汽車閥蓋畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　模具在汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、家用電器 ,工程機(jī)械、動.力機(jī)械、冶金機(jī)床、兵器、僅器儀表、軒上、日用五金等制造業(yè)中，起著極為重要的作用;模具是實(shí)現(xiàn)上述行業(yè)的鈑金件、鍛件、粉末冶金件、鑄件、壓鑄件、注塑件、橡膠件、玻璃件和陶瓷件等生產(chǎn)的主要工藝裝備.。采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件，是材料成形的重要方式之一，與切削加上相比，具有材料

2、利用率高、能耗低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點(diǎn)。</p><p>　　壓鑄是一種合金液在高壓作用下高速填充型腔，并在高壓下凝固形成鑄件的特殊鑄造方法，主要用于有色金屬，如鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金等。其主要特點(diǎn)是高壓和高速，常用壓力為數(shù)十甚至上百兆帕，填充速度（內(nèi)澆口速度）約為16～80米/秒，金屬液填充模具型腔的時(shí)間極短，約為0.01～0.2秒。作為一種少無切削的成形方法，壓鑄具有生產(chǎn)效率高，鑄

3、件尺寸精度高，表面粗糙度好，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省大量機(jī)加工工序和設(shè)備，節(jié)約原材料。在節(jié)能降耗，追求可持續(xù)發(fā)展的浪潮中，壓鑄在制造業(yè)尤其是規(guī)?；a(chǎn)業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。</p><p>　　就世界范圍而言，壓鑄業(yè)發(fā)展的主要推動力是汽車業(yè)的發(fā)展，這是由于汽車生產(chǎn)商追求整車輕量化的原因。由于鋁的質(zhì)量比較輕，在汽車業(yè)中，鋁合金是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的輕金屬。鋁合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用以壓鑄為主要工藝，壓鑄

4、占全部鑄造方法的 55％左右。我國鋁合金壓鑄件占主導(dǎo)地位，其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，年產(chǎn)量持續(xù)上升。過去，鋁合金鑄件多用于變速箱、汽缸頭、油泵、化油器等不受強(qiáng)烈沖擊的外殼。由于汽車需要更薄壁和更強(qiáng)韌的結(jié)構(gòu)件，能夠熱處理和焊接的高品質(zhì)壓鑄件的應(yīng)用范圍也越來越大，采用鋁合金真空壓鑄的底盤結(jié)構(gòu)件正在逐漸取代鋼鐵鑄件或鍛件。</p><p>　　伴隨著汽車壓鑄件的功能和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，壓鑄業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，市

5、場競爭不斷加劇，壓鑄件正在向大型化、復(fù)雜化及高性能的方向發(fā)展。在這種情況下，必須不斷提高壓鑄件產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，加速新品交付周期，才能提升企業(yè)的核心競爭力。壓鑄模設(shè)計(jì)在壓鑄生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，高新技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)在壓鑄模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用明顯地提高了壓鑄設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)了壓鑄業(yè)的飛速發(fā)展。</p><p>　　2 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題及原始資料</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為廣東省

6、東莞市大朗鎮(zhèn)的東升壓鑄模具廠所給的課題,產(chǎn)品為一汽車閥蓋.此閥蓋是汽車制動系統(tǒng)上的重要零件，材料為鋁合金，其3D如圖1-1所示.產(chǎn)品2D見附錄一.</p><p>　　圖1-1 產(chǎn)品3D </p><p><b>　　2.1 工藝分析</b></p><p>　　該零件是用于汽車制動系統(tǒng)上的鋁合金零件，形狀較為復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)有：一，壁薄

7、但在一定氣壓下有嚴(yán)格的密封性要求；二，有四處小直徑但深度大的孔,四處需要加工出螺紋的鑄孔；三，有三個(gè)成90°相交的鑄孔需要布置一個(gè)側(cè)向抽芯和兩個(gè)鑲針；四，該零件需要得到很好的冷卻，局部需要設(shè)置“點(diǎn)運(yùn)水”。此外，保持模具熱平衡，避免熱節(jié)，減少局部熱量集中，能降低模具材料的熱疲勞。</p><p>　　2.2 壓鑄模設(shè)計(jì)技術(shù)難點(diǎn)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的閥蓋零件具有形狀復(fù)雜、壁

8、薄、加工面多和氣密性要求高的特點(diǎn)。熔融金屬進(jìn)入模具型腔中，氣體也隨其一起進(jìn)入到型腔，它不僅阻礙熔融金屬的流動，而且，合金凝固后留在鑄件中會形成氣孔。特別是對此類薄壁但形狀復(fù)雜的零件，型腔對收縮的阻力大，其成型過程復(fù)雜，液體金屬在流動過程中極易裹氣好形成紊流。鋁合金材料的熔點(diǎn)溫度高，粘模嚴(yán)重，流動時(shí)對型腔的沖刷和侵蝕也較嚴(yán)重。而澆注系統(tǒng)的位置和大小是解決這些問題的關(guān)鍵，因?yàn)橥ㄟ^控制內(nèi)澆口的截面尺寸可以不僅保證合金液的流向，還可以使其具有一

9、定的流量流速和壓力，零件在成型過程中表面能得到很好的冷卻，形成較厚的冷凝層，這也是保證氣密性的重要途徑。因此，本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于深刻理解澆注系統(tǒng)和鑄件成型的關(guān)系，冷卻系統(tǒng)和氣孔、粘模的關(guān)系，合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。</p><p><b>　　3 壓鑄機(jī)的選擇</b></p><p>　　設(shè)計(jì)壓鑄模與選用壓鑄機(jī)實(shí)際上是壓鑄系統(tǒng)的整合，除計(jì)算鎖模力、安裝尺一寸和壓射

10、重量外，最重要的還有壓鑄機(jī)與壓鑄模之間的壓射能量供需關(guān)系，特別對結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量要求高的壓鑄件或安全件。大型壓鑄件的壓鑄模，更需要進(jìn)行這方面的核算。壓鑄機(jī)與壓鑄模的壓射能量供需關(guān)系，或進(jìn)一步可說成工藝優(yōu)化，可從機(jī)器的pQ2圖與模具特性中求得。根據(jù)鎖模力選用壓鑄機(jī)是最常用的方法，但對一些重大零件、安全件以及高質(zhì)量要求的零件僅依鎖模力一項(xiàng)不足以保證滿足要求，還必以壓射能量為基礎(chǔ)優(yōu)選壓鑄機(jī)。</p><p>　　3.1

11、壓機(jī)的初步選定</p><p>　　一般來說,根據(jù)鎖模力選用壓鑄機(jī)是最常用的方法，但對一些重大零件、安全件以及高質(zhì)量要求的零件僅依鎖模力一項(xiàng)不足以保證滿足要求，還必以壓射能量為基礎(chǔ)優(yōu)選壓鑄機(jī)。初步地選擇壓機(jī)可通過計(jì)算模具所需鎖模力來選用.</p><p>　　3.1.1 主算壓鑄機(jī)所需的鎖模力</p><p>　　根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)要求和合金種類選用合適的比壓，

12、結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的考慮，估算投影面積，便得到壓鑄該壓鑄件所需壓鑄機(jī)鎖模力。</p><p>　　F鎖≥K〔F主+F分) 3-1</p><p>　　式中F鎖— 壓鑄機(jī)應(yīng)有的鎖模力(kN) ;K—安全系數(shù)(一般K=1.25)</p><p>　　F主—主脹型力、作用在分型面上的投 影面積，包括澆注系統(tǒng)、溢流排氣系統(tǒng)的面

