間（s）。

60、</p><p>　　ρ=2.4g/cm3，ug=35m/s，t=0.05s</p><p>　　零件體積V=4*30*30mm3+3.14*（12.52-10.52）*30+(24*10-20*6)*15+3.14*10.52*2+15*30*2=11325.57mm3</p><p>　　零件重量g=11.326cm3*2.4g/cm3=27.18g</p

61、><p>　　內澆道鋁合金質量G=27.18*2=54.36 </p><p>　　可得Ag=18mm2</p><p><b>　　如（圖4.1）</b></p><p>　　L2+3L1 h2>2h h3=2L1 </p><p>　　圖4.2橫澆道與內澆口和鑄件之間的連接方式&

62、lt;/p><p>　　取h1=1.2；L1=2；h2=4</p><p><b>　　圖4.3橫澆道尺寸</b></p><p>　　根據鑄件結構和尺寸，b取3.5，h取4。</p><p><b>　　直澆道的設計</b></p><p>　?。?）直澆道設計要點</p

63、><p>　?。?）噴嘴部分的出模斜度取1°30′，澆口套的出模斜度取2°。</p><p>　?。?）直澆道與內澆口連接處要求圓滑過渡，其圓角半徑取12mm，以使金屬液流 </p><p><b>　　動順暢。</b></p><p>　　所設計的直澆道為立式冷室壓鑄機用直澆道。該方案具有流程

64、短、投影面積小、填 充順序同步、溫度場分布均勻、排氣通暢等優(yōu)點。其結構形式及尺寸如圖所示。</p><p><b>　　圖4-4直澆道</b></p><p>　　4.2 排溢系統(tǒng)的設計</p><p>　　為了使溢流槽發(fā)揮作用，獲取較好效果不致消耗過多金屬，增加投影面積，及影響填充流態(tài)或引起其它反作用，故在設置溢流槽位置時應慎重考慮。其容積

65、占整個鑄件的20~30%，特殊情況時占50%。如果金屬鑄件局部有縮孔缺陷，則其容積范圍可為缺 陷部位的2.5~3.5倍,如果為了平衡模具溫度則其容積可以加在排溢系統(tǒng)設計，因為此鑄件是中心澆口澆注，澆注是有利于排氣和充填，所以只需在分型面設置排氣在澆注的槽，這樣便可充滿。溢流槽可不設，在試模的時候如出現(xiàn)因渦流引起的缺陷時，或者是出現(xiàn)逐漸末段出現(xiàn)收縮變形可增設溢流槽，具體位置與尺寸如（圖5）。</p><p>　　零

66、件體積V=4*30*30mm3+3.14*（12.52-10.52）*30+(24*10-20*6)*15+3.14*10.52*2+15*30*2=11325.57mm3</p><p>　　溢流槽體積V=11325.57/5=2265mm3 </p><p>　　具體體積尺寸如圖（4.5）</p><p><b>　　圖4.5溢流槽</b>

67、;</p><p><b>　　5 壓鑄模結構設計</b></p><p>　　5.1 壓鑄機的選擇</p><p>　　合理的選擇壓鑄機，設計壓鑄模時，應熟悉壓鑄機的特性和技術規(guī)格，通過必要的設計計算，合理的選擇壓鑄機。</p><p>　　計算脹型力：鎖模力是表示壓鑄機最基本參數(shù)，其作用是克服壓鑄充填時的脹型力，使模

68、具分型面不致張開，故設計壓鑄模時，首先確定脹型力的大小來選擇壓鑄機，當壓鑄機的鎖模力大于脹行力，則可認為該壓鑄機可以使用。</p><p>　　鎖模力和脹型力的關系式見式（5-1）：</p><p>　　…………………………………………（5-1）</p><p>　　——壓鑄時的反壓力；</p><p>　　——作用與滑塊楔緊面上的法向反壓力

