鋁圈罩壓鑄模課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　序言</b></p><p>　　第一章 壓鑄設(shè)計(jì)的特點(diǎn)………………………………….（2-5）</p><p>　　第二章 壓鑄成型工藝…………………………………….（5-8）</p><p>　　第三章 壓鑄機(jī)的選

2、用…………………………………….（8-12）</p><p>　　第四章 澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………….（12-18）</p><p>　　第五章 壓鑄模零部件的設(shè)計(jì)…………………………….（18-23）</p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　在現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)中，模具

3、工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中非常重要的行業(yè)?，F(xiàn)代產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)有兩方面的基本要求，一是技術(shù)上要求產(chǎn)品的質(zhì)量嚴(yán)格符合圖樣設(shè)計(jì)要求；二是經(jīng)濟(jì)上要求產(chǎn)品的成本低、生產(chǎn)效率高，即將單件產(chǎn)品的加工工時(shí)減少到最低限度，以最少的能耗達(dá)到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特性和使用要求。模具因其設(shè)計(jì)的多樣化。成形產(chǎn)品的再現(xiàn)性和質(zhì)量的可控制性，使其在現(xiàn)代成形方法中，在提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)生效益。降低能耗等方面發(fā)揮著極其重要的作用。采用模具成形技術(shù)生產(chǎn)零部件已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手

4、段和工藝發(fā)展方向。許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)，在很大程度上依賴與模具的設(shè)計(jì)與制造，特別是在汽車、摩托車、家電、電子和航天工業(yè)中顯得尤為重要。模具設(shè)計(jì)水平的高低和模具制造水平的強(qiáng)弱，已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一，直接影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)中許多行業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　壓鑄是壓力鑄造的簡(jiǎn)稱。壓力鑄造是將熔融的合金液注入壓鑄機(jī)的壓室中，壓室中的壓射沖頭以高壓、高速將其充填入金屬模具的型腔，并在高壓下冷卻凝

5、固成形為金屬零件的一種方法。鑄造是一門科學(xué)技術(shù)，也是歷史上最悠久的一種金屬成形工藝，它促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，是標(biāo)志一個(gè)民族具有悠久歷史文化的見(jiàn)證，也是人類智慧和文明的記載者。</p><p>　　第一章 壓鑄設(shè)計(jì)的特點(diǎn)</p><p>　　壓力鑄造的主要成形工藝特征是液態(tài)金屬以高壓、高速充填金屬模具的型腔，并且在高壓下結(jié)晶、凝固和成形，因此壓鑄成形過(guò)程中金屬液流動(dòng)的狀態(tài)將會(huì)影響到壓鑄件

6、的質(zhì)量。同時(shí)，針對(duì)壓鑄的工藝特點(diǎn)，壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)壓鑄件質(zhì)量的影響也需要引起足夠的重視。壓鑄機(jī)是壓力鑄造的基本設(shè)備，壓鑄的過(guò)程是通過(guò)壓鑄機(jī)實(shí)現(xiàn)的。壓鑄機(jī)一般可分為熱壓室壓鑄機(jī)和冷壓室壓鑄機(jī)兩大類，本次設(shè)計(jì)使用的是冷壓室壓鑄機(jī)。</p><p>　　冷壓室壓鑄機(jī)的壓室與熔化合金的坩堝是分開(kāi)的，壓鑄時(shí)，需要從熔化爐的坩堝內(nèi)盛取金屬液注入壓室后再進(jìn)行壓鑄。按照壓鑄模與壓室的相對(duì)位置，冷壓室壓鑄機(jī)又可分為立式、臥式和

7、全立式三種形式。本次設(shè)計(jì)選用的是臥式壓鑄機(jī)。</p><p>　　1.1 壓鑄成形的特點(diǎn)</p><p>　　1.生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)過(guò)程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化</p><p>　　2.壓鑄件的尺寸精度高，表面粗糙度值低</p><p>　　3.壓鑄件的力學(xué)性能高</p><p>　　4.可壓鑄復(fù)雜薄壁零件</p&g

8、t;<p>　　5.壓鑄件中可嵌鑄其他材料的零件</p><p>　　6.壓鑄件中易產(chǎn)生氣孔</p><p>　　7.不適宜小批量生產(chǎn)</p><p>　　8.壓鑄高熔點(diǎn)合金時(shí)模具壽命較低</p><p>　　1.2 壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性</p><p>　　壓鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性合理與否，不僅關(guān)系到壓鑄成形

