【正文】 摩托車曲軸箱蓋壓鑄工藝優(yōu)化與模具設(shè)計畢業(yè)論文目錄摘要 IAbstract II1緒論 1 1 1 CAE技術(shù)的應(yīng)用 2 2 2壓鑄模具的整體設(shè)計 4 鑄件工藝性分析 4 4 壓鑄件分型面的確定 5 澆注位置和充填形式 5 6 壓鑄機(jī)的校核 6 7 8 9 10 10 11 3壓鑄模具的CAE模擬分析 12 12 參數(shù)設(shè)定 13 13 4模架及成型零件的設(shè)計 15 模架的設(shè)計 15 模架形式 15 模架尺寸 16 16 17 17 18 19 結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計 22 23 24 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計 25 5模具總裝圖 27 6總結(jié) 29 致 謝 30 參考文獻(xiàn) 31 II1緒論壓鑄是在高壓作用下將液態(tài)或者半液態(tài)合金以很高的速度壓射進(jìn)入模具型腔，并在高壓下使鑄件凝固和成形，是近代金屬成形工藝中發(fā)展較快的一種高效率、少無切削和高精密的金屬成形精密鑄造方法。和普通鑄件相比，壓鑄件內(nèi)部組織致密，力學(xué)性能優(yōu)良，尺寸精度高，表面質(zhì)量好。壓鑄工藝在機(jī)械工藝、航天工業(yè)、汽車制造業(yè)和日用輕工業(yè)中，都占有重要地位。近年來，由于汽車和摩托車行業(yè)的迅速發(fā)展，推動了壓鑄件的的發(fā)展。汽車、摩托車上配套的鋁合金壓鑄件大部分已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)化。CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用于壓鑄模型腔設(shè)計、型面造型與加工編程系統(tǒng)，廣泛地采用電火花和數(shù)控銑加工技術(shù)，保證了型腔的尺寸精度。因而壓鑄模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、制造工藝、產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和尺寸精度等方面，均有明顯的提高，已經(jīng)基本上能夠滿足汽車、家電、輕工等工業(yè)壓鑄件的要求。在模具鋼的選用方面，3Cr2W8V已經(jīng)較少應(yīng)用，卻普遍采用H13和ASSAB8407等材料，并經(jīng)熱處理和表面氮化處理，大幅度提高了模具壽命。模具設(shè)計與制造能力的高低，已經(jīng)是衡量一個國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一，它關(guān)系著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高，直接影響著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。許多新產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴于模具的設(shè)計和制造技術(shù)，尤其在汽車、輕工、電子和航天等領(lǐng)域中有著重要作用[1]。一般認(rèn)為壓鑄的發(fā)展開始于19世紀(jì)初期，當(dāng)時印刷行業(yè)廣泛使用鉛錫合金來壓鑄鉛字。（Doehler）成功研制了一臺最早的既能壓鑄鉛、錫合金，又能壓鑄鋅合金，且用于工業(yè)生產(chǎn)的壓鑄機(jī)。隨后，（Wagner）室壓鑄機(jī)。隨著對壓鑄件的質(zhì)量、產(chǎn)量和擴(kuò)大應(yīng)用，對壓鑄設(shè)備不斷提出新的、更高的要求，這促使壓鑄生產(chǎn)更加迅速地發(fā)展。到1969年美國愛列克斯提出了充氧壓鑄的無氣孔壓鑄法。為了壓鑄帶有鑲嵌件的鑄件及實現(xiàn)真空壓鑄，出現(xiàn)了水平分型的全立式壓鑄機(jī)。而后，為了提高壓射速度和實現(xiàn)瞬時增加壓射力以便對液體金屬進(jìn)行有效的增壓，提高致密度，出現(xiàn)了三級壓射系統(tǒng)的壓鑄機(jī)。國內(nèi)壓鑄技術(shù)的應(yīng)用開始于20世紀(jì)40年代，但是工業(yè)化大量使用是始于20世紀(jì)50年代。隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，我國的壓鑄技術(shù)取得了一定的成就，壓鑄機(jī)廣泛使用于汽車、電工和航天等領(lǐng)域，壓鑄件的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到農(nóng)機(jī)、機(jī)床、辦公用具、軍工等領(lǐng)域。至20世紀(jì)90年代，我國的壓鑄技術(shù)達(dá)到相當(dāng)水平，已經(jīng)能夠自行設(shè)計和制造出成系列的、性能良好的壓鑄機(jī)。國內(nèi)在10000kN以上的大型壓鑄機(jī)的應(yīng)用也有所發(fā)展，已經(jīng)開始采用了真空高壓鑄造技術(shù)及液態(tài)模鍛技術(shù)。