壓鑄模課程設(shè)計(薄壁殼體壓鑄工藝與壓鑄模具設(shè)計)

1、井岡山大學(xué)壓鑄模課程設(shè)計說明書井岡山大學(xué)壓鑄模課程設(shè)計說明書題 目 薄壁殼體壓鑄工藝與壓鑄 型設(shè)計院 （部）： 機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)： 材料成型班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成日期： III目 錄摘 要.1前 言1.1選題背景和意義.11.2 壓鑄相關(guān)文獻(xiàn)綜述.12零件設(shè)計52.1 零件分析.52.2初步確定設(shè)計方案.53壓鑄件工藝分析.63.1 壓鑄合金工藝分析.63.2 壓鑄件工藝分析.63.3 分型面的選擇.64排溢系統(tǒng)與澆注系統(tǒng)設(shè)計.84.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計.84.2 排溢系計統(tǒng)的設(shè).105 壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計.12 5.1 壓鑄機(jī)的選擇.12 5.1.1確定模具分型面上鑄件的

2、總投影面積.12 5.1.2 確定壓射比壓.13 5.2 型腔和型芯尺寸的設(shè)計.14 5.3 鑲塊、型芯、模板的設(shè)計.14 5.3.1 鑲塊的設(shè)計.14 5.3.2 型芯的設(shè)計.15 5.3.3 動、定模板 的設(shè)計.165.4 滑塊的設(shè)計.185.5斜銷的設(shè)計.195.6壓板設(shè)計.205.7墊塊的設(shè)計 .215.8導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計.225.9澆口套的設(shè)計 .235.10分流錐的設(shè)計.245.11推出機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計.245.12模具裝配圖設(shè)計.255.13 壓鑄模的技術(shù)要求.266 壓鑄機(jī)校核.276.1 壓室容量的核算.276.2 模具厚度核算.276.3 動模行程核算.287 壓鑄工藝

3、流程.308結(jié) 論.319參考文獻(xiàn). .32薄壁殼體壓鑄工藝與壓鑄型設(shè)計摘 要壓鑄是制造業(yè)的一種工藝，能夠成型復(fù)雜的高精度的金屬制品，多用于汽車制造，機(jī)械制造等。本課題是對鋁殼體進(jìn)行模具設(shè)計并分析加工工藝。本模具考慮到年產(chǎn)量、工廠的設(shè)備及鑄件的精度要求，選擇一型兩腔結(jié)構(gòu)。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(jìn)行側(cè)向抽芯。采用solidworks、AutoCad來實(shí)現(xiàn)鋁殼體的三維設(shè)計及模具成型零件設(shè)計，分析制件的成型質(zhì)量和完成分型面的設(shè)計，再采用EMX組件來實(shí)現(xiàn)模架的裝配，并在產(chǎn)品設(shè)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(zhǔn)確地動作, 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)利用導(dǎo)

4、柱與導(dǎo)套的配合。頂出機(jī)構(gòu)是推桿推出的一次脫出機(jī)構(gòu)。通過計算和查閱相關(guān)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(jī)型號。根據(jù)確定的壓鑄工藝方案和壓鑄機(jī)類型設(shè)計了壓鑄型，對成形部分尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的計算，通過查閱相關(guān)手冊確定了壓鑄型主要零件的結(jié)構(gòu)尺寸，并對壓鑄型總厚度、動模座板行程和壓室充滿度進(jìn)行了校核，繪制了壓鑄型全套圖紙。關(guān)鍵詞：壓鑄模具；加工工藝分析；solidworks； 1前 言1.1選題背景和意義： 壓鑄是最先進(jìn)的金屬成型方法之一，是實(shí)現(xiàn)少切屑，無切屑的有效途徑，應(yīng)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

5、和銅，而且也逐漸擴(kuò)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(jī)的功率。由于壓鑄機(jī)的功率不斷增大，鑄件形尺寸可以從幾毫米到12m；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(kuò)大到其它各個工業(yè)部門，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床工業(yè)、電子工業(yè)、國防工業(yè)、計算機(jī)、醫(yī)療器械、鐘表、照相機(jī)和日用五金等幾十個行業(yè)。在壓鑄技術(shù)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(yīng)用等新工藝。薄壁壓鑄件在壓鑄工藝技術(shù)中，普遍都認(rèn)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

