端蓋壓鑄模具說明書

1、xxxxxx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第1章 前言1.1 課題內(nèi)容設(shè)計一套能夠高效率的生產(chǎn)高質(zhì)量端蓋的壓鑄模具。圖1-1 鑄件二維示意圖 1.2 課題意義1.2.1 壓力鑄造的特點高壓力和高速度是壓鑄中熔融合金充填成型過程的兩大特點。壓鑄中常用的壓射比壓在幾兆帕至幾十兆帕范圍內(nèi)，有時甚至高達500mpa。其充填速度一般在0.5120m/s范圍內(nèi)，它的充填時間很短，一般為0.010.2s，最短的僅為千分之幾秒。因此，利用這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品有著其獨特的優(yōu)點?？梢缘玫奖”凇⑿螤顝?fù)雜但輪廓清晰的鑄件。其壓鑄出的最小壁厚：鋅合金為0.3mm；鋁合金為0.5mm。鑄出孔最小直徑為0.7mm。鑄出螺紋最小螺

2、距0.75mm。對于形狀復(fù)雜，難以或不能用切削加工制造的零件，即使產(chǎn)量小，通常也采用壓鑄生產(chǎn)，尤其當(dāng)采用其他鑄造方法或其他金屬成型工藝難以制造時，采用壓鑄生產(chǎn)最為適宜。鑄件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。鑄件的尺寸精度為it12it11面粗糙度一般為3.20.8m，最低可達0.4m。因此，個別壓鑄件可以不經(jīng)過機械加工或僅是個別部位加工即可使用1。壓鑄的主要優(yōu)點是：(1)鑄件的強度和表面硬度較高。由于壓鑄模的激冷作用，又在壓力下結(jié)晶，因此，壓鑄件表面層晶粒極細，組織致密，所以表面層的硬度和強度都比較高。壓鑄件的抗拉強度一般比砂型鑄件高25%30%，但收縮率較低。(2)生產(chǎn)率較高。壓力鑄造的生產(chǎn)周

3、期短,一次操作的循環(huán)時間約5 s3 min ,這種方法適于大批量生產(chǎn)。雖然壓鑄生產(chǎn)的優(yōu)勢十分突出，但是，它也有一些明顯的缺點：(1)壓鑄件表層常存在氣孔。這是由于液態(tài)合金的充型速度極快，型腔中的氣體很難完全排除，常以氣孔形式存留在鑄件中。因此，一般壓鑄件不能進行熱處理，也不宜在高溫條件下工作。這是由于加熱溫度高時，氣孔內(nèi)的氣體膨脹，導(dǎo)致壓鑄件表面鼓包，影響質(zhì)量與外觀。同樣，也不希望進行機械加工，以免鑄件表面顯露氣孔。(2)壓鑄的合金類別和牌號有所限制。目前只適用于鋅、鋁、鎂、銅等合金的壓鑄。而對于鋼鐵材料，由于其熔點高，壓鑄模具使用壽命短，故鋼鐵材料的壓鑄很難適用于實際生產(chǎn)。至于某一種合金類別

4、，由于壓鑄時的激冷產(chǎn)生劇烈收縮，因此也僅限于幾種牌號的壓鑄。(3)壓鑄的生產(chǎn)準(zhǔn)備費用較高。由于壓鑄機成本高，壓鑄模加工周期長、成本高，因此壓鑄工藝只適用于大批量生產(chǎn)。1.2.2 壓鑄模具設(shè)計的意義模具是壓鑄件生產(chǎn)的主要工具，因此在設(shè)計模具時應(yīng)盡量注意使模具總體結(jié)構(gòu)及模具零件結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，便于制造生產(chǎn)，壓鑄模澆排系統(tǒng)需合理設(shè)計。模具的加工、裝配要到位，配合需適當(dāng)，壓鑄模具的優(yōu)化也是一個重要方面。壓鑄模具的優(yōu)良程度很大程度上取決澆注系統(tǒng)以及排溢系統(tǒng)的設(shè)計。壓鑄生產(chǎn)中，因為模具澆道形狀、澆口與排溢口位置及壓鑄力等控制參數(shù)選擇不合理導(dǎo)致壓鑄件縮孔、冷隔或者氣孔等缺陷的情況常有出現(xiàn)。而對澆道和排溢

5、口的形狀、大小、位置以及壓鑄機壓射工藝參數(shù)經(jīng)過優(yōu)化后可以大大減少這些缺陷3。綜上所述，壓鑄模具的合理設(shè)計對于生產(chǎn)出高質(zhì)量的鑄件具有重要意義。1.3模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模具,是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。壓鑄是一種精密的鑄造方法，經(jīng)由壓鑄而鑄成的壓鑄件之尺寸公差甚小,表面精度甚高，在大多數(shù)的情況下，壓鑄件不需再車削加工即可裝配應(yīng)用，而且表面處理有多種方法可供選擇例如電著