壓鑄設(shè)備的的發(fā)展方向，正向大型化、全自動化發(fā)展。迄今，壓鑄技術(shù)已經(jīng)在我國形成了自己的體系，并正在穩(wěn)步發(fā)展之中[6]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，壓鑄市場十分活躍，壓鑄產(chǎn)業(yè)的高速增長帶來了壓鑄模具制造工業(yè)的一片興旺。根據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會經(jīng)營管理委員會編制的《全國模具專業(yè)廠基本情況》統(tǒng)計，壓鑄模具約占各類模具總產(chǎn)值的5%，每年增長速度高達(dá)25%[3]。 CAE技術(shù)的應(yīng)用在以前計算機(jī)計算還未廣泛應(yīng)用于模具生產(chǎn)時，產(chǎn)品在模具設(shè)計前的分析只能是潛在的分析而去推斷結(jié)果，只能通過長期設(shè)計所積累的經(jīng)驗去分析產(chǎn)品，而隨著計算機(jī)CAE技術(shù)的廣泛應(yīng)用在壓鑄模生產(chǎn)，產(chǎn)品的充填與凝固的過程與結(jié)果能夠真實體現(xiàn)，不在是靠經(jīng)驗去推斷結(jié)果，使分析的結(jié)果更為真實更為準(zhǔn)確。CAE技術(shù)的應(yīng)用通過對成型工藝與澆注系統(tǒng)進(jìn)行分析驗證，提高模具的品質(zhì)和產(chǎn)品的質(zhì)量。CAE模流分析軟件Flow3D的運(yùn)用，使得不需要去調(diào)模、試?；虻燃庸ず蟛胖喇a(chǎn)品缺陷就能準(zhǔn)確知道產(chǎn)品成型后的缺陷位置與形成原因，降低了大量的工作量和時間，也降低了制造成本和模具反復(fù)修改的成本[1112]。本課題設(shè)計內(nèi)容是摩托車曲軸箱蓋壓鑄工藝優(yōu)化與模具設(shè)計，該壓鑄件的三維視圖如圖11所示。主要包括澆注系統(tǒng)、分型面、排溢系統(tǒng)、成形零件、推出機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)、模架設(shè)計以及利用Flow3D進(jìn)行模流分析。其設(shè)計步驟如下：（1）壓鑄模具的總體結(jié)構(gòu)；（2）利用Flow3D進(jìn)行CAE模流分析（3）模架及成型零件的設(shè)計。圖11 摩托車曲軸箱蓋三維圖2壓鑄模具的整體設(shè)計 鑄件工藝性分析所用壓鑄件為摩托車曲柄箱蓋，該箱蓋的材料為ADC12，其外形尺寸是：315mm268mm132mm，平均壁厚約為4mm，該壓鑄件形狀復(fù)雜，筋多壁薄，要求壁厚均勻，組織致密，表面完整、平滑富有光澤，不允許有花斑，并且有較高的力學(xué)性能要求。 其工程圖如圖21所示。圖21 工程圖本次課題研究的是材料為ADC12的摩托車曲軸箱蓋，它是摩托車發(fā)動機(jī)的主要構(gòu)件，它的作用是容納和支撐其內(nèi)的所有零部件，保證它們之間的正確位置，是彼此之間能協(xié)調(diào)地運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。該曲軸零件是一種典型的、相對復(fù)雜的、加工技術(shù)要求較高的箱體類零件。它的主要加工部分是分割面、軸承孔、缸孔、通孔和螺紋孔。結(jié)構(gòu)中的多種孔、面，都要求相對較高精度。箱體零件是機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將其它零件連結(jié)成一個整體，使各零件之間保持正確的相互位置關(guān)系。通過分析該曲軸箱蓋的結(jié)構(gòu)特點和工作要求，曲軸箱體同樣具有普通箱體的特征和技術(shù)要求。曲軸箱由箱蓋和底座兩部分組成，曲軸箱體本身的鋼度較差，不采用特殊措施很難保證其平面度、垂直度等要求。零件的精度對箱體內(nèi)零部件的裝配精度有決定性影響。它的成型質(zhì)量的好壞將直接影響著摩托車的使用性能、工作精度和壽命。 壓鑄件分型面的確定壓鑄模的動模與定模的結(jié)合表面通常稱為分型面。選擇分型面應(yīng)該注意的要點如下：開模時保持鑄件隨動模移動方向脫出定模；分型面應(yīng)選在壓鑄件外輪廓尺寸最大的截面處；有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)的布置；要求不影響鑄件的尺寸精度；簡化模具結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計的壓鑄件表面質(zhì)量要求高，分型面設(shè)在最大投影面上，不僅便于模具的設(shè)計，而且有利于排氣和分型，確保了表面質(zhì)量。圖22 分型面的確定 澆注位置和充填形式鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有兩個側(cè)抽芯，型腔大，所以不宜采用中心澆注。本次設(shè)計中橫澆道采用變通的梳妝形式澆口，從底端澆注，澆注位置選在平臺的端面，即分型