鋁合金把手壓鑄模具

1、29安徽機電職業(yè)技術學院安徽機電職業(yè)技術學院鋁合金把手壓力鑄造畢業(yè)設計說明書系 別 機械工程系 專 業(yè) 材料成型與控制技術 班 級 姓 名 學 號 指導教師 鋁合金把手壓鑄畢業(yè)任務書摘 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。壓鑄的工藝特點是鑄件的強度和硬度較高，形狀較為復雜且鑄件壁較薄，而且生產率極高。壓鑄模具是壓力鑄造生產的關鍵，壓鑄模具的質量決定著壓鑄件的質量和精度，而模具設計直接影響著壓鑄模具的質量和壽命。因此，模具設計是模具技術進步的關鍵，也是模具發(fā)展的重要因素。根據(jù)零件的結構和尺寸設計了完整的模具。設計內容主要包括：澆注系統(tǒng)設計、成型零件設計、抽芯機構設計、推出機構設計

2、以及模體結構設計。根據(jù)鑄件的形狀特點、零件尺寸及精度，選定了合適的壓鑄機，通過準確的計算并查閱設計手冊，確定了成型零件以及模體的尺寸及精度，在材料的選取及熱處理要求上也作出了詳細說明，并在結合理論知識的基礎上，借助于計算機輔助軟件繪制了各部分零件及裝配體的立體圖和工程圖,以保障模具的加工制造。采用Pro/ENGINEER、AutoCad來實現(xiàn)鋁合金把手的三維設計及模具成型零件設計，分析制件的成型質量和完成分型面的設計，再采用EMX組件來實現(xiàn)模架的裝配，并在產品設計及模具裝配過程中，輔助以必要的理論計算，為了使動、定模能夠準確地動作, 導向定位機構利用導柱與導套的配合。頂出機構是推桿推出的一次脫

3、出機構。通過計算和查閱相關參數(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型號。根據(jù)確定的壓鑄工藝方案和壓鑄機類型設計了壓鑄型，對成形部分尺寸進行了詳細的計算，通過查閱相關手冊確定了壓鑄型主要零件的結構尺寸，并對壓鑄型總厚度、動模座板行程和壓室充滿度進行了校核，繪制了壓鑄型全套圖紙。關鍵詞：壓力鑄造；壓鑄模具；AutoCad；目 錄1.前 言21.1選題背景和意義21.2相關文獻綜述22.零件設計52.1零件分析52.2 初步確定設計方案 63.壓鑄件工藝分析73.1 壓鑄合金工藝分析73.2 壓鑄件工藝分析73.

4、3 分型面的選擇74.排溢系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的設計84.1 澆注系統(tǒng)的設計84.1.1.1內澆口分為以下幾種：84.2 排溢系統(tǒng)的設計144.3冷卻系統(tǒng)的設計165.壓鑄模結構設計175.1壓鑄機的選擇185.2型腔和型芯尺寸的設計205.3鑲塊、型芯、模板的設計215.4滑塊的設計245.5斜銷的設計245.6墊塊的設計245.7導柱、導套的設計245.8澆口套的設計255.9推出機構、復位機構的設計255.10模具裝配圖設計275.11壓鑄模的技術要求276.壓鑄機校核286.1壓室容量的核算286.2模具厚度的計算286.3動模行程的核算287.壓鑄工藝流程298.結論299.謝辭

5、3010.參考文獻311.前 言1.1選題背景和意義 壓鑄是最先進的金屬成型方法之一，是實現(xiàn)少切屑，無切屑的有效途徑，應用很廣，發(fā)展很快。目前壓鑄合金不再局限于有色金屬的鋅、鋁、鎂和銅，而且也逐漸擴大用來壓鑄鑄鐵和鑄鋼件。  壓鑄件的尺寸和重量，取決于壓鑄機的功率。由于壓鑄機的功率不斷增大，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)，逐步擴大到其它各個工業(yè)部門，如農業(yè)機械、機床工業(yè)、電子工業(yè)、國防工業(yè)、計算機、醫(yī)療器械、鐘表、照相機和日用五金等幾十個行業(yè)。在壓鑄技術方面又出現(xiàn)了