9、工藝是否得以順利進(jìn)行，而且還影響到模具的設(shè)計(jì)與制造，影響到模具的經(jīng)濟(jì)性要求，即以最低的成本生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，所以在壓鑄件結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)給予充分的重視。</p><p>　　1.2.1 壓鑄件的尺寸精度</p><p>　　1. 影響壓鑄件尺寸精度的因素</p><p>　?。?）壓鑄模成形零件的制造誤差</p><p>　?。?）壓鑄合

10、金收縮率引起的誤差</p><p>　?。?）壓鑄模使用過(guò)程中磨損引起的誤差</p><p>　　（4）壓鑄模安裝和配合引起的誤差</p><p>　?。?）壓鑄件在模具中所處不同位置引起的誤差</p><p>　　（6）壓鑄工藝參數(shù)的變化引起的誤差</p><p>　　2. 壓鑄件尺寸精度的確定</p>

11、<p>　　根據(jù)《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.1選擇該鋁合金零件公差等級(jí)為CT5—CT7中的一個(gè)，選CT6其公差為1mm。</p><p>　　3.壓鑄件的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　該鑄件是材料為鋁合金的鋁圈罩，壁厚為3mm，該鑄件如圖：</p><p>　　4. 1. 材料分析</p><p>　　該產(chǎn)品的成型材料是鋁合金

12、，該材料密度小,熔點(diǎn)為560～660度,強(qiáng)度較高,耐磨性能較好,導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好，機(jī)械切削性能良好，但由于鋁與鐵有很強(qiáng)的親和力，容易粘模，加入Mg以后可得到改善。鋁壓鑄，其鋁很容易就粘在模具表面上，造成鉚接柱拉傷、拉斷，澆注口堵塞現(xiàn)象</p><p><b>　　2. 工藝性分析</b></p><p>　　該壓鑄件尺寸比較大，一般精度等級(jí)，為降低設(shè)計(jì)難度和設(shè)計(jì)周期，

13、應(yīng)采一模一腔，且需要對(duì)壓鑄件去除澆口廢料。</p><p>　　2）為滿足制品高光亮的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。 </p><p>　　3）為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理，型腔型芯均采用整體式結(jié)構(gòu).</p><p>　　4)經(jīng)過(guò)計(jì)算零件的包芯面積約為9650 mm2

14、 重量約為0.185Kg. </p><p>　　5)為了提高生產(chǎn)效率并且考慮到鋁合金的熔點(diǎn),選用熱壓室壓鑄機(jī)用壓鑄模.</p><p>　　第二章 壓鑄成形工藝</p><p>　　2.1 壓射比壓及其選擇</p><p>　　壓鑄過(guò)程中壓室內(nèi)金屬液再單位面積上所受到的壓力稱為壓射比壓，即壓射力與壓室截面積之比。</p>

15、<p><b>　　壓射比壓的計(jì)算:</b></p><p>　　P=Fy/A=4 Fy/3.14D2</p><p>　　式中p——壓射比壓，MPa;</p><p>　　Fy——壓射力，N;</p><p>　　A——壓室面積，mm2；</p><p>　　D——壓室直徑，mm。&l

16、t;/p><p>　　壓射比壓的選用原則：通常在保證壓鑄件成形和滿足質(zhì)量要求的前提下，選用較低的壓射比壓。鋁合金的計(jì)算壓射比壓見(jiàn)《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.2，通常實(shí)際壓射比壓低于計(jì)算壓射比壓，其壓力損失折算系數(shù)K為0.88。從表中查得鋁合金的壓射比壓為35 Mpa。</p><p>　　2.2 充填速度及其選擇</p><p><b>　　1. 壓射速度

17、</b></p><p>　　壓室內(nèi)壓射沖頭推動(dòng)金屬液的移動(dòng)速度稱為壓射速度。鋁合金的壓射速度可在《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.4中查出0.5~1.1m/s，取0.8m/s.</p><p><b>　　2. 充填速度</b></p><p>　　充填速度是指金屬液再壓射沖頭的作用下通過(guò)內(nèi)澆口進(jìn)入型腔時(shí)的線速度,也稱內(nèi)澆口速度。鋁

18、合金的充填速度可在《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.5中查出，在10-25m/s,取15m/s</p><p>　　2.3 充填時(shí)間、持壓時(shí)間與留模時(shí)間</p><p><b>　　1. 充填時(shí)間</b></p><p>　　金屬液開(kāi)始?jí)荷淙肽＞咝颓恢敝脸錆M型腔所需要的時(shí)間稱為充填時(shí)間。充填時(shí)間的長(zhǎng)短與壓鑄件的大小、壁厚和復(fù)雜程度、模具結(jié)構(gòu)、內(nèi)