6、、電鍍噴沙等，螺紋的零件亦可直接鑄出。從一般的照相機件、打字機件、電子計算機件、衛(wèi)星零件及裝飾品等小零件，以及汽車、機車、等交通工具的復(fù)雜零件大多是利用壓鑄法制造的。由于整個壓鑄過程都是在壓鑄機上完成，因此，隨著對壓鑄件的質(zhì)量、產(chǎn)量和擴大應(yīng)用的需求，開始對壓鑄設(shè)備提出新的更高的要求，傳統(tǒng)壓鑄機已經(jīng)不能滿足這些要求，因此，新型壓鑄機以及新工藝、新技術(shù)應(yīng)運而生。例如，為了消除壓鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔、縮松，改善鑄件的質(zhì)量，出現(xiàn)了雙沖頭（或稱精、速、密）壓鑄；為了壓鑄帶有鑲嵌件的鑄件及實現(xiàn)真空壓鑄，出現(xiàn)了水平分型的全立式壓鑄機；為了提高壓射速度和實現(xiàn)瞬時增加壓射力以便對熔融合金進行有效地增壓，以提高鑄

7、件的致密度，而發(fā)展了三級壓射系統(tǒng)的壓鑄機。又如，在壓鑄生產(chǎn)過程中，除裝備自動澆注、自動取件及自動潤滑機構(gòu)外，還安裝成套測試儀器，對壓鑄過程中各工藝參數(shù)進行檢測和控制。它們是壓射力、壓射速度的顯示監(jiān)控裝置和合型力自動控制裝置以及電子計算機的應(yīng)用等 根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)專家預(yù)測，未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊

8、；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致的模具市場未來走勢的變化。1.4課題的要求a模具應(yīng)能滿足加工要求，保證制件精度；b模具應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整； c模具盡量用通用件以便降低制造成本；第2章 壓鑄模具的整體設(shè)計考慮到生產(chǎn)批量和經(jīng)濟效益，還有鑄件的精度等級本模具采用一模一腔。下面選擇壓鑄機，主要從壓室容量、鎖模力等方面進行考慮。要確保鑄件及澆注系統(tǒng)所需的壓鑄量不超過壓鑄機最大容量的80。接著對各個系統(tǒng)進行設(shè)計，

9、首先是澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)分為直澆道、橫流道、內(nèi)澆口、余料等。直澆道的中心線與壓鑄機壓室的中心線應(yīng)在同一條直線上。另外由于直澆道與高溫高壓的熔融鋁合金接觸所以外面要加個澆口套。澆口套要進行淬火處理，這樣可以延長模具的使用壽命。橫澆道的截面積采用扁梯形。直澆道與橫澆道采用圓角過渡，這樣可以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。橫澆道表面不必很光，可以使金屬液的冷卻皮層固定，有利于保溫。橫澆道與內(nèi)澆口采用圓弧過渡，有利于金屬液的流動及填充。內(nèi)澆口主要有兩個作用，一是起控制作用，二是壓力撤銷后封鎖型腔，不產(chǎn)生倒流。余料主要是避免冷料進入型腔影響鑄件的質(zhì)量和堵塞澆口。本模具排氣系統(tǒng)采用間隙排氣。利用分型面的配合間隙

10、自然排氣。下面是推出機構(gòu)的設(shè)計。推動的動力來源有手動推出、機動推出和液壓推出機構(gòu)。本模具設(shè)計采用壓鑄機的開模動作驅(qū)動模具上的推出機構(gòu)，實現(xiàn)鑄件的自動脫模。接著是推出機構(gòu)的設(shè)計。本模具設(shè)計采用鑄件留在動模，要保證鑄件不應(yīng)推出變形或損壞，還要保證鑄件的良好外觀和結(jié)構(gòu)可靠。2.1鑄件的造型該鑄件外形尺寸為85.8mm85.8mmx33.75mm，制品俯視投影面積約為7342mm2,體積約為7.95104mm3 鑄件的三維造型如圖2-1所示：（a）（b）圖2-1 鑄件的三維造型2.2 鑄件的材料分析及尺寸精度該鑄件件選擇zl102材料，鋁硅系合金，也叫“硅鋁明”或“矽鋁明”。有良好鑄造性能和耐磨性能，

