電動(dòng)機(jī)端蓋壓鑄模具設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書題 目： 電動(dòng)機(jī)端蓋壓鑄模設(shè)計(jì)及型腔數(shù)控加工 院系： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2010年6月20日 誠(chéng) 信 聲 明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過(guò)的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過(guò)的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名： 日期： 年 月 日湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目： 電動(dòng)機(jī)

2、端蓋壓鑄模設(shè)計(jì)及型腔數(shù)控加工 姓名 閆全偉 系別 機(jī)械學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班級(jí) 0704 學(xué)號(hào) 200702010404指導(dǎo)老師 郭建新 教研室主任 彭浩舸 . 一、基本任務(wù)及要求：1完成本課題的開題報(bào)告（含文獻(xiàn)綜述）； 2對(duì)電動(dòng)機(jī)端蓋壓鑄成形工藝進(jìn)行分析論證，并對(duì)其壓鑄模進(jìn)行設(shè)計(jì)； 3利用ug等cam軟件對(duì)模具型腔進(jìn)行3d建模、數(shù)控編程和仿真加工； 4撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間：1宣布畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 、明確課題要求，收集、閱讀相關(guān)資料； 0.5周2.調(diào)查研究、分析課題要求、完成開題報(bào)告和畢業(yè)實(shí)習(xí)； 2.5周3壓鑄方案論證 ； 2周4工作圖設(shè)計(jì)： 1）總裝配圖設(shè)計(jì)

3、 3周2）零件圖設(shè)計(jì) 3周5對(duì)模具型腔進(jìn)行3d建模、數(shù)控編程和仿真加； 2周5撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。 2周6答辯 1周電動(dòng)機(jī)端蓋壓鑄模設(shè)計(jì)及型腔數(shù)控加工摘要：壓力鑄造是目前成型有色金屬鑄件的重要成型工藝方法。壓鑄的工藝特點(diǎn)是鑄件的強(qiáng)度和硬度較高，形狀較為復(fù)雜且鑄件壁較薄，而且生產(chǎn)率極高。壓鑄模具是壓力鑄造生產(chǎn)的關(guān)鍵，壓鑄模具的質(zhì)量決定著壓鑄件的質(zhì)量和精度，而模具設(shè)計(jì)直接影響著壓鑄模具的質(zhì)量和壽命。因此，模具設(shè)計(jì)是模具技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵，也是模具發(fā)展的重要因素。本次的課題是圍繞電動(dòng)機(jī)端蓋壓鑄模設(shè)計(jì)進(jìn)行研究的，重點(diǎn)在于壓鑄模的設(shè)計(jì)以及數(shù)控加工方面的探討。包括壓鑄設(shè)備的確定，零件的工藝分析，澆注排溢排

4、氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，模架的設(shè)計(jì)，成形零件的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)，零件的ug建模， cam仿真，數(shù)控編程等。關(guān)鍵詞：壓鑄模具；電動(dòng)機(jī)端蓋；鋁合金；cam仿真design and cavity nc machining of vibration to motor cover die-casting moldsabstract: die-casting molding technology is playing a key role in non-ferrous metal structure forming processes. die-casting processs feat

5、ures are the strength and hardness of die casting on high, thin-walled castings with complex shape can be cast, and the production is efficient. the die-casting die is the key for the process of die casting, its quality decides the quality and accuracy of castings, and the design of the die-casting

6、die affects its quality and operating life directly. therefore, designing the die-casting die is the key to technological progress; it is also an important factor in the development of mold. this topic is about vibrators switch cover die-casting die design, the key is the study of the design of die

7、casting die and nc machining in the paper. including die-casting equipment, parts of the process analysis to determine, pouring row of exhaust system design, overflow launch institutions core-pulling mechanism design, formwork design, forming parts design, structural components design, parts of ug m

8、odeling, cam simulation, cnc programming, etc. keywords: die-casting mould; motor cover . aluminium alloy; cam simulation 前 言金屬壓鑄成型技術(shù)是目前成型有色金屬結(jié)構(gòu)見的重要工藝方法，金屬壓鑄模是壓鑄層次那個(gè)的重要工藝裝備。猶豫金屬壓鑄成型具有高效率、搞精度、低消耗以及少、無(wú)機(jī)械加工等突出的特點(diǎn)、在振興制造業(yè)的年代得到了空前的發(fā)展。由于金屬壓鑄成型有不可比擬的突出有點(diǎn)，在工業(yè)技術(shù)快速發(fā)展的現(xiàn)在，其必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，特別是在大批量生產(chǎn)中，雖然模具成本高，但從總體上來(lái)說(shuō)

9、，其大批量生產(chǎn)是的綜合成本大幅度降低，在制造業(yè)中性價(jià)比高。近年來(lái)，汽車工業(yè)的飛速發(fā)展更是顯示出了壓鑄成型技術(shù)的重要性。本課題主要針對(duì)電動(dòng)機(jī)端蓋來(lái)探討壓鑄模具的設(shè)計(jì)及數(shù)控加工，從壓鑄模設(shè)計(jì)基礎(chǔ)入手，牽涉到壓鑄模具設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，通過(guò)查閱各方面書籍，最后完成了本次壓鑄模具的設(shè)計(jì)，其中整個(gè)設(shè)計(jì)流程均按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。本次電動(dòng)機(jī)端蓋壓鑄模具的設(shè)計(jì)圖紙均用caxa畫出二維模具圖，同時(shí)聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)中的所要涉及到的工藝，對(duì)所設(shè)計(jì)模具進(jìn)行多次改進(jìn)，多次數(shù)控加工仿真，以及對(duì)相關(guān)零件進(jìn)行了cam仿真和數(shù)控編程，最終得出設(shè)計(jì)結(jié)果。第1章. 壓鑄設(shè)備的確定1.1 零件圖的工藝分析所選鑄件為電動(dòng)機(jī)端蓋，材料使用鑄鋁合金zl1

