【正文】 生在型腔通氣困難的部位），提高了它的力學(xué)性能，特別是可塑性。（2）充氧壓鑄國外在分析鋁合金壓鑄件的氣泡時發(fā)現(xiàn)，其中氣體體積分數(shù)的90%為氮氣，而空氣中的氮氣體積分數(shù)應(yīng)為80%，氧氣的體積分數(shù)為20%。這說明氣泡中部分氧氣與鋁液發(fā)生了氧化反應(yīng)。因此出現(xiàn)了充氧壓鑄的新工藝[9]。充氧壓鑄是消除鋁合金壓鑄件氣孔，提高鑄件質(zhì)量的一個有效途徑。所謂充氧壓鑄是在鋁液充填型腔，用氧氣充填壓室和型腔，以置換其中的空氣和其他氣體，當(dāng)鋁金屬液充填時，一方面通過排氣槽排出氧氣，另一方面噴散的鋁液與沒有排除的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生三氧化二鋁質(zhì)點，分散在壓鑄件內(nèi)部，從而消除不加氧時鑄件內(nèi)部形成的氣孔。這種三氧化二鋁質(zhì)點顆粒細小，約在1μm以下，%～%,不影響力學(xué)性能，并可使鑄件進行熱處理[10]。（3）精速密壓鑄精速密壓鑄是一種精確地、快速的和密實的壓鑄方法，又稱套筒雙沖頭壓鑄法。國外在20世紀60年代中期開始在壓鑄生產(chǎn)中應(yīng)用這一方法。精密速壓鑄法在很大程度上消除了氣孔和縮松這兩種壓鑄件的基本缺陷，從而提高了壓鑄件的使用性能，擴大了壓鑄件的應(yīng)用范圍。（4）半固態(tài)壓鑄半固態(tài)壓鑄是當(dāng)金屬液在凝固時，進行強烈的攪拌，并在一定的冷卻速率下獲得50%左右甚至更高的固體組分漿料，并將這種漿料進行壓鑄的方法。半固態(tài)壓鑄的出現(xiàn)，為解決鋼鐵材料壓鑄模壽命低的問題提供了一個方法，而且對提高鑄件質(zhì)量、改善壓鑄機鴨舌系統(tǒng)的工作條件，都有一定的作用，所以是用途的一種新工藝[11]。本課題設(shè)計內(nèi)容是鋅合金底盤座鑄件壓鑄模具設(shè)計，主要包括澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)，成形零件，抽芯機構(gòu)，推出機構(gòu)以及模體結(jié)構(gòu)等，其設(shè)計步驟如下：（1）設(shè)計壓鑄模具總體結(jié)構(gòu)；沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（2）設(shè)計澆注系統(tǒng)；（3）設(shè)計成型零件系統(tǒng)；（4）設(shè)計抽芯系統(tǒng)機構(gòu)；（5）設(shè)計模體、頂出及復(fù)位機構(gòu)。主要設(shè)計方法為：運用UG繪制整個模具的裝配圖、立體圖和具體的零件圖、立體圖。然后對整個模具的工作過程進行模擬以保證其動作過程靈活。沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計第2章 壓鑄模具的整體設(shè)計 鑄件工藝性分析 鑄件立體圖及工程圖所用零件為鋅合金底盤座，材料YX041，鑄造精度CT5，鑄件中心是一個較深的型腔，側(cè)壁有凸臺，凸臺上有直徑為80mm的通孔。殼體的底端有4個直徑為30mm的小孔，其立體圖如圖21，工程圖如圖22。圖21 鑄件立體圖圖22 鑄件工程圖沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 鑄件分型面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決定的。而模具上垂直于鎖模力方向上的接合面，即為基本分型面。此殼體鑄件的分型面選擇現(xiàn)有三種方案如圖23所示。選擇Ｉ面，使鑄件整體放在定模中，保證了鑄件的同軸度，有利于氣體的排出，同時II面也是鑄件的最大投影面。選擇Ⅱ面，鑄件的同軸度不易保證。選擇Ⅲ面，由于合模不嚴會使分型面處產(chǎn)生飛邊，不易清除痕跡，也不利于澆注系統(tǒng)的放置。綜上分析決定選取II面為該鑄件的分型面。圖23 鑄件分型面選擇 澆注位置的確定鑄件中心有型芯，所以不宜采用中心澆注，因此采用底端澆注，澆注位置選在平臺的端面。沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 壓鑄成型過程及壓鑄機選用 臥式冷室壓鑄機結(jié)構(gòu)臥式冷室壓鑄機基本組成如圖24所示。圖24 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 9沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計結(jié)合起來，完成準確可靠、協(xié)調(diào)安全的運行規(guī)則[12]。 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24所示。(a)合模過程(b)壓射過程(c)開模過程(d)鑄件推出過程圖25 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，10沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計并脫離模體，壓射沖頭同時復(fù)位[13]。