19、澆口的截面積、充填速度及合金的特性等各因素有關(guān)。</p><p>　　按充填時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)推薦來(lái)選擇充填時(shí)間，合金的澆注溫度高、模具溫度高、厚壁部位若離內(nèi)澆口遠(yuǎn)以及排氣效果較差時(shí)，則充填時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)些。</p><p>　　壓鑄件的平均壁厚與充填時(shí)間的推薦值見(jiàn)《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.6查得0.028~0.040s，取0.04s。</p><p><b>　

20、　2. 持壓時(shí)間</b></p><p>　　金屬液充滿型腔后，在增壓比壓作用下到內(nèi)澆口完全凝固為止所需的時(shí)間稱為持壓時(shí)間。持壓時(shí)間的作用是使正在凝固的金屬液再壓力下結(jié)晶，從而獲得內(nèi)部組織致密的壓鑄件。</p><p>　　持壓時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于壓鑄件合金的種類、壓鑄件的壁厚和內(nèi)澆口厚度等，壓鑄合金結(jié)晶溫度范圍大、壓鑄件平均壁厚大、直接澆口或內(nèi)澆口厚，持壓時(shí)間應(yīng)選長(zhǎng)些；反之，

21、持壓時(shí)間可選短些。持壓時(shí)間可在《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.7查得，取持壓時(shí)間為4s。</p><p><b>　　3. 留模時(shí)間</b></p><p>　　從持壓終了到壓鑄件開(kāi)模被推出所需的時(shí)間稱為留模時(shí)間。</p><p>　　足夠的留模時(shí)間是為了保證鑄件再模具中充分凝固、冷卻并具有一定的強(qiáng)度，使壓鑄件再開(kāi)模和推出時(shí)不產(chǎn)生變形或拉裂。通

22、常以推出鑄件不變形、不開(kāi)裂的最短時(shí)間為宜。合金收縮率大、熱強(qiáng)度高的、壁薄的壓鑄件而結(jié)構(gòu)又復(fù)雜的、模具散熱快的，留模時(shí)間應(yīng)選短些；反之，留模時(shí)間可選長(zhǎng)些。鋁合金根據(jù)不同的壁厚可在《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.8查得12s。</p><p>　　2.4 鋁合金的澆注溫度</p><p>　　熔融金屬注入壓室的溫度是壓鑄過(guò)程的熱因素。為了提供良好的填充條件、能夠控制和保持熱因素的穩(wěn)定性，必須

23、有一個(gè)相應(yīng)的溫度范圍。</p><p>　　金屬液從壓室至填充型腔時(shí)的平均溫度稱為澆注溫度。一般以保溫爐內(nèi)金屬液的溫度表示。通常在保證鑄件成形及表面質(zhì)量的前提下，盡可能采用較低的澆注溫度。一般以不超過(guò)該合金液相線以上20~30°為宜。鋁合金的澆注溫度查《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.9可知鋁合金的澆注溫度取650°。</p><p>　　2.5 模具的工作溫度</

24、p><p>　　模具的工作溫度是連續(xù)工作時(shí)模具需要保持的溫度。在連續(xù)生產(chǎn)中，壓鑄模的溫度往往會(huì)不斷升高，尤其是壓鑄熔點(diǎn)高的合金時(shí)，型腔的溫度升高得很快，這時(shí)應(yīng)控制模具的工作溫度。</p><p>　　模具的工作溫度應(yīng)根據(jù)壓鑄合金的種類和壓鑄件的結(jié)構(gòu)來(lái)選擇。一般應(yīng)以金屬液的凝固溫度的1/2為限。最重要的是模具工作溫度的穩(wěn)定和平衡，它是影響壓鑄效率的關(guān)鍵。</p><p>

25、　　壓鑄模工作溫度按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:</p><p>　　T=1/3T1-+ T2</p><p>　　式中 T——壓鑄模的工作溫度；</p><p>　　T1——金屬液的澆注溫度；</p><p>　　T2——溫度控制溫度，一般取25°。</p><p>　　也可在《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表3.10查表

26、得</p><p>　　壓鑄模具的預(yù)熱溫度為200~230℃；取220℃。</p><p>　　壓鑄模具的工作溫度為250~280℃；取260℃。</p><p>　　第三章 壓鑄機(jī)的選用</p><p><b>　　3.1壓鑄機(jī)的特點(diǎn)</b></p><p>　　由于本壓鑄件選用的是臥式冷壓室

