【正文】 件的大量生產(chǎn)創(chuàng)造了條件?？偟恼f來，我國壓鑄業(yè)技術(shù)的發(fā)展具有下列特點： 壓鑄設(shè)備能力提升，壓鑄機的自動化程度出現(xiàn)飛躍。由于國內(nèi)制造水平的整 體提高和引進先進的計算機控制技術(shù)，我國的壓鑄機制造能力大幅提升，出現(xiàn)了許多具備較強技術(shù)實力的大型壓鑄機制造廠商，如深圳領(lǐng)威科技公司、無錫新佳盛公司等。 壓鑄模制造水平大幅提高，壓鑄模制造周期縮短，壓鑄模使用得以延長壽命。除了選用優(yōu)秀的熱作模具鋼外，大型模具廠家紛紛采用數(shù)控加工、電火花、線切割和模具拋光技術(shù)來提高模具精度和表面質(zhì)量，采用真空淬火等熱處理工藝來提高模具的硬度和剛性。 大量壓鑄新工藝得到應(yīng)用。為降低鑄件廢品率，改善壓鑄件的熱處理性能和焊接性能，真空壓鑄技術(shù)、半固態(tài)技術(shù)、擠壓鑄造技術(shù)被應(yīng)用到 壓鑄生產(chǎn)中。 壓鑄新材料的研究和應(yīng)用得到推廣。一些改善了合金性能的復合材料，正在從科研院校鑄件應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)實踐中。鎂合金壓鑄的應(yīng)用更是遍地開花，從熔煉、壓鑄、表面處理到回收再利用，形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，正在產(chǎn)生規(guī)?；б妗? CAD/CAM/CAE 技術(shù)是提高壓鑄技術(shù)水平的重要途徑，能明顯提升企業(yè)的競爭力，因而得到廣泛應(yīng)用。 CAD/CAM 技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用日益成熟， CAE 技術(shù)也越來越受到大型企業(yè)的重視。 先進的管理理念被導入到企業(yè)的日常管理中，如 TS16949 質(zhì)量體系、豐田模式、日產(chǎn)模式等，加強了壓鑄 生產(chǎn)過程的控制，有效地降低了企業(yè)的浪費。 壓力鑄造模具的發(fā)展前景 我國雖然是鑄造大國，但遠非鑄造強國，我國的鑄造工藝水平、鑄件質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟指標等較之先進國家還有很大差距。鑄造工藝方法以砂型鑄造為主，其中手工、半機械化造型仍占很大比例，但近年來我國壓鑄工業(yè)發(fā)展迅速，每年保持 7％ ～ 10％的增長北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 速度。我國的汽車工業(yè)也正在成長過程中，為了減輕汽車重量，轎車的鋁、鎂輕金屬用量將進一步增長，這就對壓鑄件提出了更高的質(zhì)量要求。我國鑄造工藝裝備同先進國家相比還有一定差距。 20 世紀 90 年代以前，鑄造模具的設(shè)計 使用計算機的很少，制造也主要以普通萬能設(shè)備為主。進入 90 年代，巨大的巿場需求，特別是汽車、摩托車業(yè)的快速發(fā)展，極大地推進了我國鑄造模具業(yè)的發(fā)展。同時隨著合資和獨資企業(yè)的介入，國外先進的模具設(shè)備和制造技術(shù)的引進，促使國產(chǎn)鑄造模具設(shè)計和制造技術(shù)水平逐步提高，一些企業(yè)已經(jīng)具備設(shè)計和制造大型精密模具的能力，如一汽鑄造有限公司鑄造模具廠設(shè)計制造的一套 3400t 壓鑄機用的壓鑄模具，總重達 ，是目前國產(chǎn)壓鑄模具中最大的模具。 從長期發(fā)展來看，中國經(jīng)濟保持持續(xù)增長，今后鑄造模具總體需求還會增長。中國模具近年來以平均 17％的速度增長，高于中國 GDP 的平均增值一倍多。鑄造模具也可以保持同步的發(fā)展，因此鑄造模具還有很大的發(fā)展空間。