6、。因此對模具的澆注系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)，壓鑄工藝參數(shù)都必須嚴(yán)格、周密的考慮，用于壓鑄生產(chǎn)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。 壓鑄該箱體薄壁壓鑄件在澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)、壓鑄工藝等方面有一細(xì)列技術(shù)問題。在本次設(shè)計中，解決了該薄壁壓鑄件澆注系統(tǒng)如何開設(shè)，如何保證充填過程中充填阻力最小，排氣條件最好；模具結(jié)構(gòu)如何滿足該薄壁壓鑄件結(jié)構(gòu)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(shí)際生產(chǎn)有重要意義。1.2相關(guān)文獻(xiàn)綜述 (一)壓鑄概念 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。高壓和高速充填壓鑄型是壓

7、鑄的兩大特點(diǎn)。它常用的壓射比壓是從幾千至幾萬kPa，甚至高達(dá)2×105kPa。充填速度約在1050ms，有些時候甚至 可達(dá)100ms以上。充填時間很短，一般在0.010.2s范圍內(nèi)。（一）壓力鑄造的概念及特點(diǎn)(二)壓鑄機(jī)的選擇實(shí)際生產(chǎn)中并不是每臺壓鑄機(jī)都能滿足壓鑄各種產(chǎn)品的需要，而必須根據(jù)具體情況進(jìn)行選用，一般應(yīng)從下述兩方面進(jìn)行考慮： （1）按不同品種及批量選擇 在組織多品種，小批量生產(chǎn)時，一般要選用液壓系統(tǒng)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，能快速進(jìn)行調(diào)整的壓鑄機(jī)，在組織少品種大量生產(chǎn)時，要選用配備各種機(jī)械化和自動化控制機(jī)構(gòu)的高效率壓鑄機(jī)；對單一品種大量生產(chǎn)的鑄件可選用專用壓鑄機(jī)。 （2） 按鑄件結(jié)構(gòu)

8、及工藝參數(shù)選擇 鑄件外形寸尺，重量、壁厚等參數(shù)對選用壓鑄機(jī)有重要影響。 鑄件重量（包括澆注系統(tǒng)和溢流槽）不應(yīng)超過壓鑄機(jī)壓定的額定容量，但也不能過小，以免造成壓鑄機(jī)功串的浪費(fèi)。一般壓鑄機(jī)的額定容量可查說明書。 壓鑄機(jī)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。 （三）壓鑄工藝在壓鑄生產(chǎn)中，壓鑄機(jī)、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(quán)的組合并加以運(yùn)用的過程。使各種工藝參數(shù)滿足壓鑄生產(chǎn)的需要。 (四)壓力和速度的選擇壓射比壓的選擇，應(yīng)根據(jù)不同合金和鑄件結(jié)構(gòu)特性確定。對充填速度的選擇，一般對于厚壁或內(nèi)部質(zhì)量要求較高的

9、鑄件，應(yīng)選擇較低的充填速度和高的增壓壓力；對于薄壁或表面質(zhì)量要求高的鑄件以及復(fù)雜的鑄件，應(yīng)選擇較高的比歷和高的充填速度。 （五）澆注溫度澆注溫度是指從壓定進(jìn)入型腔時液態(tài)金屬的平均溫度，由于對壓室內(nèi)的液態(tài)金屬溫度測量不方便，一般用保溫爐內(nèi)的溫度表示。 澆注溫度過高，收縮大，使鑄件容易產(chǎn)生裂紋、晶粒粒大、還能造成粘型；澆注源度過低，易產(chǎn)生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。因此澆注溫度應(yīng)與壓力、壓鑄型溫度及充填速度同時考慮。 （六）壓鑄型的溫度鑄壓型在使用前要預(yù)熱到一定溫度，一般多用煤氣、噴燈、電器或感應(yīng)加熱。 在連續(xù)生產(chǎn)中，壓鑄型溫度往往升高，尤其是壓鑄高熔點(diǎn)合金，升高很快。溫度過高除使液態(tài)金屬產(chǎn)生粘