27、壓鑄機(jī)，其特點(diǎn)是：</p><p>　　1) 金屬液進(jìn)入模具型腔時(shí)轉(zhuǎn)折少，壓力損耗小，有利于發(fā)揮增壓機(jī)構(gòu)的作用。</p><p>　　2）臥式壓鑄機(jī)一般設(shè)有偏心和中心兩個(gè)澆口位置，或在偏心和中心間可任意調(diào)節(jié)，供設(shè)計(jì)模具時(shí)選用。</p><p>　　3）壓鑄機(jī)的操作程序少，生產(chǎn)率高，設(shè)備維修方便，也容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。</p><p>　　4）金屬

28、液在壓室內(nèi)與空氣接觸面積大，壓射時(shí)容易卷入壓室中空氣和氧化夾雜物。</p><p>　　5）適用于壓鑄有色及黑色金屬。</p><p>　　6）當(dāng)壓鑄件需要設(shè)置中心澆口時(shí)，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。</p><p><b>　　3.2壓鑄機(jī)的選用</b></p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)中，選擇壓鑄機(jī)時(shí)，主要根據(jù)壓鑄件的品種、生產(chǎn)

29、批量和壓鑄件的輪廓尺寸及其合金種類和重量大小而定。其次還要考慮壓鑄機(jī)的性能、精度和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　1. 壓鑄機(jī)鎖模力大小的選擇</p><p>　　鎖模力是選用壓鑄機(jī)時(shí)首先要確定的參數(shù)。</p><p>　　模具型腔脹型力中心與壓鑄機(jī)壓力中心重合時(shí)壓鑄機(jī)鎖模力FS可按下式計(jì)算：</p><p>　　FS》=K(FZ+FN)<

30、;/p><p>　　式中FS——壓鑄機(jī)鎖模力，N;</p><p>　　FZ——作用于模具型腔且垂直于分型面方向上的脹型壓力，N;</p><p>　　FN——作用于滑塊楔緊面上的法向反壓力，N;</p><p>　　K——安全系數(shù)（一般取K=1~1.3）.</p><p>　　安全系數(shù)K一般大件取大值，小件取小值。<

31、;/p><p>　　型腔的脹型力Fz可按下式計(jì)算：</p><p>　　Fz=P(A1+ A2 + A3)</p><p>　　式中P——最終的壓射比壓，Pa；</p><p>　　A1——鑄件在分型面上的正投影面積，m2；</p><p>　　A2——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積與壓鑄件投影面積不重疊部分，m2；<

32、/p><p>　　A3——溢流槽在分型面上的投影面積，m2。</p><p>　　選用的壓射比壓p=35Mpa，鑄件在分型面上總投影面積A為0.045 m2。按《壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)》圖4.13取橫坐標(biāo)0.045 m2向上引垂直交于坐標(biāo)45Mpa的水平線一點(diǎn)，該點(diǎn)位置介于J1113型和J1125型兩種型號(hào)壓鑄機(jī)之間。壓室直徑可取</p><p><b>　　

33、∮70mm。</b></p><p>　　按公式，K=1.3，F(xiàn)N=0時(shí)計(jì)算壓鑄機(jī)的鎖模力：</p><p>　　FS= FZ=KPA=1.3X35X103X0.045KN=2048KN</p><p>　　查J1113型壓鑄機(jī)規(guī)格鎖模力最大不應(yīng)超過(guò)1250KN，因鎖模力數(shù)據(jù)小于計(jì)算鎖模力，故不能選用，</p><p>　　而J1

34、125型壓鑄機(jī)鎖模力為2500KN，大于2048KN，但因規(guī)格中壓室最大直徑為</p><p>　　∮70mm，相應(yīng)的壓射比壓為64.8MPa，大于預(yù)算的35Mpa,故應(yīng)復(fù)核鎖模力，按公式，K=1.3, FN=0時(shí)得：</p><p>　　FS= FZ=KPA=1.3X64.8X103X0.045KN=3791KN </p><p>　　經(jīng)復(fù)核得出的壓鑄機(jī)鎖模力為3

35、781KN，大于J1125型壓鑄機(jī)的鎖模力2500KN。但由于J1125型壓鑄機(jī)的壓射力可在250KN~143KN之間無(wú)極調(diào)整，若將壓射力由143KN調(diào)到180KN時(shí)，壓射比壓相應(yīng)的減小為37MPa到43MPa,鎖模力在2100-2500KN范圍內(nèi)，故可按上述調(diào)整后的壓射力選用J1125型的壓鑄機(jī)，壓室直徑選∮70mm。</p><p>　　2. 開(kāi)模行程的校核</p><p>　　每臺(tái)