10、。鑄件壁厚大體均勻，形狀對(duì)稱，由一圓柱體銑出的兩個(gè)型腔和圓柱外邊緣三個(gè)螺釘孔耳組成。零件中心開孔23mm，內(nèi)型腔上均布三個(gè)4.2mm圓孔，因鑄造不便不設(shè)計(jì)在內(nèi)，同時(shí)處于經(jīng)濟(jì)考慮，螺紋孔可在壓鑄后加工。由于壓鑄件尺寸偏差小，故選工作精度為級(jí)，鑄件鑄件最大直徑為161mm，查參考文獻(xiàn)【1】表1.1-22得壓鑄件配合尺寸精度為ct7級(jí), 鑄件工程圖如圖1-1。 圖1-1鑄件工程圖1.2分型面的選擇合理的確定分型面，不但能簡(jiǎn)化壓鑄模的結(jié)構(gòu)，而且能保證鑄件的質(zhì)量。確定分型面時(shí)，主要根據(jù)以下原則：開模時(shí)，能保持鑄件隨動(dòng)模移動(dòng)方向脫出定模，使鑄件保留在動(dòng)模內(nèi)。為便于從動(dòng)模內(nèi)取出鑄件，分型面應(yīng)取在鑄件的最大截

11、面上。有利于澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的合理布置。避免影響鑄件的尺寸精度。使壓鑄模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并有利于加工。其他：如考慮鑄造合金的性能、避免壓鑄機(jī)構(gòu)承受臨界負(fù)荷（或避免接近額定投影面積）。根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)和形狀特點(diǎn)的不同，可將分型面分為:直線分型面、傾斜分型面、折線分型面和曲線分型面等。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)，選用直線型分型面。則有三個(gè)面可供選擇，如圖1-2所示。綜合考慮上述個(gè)原則，選擇分型面如圖1-2所示位置。圖1-2分型面選擇1.3選用壓鑄機(jī)壓鑄機(jī)是壓鑄生產(chǎn)地最基本的設(shè)備，是壓鑄生產(chǎn)中提供能源和選擇最佳壓鑄工藝參數(shù)的調(diào)劑只能，是獲得優(yōu)質(zhì)壓鑄件的保證。壓鑄機(jī)通常按壓室的受熱條件不同，分為冷室壓鑄機(jī)和熱室壓鑄機(jī)兩大

12、類。冷室壓鑄機(jī)又因壓室和模具放置的位置和方向不同，分為臥式、立式、和全立式三種。本課題選擇臥式冷室壓鑄機(jī)，根參考文獻(xiàn)【1】圖1.1-32臥式冷室壓鑄機(jī)基本組成如下圖1-3所示。圖1-3臥式冷室壓鑄機(jī)1增壓器；2蓄能器；3壓射缸；4壓射沖頭；5壓室；6定座板；7拉桿；8動(dòng)座板；9頂出缸；10曲肘機(jī)構(gòu)；11支承座板；12模具高度；13合模缸；14機(jī)體；15控制柜；16電機(jī)及泵1.3.1 壓射比壓的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】表1.1-5，選取壓射比壓p=50mpa。1.3.2 壓鑄機(jī)鎖模力的計(jì)算根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】式1.1-4有f鎖k（f主+f分）=式中，是壓鑄機(jī)應(yīng)有的鎖模力（kn）；是分脹型力（kn）；

13、k是安全系數(shù)（一般k=1.25），它與鑄件的復(fù)雜程度、壓鑄工藝等因素有關(guān)。 由于本課題沒(méi)有涉及到分脹型力，故f鎖kf主；f主=ap/10；式中a鑄件在分型面上的投影面積，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，體積為156413mm3，鑄件密度2.4g/cm3鑄件重量為0.375kg。本課題設(shè)計(jì)的壓鑄件在分型面的投影面積為230cm2。f鎖kf主=kap/10=1.25x230x50/10=1437.5n根據(jù)鑄件投影面積以及鎖模力大小選用壓室直徑為60mm的j1118h型臥式冷室壓鑄機(jī)。j1118h型壓鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】表1.1-75表1.3.2j

14、1118h型壓鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥式鎖模力(kn)1800壓射力(kn)200壓實(shí)壓力 (mpa)50-101動(dòng)模座板行程(mm)350一次最大合金澆注量(kg)2.2壓室直徑(mm)5060鑄件最大投影面積mm2360推出行程(mm)80拉缸內(nèi)間距/mm水平480x垂直4501.3.3壓室容量的估算壓鑄機(jī)初步選定后，壓射比壓和壓室的尺寸也相應(yīng)得到確定，現(xiàn)在需核算容量能否滿足金屬澆注量的要求，根據(jù)參考資料【2】式6-8和6-9有g(shù)室g澆 （式6-8）式中，是壓室容納金屬液質(zhì)量(kg); 是每次澆注質(zhì)量（kg），等于鑄件質(zhì)量、澆注系統(tǒng)質(zhì)量及排溢系統(tǒng)質(zhì)量之和（kg）。 （式6