69、；</p><p><b>　　——安全系數(shù)。</b></p><p><b>　　反壓力的計算：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　——鑄件總投影面積</b></p><p><b&

70、gt;　　P ——壓射比壓</b></p><p>　　5.1.1 確定模具分型面上鑄件的總投影面積</p><p>　　投影面積見公式（5-2） </p><p>　　ΣF=F鑄+F澆+F余+F溢（厘米2）……………………………………………….（5-2）</p><p>　　F鑄——鑄件在分型面上的投影面積；</p>

71、;<p>　　F澆——澆道內澆口在分型面上的投影面積；</p><p>　　F余——余料在分型面上的投影面積；</p><p>　　F溢——溢流槽在分型面上的投影面積。鑄件材料：鋁合金鑄件分型面上的投影面積： </p><p>　　單個零件:S1=12.52*3.14+30*25=1240.625mm2</p><p

72、>　　澆注系統(tǒng):S2=24</p><p><b>　　沖頭直徑d=Ф40</b></p><p>　　鑄件體積V1=3.14x120x28 ­3.14x108x20=133387.2 </p><p>　　壓射力 Fy=Py /4= =94200N</p><p>　　壓射比

73、p= = =75 </p><p>　　L為壓射室長度350 沖頭直徑d=Ф40</p><p>　　壓射室合金溶液體積：V3= L/4=439600 </p><p>　　充滿度 = =60.7%</p><p>　　鑄件在分型面上的投影面積（澆注系統(tǒng)與溢流槽的面積取鑄件的30%） <

74、/p><p>　　A=A1（1+0.3）=18812 </p><p>　　脹模力 F=pA=75x18812=1410900N</p><p>　　合模力(鎖模力)實際壓鑄時要率大于脹模力</p><p>　　5.1.2 確定壓射比壓</p><p>　　根據鑄件的材料、結構、壁厚：</p>

75、<p>　　選450～600公斤/厘米2 此件選用壓射比壓為500 公斤/厘米2</p><p>　　根據要求選擇J1113E型臥室冷室壓鑄機。</p><p><b>　　壓室為D=40mm</b></p><p>　　5.2 型腔和型芯尺寸的設計</p><p>　　型腔尺寸計算見公式（5-3）

76、：Y+a=(Y0+KY0-n△)+a…………………………………（5-3） </p><p>　　型芯尺寸計算見公式（5-4）：Y-a=(Y0+KY0+n△)-a ……………………………….（5-4）</p><p>　　Y0——鑄件的公稱尺寸；</p><p>　　n ——補償和磨損系數(shù)。取n=0.7；</p><p><b>

77、　　△——鑄件偏差；</b></p><p>　　a ——模具成型部分的制造偏差； </p><p>　　5.3 鑲塊、型芯、模板的設計</p><p>　　5.3.1 鑲塊的設計</p><p>　　鑲塊的壁厚尺寸確定：據鑄件形狀和尺寸大小來確定。結合鑄件的結構特點，根據參考文獻[16]《壓鑄模設計手冊》中表6-22鑲塊壁厚尺

78、寸推薦值，所設計的鑲塊材料用3Gr2W8V，定模鑲塊的結構形式及尺寸如圖5.1所示。動模鑲塊的結構形式及尺寸如圖5-1所示。</p><p>　　材料：3Cr２Ｗ8Ｖ熱處理:　HRC50~55</p><p><b>　　圖5.1動模鑲塊</b></p><p>　　如（圖5.31）所示，具體尺寸如下：(單位：mm) </p>

79、<p><b>　　圖5.2鑲塊尺寸</b></p><p>　　5.3.2型芯的設計 </p><p>　　型芯作用：用來形成鋳件在開模方向或不在開模方向孔或凹位，形狀和尺寸按產 </p><p>　　品要求。結合鑄件的結構特點，根據參考文獻[16]《壓鑄模設計手冊》 &l