36、壓鑄機(jī)都具有最小合模距離Lmin和最大開(kāi)模距離Lmax兩個(gè)尺寸，因此在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)壓鑄件的高度、壓鑄模的厚度和所選用的壓鑄機(jī)進(jìn)行校核。</p><p>　　1）壓鑄機(jī)合模后能嚴(yán)密的鎖緊模具分型面，因此要求模具的總厚度應(yīng)大于壓鑄機(jī)的最小合模距離：</p><p>　　H=H1+ H2>Lmin+L</p><p>　　式中 H——合模后的模具的總厚度

37、（包括通用模座厚度及墊板厚度尺寸），mm；</p><p>　　H1——定模的厚度，mm；</p><p>　　H2——?jiǎng)幽５暮穸龋琺m；</p><p>　　Lmin——壓鑄機(jī)最小合模距離，mm；</p><p>　　L——安全值（一般取20mm）。</p><p>　　2）壓鑄機(jī)開(kāi)模后要求壓鑄件能順利取出，因此要求

38、壓鑄機(jī)的最大開(kāi)模距離減去模具總厚度后留有能取出鑄件的距離：</p><p>　　LK = Lmax—H=Lmax—（H1+ H2）</p><p>　　式中 LK——開(kāi)模后取出壓鑄件的最小距離，mm；</p><p>　　Lmax——最大開(kāi)模距離，mm；</p><p>　　H——合模后模具的總厚度，mm。</p><p&

39、gt;　　第四章 澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)是熔融金屬在壓力作用下充填模具型腔的通道。排溢系統(tǒng)包括溢流槽和排氣槽。溢流槽的作用是儲(chǔ)存混有氣體和涂料的殘?jiān)⒀趸瘖A雜的冷污金屬液。溢流槽常常與排氣槽配合使用，以便迅速引出型腔內(nèi)氣體。在整個(gè)金屬液充填模具型腔的過(guò)程中，澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)是一個(gè)不可分割的整體，共同對(duì)充填過(guò)程起著控制作用，是決定壓鑄件質(zhì)量的重要因素。因此，澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)

40、計(jì)是壓鑄模設(shè)計(jì)的一個(gè)十分重要的壞節(jié)。</p><p>　　4.1 澆注系統(tǒng)的組成</p><p>　　澆注系統(tǒng)對(duì)金屬液在模內(nèi)流動(dòng)的方向與狀態(tài)、排氣溢流條件。模具的壓力傳遞等起到重要的控制作用，并且能調(diào)節(jié)充填速度、充填時(shí)間和模具的溫度分布等充填型腔的工藝條件。因此，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是決定壓鑄件質(zhì)量的重要因素，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)效率、模具壽命等也有很大影響。設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要分析壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、

41、合金種類及其特性，還要考慮壓鑄機(jī)的類型和特點(diǎn)。</p><p>　　澆注系統(tǒng)主要由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口和余料等組成。壓鑄機(jī)的類型不同，澆注系統(tǒng)的形式也有差異。</p><p>　　4.2 內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　不論哪一類壓鑄機(jī)模具用澆注系統(tǒng)，根據(jù)內(nèi)澆口截面積的大小，澆注系統(tǒng)可以分成兩大類。內(nèi)澆口截面積在澆注系統(tǒng)中最小的稱為限制式澆注，內(nèi)澆口截面積在澆注

42、系統(tǒng)中最大的稱為非限制式澆注系統(tǒng)。</p><p>　　澆注系統(tǒng)的分類通常是按照內(nèi)澆口的不同形狀進(jìn)行的，一般可分為側(cè)澆口、直接澆口、中心澆口、縫隙澆口、環(huán)形澆口和點(diǎn)澆口等。</p><p>　　1. 根據(jù)該鑄件成型特點(diǎn)選用側(cè)澆口，側(cè)澆口設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)單，澆口去除容易，適應(yīng)性很強(qiáng)。</p><p>　　2. 內(nèi)澆口的尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　

43、1）內(nèi)澆口截面積的計(jì)算</p><p>　　Agvg= A1v1=V/t</p><p>　　式中 Ag——內(nèi)澆口的橫截面積，m2；</p><p>　　vg——內(nèi)澆口處金屬液充填型腔的充填速度，m/s；</p><p>　　A1——壓室橫截面積，m2</p><p>　　v1——壓室內(nèi)金屬液流動(dòng)速度，m/s；<

44、;/p><p>　　V ——型腔和溢流槽的體積，m3；</p><p>　　t ——充填時(shí)間，s。</p><p><b>　　從上式中可知：</b></p><p><b>　　Ag=V/ vgt</b></p><p>　　上式是建立在內(nèi)澆口在其全面積內(nèi)流速均等的前提下的。&