15、-9）式中，是壓室直徑（cm）；l是壓室長(zhǎng)度，包括澆道套長(zhǎng)度（cm）；是液態(tài)合金密度（g/）；k是壓室充滿度，一般取60%80%。而g澆=v=156413mm32.410-3kg/m3=0.375kg取d室=60mm,則g室=（）1000=1.5kg g澆故取d室=60mm合適。第2 章 澆注系統(tǒng)溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的主要作用是吧金屬液從熱室壓鑄機(jī)的噴嘴或冷室壓鑄機(jī)壓室導(dǎo)入型腔內(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(dòng)狀態(tài)型腔內(nèi)氣體的排出等密切相關(guān)，并能調(diào)節(jié)填充速度，充填時(shí)間，型腔溫度等充型條件，其設(shè)計(jì)是壓住模的重要環(huán)節(jié)。2.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)按澆口位置可以分為中心

16、澆口、頂澆口、側(cè)澆口、徑向澆口、切向澆口。中心澆口的特點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)緊湊，鑄件平面上帶有孔時(shí)，澆口開在孔上，同時(shí)在孔口處設(shè)置分流錐。金屬液從型腔中心部位導(dǎo)入，流程短，鑄件和澆注系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積小，可改善壓鑄機(jī)的受力狀況，澆注系統(tǒng)金屬消耗量較少。從壓鑄件的結(jié)構(gòu)考慮，恰好符合中心澆口的特點(diǎn)，故選用中心澆口，在中心孔29處設(shè)置一分流錐。2.2注系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)。2.2.1內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)澆口時(shí)，主要是確定內(nèi)澆口的位置和方向，并預(yù)計(jì)合金充填過(guò)程的流態(tài)，可能出現(xiàn)的死角區(qū)和裹氣部位，以便設(shè)置適當(dāng)?shù)囊缌鞑酆团艢獠?。?nèi)澆口設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：從內(nèi)澆口進(jìn)入型腔的金屬液，應(yīng)首先填充深

17、腔處難以排氣的部位，然后充填其他部位，并注意不要過(guò)早的封閉分型面、排氣槽，以便于型腔中的氣體能夠順利排除。金屬液進(jìn)入型腔后，不正面沖擊型壁和型芯，力求減少動(dòng)能損耗，避免因沖擊而受侵蝕發(fā)生粘模現(xiàn)象，致使該處過(guò)早損壞。應(yīng)盡可能采用單個(gè)內(nèi)澆口而少用分支澆口（大型鑄件、箱體和框架類以及結(jié)構(gòu)形式特殊的鑄件除外），以避免多路金屬液匯流互相撞擊，形成渦流，產(chǎn)生裹氣和氧化物夾雜等缺陷。對(duì)有加強(qiáng)肋的鑄件，應(yīng)使內(nèi)澆口導(dǎo)入金屬液的流向和加強(qiáng)肋方向一致。形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，應(yīng)采用較薄的內(nèi)澆口，以保證有足夠的填充速度。對(duì)一般結(jié)構(gòu)形狀的鑄件，以保證最終靜壓力的傳遞作用，應(yīng)采用較厚的內(nèi)澆口，并設(shè)在鑄件的厚處。內(nèi)澆口設(shè)置位置

18、應(yīng)使金屬液充填壓鑄型腔各部分時(shí)，流程最短，流向改變小，以減少填充過(guò)程中能量的損耗和溫度降低。 此外，還要考慮到鑄件的加工、粗糙度及切除澆口是否對(duì)技術(shù)要求有影響等有關(guān)問(wèn)題。由于本鑄件中心開有23孔，采用中心澆口澆注方式，內(nèi)澆口可直接設(shè)在中間，金屬液將從如圖2-1所示進(jìn)入型腔，方便快捷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。圖2-1內(nèi)澆口的尺寸設(shè)計(jì)：內(nèi)澆口截面積的確定可由參考資料【2】經(jīng)驗(yàn)公式（5-1）有下公式（2-2）： (2-2)式中：ag內(nèi)澆口橫截面積；通過(guò)內(nèi)澆口金屬液的總質(zhì)量，；液態(tài)金屬的密度，； vg內(nèi)澆口流速，；t 型腔的填充時(shí)間s；v通過(guò)內(nèi)澆口金屬液的體積cm3；vn型腔的充填速度。計(jì)算得出數(shù)值如下：求得a約為

19、1.8mm2，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，設(shè)置為環(huán)形內(nèi)澆口。2.2.2直澆道的設(shè)計(jì)直澆道一般由壓鑄機(jī)上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成，它是傳遞金屬液壓力的首要澆道，其尺寸大小可以影響金屬液的流動(dòng)速度、充型時(shí)間、氣體的儲(chǔ)存空間和壓力損失的大小，起著能否使金屬液平穩(wěn)引入橫澆道和控制金屬液充型條件的作用。選用壓鑄機(jī)的類型不同，直澆道的結(jié)構(gòu)也不同。圖2-5為臥式冷室壓鑄機(jī)用直澆道的結(jié)構(gòu)，它又壓鑄機(jī)上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成，在直澆道上的一段稱為余料，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：根據(jù)所需壓射比壓和壓室充滿度選定壓室和澆口套的內(nèi)徑d。澆口套的長(zhǎng)度應(yīng)不小于壓鑄機(jī)壓射沖頭的跟蹤距離，便于余料從壓室中脫出。橫澆道入口應(yīng)開設(shè)在壓室上部?jī)?nèi)