13、積的 </p><p>　　力[kN)，按式(3-2)算出;</p><p>　　F分—分脹型力，作用在滑塊楔緊塊上的法向分力所引起的脹型力之和(kN)按式(3-3)</p><p><b>　　3.1.2確定比壓</b></p><p>　　比壓是保證鑄件質(zhì)量的重要參數(shù)之一。根據(jù)鑄件特征和要求以及合金種類按表選擇。根據(jù)

14、壓鑄模設(shè)計(jì)大典推薦比壓,對于而氣密性年或大平面薄壁件,材料為鋁合金的推薦值為80-120MPa,因而本次模具設(shè)計(jì)選用比壓P=100MPa.</p><p>　　3.1.3計(jì)算脹型力</p><p>　　計(jì)算主脹型力 F主=A*p/10 3-2</p><p>　　式中F主—主脹型力(KN) A-鑄件在分型面

15、上的投影面積，多腔模則為各腔投影面積之和，一般另加30%作為澆注系統(tǒng)與溢流排氣系統(tǒng)的面積(cm2) P—比壓(MPa)</p><p>　　由Pro/E分析可知,鑄件與澆注系統(tǒng),溢流排氣系統(tǒng)在分型面上投影面積為</p><p>　　A=14808*10-2cm2 由上可知比壓P=100MPa</p><p>　　則有 F主=A*p/10 =14808*

16、10-2*100/10 KN =1481KN</p><p>　　3.1.4 計(jì)算分脹型力</p><p>　　有滑塊芯時(shí)計(jì)算分脹型力</p><p>　　F分 =Σ(A芯*P/10)*tanα 3-3 </p><p>　　式中F分—由法向分力引起的脹型力，為各個(gè)型芯所產(chǎn)生的法向分力之和(k

17、N);</p><p>　　A 側(cè)向活動型芯成型端面的投影面積(cm2);</p><p>　　P—比壓(MPa) α—楔緊塊的楔緊角( °)</p><p>　　Pro/E分析得A芯=747.5cm2 楔緊塊的楔緊角α=12°P=100MPa</p><p>　　通過式3-3主算可得 F分 =15.8

18、9KN</p><p>　　通過以上計(jì)算得得出壓鎖模力 F鎖≥K〔F主+F分) =1870KN</p><p>　　根據(jù)計(jì)算,選擇壓機(jī)為力勁壓鑄機(jī)-DCC500T</p><p>　　該壓機(jī)基本參數(shù)為DCC500T壓鑄機(jī)參數(shù)說明：</p><p>　　鎖模力：500T (5000KN)</p><p>　　最大模厚：8

19、50 mm</p><p>　　最小模厚：350 mm</p><p>　　錘頭伸出量：250 mm</p><p>　　錘頭直徑：φ70mm;φ80mm;φ90mm</p><p>　　射料套筒外徑：φ165mm凸出機(jī)座15mm</p><p>　　頂出距離:120 mm</p><p>　　

20、4 澆注系統(tǒng)和溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　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)人型腔內(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)是壓鑄模設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　金

21、屬液在壓力作用下充城型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)主要由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口所組成。</p><p>　　4.1.1 選擇澆注系統(tǒng)的種類</p><p>　　根據(jù)鑄件的工藝分析,此壓鑄模選用錐形切向澆道系統(tǒng).該系統(tǒng)選擇適用于內(nèi)澆口較寬的壓鑄件〔內(nèi)澆口寬度可大于0.5mm).在整個(gè)內(nèi)澆口寬度上金屬液的流向角變化很小，金屬液的流動方向可控?？梢宰畲笙薅鹊販p小金屬液的流程，有利于薄壁壓鑄件的

22、生產(chǎn)。但加工較復(fù)雜.其形結(jié)構(gòu)如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1 錐形切向澆道系統(tǒng) 圖4-2 分流道截面形狀</p><p>　　4.1.2 內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　內(nèi)澆口在壓鑄模設(shè)計(jì)中非常重要，決定著金屬液充填型腔時(shí)的流量、速度、充填順序和流動狀態(tài)。內(nèi)澆口設(shè)計(jì)的好，會給壓鑄生產(chǎn)提供一個(gè)較為寬松的工藝范圍，容易壓出合格

23、鑄件;反之，則會造成較高的廢品率，甚至模具報(bào)廢。在內(nèi)澆口設(shè)計(jì)的諸多因素中，位置、導(dǎo)入方向、截而大小與形狀最為重要。</p><p>　　a 內(nèi)澆口位置的選擇</p><p>　　內(nèi)澆口位置的選擇受鑄件結(jié)構(gòu)、壁厚變化、使用要求、壓鑄機(jī)種類等各方而影響。實(shí)際設(shè)計(jì)中很難全部滿足上述要求，所以在滿足質(zhì)量的前提下，往往采取折衷的方案。</p><p>　　(1)盡量設(shè)計(jì)在鑄件

24、的厚壁處。</p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，早期的幾種充填理論都有很大的局限性。型腔的形狀復(fù)雜多變，充填形態(tài)多種多樣，不同型腔的部位有不同的充填形態(tài)，其決定因素是型腔截面的變化。根據(jù)流體力學(xué)的相應(yīng)觀點(diǎn)，金屬液從大截而流向小截而，應(yīng)近似全壁厚充填;反之，則呈噴射充填形式。對于壓鑄的氣孔缺陷而言，近似的全壁厚充填能夠在一定程度上克服這種缺陷，因此應(yīng)把內(nèi)澆口設(shè)置在厚壁處。同時(shí)，厚壁處容易產(chǎn)生氣孔，內(nèi)澆口離厚壁處愈近

25、，對該處的增壓和補(bǔ)縮效果愈好，該處氣孔愈小。</p><p>　　(2)盡量設(shè)計(jì)在鑄件重要部位附近。</p><p>　　離澆口較近的地方是金屬液流經(jīng)段，流經(jīng)段的鑄件的內(nèi)、外部質(zhì)量都較好。而遠(yuǎn)離澆口的位置往往是金屬液充填的終停段，往往料溫較低，是金屬液撞壁折返或多股液流匯合處，紊流嚴(yán)重，氣孔、夾渣、花紋、冷隔等缺陷較多。因此，盡量不把鑄件要求較高的部位放在終停段。</p>&

26、lt;p>　　(3)盡量選用中心澆口。</p><p>　　中心澆口與邊澆口相比，從中心澆口到型腔末端的流程較短，轉(zhuǎn)折較少，動能損失少。中心澆口一般都位于型腔中間，金屬液可以從型腔深處流向分型面，有利于排氣，能夠減少欠鑄、冷隔、氣孔等缺陷。所以即使在臥式壓鑄機(jī)上，也盡量設(shè)計(jì)成兩次分型的中心澆口。</p><p>　　b 內(nèi)澆口大小與形狀</p><p>　　

27、內(nèi)澆口設(shè)計(jì)方法很多，其截面的基木形狀是扁平矩形。在同一截而積卜可以有不同的寬度和厚度，而寬度和厚度的選擇，直接影響填充的速度和流量，進(jìn)而影響填充效率。</p><p>　　(1)內(nèi)澆口截而積。</p><p>　　我國壓鑄模設(shè)計(jì)手冊上推薦的式(1)是通過金屬液以一定的速度和在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)充滿型腔而得來的:</p><p>　　A=G/ρνT

