【正文】 或噴燈等進(jìn)行生產(chǎn)前的預(yù)熱是屬于模體外部的加熱方式，但不能獲得均衡的模溫，而且會(huì)使模體表面或突起的局部區(qū)域過(guò)熱，并對(duì)模體內(nèi)部或凹入的局部區(qū)域加熱不足。 （ 2） 材料及熱處理后硬度 導(dǎo)柱 ,復(fù)位桿采用材料 T10A 或 GCr15，熱處理后強(qiáng)度要求為 50~55HRC，推桿采用 3Cr2W8V 或 4Cr5MoSiV1,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。 39 圖 推板限位釘 （ 2） 推板的導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)如下圖所示，將導(dǎo)柱安裝在支撐板與動(dòng)模座板之間保證了剛性要求 。由截面積計(jì)算公式（ 41）可求出，單根推桿前端的截面積應(yīng)不小于 !未找到引用源。按下式計(jì)算： F 包 ? ?sinaco sp ?? S? 式中， S— 型芯被包緊的面積（ 2cm ）； P— 擠壓應(yīng)力，鋁合金取 1012MPa； ? — 壓鑄合金對(duì)型芯的摩擦系數(shù)（一般取 ）； ? — 型芯成形部分的出模斜度。 ）； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 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]。 37 （ 4）導(dǎo) 向元件。在合模過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確地回復(fù)到原來(lái)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(dòng)模。計(jì)算公式為： (3)中心距位置尺寸計(jì)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。型芯尺寸有：， Φ80， ， h210,4R50， h2。 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 ??? 。把尺寸變大的尺寸稱(chēng)為趨于增大尺寸，變小的尺寸稱(chēng)為趨于變小尺寸。 =%。 （ 2）阻礙收縮 如圖中 2L ，有固定型芯的阻礙作用。對(duì)合金的凝固收縮量及在各種情況下的收縮規(guī)律的掌握程度，決定著計(jì)算的準(zhǔn)確程度，掌握的越確切、全面，其準(zhǔn)確性就越高。 半固態(tài)擠壓模具的模架設(shè)計(jì)如下圖所示： 圖 模架 成形零件上構(gòu)成鑄件形狀的工作部分的尺寸，即為成形尺寸。 ②推出板各個(gè)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 32 通孔的模體結(jié)構(gòu)，有時(shí)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(jì)定模座板時(shí)，考慮到以下問(wèn)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。 排氣槽一般與溢流槽配合，設(shè)置在溢流槽后端以加強(qiáng)溢流和排氣的效果。 圖 29 排溢系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 溢流槽尺寸選?。阂缌骺诤穸?h=；溢流口長(zhǎng)度 l=4mm；溢流口寬度 s=4mm；溢流槽半徑 r=6mm。 ③對(duì)于拒不厚大凸臺(tái)的型腔部位，也應(yīng)有溢流槽。選取 50mm 為澆口 30 套內(nèi)徑，其他尺寸根據(jù)情況自行設(shè)計(jì)，具體尺寸見(jiàn)附錄。澆道形狀及尺寸如下圖所示。其中成形零件的體積為 31 cmv ??? ；故可估算通過(guò)內(nèi)澆口的體積 V 為 60 3cm 。 V—— 通過(guò)內(nèi)澆口金屬液的體積， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 2）充填時(shí)間 半固態(tài)擠壓件的平均壁厚為 10mm，利用參考文獻(xiàn) [1]（壓鑄模具設(shè)計(jì)）中的平均壁厚與充填時(shí)間的推薦值可知，對(duì)應(yīng)的充填時(shí)間為 ～ 。 按照熔融合金引入型腔的方式不同，即內(nèi)澆口的位置和形式不同，澆注系統(tǒng)可分為平扁側(cè)澆口、帶導(dǎo)流包的側(cè)澆口、端面?zhèn)葷部?、鉗形澆口、切線(xiàn)澆口、環(huán)形澆口、半環(huán)形澆口、中心澆口、點(diǎn)澆口等等。