80、t;/p><p>　　中表6-25圓型芯尺寸推薦值，型芯的成形段直徑為45mm。 </p><p>　　型芯的具體尺寸見圖5-3。</p><p>　　材料：　3Cr2w8v　</p><p>　　熱處理:　HRC43~4</p><p><b>　　圖5.3型芯</b></p><

81、;p>　　如（圖5.3.2）所示，具體尺寸如下：(單位：mm) </p><p><b>　　圖5.4型芯尺寸</b></p><p>　　5.3.3 動、定模板的設計</p><p>　　動模是壓鑄模的另一個重要組成部分, 動模是和定模形成壓鑄模成型部分的另一個整體，它一般固定在壓鑄機中板上，隨中板作并合運動，與定模分開合攏。

82、一般抽芯機構和頂出機構大多在這個部分。模板設計是要合理，能使模具制造出來安裝在所選的壓鑄機上。并且要滿足：H行程≥H1+H2+b+</p><p>　　H行程壓鑄機開模行程;</p><p><b>　　H1動模零件高度;</b></p><p><b>　　H2定模零件高度;</b></p><p&g

83、t;<b>　　b鑄件澆道總厚度;</b></p><p>　　a取件時鑄件與動、定模之間的最小距離。</p><p><b>　　(1)套板尺寸：</b></p><p>　　套板的壁厚根據鑲塊的尺寸來確定，取動模套板的壁厚為125mm</p><p>　　(2)動模支撐板厚：選擇20mm<

84、/p><p>　　(3)推桿固定板的尺寸：</p><p>　　根據壓鑄機的型號選400x480，厚為60（單位：mm）</p><p><b>　　4)模板的設計：</b></p><p>　　①動模板：具體尺寸如（圖5.3.3）所示</p><p><b>　　圖5.5動模板</b

85、></p><p>　　具體尺寸（單位mm）：</p><p>　?。▓D5.6）動模板尺寸</p><p>　　②定模是壓鑄模的主要組成部分, 定模和壓鑄機的壓射部分相連，并固定在壓機壓射部分和澆注系統(tǒng)相通，是壓鑄件型腔的重要組成部分。主要由定模鑲塊、定模套板、導柱、鍥緊塊、斜導柱、澆口套、定模抽芯機構等部分組成。 定模板根據要求設計為能陪著動模板與滑塊，形成

86、型腔，在定模板上有澆口套 過度澆道，配合有澆口套和斜銷根據套板尺寸選為400x480（單位：mm）包括兩個協(xié)銷孔，一個澆口套孔和相應的 定位孔與螺釘孔。</p><p>　　具體形狀尺寸如下所示</p><p><b>　　圖5.7 定模板</b></p><p><b>　　5.4 滑塊的設計</b></p>

87、<p>　　滑塊與型芯構成型腔與金屬液直接接觸因此要求較高為了能夠保證滑塊在開模后能夠安全定位,因此滑塊一般都要裝定位裝置.</p><p>　　該模具滑塊為左右方向,滑塊內可裝也可不裝定位裝置.因為在動模板上有限位槽所以滑塊在自重情況下不會下落,為了保險起見,左,右側滑塊都要裝定位裝置.</p><p>　　1,利用彈簧螺釘定位</p><p>　　

88、2,利用彈簧鋼球定位.</p><p>　　3,其它形式的定位.如定位夾等.</p><p><b>　　滑塊結構如圖</b></p><p><b>　　圖5 .9滑塊</b></p><p>　　具體尺寸單位（mm）</p><p><b>　　圖5.10滑塊尺

89、寸</b></p><p><b>　　5.5斜銷的設計</b></p><p>　　作用: 在開模過程中,強制滑塊運動,抽出芯型。有內抽芯和外抽芯兩種，其斷面形多 </p><p>　　采用扁圓形，防止抽 芯時拉傷滑塊，據模 具結構不同有延時抽 芯。主要 </p><p>　　參數(shù): 斜角α的大小和抽芯力