20、徑三分之二以上部分，避免金屬液在重力作用下進(jìn)入橫澆道，提前開始凝固。分流器上形成余料的凹腔的深度等于內(nèi)澆道的深度，直徑與澆口套相等，沿圓周的脫模斜度約為2。有時(shí)將壓室和澆口套制成一體，形成整體式壓室。整體式壓室內(nèi)孔精度高，壓射時(shí)阻力小，但加工復(fù)雜，通用性差。采用深導(dǎo)入式直澆道（圖2-6），可以提高壓室的充滿度，減小深型腔壓鑄模的體積，當(dāng)使用整體式壓室時(shí)，有利于采用標(biāo)準(zhǔn)壓室或先有的壓室。 圖2-5臥式冷室壓鑄機(jī)用直澆道 圖2-6 深導(dǎo)入式直澆道結(jié)構(gòu)示意圖 1-壓室 2-澆口套 3-分流器 4-余料 壓室和澆口套的內(nèi)孔，應(yīng)在熱處理和精磨后，在沿軸線方向進(jìn)行研磨，其表面粗糙度不大于ra0.2。而臥室

21、冷室壓鑄機(jī)中心澆口的直澆道可按照熱室壓鑄機(jī)的直澆道設(shè)計(jì)，參考文獻(xiàn)【1】表1.3-17，設(shè)計(jì)本模具的直澆道如下圖2-7所示。 圖2-7直澆道小段直徑d =24.3mm,根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，取d=26mm。則其有效截面積參考文獻(xiàn)【1】公式1.3-6有a有效=226.3mm2,大于內(nèi)澆口截面積，小于噴嘴出口截面積，符合要求。2.2溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于模具密合時(shí)分型面間有足夠的縫隙用于排氣，且采用中心澆注的方案，金屬液可以很好的把零件體鑄滿，故不再另外增設(shè)排氣槽和溢流槽。第3章 模架與成形零件的設(shè)計(jì)3.1模架的設(shè)計(jì)3.1.1模架的基本形式模架的基本形式如下：不通孔的模架通孔的模架 推出機(jī)構(gòu)為卸料板的模架

22、帶有抽芯機(jī)構(gòu)的模具 設(shè)置斜滑塊的模架 臥式壓鑄機(jī)采用中心澆口的模架 通孔的模架加工工藝性好，但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)支承板的強(qiáng)度充分考慮，防止在工作中受反壓力變形，影響鑄件尺寸和精度。多腔模和組合鑲塊的壓鑄模較多采用這種模體形式，所以根據(jù)件的特點(diǎn)，選用通孔模架。模架的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下模架應(yīng)有足夠的剛度，在承受壓鑄機(jī)鎖模力時(shí)，不發(fā)生變形。模架不宜笨重，以便裝卸、運(yùn)輸和修理，并減輕壓鑄機(jī)負(fù)荷。模架在壓鑄機(jī)上的安裝位置應(yīng)與壓鑄機(jī)規(guī)格或者通用模座規(guī)格相一致，安裝必須牢固可靠。型腔的反壓力中心應(yīng)盡可能接近壓鑄機(jī)合模力中心，防止壓鑄機(jī)受力不勻，導(dǎo)致鎖模不嚴(yán)；推出機(jī)構(gòu)的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

23、心時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)推板導(dǎo)柱的剛度，確保在推出工件時(shí)平穩(wěn)。鑲塊到模架邊緣的模面應(yīng)留有足夠的部位設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘、緊固螺釘?shù)奈恢茫＜苓吘壍膶挾葢?yīng)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)沒(méi)有抽芯機(jī)構(gòu)的模具，模板邊框應(yīng)滿足導(dǎo)滑長(zhǎng)度和設(shè)置楔緊塊的要求。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，位置分布均勻。為了便于壓鑄模的吊運(yùn)和裝配，在動(dòng)、定模模架上設(shè)有吊環(huán)螺釘，對(duì)于大、中型壓鑄模，在模板兩側(cè)均鉆有螺孔，以擰入握柄或吊環(huán)螺釘。壓鑄模的總厚度必須大于所選用的壓鑄機(jī)的最小合模間距。 3.1.2系列模架的選用 當(dāng)系列標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸及結(jié)構(gòu)形式滿足壓鑄件生產(chǎn)要求時(shí)，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)模架，這可以大大節(jié)省模具的設(shè)計(jì)和制造周期。

24、根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】表3-10標(biāo)準(zhǔn)系列模架尺寸（之一），選用為的模架圖3-13.2成形零件尺寸計(jì)算3.2.1 確定型芯、型腔尺寸和固定方法已知鑄件最大直徑為161mm，取ct7級(jí)精度，查參考文獻(xiàn)【1】表1.4-27得收縮率取0.6%。如圖3-2,動(dòng)模鑲塊尺寸，根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】計(jì)算公式（6-18）（6-19）（6-20）（6-21）（6-22）有型腔徑向尺寸、深度尺寸、型芯徑向尺寸、型芯深度尺寸和中心距尺寸計(jì)算公式依次如下：d+0=(d+d-0.7) +0h、+0=(h+h-0.7) +0=(l+l-0.7)/2根據(jù)七級(jí)精度查參考資料【4】表1.4，則120+0.040=(120+120x0.0