它能調(diào)節(jié)充填速度、 充填時(shí)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(shí)也影響壓鑄生產(chǎn)的效果和模具的壽命 [14]。由于該半固態(tài)擠壓件的結(jié)構(gòu)為具有對(duì)稱(chēng) 圖 分型面設(shè)計(jì) 性。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(xiāo)釘?shù)?[17]。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。它們的作用是引導(dǎo)動(dòng)模板與定模板在開(kāi)模和合模時(shí)能沿導(dǎo)滑方向移動(dòng)，并準(zhǔn)確定位。 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 26 應(yīng)選用經(jīng)過(guò)熱處理的耐熱鋼制造。構(gòu)成成型部分的零件即為成型零件。定模固定在壓鑄機(jī)壓室一方的定模座板上，是金屬液開(kāi)始進(jìn)入模具型腔的部分，也是模具型腔的所在部分之一。 4半固態(tài)擠壓模具設(shè)計(jì)概述 作為壓鑄模生產(chǎn)的三要素之一，壓鑄模設(shè)計(jì)質(zhì) 量直接影響著壓鑄件成形的形狀、尺寸、精度和表面質(zhì)量等。 故有 KNsF 3 73 5 ??? 查閱《壓鑄模設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的壓鑄機(jī)的主要參數(shù)，考慮產(chǎn)品實(shí)際情況及現(xiàn)有條件，選擇 125t的 J1113臥式冷室壓鑄機(jī)?？汕蟮闹髅浶土?： KNzF ???? 計(jì)算鎖模力 由于該套模具中不含有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，故不必考慮分脹型力。鎖模力的作用主要是為了克服壓射時(shí)的脹型力，以鎖緊模具的分型面，防止因模具被脹開(kāi)，引起金屬液飛濺傷人和影響擠壓件尺寸精度的現(xiàn)象發(fā)生。 (c)開(kāi)模過(guò)程 半固態(tài)擠壓成型后，開(kāi)啟模具，使擠壓件脫離型腔，同時(shí)壓射沖頭 1將澆注余料頂出壓室。 半固態(tài)擠壓成型過(guò)程 利用臥式冷室壓鑄機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)半固態(tài)擠壓成型工藝主要需經(jīng)歷 4個(gè)步驟，如圖 24所示： (a)合模過(guò)程 (b)壓射過(guò)程 23 (c)開(kāi)模過(guò)程 (d)鑄件推出過(guò)程 (a)合模過(guò)程 模具閉合后，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)。 (3)頂出機(jī)構(gòu) 在壓鑄件冷卻固化成型并開(kāi)啟模具后，頂出缸驅(qū)動(dòng)壓 鑄模的推出機(jī)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。根據(jù)《鑄造工程師手冊(cè)》，選取加工余量等級(jí)為 D57，則根據(jù)直徑 100mm查表，選取本鑄件的機(jī)械加工余量為 。鑄件的加工余量數(shù)值按照有加工要求的表面上最大基本尺寸和該表面距它的加工基準(zhǔn)間尺寸兩者中較大的尺寸所在尺寸范圍，從鑄件加工余量表中選取。同時(shí) ，由于壓鑄件內(nèi)部可能有氣孔，所以應(yīng)盡量避免再進(jìn)行機(jī)械加工。隨著模 21 具使用次數(shù)的增加，通常壓鑄件的表面粗糙度值會(huì)逐漸變大。 參考?jí)鸿T件尺寸公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及該擠壓件的實(shí)際尺寸。 壓鑄件的尺寸精度不僅與其尺寸大小有關(guān)，而且受其結(jié)構(gòu)和 形狀的影響。 半固態(tài)擠壓工藝對(duì)擠壓件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求： ①方便講擠壓件從模具中取出； ②盡量消除側(cè)凹和深腔； ③盡量減少抽芯部位； ④消除模具型芯出現(xiàn)交叉的部位； ⑤壁厚均勻； ⑥消除尖角。非配合面外表面最小脫模斜度α取 ??300 ， 內(nèi)表面最小脫模斜度β取 1176。 3）單面留有加工余量的鑄件。 （ 1）脫模斜度的選取標(biāo)準(zhǔn) 1）不留加工余量的壓鑄件。 脫模斜度 為了在鑄型凝固后，為了保證擠壓件從模具中順利脫出，應(yīng)該在模具的相應(yīng)位置設(shè)置一定的傾斜角度，即起模斜度。