6、真空壓鑄、加氧壓鑄、精速密壓鑄以及可溶型芯的應用等新工藝。薄壁壓鑄件在壓鑄工藝技術中，普遍都認為是有一定難度的。由于壁薄就帶來充型難；出模難；易變形；精度難以保證等等。因此對模具的澆注系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，模具結構，壓鑄工藝參數(shù)都必須嚴格、周密的考慮，用于壓鑄生產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。 壓鑄該把手壓鑄件在澆注系統(tǒng)、模具結構、壓鑄工藝等方面有一細列技術問題。在本次設計中，解決了該把手壓鑄件澆注系統(tǒng)如何開設，如何保證充填過程中充填阻力最小，排氣條件最好；模具結構如何滿足該把手壓鑄件結構的需要；壓鑄工藝又如何適該把手壓鑄件工藝等要求。對于實際生產有重要意義。1

7、.2相關文獻綜述 (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鑄的兩大特點。它常用的壓射比壓是從幾千至幾萬kPa，甚至高達2×105kPa。充填速度約在1050ms，有些時候甚至 可達100ms以上。充填時間很短，一般在0.010.2s范圍內。(二)壓鑄機的選擇實際生產中并不是每臺壓鑄機都能滿足壓鑄各種產品的需要，而必須根據(jù)具體情況進行選用，一般應從下述兩方面進行考慮： （1）按不同品種及批量選擇 在組織多品種，小批量生產時，一般要選用液壓系統(tǒng)簡單，適應性強，能快速進行調整的壓鑄機，在

8、組織少品種大量生產時，要選用配備各種機械化和自動化控制機構的高效率壓鑄機；對單一品種大量生產的鑄件可選用專用壓鑄機。 （2）按鑄件結構及工藝參數(shù)選擇 鑄件外形寸尺，重量、壁厚等參數(shù)對選用壓鑄機有重要影響。 鑄件重量（包括澆注系統(tǒng)和溢流槽）不應超過壓鑄機壓定的額定容量，但也不能過小，以免造成壓鑄機功串的浪費。一般壓鑄機的額定容量可查說明書。壓鑄機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中，壓鑄機、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的組合并加以運用的過程。使各種工藝參數(shù)滿足壓鑄生產的

9、需要。 (四)壓力和速度的選擇壓射比壓的選擇，應根據(jù)不同合金和鑄件結構特性確定。對充填速度的選擇，一般對于厚壁或內部質量要求較高的鑄件，應選擇較低的充填速度和高的增壓壓力；對于薄壁或表面質量要求高的鑄件以及復雜的鑄件，應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入型腔時液態(tài)金屬的平均溫度，由于對壓室內的液態(tài)金屬溫度測量不方便，一般用保溫爐內的溫度表示。 澆注溫度過高，收縮大，使鑄件容易產生裂紋、晶粒粒大、還能造成粘型；澆注源度過低，易產生冷隔、表面花紋和澆不足等缺陷。因此澆注溫度應與壓力、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熱到一定溫度，

10、一般多用煤氣、噴燈、電器或感應加熱。 在連續(xù)生產中，壓鑄型溫度往往升高，尤其是壓鑄高熔點合金，升高很快。溫度過高除使液態(tài)金屬產生粘型外，鑄件冷卻緩慢，使晶粒粗大。因此在壓鑄型溫度過高時，應采期冷卻措施。通常用壓縮空氣、水或化學介質進行冷卻。 （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雜程度。對大而簡單的鑄件，充填時間要相對長 些，對復雜和薄壁鑄件充填時間要短些。充填時間與內澆口的截面積大小或內澆口的寬度和厚度有密切關系，必須正確確定。 （2）持壓和開型時間 從液態(tài)金屬充填型腔到內澆口完全凝固時，

11、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和壁厚。 持壓后應開型取出鑄件。從壓射終了到壓鑄打開的時間，稱為開型時間，開型時間應控制準確。開型時間過短，由于合金強度尚低，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，然后經試任調整。 （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)點低，在100150時，稀釋劑能很快揮發(fā)； （3）對壓鑄型

12、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揮發(fā)過決而變稠； （5）在高溫時不會析出有害氣體； （6）不會在壓鑄型腔表面產生積垢。 (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。因此隨壓鑄機生產率的提高，產量的增加，鑄件清理工作實現(xiàn)機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備主要是沖床，液壓機和摩擦壓力機，在大量生產件下，可根據(jù)鑄件結構和形狀設計專用模具，在沖床上一次完成清理任務。 （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

