壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)導(dǎo)論 -

25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論1導(dǎo)論25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論2壓鑄的工藝過程與特點(diǎn)1壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

2典型壓鑄模具的設(shè)計(jì)基本要求及設(shè)計(jì)流程

3本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)與學(xué)習(xí)方法

425十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論3鑄造工藝永久型鑄造砂型鑄造金屬型鑄造特種鑄造陶瓷型鑄造熔模鑄造低壓鑄造重力鑄造壓力鑄造真空鑄造離心鑄造連續(xù)鑄造

簡稱壓鑄，是一種金屬零件接近最終形狀尺寸的精密成形工藝，最終產(chǎn)品為壓鑄件。其實(shí)質(zhì)是在高壓作用下，液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填進(jìn)入壓鑄型（壓鑄模具）型腔，并在壓力下成形和凝固而獲得輪廓清晰、表面光潔、與壓鑄模型腔相符，可以互換的壓鑄件。25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論4壓鑄的工藝過程與特點(diǎn)11）壓鑄的生產(chǎn)工藝過程產(chǎn)品圖樣審圖工藝設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)模具制造試模壓鑄機(jī)調(diào)整檢查模具安裝壓鑄準(zhǔn)備材料準(zhǔn)備配料熔化化驗(yàn)合金熔煉涂料噴刷模具預(yù)熱合模壓鑄成型開模取件澆注保溫壓鑄外觀檢查去澆口質(zhì)量檢查產(chǎn)品產(chǎn)品清理檢驗(yàn)返回料模具制造25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論52）壓鑄生產(chǎn)的基本要素壓鑄的工藝過程與特點(diǎn)1壓鑄機(jī)壓鑄工藝參數(shù)壓鑄合金壓鑄模具壓鑄件結(jié)構(gòu)壓鑄循環(huán)25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論63）壓鑄特點(diǎn)壓鑄的工藝過程與特點(diǎn)1高壓和高速充填壓鑄模型腔是壓鑄的兩大特征。

優(yōu)點(diǎn)：

缺點(diǎn)：

1）壓鑄件的尺寸精度高，表面粗糙度值低2）材料利用率高達(dá)60～80%，毛坯利用率達(dá)90%；3）可以制造形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁深腔的金屬零件；4）在壓鑄件上可以直接嵌鑄其他材料的零件；5）壓鑄件組織致密，具有較高的強(qiáng)度和硬度；6）生產(chǎn)率極高。1）壓鑄件易產(chǎn)生氣孔，不能進(jìn)行熱處理；

2）對內(nèi)凹復(fù)雜的壓鑄件，壓鑄較為困難；

3）高熔點(diǎn)合金（如銅、黑色金屬），壓鑄模壽命較低；

4）壓鑄模制造成本高，小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論71）壓鑄發(fā)展簡史

壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

2壓鑄歷史至今不足二百年。壓鑄的起源也眾說不一，據(jù)國外文獻(xiàn)和書籍介紹，壓鑄最初用于制造槍彈、活字等。

1839年一種活塞式壓鑄機(jī)獲得第一個(gè)壓力鑄造專利。1849年英國人斯都奇斯取得熱壓室壓鑄機(jī)專利。1877年,Dusenbury發(fā)明了一種既有原始的熱室壓鑄機(jī)壓射機(jī)構(gòu),又有模具可以水平移動的壓鑄機(jī)。1905年H.H.多勒成功研制了用于工業(yè)生產(chǎn)的壓鑄機(jī)。1907年瓦格納設(shè)計(jì)了氣動活塞壓鑄機(jī)，生產(chǎn)率大大提高。1920年英國開發(fā)了冷室壓鑄機(jī)，可生產(chǎn)鋁、鎂合金鑄件。1927年捷克人約瑟夫·波拉克（JosefPolak）設(shè)計(jì)了典型的和成熟的立式冷室壓鑄機(jī)。*25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論81）壓鑄發(fā)展簡史

壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

2

新型壓鑄機(jī)的出現(xiàn)以及新工藝、新技術(shù)的采用，促進(jìn)壓鑄生產(chǎn)更加迅速地發(fā)展。例如，

1958年真空壓鑄在美國獲得專利。出現(xiàn)了水平分型的全立式壓鑄機(jī)。1966年美國GeneralMotors公司提出精、速、密壓鑄法，出現(xiàn)了雙沖頭壓鑄。1969年美國人愛列克斯提出充氧壓鑄的無氣孔壓鑄法。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(jī)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(jìn)行檢測和控制。25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論91）壓鑄發(fā)展簡史

壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

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近40年，隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，尤其是隨著汽車、摩托車及家用電器等工業(yè)的發(fā)展，又從節(jié)能、節(jié)省原材料諸方面出發(fā)，壓鑄技術(shù)已獲得極其迅速的發(fā)展。壓鑄生產(chǎn)不僅在有色合金鑄造中占主導(dǎo)地位，而且已成為現(xiàn)代工業(yè)的一個(gè)重要組成部分。近年來，一些國家由于依靠技術(shù)進(jìn)步促使壓鑄件薄壁化、輕量化，因而導(dǎo)致以往用壓鑄件產(chǎn)量評價(jià)一個(gè)國家鑄造技術(shù)發(fā)展水平的觀念改變?yōu)橛眉夹g(shù)進(jìn)步的水平作為衡量一個(gè)國家鑄造水平的重要依據(jù)。從世界范圍和我國情況來看，鋁合金、鎂合金壓鑄件應(yīng)用的范圍日益廣泛。由于壓鑄工藝和技術(shù)的發(fā)展，又使壓鑄件在有色金屬鑄件生產(chǎn)中所占的比例日益增多。25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論102）我國壓鑄業(yè)發(fā)展概述壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

21949前，我國僅有上海貫一模具廠等少數(shù)廠有幾臺壓鑄機(jī)壓鑄鋅合金。20世紀(jì)40年代中后期上海進(jìn)口了英國的小型氣動熱室機(jī)、昆明進(jìn)口了捷克的Polak600型（鎖模力76t）立式冷室壓鑄機(jī)、重慶進(jìn)口了美國KUX的鎖模力100t的臥式冷室壓鑄機(jī)，開始了壓鑄件生產(chǎn)。上世紀(jì)50年代初我國引進(jìn)了一些捷克生產(chǎn)的波拉克型立式冷室壓鑄機(jī)和前蘇聯(lián)生產(chǎn)的壓鑄機(jī)生產(chǎn)壓鑄件。50年代末期隨著我國壓鑄業(yè)的發(fā)展，開始自行設(shè)計(jì)制造了臥式冷室壓鑄機(jī)，同時(shí)也仿制了立式冷室壓鑄機(jī)。60年代以來，生產(chǎn)了大批的、各種規(guī)格的壓鑄機(jī)。1968年我國設(shè)計(jì)制造了當(dāng)時(shí)世界上最大的4000t壓鑄機(jī)，1978年開始制定了壓鑄機(jī)新的系列，統(tǒng)一了技術(shù)指標(biāo)和有關(guān)工藝性能的技術(shù)規(guī)范。之后，相繼制定了壓鑄合金、壓鑄模、壓鑄工藝、產(chǎn)品檢收等國家、部及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論112）我國壓鑄業(yè)發(fā)展概述壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

2進(jìn)入21世紀(jì)，隨著世界加工制造業(yè)向中國大陸的進(jìn)一步轉(zhuǎn)移，無國界的市場，使得我國壓鑄行業(yè)面臨發(fā)展壯大的機(jī)會，憑借資源、人力、市場等諸多優(yōu)勢，中國壓鑄業(yè)迅速踏上了它的崛起之路。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國涉及壓鑄產(chǎn)業(yè)的廠商7000余家，從業(yè)人員保守估計(jì)有幾十萬人，模具制造、原輔材料及輔助企業(yè)遍布全國各地，壓鑄件產(chǎn)業(yè)集群在珠三角地區(qū)、長三角地區(qū)及其它地區(qū)蓬勃發(fā)展，壓鑄機(jī)制造能力和壓鑄件產(chǎn)量均居世界前列。