11、熱脹系數(shù)小，在鑄造鋁合金中品種最多，用量最大的合金，含硅量在1025。有時添加0.20.6鎂的硅鋁合金，廣泛用于結(jié)構(gòu)件，如殼體、缸體、箱體和框架等。鑄件的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求確定的，但還必須充分考慮鋁合金的性能及成型工藝的特點。由于該鑄件要求其外表面光滑，既不會在使用過程中對人造成傷害，還要必須考慮其外形的美觀。因此該鑄件取精度等級為3級。2.3脫模斜度脫模斜度主要是為了便于脫模。脫模斜度的大小與鑄件的形狀，脫模方向的長度，鑄件表面質(zhì)量有密切關(guān)系。一般規(guī)律為：a鑄件的壁厚大時，成形收縮大，脫模斜度要大；c形狀復(fù)雜的部分要比形狀簡單的部分有較大的脫模斜度；d型腔的深溝槽部分如加強筋、突臍，

12、需要較大脫模斜度。一般選取35。為了使鑄件易于從模具內(nèi)脫出，在設(shè)計時必須保證鑄件的內(nèi)外壁具有足夠的脫模斜度。由于目前還沒有比較精確的脫模斜度計算公式，在選擇脫模斜度時，主要還是參照經(jīng)驗數(shù)據(jù)，根據(jù)zl102的性質(zhì)在設(shè)計中選用3的拔模斜度。2.4型腔數(shù)目的確定型腔數(shù)越多時，精度也相對地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于金屬液在模具內(nèi)的流動不勻所致。所以精密鑄件盡量不用多腔模形式。按照sj/t 1062895標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，端蓋鑄件采用一模一腔。2.5分型面的確定壓鑄模的定模與動模表面通常稱為分型面，分型面是由壓鑄件的分型線所決定的。而模具上的垂直于鎖模力方向上的接合面，即為分型基面。合理地確定

13、分型面，不但能夠簡化壓鑄模的結(jié)構(gòu)，而且能保證鑄件的質(zhì)量。確定分型面時，主要依據(jù)以下原則： 1）開模時，能保持鑄件隨動模移動方向脫出定模，使鑄件保留在動模內(nèi)。為便于從動模中取出鑄件，分型面應(yīng)取在鑄件的最大截面上。2）有利于澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的合理布置。3）為保證鑄件的尺寸精度，應(yīng)使加工尺寸精度要求高的部分盡可能位于同一半壓鑄模內(nèi)；4）使壓鑄模的結(jié)構(gòu)簡化并有利于加工；5）其他：如考慮鑄造合金的性能、避免壓鑄機承受臨界負荷（或避免接近投影面積）。圖2-2 分型面位置示意圖綜合上述原則，選擇面保證了鑄件的同軸度，有利于氣體的排除，而且是鑄件的最大端面；選擇，不利于澆注系統(tǒng)的防止。所以本模具設(shè)計分型面選

14、擇鑄件的最大端面，如上圖所示2.6壓鑄成型過程及壓鑄機選用2.6.1臥式冷室壓鑄機結(jié)構(gòu)臥式冷室壓鑄機基本組成如圖2-3所示。 圖2-3臥式冷室壓鑄機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動座板；9頂出缸；10曲肘機構(gòu)；11支承座板；12模具高度；13合模缸；14機體；15控制柜；16電機及泵此類壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)分為5部分：(1)壓射機構(gòu) 主要作用是在高壓力下將熔融的金屬液壓入型腔的壓射機構(gòu)。壓射壓力、壓射速度等主要工藝參數(shù)都是通過它來控制的，其中包括壓室、壓射沖頭、壓射缸、增壓器和蓄能器。(2)合模機構(gòu) 其作用是實現(xiàn)壓鑄模的開啟和閉合動作，并在壓射成型過程中具有

15、足夠而可靠的鎖模力，以防止在高壓壓射時，模具被推開或發(fā)生偏移。(3)頂出機構(gòu) 在壓鑄件冷卻固化成型并開啟模具后，頂出缸驅(qū)動壓鑄模的推出機構(gòu)，將成型壓鑄件及澆注余料從模具中頂出，并脫出模體，其中包括頂出缸和頂桿。(4)傳動系統(tǒng) 通過液壓傳動或機械傳動完成壓鑄過程中所需要的各種動作。包括電機、各種液壓泵及機械傳動裝置。(5)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)控制柜指令液壓系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的傳動元件，按壓鑄機壓射過程預(yù)定的工藝路線和運行程序動作，將液壓動作和機械動作有機的結(jié)合起來，完成準(zhǔn)確可靠、協(xié)調(diào)安全的運行規(guī)則。2.6.2壓鑄成型過程臥式冷室壓鑄機的壓住成型過程主要分為4個步驟，如圖2-4所示。 (a)合模過程 (

