【正文】 壓鑄模具設(shè)計與制造 編寫：王華目錄第一節(jié) 壓鑄成型技術(shù)概述 1第二章 壓鑄零件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計 2大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ 第一章 壓鑄模具基礎(chǔ)第三章 壓鑄模具創(chuàng)新設(shè)計3第四章 新型壓鑄模具 4目錄第一節(jié) 壓鑄成型技術(shù)概述 1第六章 提高壓鑄模具壽命6大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ 第五章 壓鑄模具制造新工藝5第七章 壓鑄模具 CAD/CAE/CAM 7大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ 第一章 壓鑄模具基礎(chǔ)? 壓鑄成型技術(shù)概述? 壓鑄模設(shè)計基礎(chǔ)大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ 第一節(jié) 壓鑄成型技術(shù)概述一、壓鑄成型技術(shù)簡介 壓力鑄造簡稱壓鑄，是利用壓鑄機(jī)的壓力作用將合金熔融液體以一定速度充填滿按照一定的零件結(jié)構(gòu)和工藝要求設(shè)計并經(jīng)過精密制造的模具型腔，且合金熔融液體保持在一定壓力作用下，在模具型腔中冷卻凝固并成型的一種高效益、高效率的精密鑄造技術(shù)。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ二、壓鑄成型技術(shù)的特點與應(yīng)用范圍 壓鑄成型技術(shù)的特點 高壓、高速是壓鑄液態(tài)或半液態(tài)金屬充填成型過程的兩大主要特點，也是壓鑄成型技術(shù)與其它鑄造方法最根本的區(qū)別。 壓鑄成型技術(shù)的應(yīng)用范圍 壓鑄技術(shù)是最先進(jìn)的金屬成型方法之一，是實現(xiàn)少切屑、無切屑的有效途徑。目前壓鑄用的合金已不再僅局限于鋅、鋁、鎂和銅等合金，而是逐漸擴(kuò)大到用鑄鐵和鑄鋼等鐵合金來生產(chǎn)壓鑄件。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ三、壓鑄成型技術(shù)的發(fā)展趨勢 由于采用壓鑄成型技術(shù)，對企業(yè)有其積極和明顯的經(jīng)濟(jì)效益。今后壓鑄成型技術(shù)的發(fā)展方向為： ⑴ 、壓鑄成型技術(shù)向智能化方向發(fā)展。 ⑵ 、研發(fā)壓鑄新材料，滿足工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的需要。 ⑶ 、研發(fā)新式壓鑄設(shè)備，提高自動化水平。 ⑷ 、發(fā)展新型檢測技術(shù)。 ⑸ 、發(fā)展壓鑄新技術(shù)，改善和提高壓鑄工藝水平。 ⑹ 、提高壓鑄模壽命，降低生產(chǎn)成本，以解決黑色金屬壓鑄問題。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ 第二節(jié) 壓鑄模設(shè)計基礎(chǔ) 一、壓鑄模設(shè)計概述 壓鑄時，壓鑄模、壓鑄機(jī)、壓鑄合金通過壓鑄工藝參數(shù)的相互聯(lián)系協(xié)調(diào)，共同完成壓鑄件的壓鑄成型過程。壓鑄模在壓鑄生產(chǎn)過程中的作用如下： ① 、確定澆注系統(tǒng)，特別是內(nèi)澆口位置和導(dǎo)流方向以及排溢系統(tǒng)的位置，它們共同決定著熔融金屬的填充條件和成型狀況； ② 、壓鑄模是壓鑄件的復(fù)映，決定了壓鑄件的形狀和精度； ③ 、模具成型表面的質(zhì)量直接影響壓鑄件的表面質(zhì)量以及脫模阻力的大?。淮笠?guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ ④ 、在壓鑄成型后，保證壓鑄件順利從壓鑄模中脫出，且推出模體后，應(yīng)無變形、破損等現(xiàn)象的發(fā)生； ⑤ 、模具具備的強(qiáng)度和剛度承受壓射力以及內(nèi)澆口速度對模具的沖擊； ⑥ 、在壓鑄過程中，控制和調(diào)節(jié)模具的熱交換和熱平衡； ⑦ 、最大限度發(fā)揮壓鑄機(jī)成型效率。