本課題設(shè)計的壓鑄件在分型面的投影面積為729cm2,鋅合金一般件的推薦壓射比壓為13～20MPa，動模板最小行程為108mm,采用常用的臥式冷室壓鑄機，其型號為J1163E。壓鑄機主要參數(shù)如下：壓射力為368～600kN；壓室直徑為70～100mm；最大澆注量（鋁）為9kg；澆注投影面積為403～1649；動模板行程為600mm；拉缸內(nèi)空間水平180。垂直為750mm180。750mm。 澆注系統(tǒng)設(shè)計壓鑄模澆注系統(tǒng)是將壓鑄機壓室內(nèi)熔融的金屬液在高溫高壓高速狀態(tài)下填充入壓鑄模型腔的通道。它包括直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、以及溢流排氣系統(tǒng)等。它能調(diào)節(jié)充填速度、充填時間、型腔溫度，因此它決定著壓鑄件表面質(zhì)量以及內(nèi)部顯微組織狀態(tài)，同時也影響壓鑄生產(chǎn)的效率和模具的壽命[14]。 帶澆注系統(tǒng)鑄件立體圖鑄件立體圖如圖26所示，溢流槽設(shè)于分型面四個對角處，用于有序的排除型腔中的氣體和排除并容納冷污的金屬液以及其他氧化物。圖26 帶澆注系統(tǒng)鑄件沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 內(nèi)澆口設(shè)計（1）內(nèi)澆口速度由參考文獻[15]查得，鋅合金鑄件內(nèi)澆口充填速度50m/s，選取為40m/s。（2）充填時間經(jīng)計算，利用參考文獻[16]中的經(jīng)驗公式。t=35(b1)（21）式中t充填時間，ms；b壓鑄件平均壁厚，mm 可求出t=35()=98ms≈。（3）內(nèi)澆口截面積的確定內(nèi)澆口截面積的確定可由公式（22）得出：(22)式中：—內(nèi)澆口橫截面積，cm2；G—通過內(nèi)澆口金屬液的總質(zhì)量，g；—內(nèi)澆口流速，cm；/s的推薦值為30～r—液態(tài)金屬的密度，g/cm3； ； —型腔的填充時/s間，s；V—通過內(nèi)澆口金屬液的體積，計算得出數(shù)值如下：—型腔的充填速度，cm。(4)內(nèi)澆口厚度、長度、寬度的確定由內(nèi)澆口厚度、寬度和長度的經(jīng)驗數(shù)值表，，寬度為100mm。 橫澆道設(shè)計（1）橫澆道的形式及尺寸沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計根據(jù)鑄件及內(nèi)澆口特點，選用T形澆道，截面為矩形，澆道形狀及尺寸如圖27。（2）橫澆道與內(nèi)澆口的連接方式圖27 橫澆道立體圖及具體尺寸為了防止金屬液對型芯的正面沖擊，橫澆道與內(nèi)澆口采用了端面聯(lián)接的方式，見圖28。圖28 端面聯(lián)接方式沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計圖28中具體尺寸為： 直澆道設(shè)計；；。直澆道尺寸由澆口套尺寸決定。澆口套內(nèi)徑與壓室內(nèi)徑相同，由于壓鑄機選擇型號為J1163E，其壓室直徑為70，80，100。選取100為澆口套內(nèi)徑，其他尺寸根據(jù)情況自行設(shè)計，具體尺寸見附錄。 排溢系統(tǒng)設(shè)計排溢系統(tǒng)由排氣道、溢流槽、溢流口組成。如圖29所示，選用半圓形結(jié)構(gòu)的排溢系統(tǒng)。圖29 排溢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1)溢流槽尺寸設(shè)計溢流槽尺寸選?。阂缌骺诤穸萮=；溢流口長度l=4mm；溢流口寬度s=72mm；溢流槽半徑r=15mm。（2）排氣道設(shè)計排氣道相關(guān)尺寸選取為：；寬度為15mm。 壓鑄模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計壓鑄模由定模和動模兩個主要部分組成。定模固定在壓鑄機壓室一方的定 14沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計模座板上，是金屬液開始進入壓鑄模型腔的部分，也是壓鑄模型腔的所在部分之一。定模上有直澆道直接與壓鑄機的噴嘴或壓室連接。動模固定在壓鑄機的動模座板上，隨動模座板向左、向右移動與定模分開和合攏，一般抽芯和鑄件頂出機構(gòu)設(shè)于其內(nèi)。壓鑄模具的基本結(jié)構(gòu)及零件明細表如圖210所示，它通常包括以下六個部分。（1）成型零件部分。在合模后，由動模鑲塊和型腔鑲塊形成一個構(gòu)成壓鑄件形狀的空腔，通常稱為成型鑲塊。構(gòu)成成型部分的零件即為成型零件。成型零件包括固定的和活動的鑲塊與型芯，如圖中的鑲塊、主型芯、小型芯以及側(cè)型芯等。有時成型零件還構(gòu)成澆注系統(tǒng)的一部分，如內(nèi)澆口、橫澆道、溢流口和排氣道等。（2）澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是熔融金屬由壓鑄機壓室進入壓鑄模成型空腔的通道，如圖中澆口