16、b)壓射過程 (c)開模過程 (d)鑄件推出過程 圖2-4 壓鑄成型過程(a)合模過程 壓鑄模閉合后，壓射沖頭1復(fù)位至壓室2的端口處，將足量的液態(tài)金屬3注入壓室2內(nèi)。(b)壓射過程 壓射沖頭1在壓射缸中壓射活塞高壓作用下，推動液態(tài)金屬3通過壓鑄模4的橫澆道6、內(nèi)澆口5進入壓鑄模的型腔。金屬液充滿型腔后，壓射沖頭1仍然作用在澆注系統(tǒng)，使液態(tài)金屬在高壓狀態(tài)下冷卻、結(jié)晶、固化成型。(c)開模過程 壓鑄成型后，開啟模具，使壓鑄件脫離型腔，同時壓射沖頭1將澆注余料頂出壓室。(d)推出鑄件過程 在壓鑄機頂出機構(gòu)作用下，將壓鑄件及其澆注余料頂出，并脫離模體，壓射沖頭同時復(fù)位。2.6.3壓鑄機型號的選用及其主

17、要參數(shù)采用j1113g壓鑄機，參數(shù)如下：鎖模力 1250kn 壓射力 85-150kn壓室直徑 40/50/60mm壓射比壓 30-120mp壓室內(nèi)最大合金容量 鋁合金 7.36kg 鑄件最大投影面積 416cm2壓射沖頭回程力 100kn壓射沖頭最大行程 80mm壓射沖頭伸出定模距離 210mm模具最大尺寸 420x420mm模板最大間距 500mm模板最小間距 200mm合模行程 350mm壓室偏心距離 100mm 第3章 壓鑄模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計說明3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計將金屬液引入到型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)。它是從壓室開始到內(nèi)澆口為止的進料通道的總稱，一般由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、余料組成。

18、在設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮以下設(shè)計原則：a. 澆口要設(shè)在不影響鑄件外觀質(zhì)量的地方及部位；b澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)成型特性，以保證成型周期及鑄件質(zhì)量；c. 澆注系統(tǒng)根據(jù)型腔數(shù)的多少和布局確定；d. 澆注系統(tǒng)根據(jù)成型鑄件的形狀及尺寸確定；e. 澆注系統(tǒng)盡量采用短流程，以減少熱量和壓力的損耗及節(jié)約原材料；f. 澆注系統(tǒng)應(yīng)有利于良好的排氣，并防止型芯的變形及嵌件的位移。 圖示3-1澆注系統(tǒng)示意圖3.1.1 直澆道的設(shè)計直澆道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速度，充型時間，氣體的儲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。本模具設(shè)計采用臥式冷式壓鑄機

19、，它由壓鑄機上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成。圖3-2直澆道示意圖其設(shè)計要點如下：a.根據(jù)所需壓射比壓和壓室充滿度選定壓室和澆口套的的內(nèi)徑db.澆口套的的長度一般應(yīng)小于壓鑄機的壓射沖頭的跟蹤距離，便于余料從壓室中脫出。c.道入口應(yīng)開設(shè)在壓室上部內(nèi)徑三分之二以上部位，避免金屬液在重力作用下進入橫澆道，提前開始凝固。d.壓室和澆口套的內(nèi)孔，應(yīng)在熱處理和精磨后，再沿軸線方向進行研磨，其表面粗糙度不大于ra0.2um。本模具設(shè)計采用的壓鑄機是j1113g，取壓室直徑為40mm，澆口套半徑為30mm。，為使?jié)部谔字械慕饘僖喝菀酌撾x直澆道，應(yīng)設(shè)有脫模斜度，這個斜度一般最小不小于1，最大不超過4。直澆道的脫模

20、斜度不能過大，否則在壓鑄時會產(chǎn)生渦流和流速過慢等現(xiàn)象。主流道應(yīng)保持光滑的表面，避免留有影響金屬液流動和脫模的尖角毛刺等。 31.2橫澆道的設(shè)計 橫澆道是連接直澆道和內(nèi)澆口的通道，橫澆道的作用就是把金屬液從直澆道引入內(nèi)澆口內(nèi)。橫澆道的結(jié)構(gòu)形式和尺寸缺覺于內(nèi)澆口的結(jié)構(gòu)、位置、方向和流入口的寬度，而這些音速的根據(jù)壓鑄件的形狀、結(jié)構(gòu)、大小、澆注位置和型腔個數(shù)來確定的。橫澆道設(shè)計原則 （1）橫澆道截面積應(yīng)大于內(nèi)澆口截面積，否則用壓鑄機壓力-流量特性曲線進行的一切計算都是無效的。（2）為了減少流動阻力和回爐橫澆道，橫澆道的長度應(yīng)盡可能的短，轉(zhuǎn)彎處應(yīng)采取圓弧過渡。（3）金屬液通過橫澆道的熱損失應(yīng)盡可能的小，