28、 (4-1)</p><p>　　式中 A—內(nèi)澆口而積，mm2 </p><p>　　G—鑄件重量，g </p><p>　　ν—內(nèi)澆口處金屬液的流速，m/s</p><p>　　ρ—液態(tài)金屬密度，g/cm3 </p><p>　　T一充填型腔的時(shí)間S</p&

29、gt;<p>　　金屬液流速可以從圖4-1中查出，該圖是根據(jù)實(shí)際壓鑄經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)壁厚和充填長度兩個(gè)因素來確定的。</p><p>　　圖4-2 鑄件壁厚,充填長度和流速的關(guān)系 </p><p>　　圖4-3 鑄件壁厚和充填時(shí)間的關(guān)系 </p><p>　　由以上圖4-2,4-3中可查出此零件相對應(yīng)的內(nèi)澆口處流速V=40m/s, </p&g

30、t;<p>　　充填型腔的時(shí)間T=40ms</p><p>　　從而可得內(nèi)澆口面積為A1=1356mm2 </p><p>　　(2) 內(nèi)澆口厚度。內(nèi)澆口的厚度可用凝固模數(shù)法確定。</p><p>　　凝固模數(shù) M=V /A (4-2)</p><p>　　式中

31、V—壓鑄件體積，cm3 A—壓鑄件表而積，cm2</p><p>　　由PROE里模型分析可知:壓鑄件體積為0.27 cm3 壓鑄件表面積為6.74cm2</p><p>　　可求得M=3.2mm</p><p>　　澆口厚度d A1合金: d=3.7M+0.5 ( mm ) (4-3)</p><p>

32、　　=3.7*3.2+0.5 mm=12.34mm 取厚度為12mm </p><p>　　4.2 溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了提高鑄件的質(zhì)量，在金屬液充填型腔的過程中，應(yīng)盡量排除型腔內(nèi)的氣體，也應(yīng)排除混有氣體和被涂料殘余物污染的金屬液，設(shè)置溢流槽和排氣槽是重要的措施之一。</p><p>　　4.2.1 排氣槽的設(shè)計(jì)</p>&l

33、t;p>　　鋁合金壓鑄模設(shè)置排氣系統(tǒng)的目的，是為了在金屬液充填過程中將壓鑄時(shí)產(chǎn)生的氣體盡可能多地排出模具，以減少和防_比壓鑄件中氣孔、充不滿等缺陷的產(chǎn)生，保證鑄件的質(zhì)量和性能。這些氣體包括每一次壓鑄過程前滯留在型腔中的氣體，金屬液凝固而析出的氣體等。通過對壓鑄充填過程的全面認(rèn)識，分析其應(yīng)設(shè)置的位置，以及根據(jù)氣體動力學(xué)原理確定排氣道最小截面等措施，以期達(dá)到優(yōu)化排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的。</p><p>　　本次壓鑄

34、模設(shè)計(jì)的壓鑄件材料為鋁合金,根據(jù)鑄件材料選擇排氣槽的深度為0.1-0.15mm,排氣槽寬度為8-25mm.</p><p>　　設(shè)置排氣槽時(shí)應(yīng)注意:</p><p>　　1)排氣槽在離開型腔20-30mm后，可將其深度增大至0.3-0.4mm，以提高其排氣效果</p><p>　　2)在需要增加排氣槽面積時(shí)，以增大排氣槽的寬度和數(shù)量為宜，不宜過分增加其探度，

35、 以防金屬液濺出</p><p>　　4.2.2 溢流槽的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　a 溢流槽的作用</b></p><p>　　l) 排除型腔中的氣體，儲存混有氣體和涂料殘?jiān)睦湮劢饘僖?，與排氣槽配合，迅速引出型腔內(nèi)的氣體，增強(qiáng)排氣效果。</p><p>　　2) 控制金屬液充填流態(tài)，防止局都產(chǎn)生

36、渦流。</p><p>　　3) 轉(zhuǎn)移縮孔、縮松、渦流裹氣和產(chǎn)生冷隔的部位。</p><p>　　4) 調(diào)節(jié)模具各部位的溫度，改善模具熱平衡狀態(tài)，減少鑄件流痕、冷隔和澆不足的現(xiàn)象。</p><p>　　5) 作為鑄件脫模時(shí)推桿推出的位置，防止鑄件變形或在鑄件表面留有推桿痕。</p><p>　　6) 當(dāng)鑄件在動、定模型腔內(nèi)的包緊力接近相等時(shí)，

37、為了防止鑄件在開模時(shí)留在定模內(nèi).在動模上部置溢流槽，增大對動模的包緊力，使鑄件在開模時(shí)被動模帶出。</p><p>　　7) 采用大容量的溢流槽，置換先期進(jìn)人型腔的冷污金屬液，以提高鑄件的內(nèi)部質(zhì)量。</p><p>　　8) 對于真空壓鑄和定向抽氣壓鑄，溢流槽處常作為引出氣體的起始點(diǎn)。</p><p>　　9) 作為鑄件存放、運(yùn)輸及加工時(shí)支撐、吊掛、裝夾或定位的附加

38、部位。</p><p><b>　　b 溢流槽的布置</b></p><p>　　選擇溢流槽布置在分型面上,這樣布置的溢流槽結(jié)構(gòu)簡單，其截面形狀一般為梯形或半圓形。要求容量較大時(shí)，可采用動模、定模兩個(gè)型腔組成的溢流槽，并設(shè)置推桿.</p><p>　　溢流槽的布置應(yīng)有利于排除型腔中的氣體，排除混有氣體、氧化物、分型劑殘?jiān)慕饘僖海纳颇＞叩臒?/p>

39、平衡狀態(tài)。溢流槽的布置主要在以下部位:</p><p>　　1. 在金屬液最先沖擊的部位和內(nèi)澆口兩側(cè), 在金屬液最先沖擊的都位和內(nèi)澆口兩側(cè)設(shè)置檻流槽，排除金屬液流前頭的氣體、冷污金屬液、穩(wěn)定流態(tài)、減少渦流，并將折回澆口兩側(cè)的氣體、夾渣排除;</p><p>　　型芯背面金屬液匯合處. 型芯背面區(qū)域是金屬液在充填過程中被型芯阻止所形成的死痛，也是由氣體和夾渣形成鑄造缺陷之處，故經(jīng)常布置溢流

40、槽，以改善鑄件的質(zhì)量;</p><p>　　型腔內(nèi)金屬液匯合處.于 在壓鑄過程中，由于鑄件結(jié)構(gòu)和工藝條件所限，往往不易完全達(dá)到理想的流態(tài)，在幾股金屬液的匯合處，也是氣體、冷污金屬液、涂料殘?jiān)罴械膮^(qū)域，應(yīng)設(shè)置溢流槽來改善充填、排氣條件;</p><p>　　金屬液最后充填的部位. 在金屬液最后充填的部位，合金溫度和模具溫度比較低，氣體、夾雜較集中，故應(yīng)設(shè)置溢流槽以改善模具熱平衡狀態(tài)，改善

41、充填、排氣條件;</p><p>　　鑄件局部厚壁處. 鑄件厚璧處最易產(chǎn)生氣孔，縮松等缺陷，為了改善厚壁處的內(nèi)部質(zhì)量，經(jīng)常采用大容量的溢流槽和較厚的溢流口，以充分地排除氣體和夾渣。轉(zhuǎn)移縮松部位，改善內(nèi)部質(zhì)量;</p><p>　　主橫澆道端部. 將冷污金屬液、涂料殘?jiān)蜌怏w貯藏在主橫澆道端部的大容量溢流槽中，同時(shí)對金屬液的流態(tài)有一定的穩(wěn)定作用.</p><p>