45、lt;/p><p>　　理想的充填速度vg按下式計(jì)算：</p><p>　　vg=k1 k2 vm</p><p>　　式中 vm——額定充填速度，常取15m/s；</p><p>　　k1——與壓鑄件壁厚有關(guān)的速度修正系數(shù)（見(jiàn)表5.1，選取1.25）</p><p>　　k2——與作用于金屬液上比壓有關(guān)的速度修正系數(shù)

46、（見(jiàn)表5.2，選取2）</p><p>　　最佳的充填時(shí)間t按下式計(jì)算；</p><p>　　t= k3 k4 tm</p><p>　　式中 tm——額定充填時(shí)間，常取0.06s；</p><p>　　k3——與壓鑄合金物理性能有關(guān)的時(shí)間修正系數(shù)（見(jiàn)表5.3，選取0.9）</p><p>　　k4——與壓鑄件壁厚

47、特征有關(guān)的時(shí)間修正系數(shù)（見(jiàn)表5.4，選取1）。</p><p>　　把各數(shù)據(jù)代入以上公式可得：Ag=82 m2，t=0.04s</p><p>　　2）內(nèi)澆口的深度尺寸</p><p>　　查表5.6得1.0~1.8，取1.5mm</p><p><b>　　3）內(nèi)澆口的長(zhǎng)度</b></p><p&g

48、t;　　為了減少壓力損失，應(yīng)盡量縮短內(nèi)澆口的長(zhǎng)度，通常取2~3mm，一般不超過(guò)3mm。</p><p>　　4.3 直澆道的設(shè)計(jì)</p><p>　　直澆道的結(jié)構(gòu)形式與所選用的壓鑄機(jī)有關(guān)，一般可分為熱壓室、立式冷壓室和臥式冷壓室壓鑄機(jī)用三種形式的直澆道。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用的是臥式冷壓室壓鑄機(jī)，故選擇相應(yīng)的直澆道。臥室冷壓室壓鑄機(jī)模具用的直澆道可分為壓室

49、偏置時(shí)的直澆道和采用中心澆口時(shí)的直澆道兩種形式。本次設(shè)計(jì)使用的是壓室偏置時(shí)的直澆道。內(nèi)澆口的尺寸</p><p>　　根據(jù)課本表5.6選出內(nèi)澆口的深度尺寸為1.5</p><p>　　由于除直接澆口外，其余內(nèi)澆口處的截面積在整個(gè)澆注系統(tǒng)中為最小，在充填型腔時(shí)該處的阻力最大。因此，為了減小壓力損失，應(yīng)盡量縮短內(nèi)澆口的長(zhǎng)度。內(nèi)澆口的長(zhǎng)度通常取2～3mm，在此，我取2.5mm。</p>

50、;<p>　　內(nèi)澆口與壓鑄件及橫澆道的連接形式，如下圖：</p><p>　　壓鑄件在內(nèi)澆口的連接處的壁厚為,內(nèi)澆口厚度t橫澆道出口</p><p><b>　　5</b></p><p>　　處圓角半徑r1,橫澆道底部圓角半徑為r2.各數(shù)據(jù)之間的關(guān)系如下:h>2 r1=t r2=h/2 </p>

51、;<p><b>　　橫澆道的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)橫澆道設(shè)計(jì)要點(diǎn),設(shè)計(jì)成圓弧收縮式.其簡(jiǎn)圖如下:</p><p><b>　　澆道截面形狀尺寸</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)成梯形,如下圖</b></p><p><b>　　

52、6</b></p><p>　　傾角為底部圓角r=2～3mm, </p><p>　　4.4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　排溢系統(tǒng)是排氣系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)的總稱。設(shè)計(jì)排氣槽和溢流槽是為了在金屬液充填型腔的過(guò)程中排除型腔中的氣體和混有氣體及被涂料殘余物污染的金屬液，是提高鑄件質(zhì)量的重要措施之一。</p><p><b>

53、;　　1.溢流槽的作用</b></p><p>　　（1）容納最先進(jìn)入型腔的冷污金屬液和混入其中的氣體與氧化夾雜，防止壓鑄件產(chǎn)生冷隔、氣孔和夾渣。</p><p>　?。?）在選定澆注系統(tǒng)的情況下，溢流槽的設(shè)置可與澆注系統(tǒng)一起，共同起到控制金屬液流動(dòng)狀態(tài)的作用，防止局部產(chǎn)生渦流，造成有利于避免壓鑄件缺陷的充填條件。</p><p>　?。?）調(diào)節(jié)模具的溫