21、保證橫澆道比壓鑄件和內(nèi)澆口后凝固。（4）橫澆道的截面積應(yīng)從直澆道開始向內(nèi)澆口方向逐漸縮小。這點臥式壓鑄件較立式壓鑄機易于做到。如果在澆道中出現(xiàn)節(jié)流現(xiàn)象，金屬液流過時會產(chǎn)生負壓，必然會吸入分型面上的空氣，從而增加了金屬液流動過程中的渦流，降低了內(nèi)澆口前的壓射壓力，致使金屬液供應(yīng)不充分，充填結(jié)束時增壓上升緩慢。但實際上，橫澆道的設(shè)計在許多情況下并沒有遵循這一原則，尤其在那些大而扁平的壓鑄件上進行橫澆道截面積和內(nèi)澆口截面積協(xié)調(diào)是比較困難的。但是，在一般情況下應(yīng)盡可能不違背這一原則。圖3-3橫澆道示意圖橫澆道長度一般是1/2壓室加上25mm到30mm。3.1.3內(nèi)澆口的設(shè)計設(shè)計內(nèi)澆口時，主要是確定內(nèi)澆

22、口的地位置和方向，并預(yù)計合金充填過程的流態(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)澆口的主要形式如圖3-3所示。其中圖a因除去內(nèi)澆口時易損傷鑄件，因此較少采用。圖b、c適用于平板類鑄件。圖適用于厚壁鑄件，圖b、c、d在去除澆口時都不會損傷鑄件。圖e、f、g、h適用于深腔鑄件（其中圖制造比較困難），因為它們具有合理的金屬液引入方向，有利于型腔排氣及避免金屬液進入型腔時沖擊型芯。內(nèi)澆口截面積的計算：an = g / (vg t ) （3-1）式中 an 內(nèi)澆口的截面積，mg 通過澆口的金屬液總質(zhì)量，g 液態(tài)金屬的密度，g/cm3內(nèi)澆口流速，圖3-4選用的內(nèi)澆口形式3.2冷卻裝

23、置設(shè)計壓鑄生產(chǎn)時壓鑄模的溫度由冷卻系統(tǒng)來控制和調(diào)節(jié)，其作用主要有: 使壓鑄模達到較好的熱平衡和改善順序凝固條件，使鑄件凝固速度均勻并有利于壓力的傳遞，提高鑄件的內(nèi)部質(zhì)量；保持壓鑄合金充填時的流動性，具有良好的成形性和提高鑄件的表面質(zhì)量；穩(wěn)定鑄件尺寸精度，提高生產(chǎn)率；降低壓鑄模熱交應(yīng)變力，提高壓鑄模使用壽命。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則：a. 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；b. 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好；c.盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗表明，冷卻水管中心距b大約為2.53.5d，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.81.5b。最

24、小不要小于10。d.澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳；e.應(yīng)降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過5f.冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。g.合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機構(gòu)發(fā)生干涉。圖3-5冷卻裝置示意圖圖示水嘴和水道為冷卻系統(tǒng)冷卻計算：單位時間內(nèi)進入模具應(yīng)除去的總熱量q，可以用下式計算： q=w1 a （3-2）式中 w1單位時間內(nèi)進入模具的合金重量g a克合金的熱容量(j/g) 一般取130j/g 經(jīng)計算：q=2.679.513026871j則帶走上述熱量，所需的冷卻水量按下式計算： （3-3） 式中 w通

25、過模具冷卻水的重量(g/h) t3出水溫度 查表得 zl102模具溫度4060 t4入水溫度 取常溫24 k熱傳導(dǎo)系數(shù)；凹模板或凸模板鉆孔的冷卻水道k=0.64 經(jīng)計算： w1166g/h 由下式可以計算出冷卻水道的直徑： （3-4） 式中 p 冷卻液容重g/cm3 ; l 冷卻水道長度cm ; d冷卻水道直徑cm。 經(jīng)計算：d1.17cm 取4條6mm。3.3推出機構(gòu)設(shè)計推出機構(gòu)的作用是鑄件成型后，順利地把鑄件及澆道凝料推出模外。推出機構(gòu)一般由推桿、推管、推板、推桿固定板等零件組成。在設(shè)置推出機構(gòu)時，首先需要確定當(dāng)模具開啟后，推出機構(gòu)必須是建立在制品所滯留的模具部分中。通常，由于壓鑄機的推出