13、制或皮革的拋光輪拋光。對大量生產的鑄件可采用螺殼式震動清理機。2.零件設計2.1零件分析根據(jù)零件圖得知，該零件材料：ZL102，最小壁厚：3mm，最大壁厚：4.5mm，鑄造公差：IT14，該鑄件是：最大直徑：24mm，高：3mm的圓臺跟直徑：16mm，高：22mm的圓臺組合在一起的零件且中心有一個直徑：7mm，深：15mm的圓柱型腔具體形狀如果下圖： 圖2.11零件三維圖形 圖2.12零件二維圖形2.2 初步確定設計方案 （1） 此鑄件的材料為ZL102，應在適當?shù)臏囟认铝鲃有暂^好是澆注，使能充滿型腔（2）鑄件的精度為IT14級，采用壓力鑄造的方法能達到此精度。（3）確定壓

14、鑄工藝及模具制造能力。 （4）確定壓鑄模結構（包括型腔數(shù)目，模板的尺寸設計，導柱、導套盡量使用國標能縮短制造周期，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 鋁合金壓鑄件具有以下特點：1） 鋁合金有良好的壓鑄導電和導熱性能，其密度較小=2.7kg/m³,比強度和比剛度高，高溫和低溫的力學性能好。2） 鋁合金熔鑄工藝簡單，成型及切削性能良好，有較高的力學性能及抗腐蝕性，是代替鋼鑄件的最具潛力的合金。3） 鋁合金表面易形成一層與基體結合牢固的氧化膜，故大部分鋁合金在淡水、海水、濃硝酸、硝酸鹽、汽油及

15、各種有機物中均有良好的耐腐蝕和抗氧化的化學穩(wěn)定性及熔點都很高，故在高溫工作時仍有良好的抗腐蝕和抗氧化性能。4） 鋁有較大的比熱容和凝固潛熱，大部分的鑄鋁合金均有較小的結晶溫度范圍，組織中亦常含有相當數(shù)量的共晶體，其線收縮率較小，故具有良好的充填性能、較小的熱裂傾向。但鑄鋁合金仍有相當大的體收縮，易在最后凝固處生成大的集中縮孔。5） 鋁合金和鐵有很強的親和力，易粘度，應在冷室壓鑄機上壓鑄。3.2 壓鑄件工藝分析為了從根本上防止壓鑄件產生缺陷，比以低成本，連續(xù)不斷地生產高質量的壓鑄件，必須使壓鑄件的結構適合于壓鑄。主要對鑄件的壁厚、圓角、筋、出型斜度，孔，螺紋、加工余量、文字、標志、圖案等進行分析

16、。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?shù)睦щy，所以螺紋在鑄件鑄出后進行加工。3.3 分型面的選擇壓鑄模的動模和定模有一個接合面，這個接合面稱為分型面。分型面受到壓鑄件在模具中的位置、澆注系統(tǒng)設計、壓鑄件的尺寸精度、嵌件的位置、壓鑄件的推出和模具的排氣等各種因素的影響，因此，在選擇分型面時應遵循以下幾項基本原則：1） 分型面應選在壓鑄件外形輪廓尺寸最大的截面處。2） 分型面的選擇應使壓鑄件開模后留在動模。3） 分型面的選擇應保證壓鑄件的尺寸精度和

17、表面質量。4） 分型面的選擇應有利于排氣。5） 分型面的選擇應有利于模具的加工。6） 分型面的選擇應盡量防止或減少側向抽芯。7） 分型面的選擇應盡量減小壓鑄件在分型面的投影面積。8） 分型面的選擇應盡量考慮到金屬液的流程不宜太長。該壓鑄件的分型面有以下幾種：根據(jù)選擇分型面的基本原則，選用（a）分型面比較合適。4.排溢系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的設計4.1 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)主要由：直澆道、橫澆道、內澆口和余料等組成。4.1.1內澆口的分類與設計4.1.1.1內澆口分為以下幾種： 直接澆口 側澆口 中心澆口 點澆口4.1.1.2內澆口位置的選擇 在澆注系統(tǒng)的設計中，內澆口的設計極為重要，在確

18、定內澆口的位置之前，要根據(jù)壓鑄件型腔的基本要求情況和分型面的不同類型，合金的不同種類和收縮變形情況，壓鑄機設計及壓鑄件使用性能等因素，充分預計所選內澆口的位置隊金屬液充填型腔時流動狀態(tài)的影響分析充填過程中可能出現(xiàn)的死角區(qū)和裹氣部位，以便布置適當?shù)囊缌骱团艢庀到y(tǒng)，在選擇內澆口的位置時 應遵循一下幾項原則：1） 內澆口導入的金屬液應首先充填型腔深處難以排氣的部位，而不宜立即封住分型面，造成排氣不暢。2） 內澆口位置的應使流入型腔的金屬液盡量減少曲折和迂回，避免產生過多的渦流，減少包卷氣體。3） 內澆口一般設置在壓鑄件的厚壁處，有利于金屬液充滿型腔后補縮流的壓力傳遞。4） 內澆口的位置應考慮到減少金