54、度分布，改善模具的熱平衡狀態(tài)，尤其對(duì)薄壁或充填距離較長(zhǎng)的壓鑄件，可以減少壓鑄件表面流痕、冷隔和充填不足現(xiàn)象。</p><p>　　（4）在某些情況下，溢流槽可作為壓鑄件脫模時(shí)推桿推出的位置，防止壓鑄件變形及避免壓鑄件表面留有推桿的痕跡。</p><p>　　（5）在壓鑄件對(duì)動(dòng)模、定模部分的緊力接近相等時(shí)，為了防止壓鑄件留在定模，此時(shí)可在動(dòng)模上設(shè)置溢流槽，增大壓鑄件對(duì)動(dòng)模的包緊力，使分型時(shí)壓

55、鑄件留保于動(dòng)模，便于推出機(jī)構(gòu)的推出脫模。</p><p>　?。?）對(duì)于真空壓鑄和定向抽氣壓鑄，溢流槽常常作為引出氣體的起始點(diǎn)。</p><p>　　2.溢流槽位置的選擇</p><p>　　溢流槽位置的選擇應(yīng)遵循如下的原則：</p><p>　　（1）溢流槽應(yīng)開(kāi)設(shè)在金屬液最先沖擊的部位，排除金屬液流前頭的氣體和冷污金屬液，穩(wěn)定流態(tài)狀態(tài)，減少

56、渦流。</p><p>　　（2）溢流槽應(yīng)開(kāi)設(shè)在兩股金屬液流會(huì)和的地方，清除集中于該處的氣體、冷污金屬液和冷料殘?jiān)取?lt;/p><p>　?。?）溢流槽應(yīng)開(kāi)設(shè)在內(nèi)澆口兩側(cè)或金屬液不能順利充填的死角區(qū)域，起到引流充填的作用。</p><p>　?。?）溢流槽應(yīng)開(kāi)設(shè)在壓鑄件局部壁厚的地方，并且增大其容量和溢流口的厚度，以便將氣體。夾渣和縮松轉(zhuǎn)移到該處，改善壓鑄件厚壁處的

57、質(zhì)量。</p><p>　　（5）溢流槽應(yīng)開(kāi)設(shè)在金屬液昨晚充填的地方，以改善模具的熱平衡狀態(tài)和充填排氣條件。</p><p>　?。?）溢流槽應(yīng)的開(kāi)設(shè)應(yīng)防止壓鑄件的變形，并要求不影響壓鑄件的外觀。</p><p>　　第5章 壓鑄模零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1. 分型面的類型</p><p>　　1 按

58、分型面與型腔的相對(duì)位置分類</p><p>　　壓鑄件總是放置在動(dòng)模和定模之間。按照分型面與型腔的相對(duì)位置，可將壓鑄件全部布置在定模內(nèi)，也可將壓鑄件分別布置在動(dòng)、定模內(nèi)，壓鑄件也可全部布置在動(dòng)模內(nèi)，該壓鑄件放置在動(dòng)模內(nèi)。</p><p>　　2 按分型面形狀分類</p><p>　　按分型面的形狀，分型面可以分為平直分型面，傾斜分型面，階梯分型面，曲面分型面。該壓鑄

59、件選用平直分型面且其分型面選在最大輪廓處。</p><p>　　5.2 成形零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　1.凹模與凸模的基本結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　凹模與凸模的基本結(jié)構(gòu)形式有整體式、整體鑲?cè)胧胶徒M合鑲拼式等。</p><p>　　整體式的凹模與凸模強(qiáng)度高、剛性好，易于設(shè)置冷卻水道，模具的壽命較高。但模具的制造較困難，熱處理變

60、形后難以修整。整體鑲?cè)胧降慕Y(jié)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛，幾乎標(biāo)準(zhǔn)化。鑲塊鑲?cè)肽Ｌ缀螅鋸?qiáng)度與剛度將會(huì)提高，使用時(shí)不變形，還可節(jié)省優(yōu)質(zhì)耐熱合金鋼的材料。組合鑲拼式多用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件成型。因此，本設(shè)計(jì)采用凹模凸模整體式鑲?cè)胧浇Y(jié)構(gòu)。</p><p>　　2. 鑲塊結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)</p><p>　　鑲塊的結(jié)構(gòu)尺寸主要包括鑲塊的壁厚尺寸、鑲塊底的厚度尺寸。整體式鑲?cè)胧降谋诤窈偷缀癯叽缃?jīng)驗(yàn)推件數(shù)據(jù)見(jiàn)課本表6