10、型外，鑄件冷卻緩慢，使晶粒粗大。因此在壓鑄型溫度過高時，應(yīng)采期冷卻措施。通常用壓縮空氣、水或化學(xué)介質(zhì)進(jìn)行冷卻。 （七）充填、持壓和開型時間（1）充填時間 自液態(tài)金屬開始進(jìn)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(fù)雜程度。對大而簡單的鑄件，充填時間要相對長 些，對復(fù)雜和薄壁鑄件充填時間要短些。充填時間與內(nèi)澆口的截面積大小或內(nèi)澆口的寬度和厚度有密切關(guān)系，必須正確確定。 （2）持壓和開型時間 從液態(tài)金屬充填型腔到內(nèi)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(zhì)和壁厚。 持壓后應(yīng)開型取出鑄件。從壓射終了到壓鑄打開的

11、時間，稱為開型時間，開型時間應(yīng)控制準(zhǔn)確。開型時間過短，由于合金強(qiáng)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(jīng)試任調(diào)整。 （八）壓鑄用涂料壓鑄過程中，為了避免鑄件與壓鑄型焊合，減少鑄件頂出的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： （1） 在高溫時，具有良好的潤滑性； （2） 揮發(fā)點(diǎn)低，在100150時，稀釋劑能很快揮發(fā)； （3） 對壓鑄型及壓鑄件沒有腐蝕作用； （4） 性能穩(wěn)定在空氣中稀釋劑不應(yīng)揮發(fā)過決而變稠； （5） 在高溫時不會析出有害氣體； （6） 不會

12、在壓鑄型腔表面產(chǎn)生積垢。 (九)鑄件清理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1015倍。因此隨壓鑄機(jī)生產(chǎn)率的提高，產(chǎn)量的增加，鑄件清理工作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化是非常重要的。 （1）切除澆口及飛邊 切除澆口和飛邊所用的設(shè)備主要是沖床，液壓機(jī)和摩擦壓力機(jī)，在大量生產(chǎn)件下，可根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)和形狀設(shè)計專用模具，在沖床上一次完成清理任務(wù)。 （2）表面清理及拋光 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(chǎn)的鑄件可采用螺殼式震動清理機(jī)。 2 零件設(shè)計2.1零件分析該零件屬薄壁(2 mm )

13、零件, 材料為ZL 7, 根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求，必然鑄件內(nèi)部和表面質(zhì)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(qiáng)度的位置來設(shè)置頂出該鑄件的又具有足夠強(qiáng)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。圖2.1殼體零件圖2.2 初步確定設(shè)計方案（1）此鑄件的材料為ZL102，應(yīng)在適當(dāng)?shù)臏囟认铝鲃有暂^好是澆注，使能充滿型腔。（2）

14、鑄件的精度為6級，采用壓力鑄造的方法能達(dá)到此精度。（3）確定壓鑄工藝及模具制造能力。（4）確定壓鑄模結(jié)構(gòu)（包括型腔數(shù)目，模板的尺寸設(shè)計，導(dǎo)柱、導(dǎo)套盡量使用國標(biāo)能 縮短制造周期，以及采用型芯、型腔鑲塊節(jié)約貴重金屬）。（5）模具設(shè)計是要留收縮率尺寸。3壓鑄件工藝分析3.1 壓鑄合金工藝分析 鋁合金具有良好的壓鑄性能，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性都很好。鋁合金的密度小比強(qiáng)度和比剛度高是其突出的優(yōu)點(diǎn)。鋁合金的高溫力學(xué)性能也很好，在低溫下工作是同樣保持良好的力學(xué)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(xué)性能和耐蝕性，但在熔煉的時，鋁液要在溶劑保護(hù)下進(jìn)行熔煉和保溫，以防合金液吸氣和產(chǎn)生氧化夾雜物。

15、3.2 壓鑄件工藝分析為了從根本上防止壓鑄件產(chǎn)生缺陷，比以低成本，連續(xù)不斷地生產(chǎn)高質(zhì)量的壓鑄件，必須使壓鑄件的結(jié)構(gòu)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(biāo)志、圖案等進(jìn)行分析。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，不宜在鑄造時鑄出，且螺紋的鑄造模具加工時相當(dāng)?shù)睦щy，所以螺紋在鑄件鑄出后進(jìn)行加工。3.3 分型面的選擇 分型面選擇原則: 1.應(yīng)使鑄件全部或大部分位于同一砂型內(nèi)，或使主要加工面與加工的基準(zhǔn)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