壓鑄模具由于其工作狀態(tài)的苛刻性，對于材料有較高的要求，世界上發(fā)達國家都采用優(yōu)質(zhì) H13 鋼，國外模具鋼廠直接以優(yōu)質(zhì) H13 鋼模塊供應(yīng)用戶，不但方便用戶，縮短用戶的模塊備料周期，更重要的是能確保模塊的質(zhì)量。由于國產(chǎn) H13 模塊材質(zhì)得不到保證，影響了模具企業(yè)的生產(chǎn)，進口的H13 鋼價格遠遠高于國產(chǎn)鋼材，為了降低模具制造成本，極待開發(fā)國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)壓鑄模具用鋼。一汽鑄造模具廠與吉林大學合作開發(fā)的新型高壽命壓鑄模具用鋼， 已初見成效。 中國的鑄造模具企業(yè)要發(fā)展，就必須轉(zhuǎn)換機制，發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)，增強巿場意識，促進鑄造模具業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整；積極推進行業(yè)管理，建立行業(yè)管理協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)；加強技術(shù)人才的培養(yǎng)，強化一專多能；廣泛采用 CAD/CAM/CAE/CAPP 技術(shù)，提高鑄造模具設(shè)計和制造水平；大力發(fā)展快速制模和快速成形技術(shù)、高速加工技術(shù)、高速測量技術(shù)和逆向工程等新技術(shù)、新工藝、新材料；提高鑄造模具標準化水平和擴大標準件的使用范圍。模具企業(yè)必須不斷提高自身的技術(shù)水平和管理能力，才能在國內(nèi)模具巿場有立足之地，才能逐步開拓國外模具巿場。 本題的主要研究工作 本題設(shè)計的主要內(nèi)容如下：壓鑄模設(shè)計方法；澆注系統(tǒng)設(shè)計；溢流與排氣系統(tǒng)的設(shè)計；成型零件設(shè)計；壓鑄模結(jié)構(gòu)零件設(shè)計；抽芯機構(gòu)設(shè)計；加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計；受熱變形及受力分析；做實驗，對實驗數(shù)據(jù)進行分析。 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 本設(shè)計研究的方法是根據(jù)零件特點，確定分型方案、澆注系統(tǒng)位置和大小、抽芯方案、頂出方案等。然后選擇合適的壓鑄機及相關(guān)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，進一步確定模具整體結(jié)構(gòu)布置方案。最后采用 AUTOCAD 軟件，完成鑄模的模具設(shè)計。 本次畢業(yè)設(shè)計利用 CAD 技術(shù)來完成壓鑄模的設(shè)計。 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 第二章 壓鑄模的組成及設(shè)計 壓鑄模的結(jié)構(gòu) 由于壓鑄件的結(jié)構(gòu)形狀、鑄件工藝方案和壓鑄機的類型格不相同，因此，壓鑄模的種類和結(jié)構(gòu)多種多樣。但是，它們的基本結(jié)構(gòu)大同小異。 壓鑄模始終設(shè)計成由兩個半模組成（相當于砂型鑄造的上箱和下箱），壓鑄時它們互相閉合在一起。在熱室壓鑄機上，它們與直澆道一起擠向噴嘴，壓鑄后離開噴嘴（但是帶中間噴嘴可省掉這兩個運動）。為了取出壓鑄件，它們互相分開。在臥式冷室壓鑄機用的壓鑄模上，省掉了噴嘴，因為在這里金屬直接進入壓鑄模內(nèi)。壓鑄模的著兩個主要組成部分 在下文中稱之為“半?！?。壓鑄模打開和閉合的方向在下文中稱之為“合模方向”，打開和閉合運動，稱之為合模運動。 機械加工的壓鑄模精度很高，以使型腔輪廓（包括收縮量）與壓鑄件尺寸完全符合。在一般情況下，壓鑄件不留有加工余量。壓鑄時，收縮量不僅與壓鑄合金而且與壓鑄件的形狀以及工藝參數(shù)有關(guān)，這點要比砂型鑄造更為明顯。