90、大小、抽芯行程長短、承受彎曲力大小有關。</p><p>　　斜角α的數(shù)值一?。?0°斜銷直徑取決型芯包緊力的大|小,</p><p>　　斜銷長度 = 固定部分 + 工作段尺寸 + (5~10) cm</p><p>　　材料:T10A、 熱處理： HRC（50~55）</p><p><b>　　圖5.11斜

91、銷</b></p><p><b>　　圖5.12斜銷尺寸</b></p><p><b>　　5.6壓板設計 </b></p><p>　　壓板主要用于連接模板與模座的配合，對鑲塊與導向結構起到限位作用，其尺寸大小與模板大小有關，材料一般與模板相同。</p><p><b>

92、　　動模壓板</b></p><p><b>　　圖5.13動模壓板</b></p><p>　　圖5.16動模壓板尺寸</p><p><b>　　定模壓板</b></p><p><b>　　圖5.17定模壓板</b></p><p>&

93、lt;b>　　尺寸如圖所示</b></p><p>　　圖5.18定模壓板尺寸</p><p><b>　　5.7墊塊的設計</b></p><p>　　墊塊對模具起支承作用，提高后模剛性，減少生產時由機器沖擊波而引的模具瞬 </p><p>　　間變形制作材料為普通鑄鐵或45#鋼。位置

94、和尺寸的控制是關鍵斜滑塊基本參數(shù)的 </p><p>　　確定參見參考文獻[16]《壓鑄模設計手冊》中圖7-72 </p><p><b>　　圖5.19 墊塊</b></p><p><b>　　5.8導柱與導套</b></p><p>　　作用： 起導向作用,保證動、定模在安裝和合模時的正確

95、位置,導柱和導套應有足夠的剛性和耐磨性,要求配合間隙合理，模具較大時應開設儲油槽，防止冷焊 導柱直徑：Ｄ＝Ｋ√F　.(F:模具分型表面積　K：系數(shù)0.07～0.09)　</p><p>　　導柱高度：為確保合模時安全,導柱高度應大于最高度導柱、導套需要有足夠的剛性，當導柱為四根時，選取導柱導滑段直徑的經驗公式為：</p><p><b>　?。?-1）</b><

96、/p><p>　　式中 D——導柱導滑段直徑（cm）；</p><p>　　F——模具分型面上的表面積（cm2）；</p><p>　　K——比例系數(shù)，一般為0.07~0.09。當F＞2000cm2時K取0.07；F=400~2000cm2時K取0.08；F＜400cm2時K取0.09。</p><p>　　模板的外形尺寸長20cm，寬20cm

97、，為四根導柱。導柱導滑段直徑D按公式（4-1）確定，K取0.08，則：D=1.6cm。</p><p>　　根據參考文獻[16]《壓鑄模設計手冊》中表6-38取推薦的尺寸系列D為20mm。</p><p>　　導柱的導滑段長度應大于高出分型面的型芯及鑲塊長度與導柱的導滑段直徑D之和。根據參考文獻[16]《壓鑄模設計手冊》表6-38取推薦的尺寸系列導滑段長為20mm。. </p

98、><p>　　材料： T10A 熱處理： HRC50～55.</p><p>　　圖5.20導柱與導套</p><p><b>　　5.9澆口套的設計</b></p><p>　　作用：澆口套構成直澆道，保證壓射沖頭動作順暢，確保金屬液壓力傳遞和填充平穩(wěn)，澆口套的直徑據鑄件所 需比壓和鑄件的重量選定。要求內

99、側面表面光度高。 對于冷室壓鑄機模具的制作精度求更高，影響錘頭壽命。根據參考文獻[16]《壓鑄模設計手冊》中表4-13，所設計的澆口套的材料用3Gr2W8V，經淬火后硬度45~50HRC，其結構形式及尺寸如圖2-4所示</p><p><b>　　圖5.21澆口套</b></p><p>　　5.10 分流錐的設計<