42、　　具體的溢流槽外形及尺寸見2D圖.</p><p><b>　　5 成型零件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)廠家要求,這套模具使用壽命要達(dá)到8萬次以上.因此,模具關(guān)鍵成型部分所選用的材料及成型零件的結(jié)構(gòu)形式的選擇都非常重要.由以上工藝分析可知,壓鑄件底部有氣密性要求,要經(jīng)過后加工,可將分型面選在壓鑄件的底部.這個(gè)閥蓋包含有底部四個(gè)直徑較小的孔和頂面六個(gè)孔,其

43、中頂面的四個(gè)是需要后加工出螺紋的通孔,一個(gè)直徑較大的通孔.若將凸模設(shè)計(jì)成整體形式,則以上孔位處在模具工作過程中很容易損壞,這樣將造成模具的報(bào)廢.零件的側(cè)面有成型孔,要保證抽芯方便需在此處設(shè)置滑塊.因而可對這些部位做成鑲針,若有損壞時(shí)只需更換鑲針就可以了.這就提高了模具壽命并且保證成型出來的零件合格率高.前后模芯及鑲針材料根據(jù)使用壽命的要求,選用DH31-S.熱處理:46-48HRC.該材料具有較高的耐磨性和韌性,淬透性良好.可用于制作大

44、批量生產(chǎn)用的大型壓鑄模.</p><p>　　5.1 主要成型零件的尺寸計(jì)算</p><p>　　影響鑄件精度的因素有很多如鑄件結(jié)構(gòu),模具結(jié)構(gòu)以及成型部分的制造誤差和配合間隙,收縮率的選擇,壓鑄工藝和生產(chǎn)操作因素,壓鑄合金的化學(xué)成分,壓鑄機(jī)的性能等.根據(jù)以上影響鑄件精度的因素,要對成型尺寸進(jìn)行精確計(jì)算較為困難.為保證鑄件的尺寸精度在所規(guī)定的公差范圍內(nèi),在計(jì)算成型部分制造尺寸時(shí),主要以鑄件的

45、偏差傎以及偏差方向作為計(jì)算的調(diào)整值,以補(bǔ)償因收縮率變化而引起的尺寸誤差,并考慮試模時(shí)有修正的余地以及正常生產(chǎn)過程中的模具磨損.模具成型尺寸的基本計(jì)算公式為:</p><p>　　A'+Δ'=(A+Aψ+nΔ-Δ')+Δ'</p><p>　　A'---計(jì)算后的成型尺寸(mm),A--鑄件的基本尺寸(mm);ψ--鑄件的計(jì)算收縮率;</p>

46、<p>　　N--補(bǔ)償和磨損系數(shù).當(dāng)鑄件為GB1800-79中的IT11-13級精度時(shí),壓鑄工藝不易穩(wěn)定控制或其它因素難以估計(jì)時(shí),取n=0.5;Δ--鑄件偏差(mm);</p><p>　　Δ'--模具成型部分制造偏差(mm).</p><p>　　5.1.1型芯尺寸的計(jì)算</p><p>　　為簡化型芯尺寸計(jì)算公式,鑄件的偏差規(guī)定為上偏差.當(dāng)

47、偏差不符合規(guī)定時(shí),應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下,變換公稱尺寸及偏差值,(變?yōu)檎?以適應(yīng)適應(yīng)計(jì)算公式.型芯尺寸計(jì)算公式為:</p><p>　　d'-Δ'=(d+dψ+0.7Δ)-Δ'</p><p>　　d'--型芯尺寸(mm);d--鑄件內(nèi)形的最小極限尺寸(mm)</p><p>　　Ψ--壓鑄件計(jì)算收縮率(%);Δ--鑄件

48、公稱尺寸的偏差(mm);Δ'--成型部分公稱尺寸的制造偏差(mm)</p><p>　　前后模外形結(jié)構(gòu)可見附錄二.前模上需要設(shè)置6個(gè)鑲針,CAD圖上可見其鑲針編號為P6,P7,P8,P9,P10,P11.其中P7,P8,P9,P10完全一樣.根據(jù)要求對其成型部分尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 取模具的制造公差為Δ'=1/4Δ</p><p>　　后模鑲針 P7型芯尺寸: φ11.

49、1+0.4 mm </p><p>　　d7'-Δ'=(d+dψ+0.7Δ)-Δ'</p><p>　　=(11.5+11.5*0.005+0.7*0.4) -0.1 mm</p><p>　　=11.44-0.1 mm</p><p>　　后模鑲針 P6的型芯尺寸: φ14.27+0.4 mm </p&g

50、t;<p>　　d6'-Δ'=(d+dψ+0.7Δ)-Δ'</p><p>　　=(14.27+14.27*0.005+0.7*0.4)-0.1 mm</p><p>　　=14.62-0.1 mm</p><p>　　后模鑲針 P11的型芯尺寸: φ31.62+0.254 mm</p><p>　　d

51、11'-Δ'=(d+dψ+0.7Δ)-Δ'</p><p>　　=(31.62+31.62*0.005+0.7*0.254)-0.064 mm</p><p>　　=31.96-0.064 mm</p><p>　　此鑲針成型部分尺寸較長,直徑較大,需設(shè)置點(diǎn)運(yùn)水.以提高模具的使用壽命,減少鑄件缺陷.</p><p>　

52、　前模鑲針P2 的型芯尺寸: φ7.54 mm</p><p>　　d2'-Δ'=(d+dψ+0.7Δ)-Δ'</p><p>　　=7.54+7.54*0.005 mm</p><p><b>　　=7.87 mm</b></p><p><b>　　中心距,位置尺寸</b&g

53、t;</p><p>　　L'±Δ'=(L+LΨ)±Δ'</p><p>　　L'--成型部分的中心距離位置的平均尺寸(mm)</p><p>　　L--鑄件中心距離,位置的平均尺寸(mm)</p><p>　　Ψ--壓鑄件計(jì)算收縮率(%);Δ--鑄件中心距離,位置尺寸的偏差(mm);Δ&#

54、39;--成型部分中心距離位置尺寸的偏差(mm)</p><p>　　中心尺寸: φ88.9 mm</p><p>　　則有:L'±Δ'=(L+LΨ)±Δ'</p><p>　　=(88.9+88.9*0.005)±0.38/4mm</p><p>　　=89.34±0.095m

55、m</p><p>　　5.2 前后模芯部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　前后模芯的設(shè)計(jì)外形如圖5-1和5-2所示.</p><p>　　圖5-1 上模2D圖</p><p>　　圖5-2 下模2D圖</p><p><b>　　6 模架的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　模

56、架是固定和設(shè)置成形鑲塊.、澆道線塊、澆口套以及抽芯機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向零件等的基體。主要構(gòu)件有動、定模座板.動、定模套板，.支承板，卸料板以及定位銷、緊固零件等。設(shè)計(jì)模架時(shí)主要根據(jù)已確定的設(shè)計(jì)方案，對有關(guān)構(gòu)件進(jìn)行合理的計(jì)算、選擇和布置。</p><p><b>　　6.1模架設(shè)計(jì)要點(diǎn)</b></p><p>　　1) 模架應(yīng)有足夠的剛性、在承受壓鑄機(jī)鎖模力和金屬液壓力的情況下，