19、屬液在型腔中的分流，防止分流的金屬液在匯合處造成冷接痕或冷隔現(xiàn)象。5） 內澆口的位置應盡量避免金屬液直沖芯型，減少動能損失，防止沖蝕和產生粘膜，尤其應避免沖擊細小型芯或螺紋型芯，防止產生彎曲和變形。6） 根據(jù)壓鑄件的技術要求，凡精度要求較高、表面粗糙度值低且不加工的部位，不宜布置內澆口，以防止去除澆口后留下痕跡。7） 內澆口的設置應考慮模具溫度場的發(fā)布，以便使型腔遠端充填良好。8） 在設計內澆口時，還應考慮澆注系統(tǒng)的切除方法。 根據(jù)內澆口的選擇原則選擇側澆口為該壓鑄件的內澆口 如果下圖：4.1.1.3內澆口的尺寸計算（1） 內澆口截面積的計算： AgUg=A1V1=V/ 式中：Ag內澆口的橫截

20、面積， Ug內澆口處金屬液充填型腔的充填速度，m/s A1壓室橫截面積， V1壓室內金屬液的流動速度，m/s V型腔和溢流槽的體積，m3 充填時間，s不同壁厚的壓鑄件，其內澆口出金屬液充填時間和充填速度的經驗數(shù)據(jù)刻參考下表：推薦的充填時間和充填速度（此表摘抄于壓鑄成型工藝玉模具設計）壓鑄件的平均壁厚, /mm充填時間 /s充填速度Vg/（m/s）10.0100.01446551.50.0140.020445320.0180.02642502.50.0220.032404830.0280.04038463.50.0340.050364440.0400.060344250.0480.0723240

21、則可選=0.050s，Vg=40m/s 溢流槽內金屬液的質量約占零件質量的30%所以V3.14×122×3+3.14×82×7+3.14×15×(82-3.52)×(1+0.3) 6760.8125mm3所以Ag6.76×10-6/0.05×403.38×10-6m23.38mm2由于該壓鑄件較小所以 先定為一模6件所以內澆口的總結面積A總Ag×620.28mm2（2）內澆口的尺寸計算：內澆口的深度見下表（此表摘抄于壓鑄成型工藝玉模具設計）鑄件壁厚，/mm0.61.5>1.53&

22、gt;36>6合金種數(shù)復雜件簡單見復雜件簡單見復雜件簡單見復雜件簡單見內澆口深度/mm鉛、錫合金0.40.80.41.00.61.20.81.51.02.01.52.02040鋅合金0.40.80.41.00.61.20.81.51.02.01.52.02040鋁、鎂合金0.61.00.61.20.81.51.01.81.52.51.83.04060銅合金0.81.21.01.81.02.01.83.02.04.04060根據(jù)上表可以查得，內澆口深度取，2.0mm Ag（D+d）×h×1/2 則 可取h2mm，d1.38mm，D2mm4.1.2 橫澆道的設計 橫澆道是

23、金屬液從直澆道末端向內澆口之間的一段通道，其作用是將金屬液引入內澆口，同時當壓鑄件冷卻時用來補縮合傳遞靜壓力。4.1.2.1 橫澆道的設計橫澆道主要的設計要點如下：1） 橫澆道的橫截面積從直澆道的末端到內澆口止，應逐漸縮小，否則橫澆道中出現(xiàn)橫截面積擴大使流過該處的金屬液出現(xiàn)負壓，由此必然會吸收分型面上的空氣，并增加金屬液流動過程中的渦流。2） 多型腔壓鑄模的一次橫澆道截面積應大于二次橫澆道的截面積之和。3） 橫澆道截面積在任何情況下均應大于內澆口的截面積。4） 為了減少金屬流動阻力，達到均衡流速，橫澆道不宜突然收縮與擴張。5） 為了改善模具的熱平衡條件，根據(jù)工藝需要可以設置盲澆道，同時盲澆道兼

