【正文】 )鑄件之氣密性差 由于熔液經(jīng)高速充填至壓鑄模內(nèi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生亂流之現(xiàn)象，局部形成氣孔或收縮孔，影響鑄件之耐氣密性。 根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)專家預(yù)測(cè)，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(shì)：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(jìn)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(jì)模具的前景 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 3十分 廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對(duì)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(chǎng)未 來走勢(shì)的變化。 減振器接頭壓鑄模具設(shè)計(jì) 4 2 總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)減振器接頭壓鑄模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為了滿足客戶能更快更換近似產(chǎn)品，低成本要求，成型部分采用了鑲塊結(jié)構(gòu)，這樣除了更換成型零件外，其余模具零件可以重復(fù)使用。因?yàn)閴鸿T件壁厚較大，要使零件致密，所 用壓鑄機(jī)型號(hào)要遠(yuǎn)大于計(jì)算值，以使鑄件在低速高壓充填條件下成型。為了減少加工和轉(zhuǎn)配過程中側(cè)向分型于抽芯機(jī)構(gòu)的累積誤差，便于側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的裝配維護(hù)和順暢導(dǎo)滑，側(cè)滑塊和側(cè)型芯的定位孔沒有采用精密配合設(shè)計(jì)，而是采用單邊留取 間隙浮動(dòng)裝配設(shè)計(jì)。在開模時(shí)使用側(cè)型芯遠(yuǎn)離模具中心高溫區(qū)進(jìn)行噴涂冷卻，使該區(qū)域的金屬液凝固時(shí)致密，降低氣孔率。 零件工藝分析 圖 21 減振器接頭零件圖 圖所示為一種減振器接頭零件， 該壓鑄件主體形狀為旋轉(zhuǎn)體，其 中 A、 B 、C三面和 直徑 2直徑 l4在成形后需進(jìn)行精加工， 直徑 6孔擴(kuò)孔后進(jìn)行攻絲，加工后不能有孔洞。但這幾個(gè)部位壁厚較大，極易出現(xiàn)氣孔和縮孔。按照生產(chǎn)效率和設(shè)備的要求，經(jīng)計(jì)算模具采用為 1模 4件，直徑 50、直徑 24 的形狀通過側(cè)型芯成型。 根據(jù)尺寸對(duì)零件進(jìn)行三維造型，采用 Pro/E 三維軟件，參數(shù)與文獻(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)一致，造型圖 22如下： 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 5 圖 22 減振器接頭三維圖 綜合零件的使用和鑄造工藝性能方面的要求，產(chǎn)品選用的是具有優(yōu)良鑄造和力學(xué)性能的 AlSiCu系鋁合金 ZL101。 鑄件尺寸精度 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(diǎn)。由于該鑄件要求其外表面光滑，既不會(huì)在使用過程中對(duì)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(jí)為 3 級(jí)。 模具材料的選擇 壓鑄模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，組成一套模具的零件數(shù)目較多，而且由于各零件在 工作中所處的地位、作用不同，對(duì)材料的性能要求也不同?？偟恼f來，用于制作 壓鑄模具的材料，在質(zhì)量上首先要求具有一定的硬度和耐磨性，其次是有一定的 強(qiáng)度和韌性，再次是易于加工。因此，應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、性能要求和使用條件、 模具的制造方法，合理地選用模具材料。模具中各個(gè)零件的材料選擇如下： a．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(shí)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 成型過程中要承受一定的壓力，或偏載負(fù)荷，因此要求表面耐磨性好，心部具有 減振器接頭壓鑄模具設(shè)計(jì) 6 一定的韌性，本設(shè)計(jì)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(dá)到 46 48HRC； b．