【正文】 金壓鑄時很難克服的缺陷之一，經(jīng)常發(fā)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。 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。國外在 20 世紀(jì) 60 年代中期開始在壓鑄生產(chǎn)中應(yīng)用這一方法。 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容 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(jī)構(gòu)，推出機(jī)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 6 （ 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(jī)構(gòu) ； （ 5）設(shè)計 模體、頂出及復(fù)位機(jī)構(gòu) 。殼體的底端有 4 個直徑為 30mm的小孔，鑄件平均壁厚 ，其立體圖如圖 21，工程圖如圖 22。 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。 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。 (2)合模機(jī)構(gòu) 其作用是實(shí)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。 (5)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)控制柜指令液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)的傳動元件，按壓鑄機(jī)壓射過程預(yù)定的工藝路線和運(yùn)行程序動作，將液壓動作和機(jī)械動作有機(jī)的沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 10 結(jié)合起來，完成準(zhǔn)確可靠、協(xié)調(diào)安全的運(yùn)行規(guī)則 [12]。 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。 壓鑄機(jī)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 ? 垂直為 750mm? 750mm。 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。 （ 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， 2cm ； G — 通過內(nèi)澆口金屬液的總質(zhì)量 ， g ；? — 液態(tài)金屬的密度， 3/g cm ； — 內(nèi)澆口流速， /cms ； — 型腔的填充時間， s ； V— 通過內(nèi)澆口金屬液的體積， ； — 型腔的充填速度， /cms 。 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 14 圖 28 中具體尺寸為： ； ； ； 。 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。 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。 壓鑄模具的基本結(jié) 構(gòu)及零件明細(xì)表如圖 210 所示，它通常包括以下六個部分。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。 由于成型零件和澆注系統(tǒng)的零件均與高溫的金屬 液直接接觸，所以它們應(yīng)選用經(jīng)過熱處理的耐熱鋼制造。它們的作用是引導(dǎo)動模板與定模板在開模和合模時能沿導(dǎo)滑方向移動，并準(zhǔn)確定位。為便于清理雜物或防止雜物影響推板的正確復(fù)位，還在推板底部設(shè)置限位釘。除以上各結(jié)構(gòu)單元外，模具內(nèi)還有其它用于固定各相關(guān)零件的內(nèi)六角螺栓以及銷釘?shù)?[17]。 （ 2）鑄件成型零件：型芯、鑲塊、斜滑塊塊，用于形成鑄件。 3）局部組合式結(jié)構(gòu) 型腔和型芯由整塊材料制成，局部鑲有成型鑲塊的組合形式 。 澆注系統(tǒng)成型零件設(shè)計 （ 1）澆口套的結(jié)構(gòu) 在澆口套中形成直澆道，常用澆口套的結(jié)構(gòu) 形式 如圖 31 所示。 圖（ d）、（ e）型式用于中心進(jìn)料圖 （ f）是導(dǎo)入式直澆道的結(jié)構(gòu)型式。 圖 32（ b）保證了它們的同軸度要求。 （ 4）澆注系統(tǒng)成型零件的材料和硬度的要求 壓鑄模具的澆注系統(tǒng)成型零件直接與高溫、高壓、高速填充的液態(tài)金屬液接觸，在短時間內(nèi)溫度變化很大，壓鑄模的工作環(huán)境十分惡劣，因此對澆注系統(tǒng)成型零件材料的選擇應(yīng)慎重。 （ 3）混合收縮 如圖中 3L ，這種情況較多。為了保證鑄件組裝時不受阻礙，型腔尺寸以 大端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少；型芯尺寸以小端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大。