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ二、壓鑄模設(shè)計的基本原則 ⑴ 、充分了解壓鑄件的用途和與其它結(jié)構(gòu)件的裝配關(guān)系，并根據(jù)壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點、使用性能，在模具設(shè)計時分清主次，突出模具結(jié)構(gòu)的重點以及結(jié)合模具加工的工藝性，合理選擇模具的分型面、型腔數(shù)量和布局形式、壓鑄件的推出形式和側(cè)向脫模形式。 ⑵ 、了解現(xiàn)場模具實際的加工能力，如現(xiàn)有的設(shè)備和可協(xié)作單位的裝備情況，以及操作人員的技術(shù)水平，結(jié)合實際地設(shè)計出符合現(xiàn)場加工能力的模具結(jié)構(gòu)形式。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ ⑶ 、模具應(yīng)適應(yīng)壓鑄生產(chǎn)的各項工藝要求，選擇符合壓鑄工藝要求的澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)，特別是內(nèi)澆口位置、內(nèi)澆口速度和液流方向，應(yīng)使金屬液流動平穩(wěn)、順暢，并有序地排出型腔內(nèi)的氣體，以達(dá)到良好的填充效果和避免壓鑄缺陷的產(chǎn)生。 ⑷ 、在保證壓鑄件質(zhì)量穩(wěn)定和安全生產(chǎn)的前提下，壓鑄模應(yīng)具備： ① 、結(jié)構(gòu)簡單、先進(jìn)合理，運(yùn)行準(zhǔn)確可靠，減少操作程序。 ② 、操作方便，安全快捷，易損零件拆卸方便，便于維修，制造成本低。 ③ 、有較高的壓鑄效率，實現(xiàn)充?？臁㈤_?？臁⒚撃C(jī)構(gòu)靈活可靠以及自動化程度高等特點。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ ⑸ 、模具結(jié)構(gòu)件應(yīng)滿足機(jī)械加工工藝和熱處理工藝的要求。選材適當(dāng)，尤其是各成型零件和其它與金屬液直接接觸的零件，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)耐熱鋼，并進(jìn)行淬硬處理，使其具有足夠抵抗熱變形能力、疲勞強(qiáng)度和硬度等綜合力學(xué)性能以及耐蝕性能。 ⑹ 、應(yīng)充分考慮模具溫度變化對相對滑動部位的配合精度帶來的影響。 ⑺ 、模具設(shè)計應(yīng)在可行性的基礎(chǔ)上，對經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合考慮。 ① 、模具總體結(jié)構(gòu)力求簡單、實用，綜合造價低廉。 ② 、應(yīng)選取經(jīng)濟(jì)、實用的尺寸配合精度。 ③ 、注意減少澆注系統(tǒng)余料的消耗量。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ ⑻ 、設(shè)法提高模具的使用壽命。 ⑼ 、掌握壓鑄機(jī)的技術(shù)特性，充分發(fā)揮壓鑄機(jī)的技術(shù)功能和生產(chǎn)能力。模具安裝應(yīng)方便、可靠。 ⑽ 、模具設(shè)計時應(yīng)留有充分的修模余地。 ⑾ 、模具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、通用化零件，以縮短模具設(shè)計和制造周期，方便管理。 ⑿ 、模具設(shè)計完成后應(yīng)進(jìn)行評審，廣泛聽取各方面的意見，吸收有益的建議，對模具結(jié)構(gòu)加以充實和完善。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ三、壓鑄模設(shè)計的程序和內(nèi)容 壓鑄模設(shè)計的內(nèi)容一般分為工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。 壓鑄模工藝設(shè)計 工藝設(shè)計實際上是為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計打好基礎(chǔ)，其重點是從壓鑄件出發(fā)，結(jié)合壓鑄生產(chǎn)的特點對壓鑄件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確定工藝方案和使用的壓鑄機(jī)。其主要工作包括： ⑴ 、取得必要的資料和數(shù)據(jù)，并加以研究、消化； ⑵ 、對壓鑄件的零件圖進(jìn)行工藝性分析； ⑶ 、確定機(jī)械加工部位，加工余量和加工時的工藝措施以及定位基準(zhǔn)等。 ⑷ 、根據(jù)零件進(jìn)行壓鑄工藝性設(shè)計； ⑸ 、選定壓鑄機(jī)型號； ⑹ 、繪制壓鑄件毛坯圖；大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計是在工藝設(shè)計的基礎(chǔ)上，確定壓鑄?？傮w結(jié)構(gòu)和各個零件的細(xì)節(jié)和技術(shù)要求。其內(nèi)容包括： ⑴ 、壓鑄?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計 ⑵ 、壓鑄模結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計 ⑶ 、壓鑄模的校核四、壓鑄模的基本結(jié)構(gòu) 壓鑄模的基本結(jié)構(gòu) 細(xì)分壓鑄模結(jié)構(gòu)主要由以下五部分組成： ⑴ 、成型部分 ⑵ 、澆注系統(tǒng) ⑶ 、模架部分 ⑷ 、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) ⑸ 、溫度控制系統(tǒng) 壓鑄模的分類 根據(jù)所使用的壓鑄機(jī)類型的不同，壓鑄模主要有以下幾種基本結(jié)構(gòu)形式： ⑴ 、熱壓室壓鑄機(jī)用壓鑄模 ⑵ 、立式冷壓室壓鑄機(jī)用壓鑄模 ⑶ 、全立式壓鑄機(jī)用壓鑄模 ⑷ 、臥式冷壓室壓鑄機(jī)用壓鑄模 大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ五、壓鑄模具設(shè)計的發(fā)展趨勢 為了適應(yīng)用戶對模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，模具設(shè)計必然會有如下發(fā)展趨勢： ⑴ 、模具設(shè)計由經(jīng)驗設(shè)計階段向理論計算和計算機(jī)輔助設(shè)計方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE技術(shù)廣泛用于制模業(yè)，使模具結(jié)構(gòu)更趨科學(xué)合理，極大地提高模具加工精度，縮短模具設(shè)計加工周期，減少產(chǎn)品開發(fā)時間。 ⑵ 、模具 CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向展； ⑶ 、提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化利用率； ⑷ 、模具向著精密、復(fù)雜、大型化的方向發(fā)展； ⑸ 、基于知識的工程（ KBE）技術(shù)。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ 第二章 壓鑄零件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計 ? 壓鑄件基本元素創(chuàng)新設(shè)計? 壓鑄件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計? 壓鑄件的精度、表面粗糙度和加工余量大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ第一節(jié) 壓鑄件基本元素創(chuàng)新設(shè)計一、壓鑄件的壁厚和加強(qiáng)筋 壁厚是決定壓鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵。影響壓鑄件壁厚的主要因素有 :合金材料、壓鑄件功能與結(jié)構(gòu)、壓鑄工藝等。為了保證良好的壓鑄件質(zhì)量，一般推薦的最小壁厚和合理壁厚見表 1。表 1 壓鑄 件最小壁厚和合理壁厚 筋的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但設(shè)計筋應(yīng)遵循的原則和注意事項如下： 對稱布置，分布均勻；避免多筋交叉。 與進(jìn)澆料流方向一致，避免料流紊亂。 筋的厚度一般小于相鄰壁的厚度。當(dāng)壁厚小于 mm時，一般不設(shè)置加強(qiáng)筋。筋的截面結(jié)構(gòu)尺寸與壁厚的關(guān)系見表 2 應(yīng)適當(dāng)增大加強(qiáng)筋的脫模斜度。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ表 2 筋的結(jié)構(gòu)尺寸與壁厚的關(guān)系二、鑄造圓角 壓鑄件壁與壁相交的各面，應(yīng)采用圓角圓滑過渡（分型面除外）。