25、06+0.7x0.04)-=120.748+0.04mm同理有：根據(jù)模具總體設(shè)計(jì)及參考文獻(xiàn)【1】相關(guān)部分，可得出動(dòng)模型芯的其他尺寸，且使用臺(tái)階式固定外加螺釘緊固的方法，如圖3-2所示圖3-2同理有定模鑲塊：根據(jù)模具總體設(shè)計(jì)及參考文獻(xiàn)【1】相關(guān)部分得如圖3-4所示零件圖其余尺寸，使用臺(tái)階固定的方法固定，如圖3-3。 圖3-3如圖3-5,定模型腔鑲塊尺寸，根據(jù)參考文獻(xiàn)【1】表1.4-29計(jì)算公式變換有：87.5（-0.46）=(d+d-0.7)+=87.6055+0.092mm同理82 （-0.46）=82.078+0.092mm，r8（-0.2）=7.9+0.04mm，3（-0.12）=2.93

26、1（+0.024）mm，85（-0.46）=85.093+0.092mm，68（-0.4）=68.06+0.08mm，70（-0.4）=70.07+0.08mm54（-0.28）=(h+h-0.7)+=53.99+0.08mm根據(jù)模具總體設(shè)計(jì)及參考文獻(xiàn)【1】相關(guān)部分得如圖3-4所示零件圖其余尺寸，使用臺(tái)階固定的方法固定，如圖3-4所示圖3-43.3結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)3.3.1定模座板的設(shè)計(jì)定模座板一般不做強(qiáng)度計(jì)算，采用螺釘緊固，根據(jù)已選的壓鑄機(jī)j116e，可以得出u型槽的位置和尺寸，參考文獻(xiàn)【3】表3-10選取模板的主要尺寸為=，厚度a=40mm,其余尺寸根據(jù)模具總體設(shè)計(jì)確定，如下圖3-5所示。圖

27、3-53.3.2動(dòng)定模套板的設(shè)計(jì)套板一般受拉伸、彎曲、壓縮三種應(yīng)力，變形后會(huì)影響型腔的尺寸精度。因此，在考慮模板尺寸時(shí)應(yīng)兼顧模具結(jié)構(gòu)和壓鑄生產(chǎn)中的工藝因素。（1）定模套板的設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)【1】表1.4-51及模具總體設(shè)計(jì)得出定模套板的主要尺寸為：= 厚度b=75mm。其余尺寸如圖3-6所示。圖3-6（2）動(dòng)模套板的設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)【1】表1.4-51及模具總體設(shè)計(jì)得出定模套板的主要尺寸為：=400x500 厚度c=80mm。其余尺寸如圖3-7所示。圖3-73.3.3動(dòng)模支承板的選擇模支承板厚度h可按下式計(jì)算(參考文獻(xiàn)【1】公式1.4-16)h=63mm，查參考文獻(xiàn)【1】表1.4-45，取板厚為40m

28、m，其余尺寸如圖3-8。圖3-83.3.4推板和推桿固定板的設(shè)計(jì)（1）推板和推桿固定板的標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列見參考文獻(xiàn)【1】表1.4-47（2）推板和推桿固定板的厚度尺寸見參考文獻(xiàn)【1】表1.4-48。參考文獻(xiàn)【1】表1.4-51及模具總體設(shè)計(jì)，得出推板和推桿固定板的基本尺寸為：=264x500，其中推板厚度g=16mm,其余尺寸見3-9。推桿固定板厚度h=16mm, 其余尺寸見3-10。圖3-9圖3-103.3.5模座的設(shè)計(jì)模座是支撐莫體及其壓力的構(gòu)件，其一端與動(dòng)模體組成動(dòng)模部分，令一端則緊固在壓鑄機(jī)的動(dòng)模安裝板上模座的兩端在合模時(shí)承受壓鑄機(jī)的合模力所以端面兩端應(yīng)有足夠的受壓面積推出鑄件時(shí)模座又受較

29、大的推出反力。因此模座與壓鑄機(jī)的動(dòng)模安裝板模具動(dòng)模支承板或套板的緊固必須可靠。（1）模座的基本形式模座的墊塊應(yīng)沿動(dòng)模支承板或套板的長(zhǎng)邊設(shè)置查參考文獻(xiàn)【1】表1.4-49，選擇模座的基本形式為組合式，其特點(diǎn)是安裝推板，導(dǎo)柱和限位釘比較方便。（2）墊塊的設(shè)計(jì)查參考文獻(xiàn)【1】表1.4-50得墊塊的基本尺寸為bhl=10063500。其承壓面積的核算按參考文獻(xiàn)【1】公式1.4-18進(jìn)行，則b=0.015mm0.05mm墊塊的壓縮變形量小于0.05mm，滿足要求。參考文獻(xiàn)【1】表1.4-51及模具總體設(shè)計(jì)得出模座的其余尺寸，如圖3-11所示。圖3-113.3.6 導(dǎo)套和導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)3.3.6.1動(dòng)、定模導(dǎo)