100、/p><p><b>　　分流錐: </b></p><p>　　調整直澆道的截面積，改變金屬液流向，減少金屬液消耗量。內部設有冷卻系統(tǒng)。</p><p>　　根據參考文獻[16]《壓鑄模設計手冊》表4-17分流錐設計如下</p><p><b>　　材料：H13</b></p><

101、p>　　熱處理:　HRC50~55</p><p><b>　　圖5.22分流錐</b></p><p>　　5.11 推出機構、復位機構的設計</p><p>　　根據零件的具體結構，選擇推桿推出方式為推桿推出，推桿的總數(shù)為2。配合有推板與導向結構</p><p><b>　　圖5.23</b&g

102、t;</p><p>　　推桿的選用，根據參考文獻[16]《壓鑄模設計手冊》中表8-8常用的Ⅰ型推桿尺寸系列，其結構形式及尺寸見圖4-15。推桿19的選用，根據參考文獻[4]《壓鑄模設計手冊》中表8-9常用的Ⅱ型圓推桿尺寸系列，其結構形式及尺寸見圖5-23。</p><p>　　推桿形式見圖（5.23）</p><p><b>　　圖5.23推桿</

103、b></p><p><b>　　圖5.24復位桿</b></p><p>　　在合模時需要有復位機構，所以設置復位桿，且直徑為32mm，個數(shù)為4。</p><p>　　5.12 壓鑄模具裝配圖設計</p><p>　　該設計可最大限度地增大頂板與鑄件的接觸面積, 從而在鑄件被推出時,避免推出機構損壞鑄件, 使鑄件

104、質量得到保證。為使鑄件出模順暢, 模具采用浮動滑塊結構。開模時, 滑塊在斜銷的作用下向外運動, 使鑄件脫開模具。為提高生產效率和設備利用率, 根據殼體零件尺寸較小的特點, 采用一模兩腔模具結構。為使?jié)沧r金屬液的流程最短, 采用中心澆口。該工藝具有流程短、填充順序同步、溫度場分布均勻、排氣通暢、排渣方便等優(yōu)點, 因而有助于保證壓鑄件質量。采用在動、定模中加入鑲塊的辦法, 有利于壓鑄過程中各種氣體的排出, 減少了由于氣孔原因造成的壓鑄件廢

105、品, 提高了壓鑄件的合格率。</p><p>　　模具工作原理:該模具工作過程如下: 開模時, 滑塊 在斜銷的作用下向外運動,滑塊分開的同時離開定模, 使滑塊脫離鑄件。進而頂桿通過動模鑲塊將鑄件推離型芯。合模時, 滑塊在斜銷的作用下內移, 當定模板與動模鑲塊 接觸時, 滑塊在繼續(xù)內移的同時,在動模鑲塊的帶動下向定模方向復位, 直至恢復到壓鑄前的位置。</p><p><b>　　

106、5.25裝配圖</b></p><p>　　1. 定位螺釘; 2. 安裝版; 3. 推板壓板; 4.推板; 5.墊塊; 6. 定位螺桿;7. 推桿; 8. 動模壓板; 9. 動模板; 10. 定模板; 11. 定模壓板 12. 螺釘;13. 動模鑲塊; 14.型芯; 15.分流錐; 16. 導套; 17復位桿; 18. 導柱19. 導套; 20. 頂板導柱; 21. 頂板導套; 22. 斜銷; 23.