我國的壓鑄工業(yè)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已成為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，中國壓鑄產(chǎn)業(yè)擁有國際和國內(nèi)兩個(gè)巨大市場，擁有有色金屬資源充裕和勞動力成本較低的雙重優(yōu)勢，并擁有一支長期從事壓鑄工藝研究和生產(chǎn)實(shí)踐的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍。目前我國已經(jīng)躋身世界壓鑄行業(yè)大國之列并正在向壓鑄行業(yè)強(qiáng)國邁進(jìn)。25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論123）壓鑄的應(yīng)用

壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

2應(yīng)用領(lǐng)域汽車、摩托車機(jī)械裝備家電及3C產(chǎn)品日用品類產(chǎn)品類別發(fā)動機(jī)的缸體、缸蓋罩、變速箱殼體、殼蓋、鏈條蓋、托架、支架、油底殼、端蓋、轉(zhuǎn)向件、節(jié)溫器殼體、齒輪室等壓鑄件。柴油機(jī)、汽油機(jī)、電機(jī)、泵、閥、液壓元件、縫紉機(jī)、清洗機(jī)、電動工具、氣動工具、儀器儀表、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器、扶梯梯級、航空航天、船舶、機(jī)車、自行車等壓鑄件。家用電器、電飯鍋、三文治爐、鉛鍋、電熨斗、風(fēng)扇、燃?xì)饩?、燈具、廚具、計(jì)算機(jī)、手機(jī)、照相機(jī)、辦公用品、運(yùn)動器材等壓鑄件。玩具、仿真模型、五金件、衛(wèi)浴潔具、鎖具、禮品、工藝品、飾品、燈飾、表殼、打火機(jī)、拉鏈、皮帶扣、領(lǐng)帶夾、開瓶器等壓鑄件。所占比例48%13%11%28%備注目前生產(chǎn)的一些壓鑄件最小的只有幾g，最大的鋁合金壓鑄件質(zhì)量達(dá)50kg，最大的直徑可達(dá)2m。

25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論134）壓鑄的產(chǎn)業(yè)特征及發(fā)展趨勢

壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

2壓鑄的產(chǎn)業(yè)特征

壓鑄成形與塑料注射成型、金屬板料的沖壓成形并列為三大材料成型體系。壓鑄行業(yè)的發(fā)展存在巨大的發(fā)展?jié)摿蛿U(kuò)展空間。降低壓鑄件的成本，在最低的材料消耗和制造費(fèi)用的前提下達(dá)到結(jié)構(gòu)的功能特性及滿足其使用要求，以期在壓鑄件的生產(chǎn)中獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，這是現(xiàn)代壓鑄生產(chǎn)的基本特征。

壓鑄產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的多元性是我國壓鑄生產(chǎn)的主要特征之一。①汽車發(fā)動機(jī)用壓鑄鋁合金缸體發(fā)展迅猛②汽車零部件鑄件已構(gòu)成巨大市場③建筑與日用五金壓鑄件增長勢頭強(qiáng)勁④五金、燈具、玩具和車模行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，為鋅合金壓鑄件的增長提供了廣闊市場⑤鎂合金壓鑄件在快速增長25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論144）壓鑄的產(chǎn)業(yè)特征及發(fā)展趨勢壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