因此，不僅相同合金各種類型壓鑄件的收縮量不同，而且就是相同的零件在不同部位上的收縮量也是不同的。 壓鑄模的各部分（包括所有的型芯），都是由鐵或鋼制成的永久性結(jié)構(gòu)。因此，所有位于壓鑄件取出方向內(nèi)的壓鑄模部分 都必須是可活動的，以便在壓鑄結(jié)束后完整地取出壓鑄件。人們將這些部分稱之為“壓鑄模活動部分”；形成壓鑄件空腔的稱之為型芯。形成壓鑄件外表的主要部分稱之為滑塊。 在這兩個半模上型腔的分布是這樣的：開模時，壓鑄件始終在同一個半模內(nèi)，在這個半模內(nèi)設(shè)置推桿機構(gòu)。它由許多平行的固定在一個共用推桿板上的所謂推桿組成。推桿可在模板內(nèi)運動，在壓鑄位置上，它的正面位于壓鑄模型面內(nèi)。但是，壓鑄后，預推一下。裝有推桿機構(gòu)的半模稱為“動?！绷戆雮€稱為“定?！?，因為一般它帶有橫澆道的直澆道。 澆注口一般稱之為澆道，不是通過定模就是在兩 個半模中間的分型面上。第一種形式的澆道稱之為不分開的直澆道，第二種形式的澆道稱之為分開的澆道。 在壓鑄過程中，液體金屬只要在壓力作用下就會對兩個半模和壓鑄件內(nèi)和壓鑄件上的活動部分（型芯、滑塊和推桿）試施加壓力，該力使壓鑄模互相分開，使活動模塊從壓鑄件擠出。這種“分模力”的大小取決于壓鑄件的尺寸和液體壓力的大小，在小的壓北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 鑄件上這種分模力也是很大的。 此外，在熱室壓鑄機上，流入的金屬對壓鑄施加的力使壓鑄模離開噴嘴，但是其量是很小的。 因此，在壓鑄位置上，不僅是兩個半模相互之間，而且整個壓鑄模也必須在適當?shù)母邏毫?下鎖緊在噴嘴上（或保持壓緊），并且處于液體壓力下的模塊也要牢固地固緊在半模內(nèi)。 為了安裝動模和定模以及調(diào)整和導準壓鑄模，在壓鑄機上安裝了固定座，它稱之為“壓鑄模支座”。壓鑄模支座可以是各種類型的，它也是壓鑄機的一個組成部分。 綜上所述壓鑄模大致可概括為以下幾個基本組成部分： 圖 成型部分。是形成鑄件幾何形狀的部分，形成鑄件外表面的部位型腔，形成鑄件內(nèi)表面的部位稱為型芯。 模架部分。是將壓鑄模安裝在壓鑄機上的構(gòu)架。 澆注系統(tǒng)。是溝通壓鑄模型腔和壓鑄機壓室的部分，是金屬液進入型腔的通道。 排 溢系統(tǒng)。是排除壓室、澆道和型腔中的氣體及污、冷金屬液的部分，包括排氣道和溢流槽。 推出機構(gòu)。把鑄件從型腔中推出的機構(gòu)，通常由推桿、推桿板和推桿固定板組成 。 側(cè)向抽芯機構(gòu)。是抽出活動型芯的機構(gòu)。 導向零件。是引導壓鑄模各滑動部分按一定方向進行運動的零件。 加熱、冷卻系統(tǒng)。是保持壓鑄模熱平衡的機構(gòu) 此外，還有安全裝置及緊固零件等。 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 圖 壓鑄模結(jié)構(gòu)示意圖 澆口套 ； 澆口墊塊 ； 動模鑲塊 1； 定模鑲塊 1； 定模座板 ； 推桿 ； 推桿 ；定模型芯 1； 定模型芯 2； 定模 鑲塊 2； 1動模鑲塊 2； 1軸 1； 1擺桿 ； 1導套 ； 1導柱 ； 1滾輪 ； 1定模套板 ； 1預復位桿 ； 1軸 2； 限位釘 ； 2小墊塊 ； 2推桿固定板 ； 2推板 ； 2推桿 ； 2右限位桿 ； 2推桿 ； 2推桿 ； 2動模型芯 1； 2動模型芯 2； 動模型芯 3； 3右限位塊 ； 3推桿 ； 3推桿 ； 3推板導柱 ； 35. 推板導套 ； 3動模套板 ； 3動模座板 ； 3右斜導柱 ； 3右滑塊 ； 右楔緊塊 ； 4活動型芯 1； 4右滑動型芯 ； 4活動型芯 2； 4左滑動 型芯 ； 4左斜導柱 ；4左滑塊 壓鑄模的組成部分 壓鑄模具狹義而言是指包圍壓鑄件的各部分的總稱，可以分為三個組成部分： 模板； 型芯和滑塊； 推出機構(gòu)。 模板 中小型壓鑄模的主要組成部分是兩塊模板，從模板上加工出型腔，并在模板上固定模塊，所有活動部分在模板內(nèi)運動。根據(jù)其含義，它們又分為定模板和動模板。