24、有容納冷金屬和氣體的作用。4.1.2.2橫澆道的結構形勢橫澆道的結構有以下幾種： 因為該壓鑄件設計為一摸多件，所以選擇（e）式作為該壓鑄件的橫澆道。4.1.2.3橫澆道的截面積形狀與尺寸 橫澆道的截面積形狀根據(jù)壓鑄件的結構特點而定，一般以扁梯形為主，特殊情況下才用雙扁梯形、長梯形、窄梯形、圓形或半圓形。根據(jù)該壓鑄件的結構，這里選擇扁梯形橫澆道截面積。其計算如下： Ar（34）Ag（3×3.384×3.38）10.14mm213.52mm2，橫澆道截面積如圖所示：因為該壓鑄件為鋁合金壓鑄件所以hb/3所以取 b5mm，h3mm4.1.3直澆道的設計 直澆道是傳遞壓力的首要部位

25、，由于該壓鑄件的材料是鋁合金 所以才用冷室壓鑄機，而選擇的內澆口為側澆口，所以選用 壓室偏置時的直澆道。 臥室冷室壓鑄機用直澆道 根據(jù)零件所需的金屬液質量等相關計算 確定D為20mm。4.2 排溢系統(tǒng)的設計排溢系統(tǒng)是排氣系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)的總稱。4.2.1 溢流槽的設計4.2.1.1溢流槽的作用1） 容納最先進入型腔的冷污金屬液和混入其中的氣體與氧化夾雜，防止壓鑄件產生冷隔、氣孔和夾渣。2） 在選定澆注系統(tǒng)的情況下，溢流槽的設置可與澆注系統(tǒng)一起，共同起到控制金屬液流動狀態(tài)的作用，防止局部產生渦流，造成有利于避免壓鑄件缺陷的充填。有時也用來轉移縮孔、縮松、渦流包氣和產生冷接痕的部位。3） 調節(jié)模具的

26、溫度分布，改善模具的熱平衡狀態(tài)，尤其對薄壁或充填較長的壓鑄件，可以減少壓鑄件表面流痕、冷隔和充填不足的現(xiàn)象。4） 在某些情況下，溢流槽可作為壓鑄件脫模時推桿推出的位置，防止壓鑄件變形及避免壓鑄件表面留有推桿的痕跡。5） 在壓鑄件對動、定模部分的包緊力接近相等時，為了防止壓鑄件留在定模，此時可在動模上設置溢流槽，增大壓鑄件對動模的包緊力，使分型時壓鑄件確保留于動模，便于推出機構推出脫模。4.2.1.2 溢流槽位置的選擇 溢流槽位置的選擇應遵循以下一些原則：1） 溢流槽應開設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)，減少渦流。2） 溢流槽應開設在兩股金屬液流會合的地

27、方，清除集中于該處的氣體、冷污金屬液和涂料殘渣等。3） 溢流槽應開設在內澆口兩側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。4） 溢流槽應開設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、夾渣和縮松轉移到該處，改善壓鑄件壁厚處的質量。5） 溢流槽應開設在金屬液最晚充填的地方，以改善模具的熱平衡狀態(tài)和充填排氣條件。6） 溢流槽應開設在防止壓鑄件的變形。4.2.1.3 溢流槽的形狀與尺寸的確定 根據(jù)選擇原則 該壓鑄件的溢流槽開設在分型面上，其基本形式如圖： 選擇(a) ，其尺寸如下 對于鋁、鎂合金 查相關資料可得：t取0.50.8，R取1mm4.2.2 排氣槽的形式1）

28、 分型面上開設的排氣槽。2） 推桿與模具的配合間隙排氣。3） 利用固定型芯的前端配合間隙排氣。4） 利用型芯的固定部分制出排氣溝槽排氣。5） 深型腔處利用鑲入的排氣塞排氣。4.2.2.2排氣槽的截面積與尺寸的確定 排氣槽的截面積對于常用的鋅、鋁合金，在內澆口出充填速度、充填時間、壓射比壓機模具溫度等有關工藝參數(shù)選定的情況下，可以認為：a.排除氣體的流速與氣體壓力、氣體熱狀態(tài)的性質、氣體的密度以及氣體在型腔內的比容等有關。b.氣體通過排氣槽逸出遵循連續(xù)流動原理。c.排氣時間近似等于金屬液充填時間。d.排出的氣體包括型腔內、澆注系統(tǒng)內及壓室內流入金屬液后尚未充滿的部分。e.認為空氣密度在溫度903