57、不發(fā)生影響工作的變形。</p><p>　　2) 為便于模架的吊運(yùn)和裝配，在動、定模模架上應(yīng)安裝吊環(huán)螺釘。</p><p>　　3) 型腔的反壓力中心應(yīng)盡可能接近壓鑄機(jī)合模力中心，以免壓鑄機(jī)受力不均.造成合模不嚴(yán)。</p><p>　　4) 模架在壓鑄機(jī)上的安裝位置應(yīng)與壓鑄機(jī)的規(guī)格一致，推出機(jī)構(gòu)受力中心要求與壓鑄機(jī)的推出裝置基本一致。當(dāng)推出機(jī)構(gòu)偏心時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)推板導(dǎo)柱

58、的剛性，以保持推板推出時(shí)運(yùn)動平穩(wěn)。</p><p>　　5) 鑲塊到模架邊緣的模面上需留有足夠的部位以設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘、緊固螺釘。對設(shè)有抽芯機(jī)構(gòu)的模具，模板邊框應(yīng)滿足導(dǎo)滑長度和設(shè)置楔緊塊的要求。</p><p>　　5) 連接模板用的緊固螺釘和定位銷釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量，應(yīng)根據(jù)受力大小選取。位置分布應(yīng)均勻。</p><p>　　模具的總厚度必須大于所選用壓鑄機(jī)的最小合

59、模距離。</p><p>　　6.1.1 模架基本要求</p><p>　　1.模架分形表面需光亮,平整,無明顯的劃傷,碰傷;</p><p>　　2.所有垂直面垂直度不得超過0.02MM;</p><p>　　3.模架上下平行度應(yīng)小于0.05MM;</p><p>　　4.復(fù)位桿配合段為40-60MM,其它避空;&l

60、t;/p><p>　　5.復(fù)位桿頭部不能倒角,復(fù)位孔口不能倒角;</p><p>　　6.吊環(huán)孔深大于40MM.</p><p><b>　　6.2 模架的選擇</b></p><p>　　根據(jù)所設(shè)計(jì)的前后模的最大外形尺寸,選用4555的角架式模座,其結(jié)構(gòu)如圖6-1所示. 角架式模座是模座中最簡單的一種結(jié)構(gòu).制造方便，重量

61、輕，節(jié)省材料。推板導(dǎo)柱固定在套板(不通孔式)上。</p><p>　　模座的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足推出距離的要求，必要時(shí)還可用以調(diào)整模具的總高度，滿足壓鑄機(jī)對模具最小高度的要求。</p><p>　　圖6-1 角架式模架</p><p>　　動模應(yīng)能可靠地固定于壓鑄機(jī)的動模安裝板上，如使用緊固螺釘，可在模座上設(shè)里"U"形槽，如使用壓板固定，則可在模座上設(shè)置安

62、裝槽俗稱碼模槽.其尺寸為A=30mm,B=50mm,C=30mm.動定模板為便于安裝和搬運(yùn),需設(shè)置吊環(huán).根據(jù)模板重量和模具安裝好后的整體重量,選用M30的吊環(huán),上下模板對稱分布各布置四個(gè)吊環(huán)孔.</p><p>　　這套模具中,前后模采用不通式模板固定.模具外形較大,要承受的壓力也較大,因而需在兩模腳之間設(shè)置撐頭.撐頭設(shè)計(jì)置在模具最受力的位置,合模時(shí)可防止動模板變形.在動模板底部增設(shè)計(jì)四個(gè)撐頭,具體布置可見模具總

63、裝圖.</p><p>　　撐頭外形尺寸為:φ40mm*185mm 材料為45#鋼.撐頭上開有M12的螺釘固定孔,用M12的螺釘將撐頭固定在動模板上.</p><p>　　根據(jù)模具整體要求,模腳采用6個(gè)M22的螺釘固定,螺釘總長為195mm,其中有效螺紋段長度為(2-3)*M22,取有效長度為50mm.模腳上也應(yīng)開設(shè)吊環(huán)孔,根據(jù)設(shè)計(jì)需要選用M16的吊環(huán)孔.</p><p

64、>　　模架及其它標(biāo)準(zhǔn)件的選用如下:</p><p>　　上模板： L/mm*B/mm*H/mm =550mm*450mm*175mm</p><p>　　下模板：L/mm*B/mm*H/mm =550mm*450mm*200mm</p><p>　　導(dǎo)柱：d/mm×L/mm=φ40mm×265mm </p><

65、;p>　　導(dǎo)套：d/mm×L/mm×h/mm=φ40mm×197mm×φ55 mm</p><p>　　頂針固定板： l/mm*b/mm*h/mm =445mm*234mm*25mm</p><p>　　頂針板： l/mm*b/mm*h/mm =445mm*234mm*30mm</p><p>　　頂針導(dǎo)柱: d/mm

66、×L/mm=φ30mm×190mm</p><p>　　頂針板導(dǎo)套: d/mm×L/mm×h/mm=φ30mm×50mm×φ40 mm</p><p>　　6.3 模具厚度及動模板行程核算</p><p>　　6.3.1模具厚度核算 Hmin+10mm≤H設(shè)≤Hmax-10mm</p>&

67、lt;p>　　Hmin--說明所給定的模具最小厚度(mm),H設(shè)--設(shè)計(jì)厚度(mm),Hmax--說明所給模具最大厚度.</p><p>　　這套壓鑄模中,H設(shè)=H上+H下+H模腳 </p><p>　　H上--上模板高度(mm),H下--下模板高度(mm),H模腳--模腳高度(mm)</p><p>　　則有H設(shè)=175+200+185 mm=560mm&

68、lt;/p><p>　　有 Hmin+10mm≤H設(shè)≤Hmax-10mm所選壓鑄機(jī)符合該模具設(shè)計(jì)要求.</p><p>　　6.3.2 下模座行程核算</p><p>　　L取≤L行 L取--一查后能取出鑄件的分型面之間最小距離(mm),L行,動模座板行程(mm)</p><p>　　對于推板推出時(shí),有L取≥L芯+L件+K </p&

69、gt;<p>　　L芯--型芯高出分型面尺寸 L件--鑄件高度 K--安全值,一般取10mm</p><p>　　L芯=39.95 mm,取L芯=40mm.L件=67.9mm取L件=68mm</p><p>　　則有 L取=40+68+10mm = 118mm</p><p>　　模具閉合時(shí)厚度為560mm,開模時(shí)的最大厚度為:560+118

70、mm=680mm</p><p>　　所選壓鑄機(jī)的頂出距離也符合設(shè)計(jì)要求.</p><p>　　6.4 結(jié)構(gòu)零件及固定方式,配合的設(shè)計(jì)</p><p>　　6.4.1 上下模導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)</p><p>　　a 導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)的驀本要求主要有:</p><p>　　1)應(yīng)具有一定的剛度，以引導(dǎo)動模按一定的方向移動，保

71、證動、定模在安裝和合模時(shí)的正確位置。在合模過程中保持導(dǎo)柱、導(dǎo)套首先起定向作用，防止型腔、型芯錯(cuò)位。</p><p>　　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。</p><p>　　3)為了便于取出鑄件，導(dǎo)柱一般裝置在定模上。</p><p>　　4)如模具采用卸料板卸料時(shí)，導(dǎo)柱必須安裝在動模上。</p><p>　　5)在臥式

72、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.</p><p>　　b 導(dǎo)柱的導(dǎo)滑段直徑及導(dǎo)滑長度的確定</p><p>　　導(dǎo)柱、導(dǎo)套需有足夠的剛性，導(dǎo)柱為四根時(shí)，選取導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑的經(jīng)驗(yàn)公式為:</p><p><b>　　D=K*A1/2</b></p><p>　　式中D—導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑(cm);