對(duì)需要進(jìn)行 電鍍和涂覆的壓鑄件更為重要，圓角是獲得均勻鍍層和防止尖角處鍍層沉積不可缺少的條件。由于在半固態(tài)擠壓過(guò)程中需要提供較大的擠壓力，故該輪轂擠壓件的最外側(cè)壁厚可選擇為 5mm。 壁厚和肋 在設(shè)計(jì)半固態(tài)擠壓件時(shí)，往往以為壁越厚，半固態(tài)擠壓件的強(qiáng)度和剛度就越容易得到保證，性能也就越好；但是，實(shí)際上對(duì)于半固態(tài)擠壓件而言， 擠壓件壁厚增加，內(nèi)部氣孔、縮孔等缺陷也隨之增加，故在保證擠壓件有足夠強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng)盡量減少厚度并保持各截面的厚薄均勻一致。 模具設(shè)計(jì)專(zhuān)題部分 18 3 擠壓件設(shè)計(jì) 鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是半固態(tài)擠壓生產(chǎn)中首先遇到的工作，其設(shè)計(jì)的合理性和工藝適用性直接影響到后續(xù)工作的順利進(jìn)行。壓鑄模具的優(yōu)良程度很大程度上取決澆注系統(tǒng)以及排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 研究?jī)?nèi)容 在該模具設(shè)計(jì)中，主要完成以下任務(wù)： 1）完成鋁合金輪轂壓鑄模具設(shè)計(jì)的裝配圖及零件圖。國(guó)外在 20 世紀(jì) 60 年代中期開(kāi)始在壓鑄生產(chǎn)中應(yīng)用這一方法。 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(gè)有效途徑。因此，采用真空壓鑄法可提高生產(chǎn)率 10%～ 20%.采用真空壓鑄時(shí)，鎂合金減少了形成裂紋的可能性（裂紋時(shí)鎂合 金壓鑄時(shí)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。 真空壓鑄的特點(diǎn)是：顯著減少了鑄件中的氣孔，增大了鑄件的致密度，提高了鑄件的力學(xué)性能，并使其可以進(jìn)行熱處理。其真空度通常在 380～ 600 毫米汞柱的范圍內(nèi)，可以通過(guò)機(jī)械泵獲得。又如，在壓鑄生產(chǎn)過(guò)程中，除裝備自動(dòng)澆注、自動(dòng)取件及自動(dòng)潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)外，還安裝成套測(cè)試儀器，對(duì)壓鑄過(guò)程中各工藝參數(shù)進(jìn)行檢測(cè) 和控制。 近年來(lái)，由于中國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展，壓鑄產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸向很多市場(chǎng)邁進(jìn)。中國(guó)壓鑄企業(yè)的規(guī)模較小，企業(yè)素質(zhì)不高，技術(shù)水平落后，生產(chǎn)效率較低。壓鑄機(jī)生 產(chǎn)方面，我國(guó)約有壓鑄機(jī)生產(chǎn)企業(yè) 20 多個(gè)，年生產(chǎn)能力超過(guò) 1000 臺(tái)，壓鑄機(jī)的供應(yīng)能力很強(qiáng)。作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，其每年都以 8%～ 12%的良好勢(shì)頭快速發(fā)展。波拉克（ Jesef Pfolak）設(shè)計(jì)了冷壓室壓鑄機(jī)，由于貯存熔融合金的坩鍋與壓射室分離，可顯著地提高壓射力，使之更適合工業(yè)生產(chǎn)的要求，克服了氣壓熱壓室壓鑄機(jī)的不足之處，從而使壓鑄技術(shù)向前邁出重要一步 [3]。這種壓鑄機(jī)是利用壓縮空氣推送鋁合金經(jīng)過(guò)一個(gè)鵝頸式通道壓入模具內(nèi)，但由于密封、鵝頸通道的粘咬等問(wèn)題 , 這種機(jī)器沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。壓鑄廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)還只是上世紀(jì)初，用于現(xiàn)金出納機(jī)、留聲機(jī)和自行車(chē)的產(chǎn)品生產(chǎn)。早在 1822 年，威廉姆而對(duì)于鋼鐵材料，由于其熔點(diǎn)高，壓鑄模具使用壽命短，故鋼鐵材料的壓鑄很難適用于實(shí)際生產(chǎn)。