29、15之間不變。f.假定充填型腔過程中型腔內流動氣體的溫度等于模具型腔溫度。g.考慮在型腔充填過程中排氣槽的開放度會影響排氣。根據(jù)上述要求通過推導、排氣槽面積的計算公式： A2.24×10-3V/k 式中：A排氣槽總的截面積mm2 V型腔、澆注系統(tǒng)、溢流槽及壓室注入金屬液后尚未充滿部分的容積之和cm3 排氣時間，即等于充填時間s k 排氣槽開放度，金屬液充填分型面上的型腔時容易先堵塞排氣槽，k取0.10.3。取k0.2壓鑄件的平均壁厚與充填時間的推薦表（此表摘抄于壓鑄成型工藝玉模具設計）鑄件平均厚度/mm充填時間/s鑄件平均厚度/mm充填時間/s10.0100.01450.0480.0

30、721.50.0140.02060.0550.06420.0180.02670.0660.1002.50.0220.03280.0760.11630.0280.04090.0880.1383.50.0340.050100.1000.16040.0400.060 取0.050 A2.24×10-3×（6760+2028）×6+402×15×10-3/（0.050×0.2）25.32mm24.3冷卻系統(tǒng)的設計4.3.1壓鑄模的冷卻方法 壓鑄模的冷卻方法主要有：風冷和水冷兩種。4.3.1.1風冷： 風冷冷卻的鋒利通常來自鼓風機或壓縮空氣。冷

31、卻的方法式獎壓縮空氣對準壓鑄模動模和定模的成型部分進行反復噴吹，以使模具熱量盡快散發(fā)到空氣中，從而降低模具溫度。 風冷得優(yōu)點是壓縮空氣能將模具內涂刷的涂料吹勻并加速驅散涂料所揮發(fā)出的氣體，減少壓鑄件因涂料揮發(fā)出的其他所造成的氣孔。 風冷的缺點是冷卻速度較慢，通常才用人工方法進行，不能實現(xiàn)自動化，生產效率低，僅適用于低熔點合金和成型中小型薄壁壓鑄件等散熱量較小的模具。4.3.1.2水冷水冷是指在模具內開始冷卻水的通道，將冷卻水循環(huán)通入成型鑲塊或型芯內從而實現(xiàn)冷卻。水冷速度比風冷速度快的很多，因此能有效提高生產效率，所以模具一般才用水冷方法。4.3.2冷卻通道的布置 在冷卻水通道時應注意以下幾點：

32、 1）冷卻水道要求布置在型腔內溫度最高、熱量比較集中的區(qū)域，流到要通暢，無堵塞現(xiàn)象。2）冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等，水道壁離型腔表面距離一般取1215mm。3）冷卻水道孔的直徑一般取816mm，視壓鑄件大小和壁厚而定。4）為了使模溫盡量均勻，設計冷卻水道時，應考慮使水道出、入口德溫差盡量小。5）冷卻水道通過兩塊或多塊模板或零件時，要求采取密封的措施，防止泄漏。6）水管接頭應盡可能設置在模具的下方或操作者的對面一側，其外徑尺寸應統(tǒng)一，以便接裝輸水的橡皮膠管。 根據(jù)該壓鑄件的特點 設計冷卻通道的直徑為8mm，其分布 如下圖： 5.壓鑄模結構設計5.1壓鑄機的選擇壓鑄機的選擇原則：1） 首先對

33、壓鑄產品零件進行工藝分析，根據(jù)壓鑄件的合金種類、結構、尺寸和技術要求選用壓鑄機的類型，鋁、銅等熔點較高的合金選用冷壓室壓鑄機。2） 選擇壓鑄機的技術參數(shù)應滿足壓鑄件生產的要求，同時其精度、性能等必須符合相關標準的規(guī)定。3） 在滿足生產需要的前提下盡量減少壓鑄件的品種與規(guī)格，生產的組織與管理和設備的維護保養(yǎng)。4） 壓鑄自動倫可以提高壓鑄件質量，降低生產成本和改善勞動條件，是壓鑄生產的發(fā)展方向，但必須根據(jù)具體情況進行全面分析論證，以便取得最佳技術經濟效果。5.1.1鎖模力的計算 F鎖k(F主+F分) 式中：F鎖壓鑄機應有的鎖模力（KN） k安全系數(shù)（一般取k11.3） 取k1 F主主脹型力（KN）