30、柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模套板上，導(dǎo)滑段直徑計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式d=k(參考文獻(xiàn)【1】式1.4-10)其中a為模具分型面上的表面積，k為比例系數(shù)，取k=0.09。則d=11.6mm，查參考文獻(xiàn)【1】表1.4-35取d=20mm。導(dǎo)柱的導(dǎo)滑長(zhǎng)度應(yīng)大于高出分型面的型芯及鑲塊長(zhǎng)度和導(dǎo)滑直徑之和，故取導(dǎo)滑長(zhǎng)度e=55mm，其余尺寸查表參考文獻(xiàn)【1】表1.4-35確定。如圖3-12所示。如圖3-12同理，查參考文獻(xiàn)【1】表1.4-36確定導(dǎo)套的尺寸，如圖3-13所示。圖3-133.3.6.2推板導(dǎo)套和導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)推板導(dǎo)柱的導(dǎo)向段直徑參考文獻(xiàn)【1】表1.4-51，取d=20mm,其余尺寸查參考文獻(xiàn)【

31、1】表1.4-41確定，如圖3-14所示。圖3-14同理可確定推板導(dǎo)套的尺寸，如圖3-15所示。圖3-15第4章 推出機(jī)構(gòu)及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1.1 推出機(jī)構(gòu)的組成與分類在壓鑄的每一個(gè)循環(huán)中，都必須將鑄件從模具型腔中脫出，用來(lái)完成這一工序的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)用于卸除鑄件對(duì)型芯的包緊力，所以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞，直接影響鑄件的質(zhì)量。因此，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，是壓鑄模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。推出機(jī)構(gòu)的組成如圖6-1所示，一般推出機(jī)構(gòu)由以下幾部分組成。推出元件 推出鑄件，使之脫模，包括推桿、推管、卸料板、成型推塊、斜滑塊等。復(fù)位元件 控制推出機(jī)構(gòu)，使之在合模時(shí)回到準(zhǔn)確的位置，如復(fù)位桿及

32、能起復(fù)位作用的卸料板、斜滑塊等。限位元件 保證推出機(jī)構(gòu)在壓射力作用下，不改變位置，起到止退的作用，如擋釘、擋圈等。導(dǎo)向元件 引導(dǎo)推出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向，防止推板傾斜和承受推板等元件的重量，如推板導(dǎo)柱（導(dǎo)釘、導(dǎo)桿支柱）、推板導(dǎo)套等。結(jié)構(gòu)元件 使推出機(jī)構(gòu)各元件裝配成一體，起固定的作用，如推桿固定板、推板、其他連接件、輔助零件等。 圖4-1 推出機(jī)構(gòu)的組成1-限位釘 2-復(fù)位桿 3-推桿 4-推管 5-推板導(dǎo)套6-推板固定板 7-推板 8-推桿導(dǎo)柱推出機(jī)構(gòu)的基本傳動(dòng)形式有機(jī)動(dòng)推出、液壓推出器推出和手動(dòng)推出三種。推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，按動(dòng)作分為直線推出、旋轉(zhuǎn)推出和擺動(dòng)推出；按機(jī)構(gòu)形式分為推桿推出、推管推出、

33、推板推出、斜滑塊推出和齒輪傳動(dòng)推出機(jī)構(gòu)等。4.1.2推出距離的確定：在推出元件的作用下，鑄件與其相應(yīng)的成形零件表面的直線位移或角位位移稱為推出距離。推出距離的確定如圖5-2所示（參考文獻(xiàn)【1】表1.6-2）。當(dāng)抽芯或壓鑄模結(jié)構(gòu)等方面需要增大推出距離時(shí)，允許推出距離相應(yīng)增大。圖4-2 推出距離的確定由于鑄件的結(jié)構(gòu)要求，本模具取推出距離s=50mm,就能將鑄件從模具型芯出。4.1.3 推出機(jī)構(gòu)的確定根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，本模具采用推桿推出機(jī)構(gòu)推桿推出機(jī)構(gòu)如圖5-3所示，大部分推桿推出機(jī)構(gòu)采用圓形推桿，圓形推桿形狀簡(jiǎn)單，制造方便，推桿位置可以根據(jù)鑄件對(duì)型芯包緊力的大小及推出力是否均勻來(lái)確定，它動(dòng)作簡(jiǎn)單、安全

34、可靠，不易發(fā)生故障，故使用最廣泛。但由于推桿直接作用于鑄件表面，在鑄件上會(huì)留下推出痕跡，影響鑄件的表面質(zhì)量，而且推桿截面積較小，推出時(shí)單位面積所承受的力較大，如果推桿設(shè)置不當(dāng)，易使鑄件變形或局部破壞。圖4-3 推桿推出機(jī)構(gòu)的組成1-推桿 2-復(fù)位桿 3-推桿導(dǎo)柱 4-擋板導(dǎo)套 5-推桿固定板 6-推板 7-擋圈推桿推出部位的設(shè)置如下推桿應(yīng)合理布置，使鑄件各部位所受推力均衡。鑄件有深腔和包緊力大的部位，要選擇正確的推桿直徑和數(shù)量，同時(shí)推桿兼排氣、溢流的作用。避免在鑄件重要的表面和基準(zhǔn)面設(shè)置推桿，可在增設(shè)的溢流槽上增設(shè)推桿。推桿的推出位置應(yīng)盡可能避免與活動(dòng)型芯發(fā)生干涉。必要時(shí)，在流道上合理布置推桿