26、機構(gòu)設(shè)置在動模板一側(cè)，因此大多數(shù)模具的推出機構(gòu)是安裝在動模中的。a推出機構(gòu)的設(shè)計原則：a. 模具的推出機構(gòu)必須有足夠的強度及剛度，使鑄件出模后不致于變形；b推力要均勻。推力面盡可能要大，其推力應(yīng)設(shè)計在鑄件承受力較大的地方如筋部、凸緣及殼體壁部等部位；c推件不應(yīng)設(shè)計在零件外表面，以免影響鑄件外觀質(zhì)量；d推出系統(tǒng)要動作靈敏可靠、動作平穩(wěn)并便于更換與維修。b推出機構(gòu)的類型：a. 推桿推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點：鑄件成型后，能一次被推出。設(shè)計要點：推桿的直徑不要過細，應(yīng)有足夠的強度承受推力；推桿的端面應(yīng)距離型腔或鑲件的平面0.08-0.1mm；推桿應(yīng)作淬硬處理。b. 推管推出機構(gòu) 適用于環(huán)形、桶形鑄件或鑄件上

27、中心帶孔部分的頂出，過薄的鑄件盡量不要用這種機構(gòu)，因為過薄的推管加工困難，且易損壞。c.推板推出機構(gòu) 其主要特點是在制件表面不留下頂出痕跡，同時鑄件受力均勻，頂出平穩(wěn)，適用于各種容器、桶形制品及中心帶孔鑄件。d.氣壓推出機構(gòu) 它是推出薄壁深腔殼型鑄件最簡單有效的方法，特別是成型車間設(shè)有壓縮空氣管路，采用此法更加經(jīng)濟合理。根據(jù)以上原則及推出機構(gòu)的類型，以及制品的結(jié)構(gòu)特征，選用推桿推出機構(gòu)。3-5推出機構(gòu)示意圖3.3.1推桿推桿多為圓形結(jié)構(gòu)，細長桿可將后部加粗成臺階形，配合間隙要求小的推桿，其推桿端部應(yīng)設(shè)計成錐形。推桿應(yīng)盡量短，推出時，一般將鑄件推到高于型腔（或型芯）10mm左右即可。推桿的端面應(yīng)

28、高出所在型腔的底面或型芯頂面0.05-0.1mm。推桿與其配合孔采用h6/f6配合，保持一定同軸度。推桿數(shù)量在保證推出前提下，越少越好。在推桿推出機構(gòu)中一定要設(shè)計復(fù)位機構(gòu)。圖3-6推桿三維、二維示意圖 圖3-7推桿的分布圖推桿需要進行淬火處理，使其具有足夠的強度和耐磨性，推桿選用t10a鋼。本設(shè)計采用4mm和8mm的圓形推桿。3.3.2 復(fù)位桿頂桿在將制品頂出后，其頂端位置會高于型芯（型腔）表面很多，在下一次合模（模具合緊之前）時，必須使其退回到頂出前的初始位置，以免碰壞型腔（或型芯），因此在頂出機構(gòu)中必須設(shè)有復(fù)位桿幫助頂桿回位。圖3-8復(fù)位桿三維、二維示意圖 圖3-9復(fù)位桿分布圖復(fù)位桿要求表

29、面耐磨性好，并具有足夠的機械強度，本設(shè)計中復(fù)位桿選用t10a，本設(shè)計中選用直徑20mm的圓形復(fù)位桿。3.3.3導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置的作用是：當(dāng)動模與定模合模時，導(dǎo)向裝置先進行導(dǎo)向，型腔與型芯再合模，這樣可避免型芯與型腔發(fā)生碰撞而損壞。同時，保證了型芯及型腔的相對位置，兼起定位作用及承受一定的側(cè)壓力作用。導(dǎo)向裝置包括兩個部件，即導(dǎo)柱和導(dǎo)套，導(dǎo)柱一般安裝在動模上，導(dǎo)套安裝在定模上。有時，也可將導(dǎo)柱安裝定模上，導(dǎo)套安裝在動模上，或在動模上設(shè)計導(dǎo)套孔，用導(dǎo)柱直接導(dǎo)向。在本設(shè)計中，導(dǎo)套安裝在定模上，導(dǎo)柱安裝在動模上，在合模時進行導(dǎo)向定位。導(dǎo)向零件的材料選擇 包括導(dǎo)套和導(dǎo)柱，由于在開、合模時有相對運動，成型過