型腔尺寸以非加工面的大端為基準(zhǔn)，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少。 。但是，某些部位還是應(yīng)該進(jìn)機(jī)械加工。把尺寸變大的尺寸稱為趨于增大尺寸，變小的尺寸稱為趨于變小尺寸。 n 為損耗補(bǔ)償系數(shù)，由兩部分構(gòu)成，其一是壓鑄件尺寸偏差的 21 ，其二是磨損值，一般為壓鑄件尺寸偏差的 41 ，因此 ??? 。型芯尺寸有： ， Φ80， ， h210,4R50， h2。計算公式為： (3)中心距位置尺寸計算 中心距離尺寸是趨于穩(wěn)定的尺寸，其偏差規(guī)定為雙向等值。 圖 34 鑄件成型零件立體圖 圖 35 鑄件成型零件裝配圖 1— 澆口套； 2— 定模鑲塊； 3— 動模斜滑塊： 4— 鑲塊： 5— 彈簧頂銷 6— 小型芯； 7— 主型芯 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 24 斜滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計 側(cè)抽芯系統(tǒng)概述 當(dāng)鑄件上具有與推出方向 不 一致的側(cè)孔、 側(cè)凹或側(cè)凸形狀時，在壓鑄成型后，此處的 成型零件會 阻礙壓鑄件 的推出，必須設(shè)置可以移動的側(cè)型芯。斜銷機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，但用途較廣；斜滑塊機(jī)構(gòu)簡單，僅用于側(cè)凹較淺的情況 [20]。 (2) 斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 圖 36 斜銷側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)工作過程 （ a） 合模狀態(tài) （ b） 開模狀態(tài) 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 25 (c)抽芯狀態(tài) 圖 37 斜滑塊機(jī)構(gòu)工作過程 斜滑塊機(jī)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 斜滑塊 抽芯機(jī)構(gòu)，主要由定位銷和斜滑塊組成。 在圖 39 中， （ a）、（ b）、（ c） 是兩瓣式的拼合形式。 圖 39 斜滑 塊拼合形式 斜滑塊的導(dǎo)滑形式 斜滑塊導(dǎo)滑形式如圖 310 所示。 圖 310 斜滑塊導(dǎo)滑形式 （ a） T 形槽 ； （ b）燕尾槽 （ 2）推出高度 l 確 定 推出高度是斜滑塊在推出是軸向運(yùn)動的全程，即抽芯行程后推出行程，根據(jù)參考文獻(xiàn) [16]可知，斜滑塊的可推出高度不可大于斜滑塊厚度 L 的 55%，留在套版內(nèi)的長度需大于 30mm。 （ 2）材料選擇 斜滑塊的材料選用 4Cr5MoSiV1,熱處理要求 44~48HRC,斜滑塊限位釘?shù)牟牧线x用 45 鋼，熱處理要求 25~32HRC。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [24]。合模時，定模套板的分型面與斜滑塊的上端面接觸，使瓣合斜滑塊分別推入動模套板的斜面內(nèi)定位。 圖 311 為斜滑塊機(jī)構(gòu)立體 圖，圖 312 為斜滑塊機(jī)構(gòu)裝配圖。 直接推動壓鑄件脫落，如推桿、推管、以及卸料版、成型推塊等。 （ 3） 限位元件。 （ 5） 結(jié)構(gòu)元件。 （ 2）推桿的固定形式 固定形式 為 整體沉入 式 ，如圖 42 所示。 推板導(dǎo)向及限位裝置設(shè)計 （ 1）推板的限位裝置 選擇機(jī)構(gòu)如圖 43 所示，利用限位釘對推板進(jìn)行精確定位。 圖 44 推板導(dǎo)柱及導(dǎo)套 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 34 （ 2）復(fù)位桿的布置 采用如圖 46 的復(fù)位桿布置，在成型鑲塊外設(shè)置對稱的復(fù)位桿。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 35 圖 47 推出機(jī)構(gòu)裝配圖 1— 動模壓板； 2— 內(nèi)六角螺釘； 3— 支撐板； 4— 墊塊； 5— 動模座板； 6— 推桿； 7— 內(nèi)六角螺釘； 8— 限位釘； 9— 導(dǎo)柱； 10— 導(dǎo)套； 11— 推板固定板； 12— 推板； 13— 內(nèi)六角螺釘 圖 48 推出機(jī)構(gòu)立體圖 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 36 模體設(shè)計 模體設(shè)計概述 構(gòu)成模體的結(jié)構(gòu)件主要包括：定模座板、定模板、 動模板、動模壓板、支承板、墊塊、動模座板；導(dǎo)柱、導(dǎo)套 [23]。 （ 2）定模板 定模板的主要作用： ①成型鑲塊、成型型芯以及安裝導(dǎo)向零件的固定載體。 （ 3）動模板 動模板的主要作用是： ①固定成型鑲塊、成型型芯、澆道鑲塊以及導(dǎo)向零件的載體。 （ 4）動模壓板 動模壓板主要作用是： 在通孔的模體結(jié)構(gòu)中，將成型鑲塊壓緊在動模板內(nèi)。 2)與壓鑄機(jī)的動座板連接，并將動模部分緊固在壓鑄機(jī)上。 （ 6）推出板 推出板包括推桿固定板和推板。 模板導(dǎo)向的尺寸 模板導(dǎo)向零件的尺寸和位置，如圖 49 所示。 