2我國壓鑄生產(chǎn)中存在的主要問題

①技術(shù)狀況：技術(shù)落后，人才缺乏，新工藝新產(chǎn)品開發(fā)不力。②設(shè)備狀況：國產(chǎn)的壓鑄機(jī)、低壓鑄造機(jī)存在很大差距，自動化程度低,精度比較低,故障率比較高。充氧壓鑄、真空鑄造、半固態(tài)鑄造等新工藝采用甚少。③模具：模具的設(shè)計(jì)、制造和選用的材料都比較落后。④原輔材料：原輔材料的生產(chǎn)比較分散。大多數(shù)企業(yè)的設(shè)備簡陋、技術(shù)落后、測試手段短缺，原輔材料品種不全，質(zhì)量較差。有色合金鑄造用量很大的各類涂料、粘結(jié)劑、脫模劑、精煉劑等等，特別是一些高新產(chǎn)品基本上還處于低水平，無序供應(yīng)為主的階段。⑤管理：生產(chǎn)管理落后。原材料供應(yīng)、生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品檢驗(yàn)、售后服務(wù)等方面都落后于形勢。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)低于GB，廢品率有的高達(dá)30%～50%。25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論154）壓鑄的產(chǎn)業(yè)特征及發(fā)展趨勢壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

2壓鑄技術(shù)及壓鑄模具的發(fā)展趨勢

①壓鑄合金材料成形機(jī)理、工藝與技術(shù)研究以及壓鑄填充過程分析在理論上將逐步提高，在實(shí)踐上也將不斷升華；②壓鑄工藝參數(shù)的檢測技術(shù)將不斷普及和提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛和深入，壓鑄生產(chǎn)過程中自動化程度逐步完善，并日益普及；③大型壓鑄件的工藝技術(shù)逐步成熟，半固態(tài)金屬成型技術(shù)將有新的突破，快速原型模樣設(shè)計(jì)的運(yùn)用成為新的熱點(diǎn)；④真空壓鑄，以及擠壓鑄造將進(jìn)一步擴(kuò)大壓鑄件的應(yīng)用領(lǐng)域；⑤模具型腔的材料有重大的進(jìn)步，新的鋼種有所進(jìn)展；⑥新的合金品種及其復(fù)合材料為壓鑄件的應(yīng)用開辟新的途徑，鎂合金壓鑄件會有大幅度的增長；⑦壓鑄單元的完整培植將成為壓鑄生產(chǎn)的主要模式。

壓鑄技術(shù)的發(fā)展

25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論16壓鑄的應(yīng)用及其發(fā)展

24）壓鑄的產(chǎn)業(yè)特征及發(fā)展趨勢——壓鑄模具的發(fā)展

1

先進(jìn)模具設(shè)計(jì)與制造的基礎(chǔ)理論和共性技術(shù)研究與開發(fā)

2具有自主知識產(chǎn)權(quán)的模具設(shè)計(jì)制造和管理軟件的研發(fā)、提高及推廣應(yīng)用

3

汽車輕量化節(jié)能降耗材料成形工藝與模具開發(fā)

4

模具標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論171）設(shè)計(jì)基本要求

典型壓鑄模具的設(shè)計(jì)基本要求及設(shè)計(jì)流程

3

模具結(jié)構(gòu)要適應(yīng)壓鑄合金材料的成形特性Ⅰ模具結(jié)構(gòu)要與成形設(shè)備相匹配Ⅱ

采用標(biāo)準(zhǔn)化零部件，縮短周期，降低成本

Ⅲ結(jié)構(gòu)優(yōu)化合理，質(zhì)量可靠，操作方便

Ⅳ善于利用技術(shù)資料，合理選用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

Ⅴ25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論182）一般設(shè)計(jì)流程

典型壓鑄模具的設(shè)計(jì)基本要求及設(shè)計(jì)流程

3模具的制造、試模與圖紙的修改

編寫設(shè)計(jì)說明書繪制圖紙方案論證

擬定模具結(jié)構(gòu)總體方案

選擇壓鑄機(jī)

設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

明確任務(wù)

*25十二月2023壓鑄成形工藝與模具設(shè)計(jì)——導(dǎo)論19*