定模板北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 通常直接固定在所屬的壓鑄模支撐板上。與此相反，動模板通常用緊固架和推桿蓋板固定在支撐它的壓鑄模支撐板上，型芯板和推桿板以及它們的操作機構(gòu)安排在固定架內(nèi)，并在其內(nèi)運動。這種 固定架可以設(shè)計成各種類型，它可以由一塊金屬加工而成，也可以是鑄鐵件或鑄鋼件或由許多部件組成。模板或模架可以各種方式固定在固定架內(nèi)和推桿箱內(nèi)。如果推桿箱不過長（即型芯和推出鑄件行程很短時），通過螺栓固定，螺栓從底部通過固定架，旋入模板內(nèi)。當固定架的長度較大時，使用中間板進行安裝，中間板與模板和固定架通過螺栓連接起來。但是，在這種情況下，中間板和固定架在側(cè)面必須充分地超出模板或模架。在任何情況下，不允許模板從分型面上與固定架或?？蛴寐菟ㄟB接。 型芯和滑塊 壓鑄件所 有凸臺、凸耳（要求在動?；蚨?nèi)有 一空腔），都需要安置活動滑塊。同樣，所有與合模方向不平行的壓鑄件空腔，在任何情況下都必須由活動型芯形成。與此相反，與合模方向平行的壓鑄件空腔不會在型腔內(nèi)產(chǎn)生凹入；因此。它可由固定型芯形成，只要收縮力沒有提出其它要求的話。開模時，壓鑄件必須離開定模，而留在動模上，在推出時，它又必須從動模內(nèi)推出，而不產(chǎn)生彎曲或其它的損壞。這就要求被金屬以很大力量收縮在其上的所有型芯，雖然平行于合模方向，也要設(shè)計成活動的。若型芯在定模上在開模前或型芯在動模上在推出前，必須從壓鑄件內(nèi)抽拔出來。由于這樣一些考慮，固定型芯的使用可能性 受到很大限制，這種限制在定模內(nèi)要比動模內(nèi)大。 推出裝置 推桿一般是圓形截面，它的直徑通常不應(yīng)小于 毫米，而且很少超過 16 毫米。非圓形截面的推桿，由于制造費用昂貴只是在個別的情況下使用。推桿設(shè)置的基本規(guī)則是，盡可能地避免壓鑄材料受彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用。推桿機構(gòu)只是在型芯抽拔后才推出壓鑄件，而且在位于推桿前面的型芯 (移動到壓鑄位置前，推桿必須返回。由于不準時運動造成的嚴重損傷，應(yīng)通過適當?shù)匕惭b連鎖裝置強制地保證所有運動的相互正確次序來避免。 北京工商大學畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 壓鑄模的設(shè)計 壓鑄 模設(shè)計的基本規(guī)則 通過將型腔分布在動、定模內(nèi)，利用壓鑄模的活塊可以形成各種各樣的壓鑄件的型腔，但是這些壓鑄件必須盡可能滿足一個基本條件，即型芯可從一些凸臺、凹腔和空腔內(nèi)抽拔出來。 不具備這個基本條件的壓鑄件，不能采用這種簡便的方式制造。但是，它們通常采用特殊的壓鑄方法制造，然而增加了制造費用。 在多數(shù)情況下，型芯從壓鑄件內(nèi)退出是直線運動的（不是型芯直線運動，就是固定在型芯上的壓鑄件作直線運動）。有時，不可能自由運動的型芯，可通過其它方式的運動抽出，例如形成內(nèi)螺紋的型芯，可螺旋擰出。 如果要使型芯通過直線運動 從由其形成的凹腔中抽出，則凹腔必須至少在一個方向上沒有凹坑。型芯可“自由運動”的這個方向，在下文中稱之為“型芯以及壓鑄件凹腔的可能的軸向方向”。 圓柱形孔，特別是所有圓柱形和棱形空腔只有一個“可能的軸向方向”，與此相反，錐形的型腔可有幾個“可能的軸向方向”，按照設(shè)計觀點，從這些軸向方向中選擇實際的型芯運動方向。所以，將那些可與這個方向平行移動的型芯或那些在推出壓鑄件時由于平行合模方向的移動而與它偏離的型芯，理解為“與合模方向平行的型芯”。 為在開模時使壓鑄件留在動模內(nèi)，型腔必須這樣分布在動、定模內(nèi)：即盡可能 多的夾住壓鑄件的壓鑄模部分安置在動模內(nèi)。為此，應(yīng)特別注意鑄件牢固地收縮在其上面的大型芯，以及與合模方向不平行的型芯和滑塊。這些型芯和滑塊由于其位置而牢固地夾住壓鑄件。因此，應(yīng)將這些部分盡量地安排在動模內(nèi)，這樣，動模