16、型操作。若鑄件的加工面很多，又不可能都與基準(zhǔn)面放在分型面的同一側(cè)時，則應(yīng)使加工基準(zhǔn)面與大部分加工面處在分型面的同一側(cè)。 2.應(yīng)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(yīng)盡量使型腔和主要型芯處于下型。根據(jù)工藝分析和設(shè)計制造可行性 我們選擇一型兩腔的鑄造設(shè)計方案。根據(jù)方案的論定我們選在端部側(cè)澆口，為了便于出型我們設(shè)計分型面位于腔體 端部。如圖（3.1） 圖3.1工藝圖4、澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設(shè)計4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)過對鑄件的結(jié)構(gòu)分析，鑄件是板件，對澆注系統(tǒng)的選擇可選擇側(cè)澆口，在澆注時金屬液從型腔側(cè)面導(dǎo)入，然后自下而

17、上推向進(jìn)型腔，有利于金屬液的充填和排氣。澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見（圖4.1）。 圖4.1鑄件圖內(nèi)澆口的選擇：（1）內(nèi)澆口應(yīng)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 （2） 內(nèi)澆口布置應(yīng)考慮取在金屬液流進(jìn)型腔不起旋渦 氣順暢部位。（3） 內(nèi)澆口布置應(yīng)考慮盡可能取在金屬液流不正面沖擊型芯的部位。（4） 內(nèi)澆口布置應(yīng)考慮取在鑄件不易變形的部位。（5） 內(nèi)澆口布置應(yīng)考慮設(shè)置在鑄件成形后易去除澆口或沖切澆口部位。（6） 對于不充許有氣孔存在鑄件，內(nèi)澆口應(yīng)設(shè)置在金屬液最終都能保持壓力部位（7）充填金屬液先充填型腔深處再次流向分型面,以達(dá)到排氣效果（8）除特殊件外，內(nèi)澆口的開設(shè)以單澆口為主內(nèi)澆道截面積的

18、確定是內(nèi)澆道設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。用流量計算法計算。流量計 算內(nèi)澆道截面積的公式4-1：= （4-1） 式中 Ag為內(nèi)澆道截面積（mm2）；G為內(nèi)澆道鋁合金質(zhì)量（g）；為液態(tài)合金的密度（g/cm3）； ug為內(nèi)澆道出鋁合金液的流速（m/s）；t為型腔充填時間（s）。=2.4g/cm3，ug=35m/s，t=0.05s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=11325.57mm3零件重量g=11.326cm3*2.4g/cm3=27.18g內(nèi)澆道鋁合金質(zhì)量G=27.18*2=54.36

19、可得Ag=18mm2 如（圖4.1） L2+3L1 h2>2h h3=2L1 圖4.2橫澆道與內(nèi)澆口和鑄件之間的連接方式 取h1=1.2；L1=2；h2=4圖4.3橫澆道尺寸 根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)和尺寸，b取3.5，h取4。 直澆道的設(shè)計（1）直澆道設(shè)計要點(diǎn) （1）噴嘴部分的出模斜度取1°30，澆口套的出模斜度取2°。（2）直澆道與內(nèi)澆口連接處要求圓滑過渡，其圓角半徑取12mm，以使金屬液流 動順暢。 所設(shè)計的直澆道為立式冷室壓鑄機(jī)用直澆道。該方案具有流程短、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(diǎn)。其結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖所示。 圖4-4直澆道4.2 排溢系統(tǒng)

20、的設(shè)計為了使溢流槽發(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(shè)置溢流槽位置時應(yīng)慎重考慮。其容積占整個鑄件的2030%，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2.53.5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(shè)計，因?yàn)榇髓T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(shè)置排氣在澆注的槽，這樣便可充滿。溢流槽可不設(shè)，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(shè)溢流槽，具體位置與尺寸如（圖5）。零件體積V=4*30*30mm3+3.14*（12.52-10.52）

21、*30+(24*10-20*6)*15+3.14*10.52*2+15*30*2=11325.57mm3溢流槽體積V=11325.57/5=2265mm3 具體體積尺寸如圖（4.5） 圖4.5溢流槽5 壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1 壓鑄機(jī)的選擇 合理的選擇壓鑄機(jī)，設(shè)計壓鑄模時，應(yīng)熟悉壓鑄機(jī)的特性和技術(shù)規(guī)格，通過必要的設(shè)計計算，合理的選擇壓鑄機(jī)。計算脹型力：鎖模力是表示壓鑄機(jī)最基本參數(shù)，其作用是克服壓鑄充填時的脹型力，使模具分型面不致張開，故設(shè)計壓鑄模時，首先確定脹型力的大小來選擇壓鑄機(jī)，當(dāng)壓鑄機(jī)的鎖模力大于脹行力，則可認(rèn)為該壓鑄機(jī)可以使用。鎖模力和脹型力的關(guān)系式見式（5-1）：（5-1）壓鑄時的反壓力