30、程中要承受一定的壓力，或偏載負荷，因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韌性，本設(shè)計中的導(dǎo)向零件選用t8a，經(jīng)過滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達到50-55hrc根據(jù)鑄件尺寸以及成型尺寸，選用下圖所示尺寸的導(dǎo)柱、導(dǎo)套：圖3-10導(dǎo)柱、導(dǎo)套三維、二維示意圖圖3-11導(dǎo)柱導(dǎo)套分布圖3.4抽芯系統(tǒng)的設(shè)計3.4.1側(cè)抽芯系統(tǒng)概述當(dāng)鑄件上具有與推出方向不一致的側(cè)孔、側(cè)凹或側(cè)凸形狀時，在壓鑄成型后，此處的成型零件會阻礙壓鑄件的推出，必須設(shè)置可以移動的側(cè)型芯。在鑄件推出前，先將型芯抽出，消除障礙后，再將壓鑄件推出，合模時，再將型芯回復(fù)到原來的成型位置。完成側(cè)抽芯的抽出和復(fù)位動作的機構(gòu)稱為側(cè)抽芯機構(gòu)。側(cè)抽芯機構(gòu)有多種形式

31、，但應(yīng)用較多的是斜銷機構(gòu)和斜滑塊機構(gòu)。斜銷機構(gòu)較復(fù)雜，但用途較廣；斜滑塊機構(gòu)簡單，僅用于側(cè)凹較淺的情況。(1) 斜銷側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。圖3-7是斜銷側(cè)抽芯的工作過程。斜銷側(cè)抽芯機構(gòu)主要用于側(cè)孔抽芯，分型面為垂直分型面。(2) 斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)。如圖3-8所示，(a)為合模狀態(tài)，(b)開模，(c)抽出型芯。在定模板的推動下，斜滑塊復(fù)位。本課題根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點選擇了斜銷側(cè)抽芯機構(gòu)。圖3-12斜銷側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)工作過程 （a）合模狀態(tài) （b）開模狀態(tài)(c)抽芯狀態(tài)圖3-13斜滑塊機構(gòu)工作過程3.4.2 帶斜銷抽芯機構(gòu)壓鑄模工作原理帶斜銷抽芯機構(gòu)的壓鑄模是一種常見的壓鑄成型模具，該類模具利用開閉模動力抽芯復(fù)位

32、，結(jié)構(gòu)簡單。 但其結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計對模具的工作狀況和工作質(zhì)量影響很大，如何在對該類模具進行可靠力學(xué)分析的基礎(chǔ) 上，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計，具有十分重要的應(yīng)用價值。圖3-9為帶斜銷抽芯機構(gòu)壓鑄模結(jié)構(gòu)簡圖。合模狀態(tài)時斜銷與分型面成一定角度固定在定模內(nèi)并穿過動模進入滑塊，滑塊由楔緊塊鎖緊。開模時滑塊由斜銷帶動在導(dǎo)滑槽內(nèi)運動，抽出型芯。抽芯結(jié)束后 滑塊由限位塊擋住，不離開導(dǎo)滑槽。閉模后斜銷滑塊復(fù)位。 圖3-14斜銷示意圖3.4.3 抽芯的相關(guān)計算 1.抽芯距離計算 s抽=h+（13）=3+（13）=46 取42.斜銷尺寸計算 （1） 直徑計算公式d=9.9 取12mm n斜銷抽芯時承受的彎曲力，查表得10

33、00nh滑塊端面至受力點的垂直距離斜銷許用彎曲應(yīng)力 取158mpa （2）長度計算斜導(dǎo)柱長度根據(jù)抽芯距、固定端模板厚度、斜導(dǎo)柱直徑以及斜角大小確定：l=+(510)mm=6671式中， l斜導(dǎo)柱總長（mm）d斜導(dǎo)柱固定部分臺肩直徑d斜導(dǎo)柱工作段直徑斜導(dǎo)柱斜角s抽芯距h斜導(dǎo)柱固定厚度3.滑塊尺寸 滑塊完成抽芯動作后,應(yīng)繼續(xù)留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，并保證留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不小于滑塊全長的2/3，43/432/3其余尺寸查表可得3.5確定各模板尺寸3.5.1.定模座板的設(shè)計定模座板與定模套板構(gòu)成壓鑄模定模部分的模體。由于定模座板與壓鑄機上的定模安裝板貼緊，一般不做強度計算，其厚度根據(jù)壓鑄機型號選取。圖3-15