61、.1，根據(jù)本壓鑄件的尺寸查得鑲塊底厚大于35mm，取40mm；鑲塊壁厚在35~50之間，取40mm。</p><p>　　5.3 成形零部件工作尺寸計(jì)算</p><p>　　成形零部件中直接決定壓鑄件幾何形狀的尺寸稱為工作尺寸。</p><p>　　1. 在計(jì)算成形零部件工作尺寸時(shí)所采用的收縮率稱為計(jì)算收縮率，其表達(dá)式如下：</p><p>

62、;　　k=（Lm-Lz）/LzX100%</p><p>　　式中 k——計(jì)算收縮率；</p><p>　　Lm——室溫下模具成形零件的尺寸；</p><p>　　LZ——室溫下壓鑄件的尺寸。</p><p>　　常用壓鑄合金計(jì)算收縮率見(jiàn)課本表6.3，查得鋁合金的阻礙收縮率為0.4~0.6%，取0.5.%。</p><p

63、>　　2. 型腔的徑向尺寸和深度尺寸</p><p>　　型腔的徑向尺寸和深度尺寸分別采用下列公式計(jì)算：</p><p>　　Lm+z =[（1+K）LZ-0.7Δ] +z</p><p>　　Hm+z =[（1+K）HZ-0.7Δ] +z</p><p>　　Lm——模具型腔的徑向尺寸；</p><p>　　L

64、Z——壓鑄件外部形狀的徑向尺寸；</p><p>　　Hm——模具型腔的深度尺寸；</p><p>　　HZ——壓鑄件外部形狀的高度尺寸</p><p>　　K——塑料的平均收縮率；</p><p>　　Δ——壓鑄件尺寸偏差；</p><p>　　z——模具的制造偏差。（取1/5Δ）</p><

65、p><b>　　Δ取0.2mm。</b></p><p>　　Lm1+z =[（1+0.5%）X240-0.7X0.2] +z</p><p>　　=241.06+0.04</p><p>　　Lm2+z =[（1+0.5%）X312.41-0.7X0.2] +z</p><p>　　=313.83+0.04<

66、;/p><p>　　Lm3+z =[（1+0.5%）X116.1-0.7X0.2] +z</p><p>　　=116.54+0.04</p><p>　　Hm+z =[（1+0.5%）X45-0.7X0.2] +z</p><p>　　=45.09+0.04</p><p>　　2. 型芯的徑向尺寸和深度尺寸</p

67、><p>　　型芯的徑向尺寸和深度尺寸分別采用下列公式計(jì)算：</p><p>　　lm =[（1+K）lz+0.7Δ] </p><p>　　hm =[（1+K）hz+0.7Δ]–</p><p>　　式中 Lm——模具 型芯徑向尺寸；</p><p>　　lz——壓鑄件內(nèi)部形狀的徑向尺寸；</p>&l

68、t;p>　　hm——模具 型芯深度尺寸；</p><p>　　hz——壓鑄件內(nèi)部形狀的深度尺寸。</p><p>　　2、結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)教材表6.4查出型腔邊厚</p><p>　　根據(jù)教材表6.5查出型芯底厚h=35mm</p><p><b>　　動(dòng)定模座板的設(shè)計(jì):<

69、;/b></p><p>　　定模座板根據(jù)壓鑄機(jī)確定,</p><p>　　動(dòng)模座板按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中墊塊寬度有于本鑄件尺寸澆小設(shè)計(jì)寬為43mm.</p><p><b>　　合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì),</b></p><p>

70、;　　選用A型導(dǎo)柱B行導(dǎo)套</p><p>　　2)導(dǎo)柱的尺寸,導(dǎo)柱設(shè)計(jì)為4導(dǎo)柱,導(dǎo)向部分的直徑按下面的經(jīng)驗(yàn)公式選擇: </p><p>　　式中,d-導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的直徑尺寸,cm;</p><p><b>　　10</b></

71、p><p>　　A-模具分型面表面積, </p><p>　　k-系數(shù),一般在0.07～0.09內(nèi)選取,當(dāng)A<200時(shí),k取0.07;當(dāng)A=200～400時(shí),k取0.08,當(dāng)A>400時(shí)k取0.09.</p><p><b>　　A=529</b></p><p>　　得d=2.1cmm=21mm </p

72、><p><b>　　4、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1)脫模力的估算</b></p><p><b>　　根據(jù)公式: </b></p><p>　　式中-壓鑄件脫模所需的脫模力,N </p><p>　　p-擠壓應(yīng)力,對(duì)于鋁合金

73、,一般取</p><p>　　A-壓鑄件包緊型芯的側(cè)面積,</p><p>　　K-安全系數(shù),一般取1.2左右</p><p><b>　　計(jì)算出</b></p><p>　　本模具采用推板推出,其推板材料為H13.</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p&