107、 滑塊定位螺桿; 24. 螺栓；25彈簧；26滑塊；27斜銷</p><p>　　5.13 壓鑄模的技術要求</p><p>　　1．模具的外形尺寸400×620×480；</p><p>　　2．選用的機器型號J1113E型臥式冷室壓鑄機；</p><p>　　3．選用的壓室直徑為40。</p><p

108、>　　4．要求個活動部位靈活可靠，無卡死現(xiàn)象；</p><p>　　5．澆注系統(tǒng)試模后修至填充良好；</p><p>　　6．在動、定模的側面打鋼?。寒a品名稱、模具圖號、產品圖號等。</p><p><b>　　6壓鑄機的校核</b></p><p>　　6.1 壓室容量的核算</p><p&g

109、t;　　壓鑄機初步選定后，壓射比壓和壓室的尺寸也相應得到初定，現(xiàn)在需核算其容量能否滿足每次金屬澆注量得要求，即：</p><p>　　G室＞G澆 （6-1）</p><p>　　式中 G室——壓室容量（kg）；</p><p>　　G澆——每次澆注重量（kg），應為鑄件重量、澆注系統(tǒng)重量、溢流排氣系統(tǒng)重

110、量之和：</p><p><b>　　（6-2）</b></p><p>　　式中 D室——壓室直徑（cm）；</p><p>　　L——壓室長度包括澆口套長度（cm）；</p><p>　　ρ——液態(tài)合金密度（g/cm3）；</p><p>　　K——壓室充滿度一般為60%~80。</p

111、><p>　　估算鑄件質量m=ρV=2.4g/cm³×16cm³=38.4g=0.038kg；</p><p>　　澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)重量之和約為12.4g=0.012kg；</p><p>　　每次澆注重量G澆=11.326cm3×2.4g/cm3×2=54.32g</p><p>　　根據公式

112、（6-2）計算得G室=2.05kg。</p><p>　　所以 G室＞G澆</p><p>　　固其容量能滿足每次金屬澆注量的要求。</p><p>　　6.2 模具厚度核算</p><p>　　雖然調整合模機構的位置可適應所設計的模具厚度，但調整范圍不超過說明書中所給出的最大和最小模具厚度。</p&

113、gt;<p>　　根據分型面在合模時必須貼緊的要求，所設計的模具厚度，不得小于機器說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，也不得大于所給定的最小模具厚度。據此，設計模具時，按公式（5-3）核算所設計的模具厚度：</p><p>　　Hmin +（5~10）mm≤H設≤Hmax -（5~10）mm （6-3）</p><p>　　式

114、中 H設——設計模具厚度（mm）；</p><p>　　Hmin——說明書中所給定的模具最小厚度（mm）；</p><p>　　Hmax——說明書中所給定的最大模具厚度（mm）。</p><p>　　設計的模具厚度H設=265mm，由表6-1查得Hmin =200mm，Hmax =550mm。將H設，Hmin，Hmax的值代入公式（5-3），公式成立，所以設計的模

115、具厚度符合要求。</p><p>　　表 6-1 立式冷室壓鑄機基本參數(shù)</p><p>　　6.3 動模座板行程的核算</p><p>　　動模座板行程實際上就是壓鑄機開模后，模具分型面之間的最大距離。設計模具時，根據鑄件形狀、澆注系統(tǒng)和模具結構核算是否能滿足取出巨劍的要求，見公式（6-4）：</p><p>　　L取≤L行（mm）

116、 （6-4）</p><p>　　式中 L取——開模后分型面之間能取出鑄件的最小距離（見公式（5-5））（mm）；</p><p>　　L行——動模座板行程（mm）。</p><p>　　根據參考文獻[4]《壓鑄模設計手冊》中表3-4取出鑄件時分型面件所需之最小距離，因為該模具結構為斜滑塊式壓鑄機中心澆口，固L取的計

117、算公式見公式（6-5）：</p><p>　　L取≥L1+L件+K （6-5）</p><p>　　式中 L取——開模后分型面之間能取出鑄件的最小距離（mm）；</p><p>　　L1——最小推出距離（mm）；</p><p>　　L件——鑄件高度（包括澆注系統(tǒng)）（mm）；</