22、； 作用與滑塊楔緊面上的法向反壓力； 安全系數(shù)。反壓力的計算： = 鑄件總投影面積 P 壓射比壓5.1.1 確定模具分型面上鑄件的總投影面積 投影面積見公式（5-2） F=F鑄+F澆+F余+F溢（厘米2）.（5-2） F鑄鑄件在分型面上的投影面積； F澆澆道內(nèi)澆口在分型面上的投影面積； F余余料在分型面上的投影面積； 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： 單個零件:S1=12.52*3.14+30*25=1240.625mm2澆注系統(tǒng):S2=24沖頭直徑d=40 鑄件體積V1=3.14x120x28 ­3.14x108x20=133387.2 壓射

23、力 Fy=Py /4= =94200N 壓射比 p= = =75 L為壓射室長度350 沖頭直徑d=40壓射室合金溶液體積：V3= L/4=439600 充滿度 = =60.7%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%） A=A1（1+0.3）=18812 脹模力 F=pA=75x18812=1410900N合模力(鎖模力)實(shí)際壓鑄時要率大于脹模力5.1.2 確定壓射比壓根據(jù)鑄件的材料、結(jié)構(gòu)、壁厚：選450600公斤/厘米2 此件選用壓射比壓為500 公斤/厘米2根據(jù)要求選擇J1113E型臥室冷室壓鑄機(jī)。壓室為D=40mm5.2 型腔和型芯尺寸的設(shè)計型腔尺寸計算見公式（5

24、-3）：Y+a=(Y0+KY0-n)+a（5-3） 型芯尺寸計算見公式（5-4）：Y-a=(Y0+KY0+n)-a .（5-4）Y0鑄件的公稱尺寸；n 補(bǔ)償和磨損系數(shù)。取n=0.7；鑄件偏差；a 模具成型部分的制造偏差； 5.3 鑲塊、型芯、模板的設(shè)計5.3.1 鑲塊的設(shè)計鑲塊的壁厚尺寸確定：據(jù)鑄件形狀和尺寸大小來確定。結(jié)合鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)參考文獻(xiàn)16壓鑄模設(shè)計手冊中表6-22鑲塊壁厚尺寸推薦值，所設(shè)計的鑲塊材料用3Gr2W8V，定模鑲塊的結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖5.1所示。動模鑲塊的結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖5-1所示。材料：3Cr8熱處理:HRC5055 圖5.1動模鑲塊 如（圖5.31）所示，具體

25、尺寸如下：(單位：mm) 圖5.2鑲塊尺寸5.3.2型芯的設(shè)計 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(chǎn) 品要求。結(jié)合鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)參考文獻(xiàn)16壓鑄模設(shè)計手冊 中表6-25圓型芯尺寸推薦值，型芯的成形段直徑為45mm。 型芯的具體尺寸見圖5-3。 材料：3Cr2w8v 熱處理:HRC434圖5.3型芯 如（圖5.3.2）所示，具體尺寸如下：(單位：mm) 圖5.4型芯尺寸5.3.3 動、定模板的設(shè)計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(jī)中板上，隨中板作并合運(yùn)動，與定模分開合攏。一般抽芯機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)

26、大多在這個部分。模板設(shè)計是要合理，能使模具制造出來安裝在所選的壓鑄機(jī)上。并且要滿足：H行程H1+H2+b+aH行程壓鑄機(jī)開模行程; H1動模零件高度;H2定模零件高度;b鑄件澆道總厚度; a取件時鑄件與動、定模之間的最小距離。(1)套板尺寸：套板的壁厚根據(jù)鑲塊的尺寸來確定，取動模套板的壁厚為125mm (2)動模支撐板厚：選擇20mm (3)推桿固定板的尺寸： 根據(jù)壓鑄機(jī)的型號選400x480，厚為60（單位：mm） 4)模板的設(shè)計： 動模板：具體尺寸如（圖5.3.3）所示圖5.5動模板 具體尺寸（單位mm）：（圖5.6）動模板尺寸定模是壓鑄模的主要組成部分, 定模和壓鑄機(jī)的壓射部分相連，并固