35、，有分流錐時(shí)，在分流錐部位設(shè)置推桿。推桿的布置應(yīng)使壓鑄模的成形零件有足夠的強(qiáng)度。推桿直徑d應(yīng)比成形尺寸d0小0.40.6mm，推桿邊緣與成形立壁保持一個(gè)小距離，形成一個(gè)小臺(tái)階，可以避免金屬的竄入。本模具推出機(jī)構(gòu)為機(jī)動(dòng)，利用開模動(dòng)作，由推板帶動(dòng)推桿將鑄件推出，且用圓錐銷止轉(zhuǎn)，推桿和復(fù)位桿位置尺寸詳見零件圖4.1.4推桿的尺寸計(jì)算推桿截面積計(jì)算（參考文獻(xiàn)【1】1.6-2） 102.5查參考文獻(xiàn)【1】表1.6-8，所以取推桿直徑d=4.1.5 推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位在壓鑄的每一個(gè)循環(huán)中，推出機(jī)構(gòu)推出鑄件后，都必須準(zhǔn)確回到原來(lái)的位置。這一動(dòng)作由復(fù)位機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。查參考文獻(xiàn)【1】表1.6-23，本模具采用復(fù)位桿模

36、內(nèi)復(fù)位形式，復(fù)位桿的尺寸查參考文獻(xiàn)【1】表1.6-25確定，如圖4-4所示。圖4-4復(fù)位機(jī)構(gòu)的定位采用限位釘，其尺寸查參考文獻(xiàn)【1】表1.6-26，如圖4-5所示圖4-54.2抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.2.1 確定抽芯數(shù)量，選用合理的抽芯方案根據(jù)鑄件自身的特點(diǎn)，此鑄件可利用壓鑄機(jī)的開模動(dòng)作和開模力進(jìn)行抽芯，無(wú)需增設(shè)抽芯機(jī)構(gòu)，增加模具復(fù)雜度。4.2.2 抽芯力的計(jì)算已知定模型芯周長(zhǎng)s1=2r=108mm，查參考文獻(xiàn)【1】圖1.5-3得抽芯力3.5kn,所以f抽=kn。同理可得動(dòng)模型芯周長(zhǎng)為420.8mm, 查參考文獻(xiàn)【1】圖1.5-3得抽芯力為9kn，所以f抽=kn。均小于開模力。所以當(dāng)開模時(shí)，動(dòng)模型芯

37、可以依靠抽芯力將鑄件從定模中拉出，故此設(shè)計(jì)是合適的。第5章 數(shù)控加工5.1型芯的數(shù)控加工5.1.1型心零件的工藝分析1） 確定毛坯類型 （1）銑削零件毛坯類型：圓柱（2）零件材料：3cr2w8v（3）制造方法：型材2） 數(shù)控加工工藝分析零件被加工部分的各尺寸、形位等要求一般。工件復(fù)雜程度一般，包含了平面、圓弧表面、內(nèi)外輪廓以及三維曲面的加工。零件的成型表面的表面粗糙度要求較高，ra為0.8，需要精銑和研磨，其余面粗糙度為1.6到3.2之間，只需要精加工即可。選用通用虎鉗工件，校正虎鉗，使之與工作z軸垂直。采用試切法對(duì)刀，找正工件x、y、z軸零點(diǎn)，零點(diǎn)位于工件上下端面的中心位置，設(shè)置z軸零點(diǎn)與機(jī)

38、械原點(diǎn)重合，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償利用x軸定位器設(shè)定；有時(shí)也可不使用刀具半徑補(bǔ)償功能，而根據(jù)不同刀具沒(méi)定多個(gè)工件坐標(biāo)系零點(diǎn)進(jìn)行編程加工。5.1.2型芯的ug建模ug具有豐富的曲面建模工具。包括直紋面、掃描面、通過(guò)一組曲線的自由曲面、通過(guò)兩組類正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標(biāo)準(zhǔn)二次曲線方法放樣、等半徑和變半徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光順橋接、動(dòng)態(tài)拉動(dòng)調(diào)整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁減、編輯、點(diǎn)云生成、曲面編輯。1)畫草圖，如圖5-1所示。圖5-12）回轉(zhuǎn)圖5-23)畫草圖圖5-34)拉伸求差及拔模圖5-45.1.3 型芯零件的cam 1） 切削參數(shù)的選擇各工序及刀具的切削參數(shù)見下表

39、7-2所示：表7-2各工序及刀具的切削參數(shù)加工步驟刀具與切削參數(shù)序號(hào)加工內(nèi)容刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速n r/min進(jìn)給速度vtmm/min類型材料1粗銑輪廓6mm立銑刀高速鋼13008002精銑輪廓6mm球頭刀20007002） 刀具路徑的生成及加工仿真 工步1：粗銑上輪廓； 加工方式：型腔銑； 刀具選擇：6mm立銑刀； 切削參數(shù)：進(jìn)給率800、每刀深度0.6mm、提刀速度800、主軸轉(zhuǎn)速1300、 加工預(yù)留量0.15mm、最大切削間距0.5。 在ug內(nèi)進(jìn)入加工界面，進(jìn)行數(shù)控加工仿真。1）創(chuàng)建加工程序，如圖5-6所示。圖5-62）創(chuàng)建6mm立銑刀刀具圖5-7圖5-83）創(chuàng)建加工幾何體圖5-94）創(chuàng)建型