這是由于加熱溫度高時(shí)，氣孔內(nèi)的氣體膨脹，導(dǎo)致壓鑄件表面鼓包，影響質(zhì)量與外觀。壓力鑄造的生產(chǎn)周期短 ,一次操作的循環(huán)時(shí)間約 5 s～ 3 min ,這種方法適于大批量生產(chǎn)。 壓鑄的主要優(yōu)點(diǎn)是： (1)鑄件的強(qiáng)度和表面硬度較高。對(duì)于形狀復(fù)雜，難以或不能用切削加工制造的零件，即使產(chǎn)量小，通常也采用壓鑄生產(chǎn)，尤其當(dāng)采用其他鑄造方法或其他金屬成型工藝難以制造時(shí)，采用壓鑄生產(chǎn)最為適宜?？梢缘玫奖”?、形狀復(fù)雜但輪廓清晰的鑄件。 壓力鑄造的特點(diǎn) 高壓力和高速度是壓鑄中熔融合金充填成型過(guò)程的兩大特點(diǎn)，也是壓鑄與其他鑄造方法最根本的區(qū)別所在。 以上是早期的三種典型的填充理論。巴頓認(rèn)為，填充過(guò)程是包含力學(xué)、熱力學(xué)和流體力學(xué)因素的復(fù)合問(wèn)題，大致可分為三個(gè)階段。渦流中容易卷入空氣及涂料燃燒產(chǎn)生的氣體，使壓鑄件凝固后形成 ～ 1mm 的孔洞，降低了壓鑄件的致密度。 目前局域代表性的金屬充填理論有三種：噴射充填理論、全壁厚充填理論和三階段充填理論。目前壓鑄所采用的金屬主要是各種合金，其中鋁合金占比例最高（ 30%～ 60%），鋅合金次之（在國(guó)外，鋅合金鑄件絕大部分為壓鑄件）。 關(guān)鍵詞： 輪轂 。 本文對(duì)電瓶車(chē)輪轂進(jìn)行二維造型比較形象的展示輪轂的外形。半固態(tài)鑄造成形技術(shù)不但綜合了鑄造成形和鍛壓成形的優(yōu)點(diǎn)。 近幾年來(lái)半固態(tài)加工技術(shù)因其節(jié)能、高效、環(huán)保式生產(chǎn)以及成型 件的高性能等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。 模具在半固態(tài)擠壓成型方法中是至關(guān)重要的一部分，因此，它的設(shè)計(jì)和制造成了成品件質(zhì)量的關(guān)鍵所在。另外，主要從鑄件收縮率、鑄型分型面、冒口的設(shè)置以及推出機(jī)構(gòu)等幾個(gè)方面介紹了模具設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。用該方式成型的鑄件，常常成為壓鑄件。長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì) 此進(jìn)行廣泛的研究，提出了一些論點(diǎn)，但這些論點(diǎn)都是在特定的實(shí)驗(yàn)條件下得到的，有一定的局限性，要求人們?cè)趹?yīng)用中具體情況具體分析，使填充理論進(jìn)一步完善和深化。 佛羅梅爾認(rèn)為： 當(dāng)液流在速度、壓力不變時(shí)，保持內(nèi)澆口截面的形狀噴射至對(duì)面型壁，成為噴射階段；由于對(duì)面型壁的阻礙，部分金屬呈渦流狀返回，部分金屬向所有其他方向噴射并沿型腔壁由四面向內(nèi)澆口方向折回，成為渦流階段。 12 ③三階段填充理論 該理論是 19441952 年由巴頓（ ）提出來(lái)的。 第三階段：金屬液完全充滿(mǎn)型腔后，與澆注系統(tǒng)和壓室構(gòu)成一個(gè)封閉的水力學(xué)系統(tǒng)，在 壓力作用下，補(bǔ)充熔融金屬，壓實(shí)壓鑄件。因此，對(duì)填充理論一直存在著不同的看法。因此，利用這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品有著其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。鑄出螺紋最小螺距 。因此，個(gè)別壓鑄件可以不經(jīng)過(guò)機(jī)械加工或僅是個(gè)別部位加工即可使用 [1黃 ]。 (2)生產(chǎn)率較高。因此，一般壓鑄件不能進(jìn)行熱處理，也不宜在高溫條件下工作。目前只適用于鋅、鋁、鎂、銅等合金的壓鑄。由于壓鑄機(jī)成本高，壓鑄模加工周期長(zhǎng)、成本高，因此壓鑄工藝只適用于大批量生產(chǎn) [2] 壓鑄生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介 圖 1 壓鑄工藝過(guò)程流程圖 14 、現(xiàn)狀及趨勢(shì) 壓鑄的發(fā)展歷史 壓鑄始于 19世紀(jì)，其最初被用于壓鑄鉛字。 1885 年默根瑟（ Mersenthaler）研究了以前的專(zhuān)利，發(fā)明了印字壓鑄機(jī)，開(kāi)始只用于生產(chǎn)低熔點(diǎn)的鉛、錫合金鑄字，到 19 世紀(jì) 60 年代用于鋅合金壓鑄零件生產(chǎn)。隨后瓦格納（