34、定模座板根據(jù)壓鑄的型號，查找有關(guān)壓鑄機對應(yīng)選用的模板尺寸的表格，選用圖例所示尺寸的定模座板。3.5.2 定模板的設(shè)計定模板的主要作用：1.成型鑲塊、成型型芯以及安裝導(dǎo)向零件的固定載體。2.設(shè)置澆口套，形成澆注系統(tǒng)的通道。3.承受金屬液的填充壓力的沖擊，而不產(chǎn)生型腔變形。4.在不通孔的模體結(jié)構(gòu)中，兼起安裝和固定定模部分的作用。定模板的結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-16所示。根據(jù)定模座板的尺寸，設(shè)定定模板的長寬，厚度根據(jù)壓鑄的型號，選用常規(guī)厚度，尺寸如上圖所示。定模板要求具有足夠的機械強度，在本設(shè)計中選用45鋼。3.5.3動模板的設(shè)計動模板的作用：1.固定成型鑲塊、成型型腔、澆道鑲塊以及導(dǎo)向零件的載體。2.設(shè)置

35、壓鑄件脫模的推出元件，如推桿、推管、卸料板以及復(fù)位桿等。3.設(shè)置側(cè)抽芯機構(gòu)。4.在不通孔的模體結(jié)構(gòu)中，起支承板的作用。動模板的結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-17所示。根據(jù)定模板的尺寸，設(shè)定動模板的長寬，其厚度根據(jù)壓鑄機的型號，選用常規(guī)尺寸，具體尺寸如上圖所示。動模板要求具有足夠的機械強度，在本設(shè)計中選用45鋼。（a）定模板主視圖（b）定模板左視圖（c）定模板俯視圖圖3-16定模板尺寸（a）動模板主視圖（b）動模板左視圖（c）動模板俯視圖圖3-17動模板尺寸3.5.4各模板尺寸統(tǒng)計模板各部分結(jié)構(gòu)尺寸如表3-4所示：表3-4 模板各部分主要結(jié)構(gòu)尺寸1定模座板 長 寬厚 270mm 300mm 25mm2定模板

36、長 寬厚 270mm 300mm 40mm3動模板 長 寬厚 270mm 300mm 60mm4支承板 長 寬厚 270mm 300mm 60mm5推桿固定板 長 寬厚 160mm 300mm 20mm6推板 長 寬厚 160mm 300mm 25mm3.6成形零件尺寸計算3.6.1 型芯、鑲塊結(jié)構(gòu)形式對于極為簡單的形狀可以采用整體式的型芯或鑲塊外，往往采用鑲拼方法組合成型芯或鑲塊。本模具采用鑲拼式。3.6.2 型腔和型芯工作尺寸計算在一般情況下，影響壓鑄件尺寸精度的因素以鑄件構(gòu)造、壓鑄模結(jié)構(gòu)和壓鑄模制造、壓鑄件收縮率、壓鑄工藝參數(shù)和生產(chǎn)操作、壓鑄機性能。因此，在計算尺寸之前，首先要確定使用制

37、品的壓鑄收縮率。由于本次使用的材料為zl102，自由收縮率為0.5%。a型腔尺寸 鑲塊為成形鑄件外觀或外輪廓、凸出部分的。從所成形的鑄件上看，這一類尺寸的公差一般為下偏差，鑲塊在使用時有磨損，磨損后尺寸增大。型腔尺寸的計算公式為： 型腔尺寸 d=（d+d-0.7） （3-5）型腔尺寸有：85.8，80.92, 33.75，32.2，19.75，h85.885.8 ：d=（85.8+85.80.5%-0.70.28） =86.12 80.92 ：d=（80.92+80.920.5%-0.70.28） =81.31 33.75 ：d=（33.75+33.750.5%-0.70.24） =33.9

38、32.2 ：d=（32.2+32.20.5%-0.70.24） =32.35 19.75 ：d=（19.75+19.750.5%-0.70.22） =19.83 85.8 ：d=（85.8+85.80.5%-0.70.28） =86.12 b型芯尺寸 型芯為成形鑄件的內(nèi)輪廓、孔、溝槽的。從所形成的鑄件上看，這一類尺寸的公差一般為上偏差。型芯在使用時有磨損，磨損后尺寸減小。型芯尺寸的計算公式為：徑向尺寸 d=（d+d+0.7） （3-6）型芯尺寸有：35.63，25.13，9.1，32.6，14.5，15.435.63：d=（35.63+35.630.5%+0.70.24） =35.81 25.13：d=（25.13+25.130.5%+0.70.24） =25.13 9.1 ：d=（9.1+9.10.5%+0.70.18） =9.15 32.6 ：d=（32.6+32.60.5%+0.70.24） =32.67 14.5 ：d=（14.5+14.50.5%+0.70.2） =14.58 15.4 ：d=（15.4+15.40.5%+0.70.2） =15.48c中心距尺寸 這一類尺寸為不受磨損影響的尺寸，它僅與加工精度和收縮率有關(guān)。中心距尺寸的計算公式為： 中心距 l=（l+l） （3-7）中心距尺寸