40、腔銑粗加工操作，刀具和幾何體選用剛才創(chuàng)建的，如圖5-10所示。圖5-105)進(jìn)入型腔銑加工界面，依次指定部件、毛坯和切削區(qū)域。如下圖所示。圖5-116）設(shè)置切削參數(shù)和加工余量圖5-127）設(shè)置進(jìn)刀退刀類型等非切削移動(dòng)參數(shù)。圖5-138）設(shè)置進(jìn)給和速度參數(shù)。圖5-149)生成刀軌圖5-1510)加工仿真圖5-16加工仿真效果如圖5-17所示圖5-17工步2：精銑上輪廓；加工方式：型腔銑；刀具選擇：6mm球頭銑刀；切削參數(shù)：進(jìn)給率700、每刀深度0.4mm、提刀速度800、主軸轉(zhuǎn)速2000、加工預(yù)留量0.05、最大切削間距0.5；1) 復(fù)制、粗加工刀具路徑如圖5-18所示。圖5-182）編輯復(fù)制出

41、來(lái)的路徑，進(jìn)入型腔銑加工界面，編輯精加工刀具10mm球頭銑刀，如下圖所示。圖5-193）選擇切削方式和切削用量圖5-204）設(shè)置切削參數(shù)圖5-215）設(shè)置非切削移動(dòng)，進(jìn)刀類型為沿形狀斜進(jìn)刀。圖5-216）設(shè)置進(jìn)給和速度圖5-227)生成刀具路徑 圖5-238）加工仿真如圖5-24所示，其中未加工部分為粗加工以加工表面，已達(dá)精度要求，故不作考慮。圖5-249） 程序?qū)С龀绦驅(qū)С龇绞綖楹筇幚?，如下圖所示。圖5-25導(dǎo)出程序如下：tool path/cav-rou,tool,d6tldata/mill,6.0000,0.0000,75.0000,0.0000,0.0000msys/-17.7058,

42、-10.0000,0.0000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,1.0000000,0.0000000,0.0000000$ centerline datapaint/pathpaint/speed,10load/tool,1,adjust,1goto/-7.6623,-3.5745,-40.0000goto/-7.6623,-3.5745,-37.0000paint/color,211rapidgoto/-7.6623,-3.5745,20.0000paint/speed,10paint/tool,nomoreend-of-path5.2定模型芯的數(shù)控加工5.2.

43、1定模型心零件的工藝分析1） 確定毛坯類型 （1）銑削零件毛坯類型：棒料（2）零件材料：3cr2w8v（3）制造方法：型材2） 數(shù)控加工工藝分析零件被加工部分的各尺寸、形位等要求一般。工件復(fù)雜程度一般，包含了平面、圓弧表面、內(nèi)外輪廓以及三維曲面的加工。零件的成型表面和與壓室連接的孔內(nèi)表面和臺(tái)階面的表面粗糙度要求較高，ra為0.8，需要精銑和研磨，其余面粗糙度為1.6到3.2之間，只需要精加工即可。選用通用虎鉗工件，校正虎鉗，使之與工作z軸垂直。采用試切法對(duì)刀，找正工件x、y、z軸零點(diǎn)，零點(diǎn)位于工件上下端面的中心位置，設(shè)置z軸零點(diǎn)與機(jī)械原點(diǎn)重合，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償利用x軸定位器設(shè)定；有時(shí)也可不使用刀具

44、半徑補(bǔ)償功能，而根據(jù)不同刀具沒(méi)定多個(gè)工件坐標(biāo)系零點(diǎn)進(jìn)行編程加工。5.2.2型芯的ug建模1）草圖圖5-262）回轉(zhuǎn)圖5-273）畫草圖、打孔，如圖5-28所示。圖5-284）拉伸求差，如圖5-29所示圖5-295.2.3 定模型芯零件的cam 1） 切削參數(shù)的選擇各工序及刀具的切削參數(shù)見下表7-2所示：表7-2各工序及刀具的切削參數(shù)加工步驟刀具與切削參數(shù)序號(hào)加工內(nèi)容刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速n r/min進(jìn)給速度vtmm/min類型材料1粗銑輪廓l 3mm立銑刀高速鋼13008002） 刀具路徑的生成及加工仿真 工步1：粗銑上外輪廓； 加工方式：型腔銑； 刀具選擇：6mm立銑刀； 切削參數(shù)：進(jìn)給率800

45、、每刀深度0.6mm、提刀速度800、主軸轉(zhuǎn)速1300、 加工預(yù)留量0.15mm、最大切削間距0.5。在ug內(nèi)進(jìn)入加工界面，進(jìn)行數(shù)控加工仿真。其參數(shù)設(shè)置步驟同5.1動(dòng)模型芯的數(shù)控加工。生成的刀具路徑圖如和加工仿真圖如下。 圖5-299） 程序?qū)С龀绦驅(qū)С龇绞綖楹筇幚?，如下圖所示。圖5-25導(dǎo)出程序如下：n0010 g00 g90 x-4.4172 y0.0 u0.0 v0.0n0020 g01n0030 x-4.305n0040 g02 i-4.305 j0.0n0050 g01 x-4.246n0060 g02 i-4.246n0070 g01 x-4.1869n0080 g02 i-4.1869n0090 g01 x-4.1279n0100 g02 i-4.1279n8290 g01 x.915n8300 g03 i.915n8310 g01 x.9741n8320 g03 i.9741n8330 g01 x1.0331n8340 g03 i1.0331n8350 g01 x1.0922n8360 g03 i1.0922n8370 g01 x1.0331n8380 g00n83