73、 A--模具分型面上的表面積(cm2);</p><p>　　K—比例系數(shù)，一般為0.07--0.090</p><p>　　根據(jù)所選框架,有D=0.08*(55*45)1/2mm=39.7mm</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)模架中所選導(dǎo)柱為φ40mm,符合設(shè)計(jì)要求</p><p>　　導(dǎo)柱的導(dǎo)滑段長度應(yīng)大于高出分型面的型芯及鑲塊長度與導(dǎo)柱的導(dǎo)滑段

74、直徑D之和。</p><p>　　則取導(dǎo)滑段長度為90mm.</p><p>　　導(dǎo)柱的形狀選用帶頭導(dǎo)柱,結(jié)構(gòu)簡單,加工方便.導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面,堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯.因而導(dǎo)柱材料選用20Cr,硬度為50-55HRC.導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra0.8μm,導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra0.8μm.</p><p>　　導(dǎo)柱導(dǎo)套在導(dǎo)滑段配合精度選用H7/f7的間隙配合,

75、導(dǎo)柱固定端與模板之間的配合精度選用H7/m6過渡配合.</p><p>　　圖6-2 Ⅱ型帶頭導(dǎo)套</p><p>　　選用Ⅱ型導(dǎo)套,如圖6-1所示.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,用于精度較高的場合,導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時(shí)加工.為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套,在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角.導(dǎo)柱孔最好作成通孔,以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料.模板較厚,導(dǎo)柱孔必須作成盲孔時(shí),可在盲孔的側(cè)面打一小孔排氣.導(dǎo)套材料選用20

76、Cr,導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8μm.Ⅱ型導(dǎo)套有H7/m6配合鑲?cè)肽０?導(dǎo)柱導(dǎo)套的配用形式如圖6-2所示;</p><p>　　圖6-3導(dǎo)柱導(dǎo)套的配用形式</p><p>　　6.5 推板導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)</p><p>　　6.5.1 推板導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)</p><p>　　將頂針板導(dǎo)柱安裝在動模座板上.與動

77、模支承板采用間隙配合或不伸入支承板內(nèi)，可以避免或減少因支承板與推板溫度差造成熱膨脹不一致的影響。</p><p>　　6.5.2 頂針板導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)套結(jié)構(gòu)如圖6-4所示,材料為20Cr,HRC50-55,規(guī)格為φ30*50.</p><p>　　頂針板導(dǎo)柱導(dǎo)套在導(dǎo)滑段配合精度選用H7/f7的間隙配合,導(dǎo)柱固定端與模板之間的配

78、合精度選用H7/m6過渡配合.</p><p><b>　　圖6-4 推板導(dǎo)套</b></p><p>　　6.5.3 推桿固定板和推板</p><p><b>　　根據(jù)模架標(biāo)準(zhǔn)選用.</b></p><p>　　頂針固定板： l/mm*b/mm*h/mm =445mm*234mm*25mm<

79、;/p><p>　　推板： l/mm*b/mm*h/mm =445mm*234mm*30mm</p><p>　　其結(jié)構(gòu)形式和孔位如圖6-5和6-6所示.</p><p>　　圖6-5 頂針固定板</p><p><b>　　圖6-6 頂針推板</b></p><p><b>　　7 抽芯

80、機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　7.1 抽芯機(jī)構(gòu)的組成</p><p>　　抽芯機(jī)構(gòu)主要由以下幾部分組成:</p><p>　　1)成形元件形成壓鑄件上側(cè)孔，凹凸臺階或曲面。如型芯、型塊等。</p><p>　　2)運(yùn)動元件連接并帶動型芯或型塊并在模套導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動。如滑塊、斜滑塊等。</p><p>

81、;　　3)傳動元件帶動運(yùn)動元件作抽芯和插芯動作。如斜銷、齒條、液壓抽芯器等,本次設(shè)</p><p>　　計(jì)采用的是液壓抽芯。</p><p>　　4)鎖緊元件合模后壓緊運(yùn)動元件，防止壓鑄時(shí)受到反壓力而產(chǎn)生位移。如鎖緊塊.</p><p>　　5)限位元件使運(yùn)動元件在開模后，停留在所要求的位置上，保證合模時(shí)傳動元件工</p><p>　　作順利

82、,如限位塊,限位釘?shù)?</p><p>　　7.2 抽芯力和抽芯距離的確定</p><p><b>　　7.2.1 抽芯力</b></p><p>　　壓鑄時(shí)，金屬液充填型腔，冷凝收縮后，對被金屬包圍的型芯產(chǎn)生包緊力，抽芯機(jī)構(gòu)運(yùn)動時(shí)有各種阻力即抽芯阻力，兩者的和即為抽芯開始瞬時(shí)所需的抽芯力。繼續(xù)抽芯時(shí)，只需克服抽芯阻力。影響抽芯力的主要因素有:

83、</p><p>　　1)型芯的大小和成形深度是決定抽芯力大小的主要因素。被金屬包圍的表面積愈大，所需抽芯力也愈大。</p><p>　　2)加大成形部分出模斜度，可避免成形表面的擦傷，有利于抽芯口</p><p>　　3)成形部分的幾何形狀越復(fù)雜，鑄件對型芯的包緊力越大。</p><p>　　4)鑄件側(cè)面孔穴多且布置在同一抽芯機(jī)構(gòu)上，因鑄件

84、的線收縮大，增大對型芯包緊力。</p><p>　　5)鑄件成形部分壁較厚，金屬液的凝固收縮率大，增大包緊力。</p><p>　　6)活動型芯表面粗糙度低，加工紋路與抽拔方向一致，可減少抽芯力。</p><p>　　7)壓鑄合金的化學(xué)成分不同，線收縮率也不同，線收縮率大包緊力也人。 </p><p>　　抽芯力的大小可根據(jù)型芯尺寸查表計(jì)算得

85、來.設(shè)計(jì)中側(cè)型芯直徑為23.5mm,型芯長度為 </p><p>　　40mm,則查表可知F=4*1050N=4.2KN</p><p>　　7.2.2 抽芯距離</p><p>　　抽芯后活動型芯應(yīng)完全脫離鑄件的成形表面,并使鑄件能順利推出型腔.各種側(cè)向成形孔,抽芯距離的計(jì)算公式為: S抽=h+K (mm) 7-

86、1</p><p>　　其中S抽---抽芯距離(mm),h---抽芯處鑄件壁厚或成形深度(mm),K---安全值.</p><p>　　取K=10,h=40mm 則S抽=50mm</p><p>　　綜合各項(xiàng)要求,選用液壓抽芯機(jī)構(gòu),合模狀態(tài)時(shí),抽芯器借助于抽芯器座裝在模具上,連軸器將滑塊連桿與抽芯器連成一體,高壓液從抽芯器后腔進(jìn)入,推動活塞,將活動型芯插入型腔.合

87、模時(shí)由定模楔緊塊封鎖滑塊,模具處于壓鑄狀態(tài).開模時(shí),楔緊塊脫離滑塊,開模中停,高壓液在抽芯器前腔進(jìn)入,開始抽出活動型芯抽芯狀態(tài)時(shí),繼續(xù)開模抽出鑄件.</p><p>　　7.3 滑塊及滑塊楔緊的設(shè)計(jì)</p><p>　　7.3.1 滑塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　滑塊的結(jié)構(gòu)形式如圖7-1所示:</p><p>　　滑塊材料選用H13電渣滑塊在