34、 F分分脹型力（KN） 主脹型力計算公式： F主10A 式中：F主主脹型力（KN） 壓射比壓（MPa） A鑄件在分型面上的投影面積（cm2），一般多加30%作為澆注系統(tǒng)與溢流系統(tǒng)的面積。 壓射比壓推薦值（此表摘抄與壓鑄模設計應用實例）壓鑄合金類型鋅合金鋁合金鎂合金銅合金一般件1320305030504050承載件2030508050805080耐氣密性件或大平面薄壁件2540801208010060100電鍍件2030根據(jù)上表 選取40MPa A×122×（1+0.3） 587.808mm25.88cm2 F主10×5.88×402352KN 由于該壓鑄

35、件結構簡單，所以不需要側抽芯，故F分0 F鎖k×F主2352KN5.1.2壓鑄機壓室容量的確定 V1+V2+V3（70%80%）V 式中：V壓鑄機的壓室和澆口套的容量之和cm3 V1壓鑄件的體積 cm3 V2澆注系統(tǒng)及溢流槽的容積 cm3 V3分料部分所需容積 cm3 則 V16.76×8 cm3 V2+V3大約占V1的30% 所以 V1（1+30%）（70%80%）V V87.88100.43 cm3 根據(jù)相關數(shù)據(jù)得出 選擇壓鑄機J1125D型臥室冷室壓鑄機，選擇壓室直接為60mmJ1128G型臥室冷室壓鑄機相關數(shù)據(jù)如下：鎖模力/KN2500頂出力/KN120壓室壓射力/

36、KN125280頂出行程/mm100壓室直徑/mm50，60，75系統(tǒng)工作壓力/MPa14壓室位置/mm0，80，160空循環(huán)周期/s8壓鑄模厚度/mm250650機器凈重量/t11拉桿內間距離/（mm×mm）520×520一次金屬澆入量/kg3.2（Al）動模板行程/mm外形尺寸/（長/mm×寬/mm×高/mm）6400×1800×2340壓室法蘭直徑/mm120壓室法蘭凸出高度/mm155.1.3 確定壓射比壓 Fy/A4Fy/（D2） 式中：壓射比壓.MPa Fy壓射力.N A壓室面積.mm2 D壓室直徑.mm 所以： 28.3

37、1142.68MPa 所以： 40MPa符號條件5.1.4壓鑄件收縮率偏差的影響 k（Lm-Lz）/Lz×100% 式中：k計算收縮率 Lm計算的模具成型零件的尺寸 Lz計算的壓鑄件的公稱尺寸壓鑄件收縮率推薦表如果下表合金種類阻礙收縮混合收縮自由收縮鉛錫合金0.20.30.30.40.40.5鋅合金0.30.50.50.70.70.9鋁硅合金0.30.40.40.60.60.8鋁硅銅合金、鋁鎂合金、鎂合金0.40.60.60.80.81.05.2型腔和型芯尺寸的設計 型腔即凹模，型芯即凸模。 凹凸模的基本結構形式有：整體式、整體鑲入式、組合鑲拼式等。 整體式凹凸模是指直接在整塊模板上

38、分別加工出凹、凸形狀的結構形式； 整體鑲入式結構是指構成模腔的凹模和凸模分別在單一的鑲塊上制造出來，然后鑲入定模或動模套板中的形式； 組合鑲拼式是由兩塊或兩塊以上的鑲件組合起來然后鑲入模具套板內加以固定的形式。由于該壓鑄件結構關系所以采用：組合鑲拼式型腔尺寸計算：Y+a（Y0+kY0-n）+a型芯尺寸計算：Y-a（Y0+kY0+n）-a 式中：Y0鑄件的公稱尺寸 n補償和磨損系數(shù)，取n=0.7 鑄件偏差 a模具成型部分的制選偏差5.3鑲塊、型芯、模板的設計5.3.1鑲塊的尺寸確定 由于壓鑄模對鑲塊的抗載荷力要求很大，所以材料的硬度要求要高 采用鈹青銅材料作為該壓鑄模的鑲塊材料。熱處理：HRC4

39、3485.3.2型芯的設計 材料：3Gr2W8V，熱處理HRC43485.3.3動定模的設計5.3.3.1動模的設計 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中板上，隨中板作并合運動，與定模分開合攏。一般抽芯機構和頂出機構大多在這個部分。模板設計是要合理，能使模具制造出來安裝在所選的壓鑄機上。并且要滿足： H行程H1+H2+b+a  式中：H行程壓鑄機開模行程;      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