起模槽深度 n=3mm，便于將動、定模撬開。 模具總裝圖及工作過程模。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 38 圖 49 模板導(dǎo)向零 件 模體構(gòu)件的表面粗糙度和材料選擇 （ 1）零件表面粗糙度 模體構(gòu)件件表面粗糙度選?。簞幽：投Ｗ迮c壓鑄機(jī)的安裝面 ?R ，排氣槽表面 ?R ，其他非配合面 ?R 。 導(dǎo)柱導(dǎo)滑長度 , e=170mm。 2)推出板各個大平面應(yīng)相互平行，以保證推出元件運(yùn)行的穩(wěn)定性 [24]。因此，模座應(yīng)有較強(qiáng)的承載能力。因此，不通孔的模體結(jié)構(gòu)，有時也可設(shè)置支承板。 ③設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 ③承受金屬液填充壓力的沖擊，而不產(chǎn)生型腔變形。 在設(shè)計定模座板時，考慮到以下問題： ①澆口套安裝孔的位置與尺寸應(yīng)與壓鑄機(jī)壓室的定位法蘭配合。 （ 2）材料及熱處理后硬度 導(dǎo)柱 ,復(fù)位桿采用材料 T8A，熱處理后強(qiáng)度要求為 50~55HRC，推桿采用4Cr2W8,熱處理后要求強(qiáng)度為 45~50HRC,推板和推板固定板采用 45 鋼，熱處理要求回火。 復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計 （ 1）復(fù)位機(jī)構(gòu)的動作過程 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 33 復(fù)位機(jī)構(gòu)的動作過 程如圖 45 所示。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [16]查得，鋅合金的許用受推力 [p]為 40MPa，設(shè)計中共使用 4個推桿，而 可由公式 ： 確定，其中 K=，而 =9000N，因此取 =12020N。 推出機(jī)構(gòu)常按照推出元件的結(jié)構(gòu)特征不同可分為推桿推出、推管推出、卸料板推出、推塊推出和綜合推出等多種推出形式 [22]。 （ 4） 導(dǎo)向元件。在合模過程中，驅(qū)動推出機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確地回復(fù)到原來的位置，如復(fù)位桿、卸料板等。推出機(jī)構(gòu)一般設(shè)置在動模部分。開模后，壓鑄機(jī)的頂出裝置推動模具的推出機(jī)構(gòu)，驅(qū)動推桿并推動斜滑塊向脫模方向移動。 斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu) 立體圖和 裝配圖 斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)由斜滑塊、動模套板以及推桿等零件組成。此時應(yīng)設(shè)置強(qiáng)制裝置，確保開模后斜滑塊穩(wěn)定地留在動模套板內(nèi)。 （ 3）倒向斜角 的確定 導(dǎo)向角計算公式為： 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 28 由參考文獻(xiàn) [15]可知倒向斜角一般在 ～ 間選取，一般不超過 ，根據(jù)前面所得計算結(jié)果，可以計算出 = 。 斜滑塊尺寸設(shè)計 （ 1）抽芯距離計算 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 27 根據(jù)參考文獻(xiàn) [16]的 公式 ： 其中 — 外形內(nèi)凹成形深度（ mm）； K— 安全值，斜滑塊機(jī)構(gòu)一般取 3～ 5mm。 （ d）、（ e）、（ f） 為三瓣式或多瓣式的拼合形式 [21]。斜滑塊抽芯基本結(jié)構(gòu)如圖 38 所示 。在定模板的推動下，斜滑塊復(fù)位。圖 36 是斜銷側(cè)抽芯的工作過程。完成側(cè)抽芯的抽出和復(fù)位動作的機(jī)構(gòu)稱為側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。成型零件包括固定和活動的鑲塊與型芯。 (1)型腔尺寸計算 型腔的尺寸是趨于增大尺寸，應(yīng)選取趨于偏小的極限尺寸。 已知 鑄件 尺寸公差 等級 為 CT5， 根據(jù)參考文獻(xiàn) 查表 可得鑄件基本尺寸的相應(yīng)尺寸公差。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [16]， 成型零件尺寸的計算公式如下： 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 21 ’‘ ）（’ ?? ???? nAAA ? 式中： 39。 底座鑄件的加工余量選取根據(jù)參考文獻(xiàn) [15]中推薦的加工余量選擇，平面按最大邊長確定，孔按直徑確定。 壓鑄件的加工余量 由于鑄件具有較為精確的尺寸和良好的鑄造表面，所以一般情況下，可以不進(jìn)行機(jī)械加工。 （ 2）脫模斜度的尺寸 配 合面 外表面 最小 脫模斜度 α取 ??150 ， 內(nèi)表面最小脫模斜度 β取 ??300 。為保證有足夠的加工余量，型腔尺寸以小端為基準(zhǔn)，加上加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大；型芯尺寸以大端 為基準(zhǔn)，減去加工余量，另一端按脫模斜