澆注系統(tǒng)零件的材料選擇包括澆口套等，要求具有良好的耐磨表面、耐 蝕性和熱硬性，本設(shè)計(jì)中的澆注系統(tǒng)零件選用 T10A，經(jīng)過滲碳淬火后表面 硬度應(yīng)達(dá)到 4648HRC； c．頂出機(jī)構(gòu)零件的材料選擇包括推桿和復(fù)位桿，要求表面耐磨性好，并具 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，本設(shè)計(jì)中推桿選用 20CrMnMo,淬火處理后表面硬度達(dá)到4045HRC；復(fù)位桿選用 20CrMnMo，淬火處理后表面硬度達(dá)到 4648HRC； d．模體零件的材料選擇包括各種模板、推板、固定板、墊塊等，這些零件 要求具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在本設(shè)計(jì)中選用 20CrMnMo，經(jīng)淬火處理后表面硬度達(dá)到 4045HRC，可滿足上述要求； e．定位零件的材料選擇包括定位圈和螺釘，要求其具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度， 耐磨性好，考慮上述要求，定位圈選用 T8A，并表面淬火使硬度達(dá)到 5055HRC； 螺釘選用 45鋼。 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(zhǎng)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(shí)，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(jiǎn)單的部分有較大的脫模斜度； d．型腔的深溝槽部分 —— 如加強(qiáng)筋、突臍，需要較大脫模斜度。一般選取3176?！?5176。 為了使鑄件易于從模具內(nèi)脫出，在設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)算公式，在選擇脫模斜度時(shí)， 主要還是參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù) ZL101 的性質(zhì)在設(shè)計(jì)中選用 3176。的拔模斜度。 型腔數(shù)目的確定 按照生產(chǎn)效率和設(shè)備的要求，經(jīng)計(jì)算模具采用為 1 模 4 件的設(shè)計(jì)，型腔數(shù)目為 4 壓鑄機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)中采用的是臥式冷室壓鑄機(jī)。 a) 計(jì)算鎖模力 鎖緊壓鑄模使之不被脹型力脹開的力，稱為鎖模力。為了防止壓鑄模被脹開，鎖模力要大于脹型力在合模方向上的合力，參見《壓鑄模成形工藝及模具》壓鑄機(jī)的選用，其計(jì)算公式為： F1≧ K（ F2+F3） （ 22）式中 F1 —— 壓鑄機(jī)應(yīng)有的鎖模力（ KN）； K —— 安全系數(shù)， K=； 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 7 F2 —— 主脹型力、鑄件在分型面上的投影面積，包括澆注系統(tǒng)、溢流、排氣系統(tǒng)的面積乘以比壓（ KN）； F3 —— 分脹型力，作用在滑塊鎖緊面上的法向分力引起脹型力之和（ KN）。 主脹型力計(jì)算公式為 F2=Ap/10 （ 23） 式中 F2—— 主脹型力（ KN） p —— 壓實(shí)壓力（ MPa），見表 ； A —— 鑄件在分型面上的投影面積（ cm ），多腔模則為各腔投影面積之和，一般另加 30%作為澆注系統(tǒng)與溢流排氣系統(tǒng)的面積。 表 23 壓實(shí)壓力推薦值 壓 鑄合金類型 鋅合金 鋁合金 鎂合金 銅合金 一般件 1320 3050 3050 4050 承載件 2030 5080 5080 5080 耐氣密性件 2540 80120 80100 60100 電鍍件 2030 在這里壓射比壓選 40MPa。 F2=Ap/10=1320KN 綜合考慮斜滑塊部分所需的鎖模力，模具的空間尺寸，選用國產(chǎn)的中等型號(hào)冷室臥式壓鑄機(jī) J113 進(jìn)行生產(chǎn)。 