88、模套內(nèi)的導(dǎo)滑長度,需滿足一定的要求: L≥2/3L'+S抽 7-2</p><p>　　式中L--導(dǎo)滑槽最小配合長度(mm),S抽--抽芯距離(mm),L'--滑塊實(shí)際長度(mm)</p><p>　　滑塊的實(shí)際長度為69.65mm,S抽=50mm,則有L≥100mm 圖7-1 滑塊

89、的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　7-2 鎖緊塊的結(jié)構(gòu)形式 圖7-3 型芯的防轉(zhuǎn)形式</p><p>　　7.3.2 滑塊鎖緊裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　鎖緊塊材料選用H13電爐,鎖緊塊的結(jié)構(gòu)形式如圖7-2所示:</p><p>　　7.3.3 滑塊和型芯的連接 </p&g

90、t;<p>　　由于滑塊和型芯的工作條件不同,對材料和熱處理要求不同,因此在一般情況下,型芯和滑塊皆采用鑲接.型芯的固定可采用將型芯頭部設(shè)計(jì)成防轉(zhuǎn)的形式,如圖7-3所示:</p><p><b>　　8 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　推出機(jī)構(gòu)一般由推出元件(如推桿,推管等),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)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的

91、原則:</p><p>　　推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè);2.保證鑄件不因推出而變形損壞;3.機(jī)構(gòu)簡單動作可靠;4.良好的鑄件外觀;合模時(shí)正確復(fù)位,并保證不與其他模具零件相干涉.</p><p>　　8.1 推出距離的確定 </p><p>　　直線推出結(jié)構(gòu)時(shí),如圖8-1所示:H>20mm時(shí),</p><p>　　有1/3H≤S

92、推≤H 8-1</p><p>　　H--滯留鑄件的最大成型長度(mm).S推--直線推出</p><p>　　距離(mm) 根據(jù)鑄件可可H=67.36mm </p><p>　　則取S推=45mm 圖8-1 直線推出機(jī)構(gòu)的形式 </p>

93、;<p>　　一般常用的是推桿推出機(jī)構(gòu),這種機(jī)構(gòu)設(shè)置推桿位置自由度較大.選用圓形截面推桿,使用圓形推桿較容易達(dá)到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度,另外,圓形推桿還具有減少運(yùn)動阻力,防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn),損壞后便于更換.</p><p>　　8.1.1 推桿位置的設(shè)置</p><p>　　合理布置推桿的位置分布,可大大減小鑄件產(chǎn)生變形或被頂壞的可能性.因而在模具結(jié)構(gòu)中,推桿設(shè)置

94、的要求有:</p><p>　　1.設(shè)置在脫模力大的地方;2.推桿均勻布置;3.推桿設(shè)在鑄件強(qiáng)度剛度較大處</p><p>　　推桿在推出時(shí)要有足夠的剛性,以承受推出力,所以在條件允許時(shí)要盡可能使用大直徑推桿.設(shè)計(jì)中,推桿數(shù)為15支,其中有Ф6*300的頂針6支,Ф8*350的8支,Ф10*350的一支.材料選用SKD61,是一種熱作模具工具鋼,熱處理硬度為53HRC.由于推桿的工作端面在

95、合模時(shí)是模腔底面的一部分,若推桿的端面低于型腔底面,則在壓鑄件上會留下一突臺,影響鑄件的使用.因而推桿裝入模具后,其端面應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔底面0.05-0.1mm.頂針與模具的配合長度為頂針直徑的4-5倍，其余避空1mm。</p><p>　　選用直推桿的形式如圖8-2所示:</p><p><b>　　圖8-2 1型推桿</b></p><

96、;p>　　推桿直徑與模板上的推桿孔采用H7/e8的間隙配合.推桿固定端與推桿固定板采用單邊0.5mm的間隙.</p><p>　　8.2 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位</p><p>　　為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中靈活,平穩(wěn),每次合模后,推出元件能回到原來的位置,通常還需設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位裝置. </p><

97、;p>　　8.2.1 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向零件,由推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套組成.導(dǎo)向零件使各推出元件得以保持一定的配合間隙,從而保證推出和復(fù)位動作順利進(jìn)行.導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式如圖8-3所示.推板導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)滑部位采用H9/e8的配合.此種導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)是將前限位元件與導(dǎo)柱做成一體的結(jié)構(gòu)形式,因而不需要再設(shè)計(jì)前限位零件.</p><p>　　8.2.2 復(fù)位零件的設(shè)計(jì)&

98、lt;/p><p>　　圖8-3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　推出元件合模后要能回到原來的位置,推桿固定板上同時(shí)裝有復(fù)位桿,復(fù)位桿采用圓形截面,設(shè)置四根復(fù)位桿,位置布置在固定板的四周.這樣才能使推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn),復(fù)位桿端面與所在動模分型面平齊,推出機(jī)構(gòu)推出后,復(fù)位桿便高出分型面.合模時(shí),復(fù)位桿先于動模分型面與定模分型面接觸,在動模向定模逐漸合攏的過程中,推出機(jī)構(gòu)便被復(fù)位桿頂住

99、,從而與動模產(chǎn)生相對移動,直到分型面合攏時(shí),推出機(jī)構(gòu)便回復(fù)到原來的位置.合模和復(fù)位同時(shí)完成.復(fù)位桿和孔之間采用H7/e8的配合.</p><p>　　合模過程中還需要有限位裝置,以保證合模后的位置.可設(shè)置四個(gè)后限位塊,布置在四個(gè)復(fù)位桿下面各一個(gè).限位塊材料選用H13電爐,硬度不能過高,所以不需要進(jìn)行熱處理. </p><p>　　9 加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p&

100、gt;　　9.1加熱與冷卻系統(tǒng)的作用</p><p>　　模具在壓鑄生產(chǎn)前應(yīng)進(jìn)行充分的頂熱，并在壓鑄過程中保持在一定溫度范圍內(nèi)。壓鑄生產(chǎn)中模具的溫度由加熱與冷卻系統(tǒng)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。根據(jù)模具的預(yù)熱規(guī)范,鋁合金壓鑄模的預(yù)熱溫度是180-300ºC.</p><p>　　加熱與冷卻系統(tǒng)作用如下:</p><p>　　1)使模具達(dá)到較好的熱平衡和改善鑄件順序凝固條

101、件，使鑄件凝固速度均勻并有利于壓力傳遞，提高鑄件的內(nèi)部質(zhì)量。</p><p>　　2)保持壓鑄合金充填時(shí)的流動性，具有良好的成型性和提高鑄件表面質(zhì)量。</p><p>　　3)穩(wěn)定鑄件尺寸精度，改善鑄件力學(xué)性能。</p><p>　　4)提高壓鑄生產(chǎn)率。</p><p>　　5)降低模具熱交變應(yīng)力，提高模具使用壽命。</p>&

102、lt;p>　　9.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　壓鑄過程中，金屬液在壓鑄模中凝固并冷卻到頂出溫度，釋放的熱量被模具吸收，同時(shí)模具通過輻射、導(dǎo)熱和對流，將熱盆傳出，在模具分型面上噴涂的分型劑揮發(fā)時(shí)也帶走部分熱量。正常生產(chǎn)過程中傳入模具的熱量和從模具中傳出的熱量應(yīng)達(dá)到平衡。在高效生產(chǎn)及大型厚壁鑄件壓鑄時(shí)，往往要用強(qiáng)制冷卻來保持模具的熱平衡。合理地設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)對提高壓鑄生產(chǎn)率，改善鑄件質(zhì)量及延長模具使用