40、動、定模之間的最小距離。 為了節(jié)約成本且在沒有對壓鑄件的設計帶來影響的前提下，這里采用標準模架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50mm 2）動模支撐板厚：選擇35mm      3）推桿固定板的尺寸：       長為166mm，厚為12mm4） 模板的設計（1） 動模板主視圖：俯視圖：（2） 定模板 定模是壓鑄模的主要組成部分, 定模和壓鑄機的壓射部分相連，并固定在壓機壓射部分和澆注系統(tǒng)相通，是壓鑄

41、件型腔的重要組成部分。 其尺寸如果下圖：主視圖：俯視圖：5.4滑塊的設計 由于該壓鑄件結構簡單，所以不需要設計滑塊。5.5斜銷的設計 作用: 在開模過程中,強制滑塊運動,抽出芯型。有內抽芯和外抽芯兩種，其斷面形多采用扁圓形，防止抽芯時拉傷滑塊，據(jù)模具結構不同有延時抽芯。由于該壓鑄件結構簡單，所以不需要斜銷。5.6墊塊的設計標準模架 墊塊尺寸如下圖：主視圖：俯視圖：5.7導柱、導套的設計作用：起導向作用,保證動、定模在安裝和合模時的正確位置,導柱和導套應有足夠的剛性和耐磨性,要求配合間隙合理，模具較大時應開設儲油槽，防止冷焊。 材料： T10A  

42、;    熱處理： HRC5055.導柱、導套其基本尺寸如下圖：5.8澆口套的設計作用：澆口套構成直澆道，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。要求內側面表面光度高 對于冷室壓鑄機模具的制作精度求更高，影響錘頭壽命。澆口套的材料用3Gr2W8V，經淬火后硬度4550HRC。其結構形式及尺寸如圖：5.9推出機構、復位機構的設計推出機構主要由推出元件、復位元件、限位元件、導向元件及結構元件等組成。5.9.1推出機構的分類按基本傳動形式分類：機動推出、液壓推出及手動推出。按推出元件的

43、類別分類：推桿推出、推管推出、推件板推出。按模具結構特征分類：簡單推出機構和復雜推出機構。5.9.2脫模斜度的確定為了方便脫模，一般取2°10°5.9.3脫模力的估算壓鑄件脫模時，其脫模力可按下式估算 FtKpA 式中：Ft壓鑄件脫模所需的脫模力，N p擠壓力，對于鋁合金，一般?。?012）×106Pa A壓鑄件抱緊型芯的側面積，m2 K安全系數(shù)，一般取1.2左右。 Ft10×106×1.2××（16×20+25×5+15×7）×10-6 20734.51N20.735KN5.9.4推

44、出機構的設計當壓鑄件的形狀式圓筒形或壓鑄件上有較深的帶孔凸臺時，可以才用推管推出機構。該壓鑄件的形狀正是圓筒形，所以這里采用 推管推出機構。推管推出機構尺寸：材料選用：3Cr2W8V 熱處理：4250HRC5.9.5推出機構的復位為了使推出機構能回復到原來的位置，通常采用將復位桿安裝在固定板上，利用合模動作來完成復位。材料：3Cr2W8V 熱處理：4250HRC5.10模具裝配圖設計1.動模座板，2.螺釘M12，3.復位桿，4.推板，5.型芯，6.推管，7.螺釘M8，8.推管固定板，9.墊塊，10.導柱，11.支撐板，12.動模板，13.導套，14.定模板，15.定模座板，16.冷卻通道，17

45、.壓鑄件毛胚，18.嵌件，19.澆口套，20.壓室，21.螺釘M8。5.11壓鑄模的技術要求1模具的外形尺寸315×200×230； 2選用的機器型號J1125D型臥式冷室壓鑄機；3選用的壓室直徑為60。 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.壓鑄機校核6.1壓室容量的核算壓鑄機初步選定后，壓射比壓和壓室的尺寸也相應得到初定，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  式中：G室壓室容量（kg）；    G澆每次澆注重量（kg），應為鑄件重量、澆注系統(tǒng)重量、溢流排氣系統(tǒng)重量之和：  G澆(V1+V2) 式中：V1壓鑄件件的總體積，cm3 V2澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)的總體積cm3 鋁合金的密度，=2.7g/cm³ G澆（5200.625×6+14082.1075）×10-3×2.7122.27g G室602/4×40×10-3×2.7305.208g 所以符合條件。6.2模具厚度的計算 由于選擇的事標準模架，所以模具厚度25+25+25+35+25+6325+16