表 24 J113型冷室臥式壓鑄機(jī)的主要參數(shù) 項(xiàng)目名稱 數(shù)值 項(xiàng)目名稱 數(shù)值 鎖模力 /KN 4000 壓室直徑 /mm 60； 70； 80 壓射力 /KN 180400 空循環(huán)周期 /s 10 模具厚度最大、最小 /mm 750/300 一次金屬澆入量（ Al） /kg 動(dòng)模板行程 /mm 450 空循環(huán)次數(shù) /次 /h 180 拉桿內(nèi)間距 /mm 620*620 管路工作壓力/MPa 12 推出力 /KN 180 功率 /KW 22 推出行程 /mm 120 外形尺寸 /mm 7325*1850*2400 壓射位置 /mm 0； 100； 200 重量 /t 17 壓射回程力 /KN 108 壓射速度 /m/s 壓射行程 /mm 480 建壓時(shí)間 /ms 12 減振器接頭壓鑄模具設(shè)計(jì) 8 繪制鑄件毛坯圖 對(duì)產(chǎn)品零件圖的工藝分析、對(duì)模具型腔結(jié)構(gòu)的分析、對(duì)壓鑄設(shè)備配置的選擇，這些方面的綜合考慮及供需各方的協(xié)商結(jié)果，都反映在壓鑄毛坯圖的圖形、數(shù)字、文字和符號(hào)的表達(dá)中。 用 AUTOCAD 進(jìn)行毛坯圖的二維繪制 繪制毛坯圖需要表述的主要內(nèi)容如下： a） 壓鑄件的形狀、尺寸及精度； b） 指明留有加工余量的表面； c） 機(jī)械加工時(shí)定位用的毛坯基準(zhǔn)表面，可用網(wǎng)狀細(xì)實(shí)線表示范圍和用特定符號(hào)指明位置； d） 鑲嵌件的圖號(hào)及鑲鑄的位置 和尺寸； e） 主要分型面位置、動(dòng)模及定模的開模方向； f） 推桿位置坐標(biāo)及其頂端尺寸； g） 余留澆口、溢流槽殘根的位置及大??； h） 壓鑄工藝附加物形狀及尺寸（如肋、凸臺(tái)、過道、補(bǔ)貼）； i） 壓鑄工藝上圖案、文字、制造標(biāo)記、廠家代號(hào)、生產(chǎn)年月等的形狀、尺寸及位置； g） 未注明出模斜度的數(shù)值及其取值方向； k） 未注明圓角半徑的數(shù)值； l） 未注明尺寸公差的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)及所屬公差級(jí)別； m） 壓鑄件驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、要求的類別及允許的缺陷級(jí)別； n） 壓鑄件需進(jìn)行特殊檢驗(yàn)的內(nèi)容，如力學(xué)性能、承壓致密性試驗(yàn)等 ； o） 合金種類、牌號(hào)及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)； p） 壓鑄毛坯重量； q） 所屬的產(chǎn)品零件圖號(hào)及名稱； r） 訂貨單位的名稱或代號(hào)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 9 對(duì)模具結(jié)構(gòu)的初步分析 分型面的選擇 分型面是從模具中取出鑄件和凝料的動(dòng)、定模接觸面，通常指的是壓鑄模的定模與動(dòng)模表面，分型面是由壓鑄件的分型線所決定的。而模具上垂直與鎖模力方向上的接合面，即為基本分型面。壓鑄模的分型面同時(shí)還是在制造壓鑄模時(shí)的基準(zhǔn)面。因此，在選擇分型面時(shí)，除根據(jù)壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合澆注系統(tǒng)安排形式外，還應(yīng)對(duì)壓鑄模的加工工藝合裝 配工藝以及壓鑄件的脫模條件等諸多因素統(tǒng)籌考慮確定。 確定分型面主要根據(jù)以下的原則： a) 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)。 b) 有利于澆注系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的合理布置。 c) 要求不影響鑄件的尺寸精度。 d) 使壓鑄模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并有利于加工。 e) 其他：如考慮鑄造合金的性能、避免壓鑄機(jī)承受臨界負(fù)荷。 f) 應(yīng)選在壓鑄件外形輪廓尺寸的最大斷面處 ,使壓鑄件順利從模具型腔中取出。 根據(jù)減振器接頭零件的形狀特點(diǎn)和使用要求， 將動(dòng)模和定模的分模線取在動(dòng)模鑲塊和定模鑲塊的連接位置 ， 在帶有長(zhǎng)圓孔的側(cè)面， 采用側(cè)向滑塊分型抽芯機(jī)構(gòu)， 圖 26顯示了側(cè)向型芯及鑲塊的構(gòu)成?；瑝K工作行程較短， 斜銷與滑塊上與之相配的滑孔均取滑移斜角 20 度， 滑塊鎖緊角為 25 度 . 圖 26 斜滑塊 機(jī)構(gòu) 模具的工作零件加工采用鑲塊結(jié)構(gòu)。 減振器接頭壓鑄模具設(shè)計(jì) 10 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的主要作用是把金屬從熱室壓鑄機(jī)的噴嘴或冷室壓鑄機(jī)的壓室導(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)充填速度、充填時(shí)間、型腔溫度