適當(dāng)?shù)膱A角有利于零件壓鑄成型；避免尖角產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致壓鑄件開裂，提高壓鑄件強(qiáng)度；避免模具型腔尖角存在，防止模具早期龜裂和崩角。壓鑄件最小圓角半徑見表 3。 大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ表 3 壓鑄件最小圓角半徑（ mm）三、壓鑄件的孔和槽 壓鑄工藝可以將孔、槽直接鑄造成型，但過小的型芯容易變形，甚至導(dǎo)致模具過早損傷。壓鑄最小孔徑及孔徑與深度的關(guān)系見表 表 4。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ表 4 壓鑄最小孔徑及孔徑與深度的關(guān)系（ mm）說明： 表內(nèi)深度系指固定型芯，對單個活動型芯其深度可適當(dāng)增加； 對直徑較大、精度要求不高的孔，抽拔深度也可適當(dāng)增加。四、螺紋與齒輪 一般螺紋和齒輪都能直接通過壓鑄成型。能夠壓鑄螺紋的極限尺寸見表 5。能夠壓鑄齒輪的最小模數(shù)、精度及斜度見表 6。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ 表 5 壓鑄螺紋極限尺寸（ mm）說明：外螺紋 D為外徑；內(nèi)螺紋 d為內(nèi)徑。表 6 壓鑄齒輪的最小模數(shù)、精度及斜度五、工藝紋路、文字、標(biāo)志和圖案 壓鑄件上設(shè)計工藝紋路或文字、標(biāo)記和圖案時，應(yīng)考慮模具結(jié)構(gòu)，避免模具細(xì)小凸起，降低模具壽命；所以應(yīng)設(shè)計成凸起的工藝紋路或文字、標(biāo)記和圖案。 大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ 圖 1 文字、標(biāo)記和圖案結(jié)構(gòu)凸起形式 圖 2 文字、標(biāo)記和圖案結(jié)構(gòu)凹下形式六、脫模斜度 設(shè)計壓鑄件，應(yīng)在結(jié)構(gòu)上沿出模方向留有結(jié)構(gòu)斜度或足夠的工藝斜度，減少壓鑄件與模具的摩擦，保證壓鑄件從模具中順利取出。 壓鑄件的最小脫模斜度見表 7。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ表 7 壓鑄件的最小脫模斜度說明：表中數(shù)值僅適用于型腔深度或型芯高度 ≤ 50mm，表面粗糙度為 時；但大端與小端的尺寸單面差 ≥ mm。七、嵌件 設(shè)計帶嵌件壓鑄件時，應(yīng)注意的事項如下： 嵌件與壓鑄件應(yīng)結(jié)合牢固，防止軸向竄動或徑向轉(zhuǎn)動； 嵌件必須避免有尖角，以利安放并防止鑄件應(yīng)力集中； 必須考慮嵌件在模具上定位的穩(wěn)固性，及模具內(nèi)公差配合要求； 外包嵌件的金屬層應(yīng)有足夠的厚度，嵌件直徑與周圍金屬層最小厚度關(guān)系見表 8； 鑄件上的嵌件數(shù)量不宜太多； 鑄件和嵌件之間如有嚴(yán)重的電化腐蝕作用，則嵌件表面需要鍍層保護(hù)； 有嵌件的鑄件應(yīng)避免熱處理和表面處理，以免使嵌件松動或腐蝕。大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ表 8 嵌件直徑與周圍金屬層最小厚度關(guān)系 （ mm）大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ第二節(jié) 壓鑄件結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計 一、合理結(jié)構(gòu)，提高壓鑄件工藝適應(yīng)性，防止壓鑄缺陷。 根據(jù)壓鑄件功能，合理選擇壓鑄件壁厚。壓鑄件壁厚，對壓鑄工藝選擇、模具壽命及生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本都將產(chǎn)生重要影響。 a b c圖 3 均勻壁厚，避免縮孔，利用加強(qiáng)筋增加強(qiáng)度和剛度a b圖 4 調(diào)整局部壁厚，避免冷隔和欠鑄大規(guī)大規(guī)模專模專業(yè)培業(yè)培訓(xùn)訓(xùn)BZ改善金屬液流動性，提高零件壓鑄成功率。 a b 圖 5 利用加強(qiáng)筋，改善充填和排氣條件平滑過渡，預(yù)防應(yīng)力集中和裂紋。 a b