103、壽命是十分重要的。</p><p>　　9.2.1模具的冷卻方法</p><p>　　模具的冷卻方法有水冷和風(fēng)冷.水冷是在模具內(nèi)設(shè)置冷卻水通道，使冷卻水通入模具帶走熱量。水冷的效率高，易控制，是最常用的壓鑄模冷卻方法。對于壓鑄模中難以用水冷卻的部位，可采用風(fēng)冷的方式。本次壓鑄模采用水冷的方式.</p><p>　　9.2.2冷卻水道設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)</p>

104、<p>　　1) 同一模具盡量采用較少的冷卻水道和水嘴的規(guī)格，以免增加設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性。</p><p>　　2) 冷卻水道的直徑一般為6—14mm。采用數(shù)條直徑小的水道冷卻效果要比采用一條大直徑的水道好。</p><p>　　3) 對于鋁合金,水道和型腔之間的距離取19mm,水道與分型面間的距離取16mm,水道與推桿孔之間的距離取13mm,見圖7-1,圖中A值對鋁合金取20

105、-30mm.</p><p>　　圖9-1 冷卻水道的間距</p><p>　　4) 銅水管安裝不能碰到頂桿，排位清晰、整潔；</p><p>　　5) 軟水管走線整齊，長短一致不凌亂；</p><p>　　6) 模架側(cè)面刻有進(jìn)出水管編號；</p><p>　　7) 集中水頭截面積不能小于分水頭截面積之和；</

106、p><p>　　8) 激光雕刻運(yùn)水管總布置圖，設(shè)置在模具操作側(cè)；</p><p>　　9) 整個(gè)運(yùn)水系統(tǒng)出廠前必須經(jīng)過水壓測試，以防止漏水；</p><p>　　根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),應(yīng)在以下位置設(shè)置點(diǎn)運(yùn)水:</p><p>　　頂針位置過多時(shí),裝直通運(yùn)水致使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜;</p><p>　　產(chǎn)品位置過高,或有突出部分;&

107、lt;/p><p>　　壁厚不均勻,產(chǎn)品有死角,且料位較高.</p><p>　　因此,在前模設(shè)置5個(gè)點(diǎn)運(yùn)水,后模設(shè)置5個(gè)點(diǎn)運(yùn)水.冷卻水密封螺紋采用PT1/4.</p><p>　　具體的冷卻系統(tǒng)布置見附錄總裝圖及前后模圖紙.因壓鑄過程會產(chǎn)生大量的熱,在一些尺寸稍大的鑲針中也就設(shè)計(jì)點(diǎn)運(yùn)水.否則容使鑲針受熱膨脹,在取出鑄件時(shí)無法取出或使鑄件毀壞而報(bào)廢,同時(shí)也降低了鑲針的使

108、用壽命.</p><p><b>　　10 結(jié) 論</b></p><p>　　初拿到課題時(shí),有點(diǎn)茫然,不知道從何處下手.于是,先根據(jù)指導(dǎo)老師列的提綱找一些壓鑄模方面的資料.雖然,在學(xué)校有修過模具專業(yè)上課程,但對壓鑄模卻幾乎沒有接觸過,無疑會覺得難度有點(diǎn)大.就當(dāng)一切從零開始吧.當(dāng)然,也因?yàn)槭窃趯?shí)踐中去做的,外面車間里有許多的做好的,沒做好的模具,可以參考一下,看一下

109、工程師設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu),這樣,腦子里對模具的外形及一些機(jī)構(gòu)的分布就好理解多了.</p><p>　　本次課題為一個(gè)汽車閥蓋壓鑄模的設(shè)計(jì).汽車閥蓋,產(chǎn)品對于氣密性要求比較高.分型面的選擇及推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也必須去考慮這些要求.找好相關(guān)資料后便開始畫圖,先是用PRO/E對產(chǎn)品進(jìn)行3D造型,然而用型腔組件進(jìn)行分模.中間遇到了一些困難,產(chǎn)品只要用到一些簡單的拉伸切剪特征就可以造型出來,但最后倒圓角和拔的時(shí)候老是會出錯(cuò),剛開始

110、對軟件也不是很熟悉,不知道出錯(cuò)的原因.后來是同事教我一些方法及出錯(cuò)的原因,這樣便很快在造型出來了.3D造型和分模過程中,同事們幫了我好多.最初我對分型面的理解不是很透徹,因而只能對一些形狀簡單的零件進(jìn)行分型.后來,同事們反復(fù)給我講解分型面的概念,并給我舉實(shí)例,加上自身的一些思考,終于很快地把模分出來了.</p><p>　　原來對于模具設(shè)計(jì)的理解比較淺薄,以為用3D造型出來就可以了.這次畢業(yè)設(shè)計(jì),才讓我對模具設(shè)計(jì)

111、流程有了一個(gè)比較清晰的了解.每一部分的設(shè)計(jì)都涉及到一個(gè)復(fù)雜的過程.從最開始對這個(gè)設(shè)計(jì)沒什么概念到最終思路慢慢清晰,經(jīng)歷了一個(gè)比較痛苦而漫長的過程.從來沒想過一套模具設(shè)計(jì)下來是這么的復(fù)雜,涉及到一些計(jì)算,更是讓人頭暈.但是,這樣的過程也是一個(gè)讓人快樂的過程.因?yàn)橹挥凶约赫嬲齽邮秩プ?才能發(fā)現(xiàn)問題,發(fā)現(xiàn)自身存在的缺陷.這樣才能不斷地完善整個(gè)設(shè)計(jì),學(xué)會更多的東西,才能忙地讓所學(xué)知識與現(xiàn)實(shí)的工作接軌.</p><p>&

112、lt;b>　　11 經(jīng)濟(jì)分析報(bào)告</b></p><p>　　壓鑄模由于生產(chǎn)周期長、投資大、制造精度高，故造價(jià)較高，因此希望模具有較高的使用壽命。但由于材料、機(jī)械加工等一系列內(nèi)外因素的影響，導(dǎo)致模具過早失效而報(bào)廢，造成極大的浪費(fèi)。 壓鑄模失效形式主要有：尖角、拐角處開裂、劈裂、熱裂紋（龜裂）、磨損、沖蝕等。造成壓鑄模失效的主要原因有：材料自身存在的缺陷、加工、使用、維修以及熱處理的問題。因而在使

113、用模具時(shí)應(yīng)注意按規(guī)范操作。</p><p>　　壓鑄模的加工、使用、維修和保養(yǎng) </p><p>　　在確定壓射速度時(shí)，最大速度應(yīng)不超過100m/S。速度太高，促使模具腐蝕及型腔和型芯上沉積物增多；但過低易使鑄件產(chǎn)生缺陷。因此對于鋁的最低壓射速度為18m/s，鑄鋁的最大壓射速度不應(yīng)超過53m/s，平均壓射速度為43m/s。 </p><p>　　在加工過程中，加工冷

114、卻水道時(shí)，兩面加工中應(yīng)特別注意保證同心度。如果頭部拐角，又不相互同心，那么在使用過程中，連接的拐角處就會開裂。冷卻系統(tǒng)的表面應(yīng)當(dāng)光滑，最好不留機(jī)加工痕跡。 </p><p>　　電火花加工在模具型腔加工中應(yīng)用越來越廣泛，但加工后的型腔表面留有淬硬層。這是由于加工中，模具表面自行滲碳淬火造成的。無論淬硬層的深淺，模具表面均有極大應(yīng)力。若不清除淬硬層或消除應(yīng)力，在使用過程中，模具表面就會產(chǎn)生龜裂、點(diǎn)蝕和開裂。消除淬硬