27、定在壓機(jī)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(dǎo)柱、鍥緊塊、斜導(dǎo)柱、澆口套、定模抽芯機(jī)構(gòu)等部分組成。 定模板根據(jù)要求設(shè)計為能陪著動模板與滑塊，形成型腔，在定模板上有澆口套 過度澆道，配合有澆口套和斜銷根據(jù)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(yīng)的 定位孔與螺釘孔。 具體形狀尺寸如下所示 圖5.7 定模板5.4 滑塊的設(shè)計 滑塊與型芯構(gòu)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.該模具滑塊為左右方向,滑塊內(nèi)可裝也可不裝定位裝置.因?yàn)樵趧幽０迳嫌邢尬徊鬯曰瑝K在自重情況

28、下不會下落,為了保險起見,左,右側(cè)滑塊都要裝定位裝置.1,利用彈簧螺釘定位2,利用彈簧鋼球定位.3,其它形式的定位.如定位夾等.滑塊結(jié)構(gòu)如圖 圖5 .9滑塊具體尺寸單位（mm）圖5.10滑塊尺寸5.5斜銷的設(shè)計作用: 在開模過程中,強(qiáng)制滑塊運(yùn)動,抽出芯型。有內(nèi)抽芯和外抽芯兩種，其斷面形多 采用扁圓形，防止抽 芯時拉傷滑塊，據(jù)模 具結(jié)構(gòu)不同有延時抽 芯。主要 參數(shù): 斜角的大小和抽芯力大小、抽芯行程長短、承受彎曲力大小有關(guān)。 斜角的數(shù)值一?。?0°斜銷直徑取決型芯包緊力的大|小, 斜銷長度 = 固定部分 + 工作段尺寸 + (510) cm 材料:T10A、 熱處理： HRC（5055

29、）圖5.11斜銷圖5.12斜銷尺寸5.6壓板設(shè)計 壓板主要用于連接模板與模座的配合，對鑲塊與導(dǎo)向結(jié)構(gòu)起到限位作用，其尺寸大小與模板大小有關(guān)，材料一般與模板相同。（1） 動模壓板圖5.13動模壓板圖5.16動模壓板尺寸（2） 定模壓板 圖5.17定模壓板尺寸如圖所示 圖5.18定模壓板尺寸5.7墊塊的設(shè)計 墊塊對模具起支承作用，提高后模剛性，減少生產(chǎn)時由機(jī)器沖擊波而引的模具瞬 間變形制作材料為普通鑄鐵或45#鋼。位置和尺寸的控制是關(guān)鍵斜滑塊基本參數(shù)的 確定參見參考文獻(xiàn)16壓鑄模設(shè)計手冊中圖7-72 圖5.19 墊塊5.8導(dǎo)柱與導(dǎo)套作用： 起導(dǎo)向作用,保證動、定模在安裝和合模時的正確位置,導(dǎo)柱和導(dǎo)

30、套應(yīng)有足夠的剛性和耐磨性,要求配合間隙合理，模具較大時應(yīng)開設(shè)儲油槽，防止冷焊 導(dǎo)柱直徑：F.(F:模具分型表面積K：系數(shù)0.070.09)導(dǎo)柱高度：為確保合模時安全,導(dǎo)柱高度應(yīng)大于最高度導(dǎo)柱、導(dǎo)套需要有足夠的剛性，當(dāng)導(dǎo)柱為四根時，選取導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑的經(jīng)驗(yàn)公式為： （4-1）式中 D導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑（cm）；F模具分型面上的表面積（cm2）； K比例系數(shù)，一般為0.070.09。當(dāng)F2000cm2時K取0.07；F=4002000cm2時K取0.08；F400cm2時K取0.09。模板的外形尺寸長20cm，寬20cm，為四根導(dǎo)柱。導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑D按公式（4-1）確定，K取0.08，則：D=1.6c

31、m。根據(jù)參考文獻(xiàn)16壓鑄模設(shè)計手冊中表6-38取推薦的尺寸系列D為20mm。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)滑段直徑D之和。根據(jù)參考文獻(xiàn)16壓鑄模設(shè)計手冊表6-38取推薦的尺寸系列導(dǎo)滑段長為20mm。. 材料： T10A 熱處理： HRC5055. 圖5.20導(dǎo)柱與導(dǎo)套5.9澆口套的設(shè)計作用：澆口套構(gòu)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(jù)鑄件所 需比壓和鑄件的重量選定。要求內(nèi)側(cè)面表面光度高。 對于冷室壓鑄機(jī)模具的制作精度求更高，影響錘頭壽命。根據(jù)參考文獻(xiàn)16壓鑄模設(shè)計手冊中表4-13，所設(shè)計的澆口套的材料用3Gr2W8V，經(jīng)淬火后

32、硬度4550HRC，其結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖2-4所示 圖5.21澆口套5.10 分流錐的設(shè)計分流錐: 調(diào)整直澆道的截面積，改變金屬液流向，減少金屬液消耗量。內(nèi)部設(shè)有冷卻系統(tǒng)。根據(jù)參考文獻(xiàn)16壓鑄模設(shè)計手冊表4-17分流錐設(shè)計如下 材料：H13 熱處理:HRC5055 圖5.22分流錐5.11 推出機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計根據(jù)零件的具體結(jié)構(gòu)，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(dǎo)向結(jié)構(gòu) 圖5.23推桿的選用，根據(jù)參考文獻(xiàn)16壓鑄模設(shè)計手冊中表8-8常用的型推桿尺寸系列，其結(jié)構(gòu)形式及尺寸見圖4-15。推桿19的選用，根據(jù)參考文獻(xiàn)4壓鑄模設(shè)計手冊中表8-9常用的型圓推桿尺寸系列，其結(jié)構(gòu)

33、形式及尺寸見圖5-23。推桿形式見圖（5.23） 圖5.23推桿圖5.24復(fù)位桿在合模時需要有復(fù)位機(jī)構(gòu)，所以設(shè)置復(fù)位桿，且直徑為32mm，個數(shù)為4。5.12 壓鑄模具裝配圖設(shè)計該設(shè)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(jī)構(gòu)損壞鑄件, 使鑄件質(zhì)量得到保證。為使鑄件出模順暢, 模具采用浮動滑塊結(jié)構(gòu)。開模時, 滑塊在斜銷的作用下向外運(yùn)動, 使鑄件脫開模具。為提高生產(chǎn)效率和設(shè)備利用率, 根據(jù)殼體零件尺寸較小的特點(diǎn), 采用一模兩腔模具結(jié)構(gòu)。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(diǎn), 因而有助于保證

34、壓鑄件質(zhì)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品, 提高了壓鑄件的合格率。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(yùn)動,滑塊分開的同時離開定模, 使滑塊脫離鑄件。進(jìn)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(nèi)移, 當(dāng)定模板與動模鑲塊 接觸時, 滑塊在繼續(xù)內(nèi)移的同時,在動模鑲塊的帶動下向定模方向復(fù)位, 直至恢復(fù)到壓鑄前的位置。5.25裝配圖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

35、. 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(dǎo)套; 17復(fù)位桿; 18. 導(dǎo)柱19. 導(dǎo)套; 20. 頂板導(dǎo)柱; 21. 頂板導(dǎo)套; 22. 斜銷; 23. 滑塊定位螺桿; 24. 螺栓；25彈簧；26滑塊；27斜銷5.13 壓鑄模的技術(shù)要求1模具的外形尺寸400×620×480；2選用的機(jī)器型號J1113E型臥式冷室壓鑄機(jī)；3選用的壓室直徑為40。4要求個活動部位靈活可靠，無卡死現(xiàn)象；5澆注系統(tǒng)試模后修至填充良好；6在動、定模的側(cè)面打鋼?。寒a(chǎn)品名稱、模具圖號、產(chǎn)品圖號等。6壓鑄機(jī)的校核6.1 壓室容量的核算壓鑄機(jī)

36、初步選定后，壓射比壓和壓室的尺寸也相應(yīng)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：G室G澆 （6-1）式中 G室壓室容量（kg）； G澆每次澆注重量（kg），應(yīng)為鑄件重量、澆注系統(tǒng)重量、溢流排氣系統(tǒng)重量之和： （6-2）式中 D室壓室直徑（cm）； L壓室長度包括澆口套長度（cm）； 液態(tài)合金密度（g/cm3）； K壓室充滿度一般為60%80。估算鑄件質(zhì)量m=V=2.4g/cm³×16cm³=38.4g=0.038kg；澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)重量之和約為12.4g=0.012kg；每次澆注重量G澆=11.326cm3×2.4g/cm3×2=54.32g根據(jù)公式