【正文】 由于本課題壓鑄模增加了動(dòng)模壓板，因此推桿較長(zhǎng)，為保證推桿的穩(wěn)定性，將推桿的前端直徑選為20mm，配合精度為H7/f7，具體尺寸參見(jiàn)附錄。根據(jù)參考文獻(xiàn)[16]查得，鋁合金的許用受推力[p]為50MPa，設(shè)計(jì)中共使用6個(gè)推桿，而F推可由公式： (42) 式中，是鑄件脫模時(shí)所需的脫模力（N）。在開(kāi)模時(shí)，壓鑄件隨動(dòng)模移至壓鑄機(jī)的開(kāi)模的極限位置，然后，再由液壓缸推動(dòng)推出機(jī)構(gòu)推出鑄件。將推出機(jī)構(gòu)各元件裝配并固定成一體，如推桿固定板和推板以及其它輔助元件和螺栓等連接件。調(diào)整和控制復(fù)位裝置的位置，起止退限位作用，并保證推出機(jī)構(gòu)在壓射過(guò)程中，受壓射力作用時(shí)不改變位置，如限位釘及擋圈等。（2）復(fù)位元件。第4章 推出機(jī)構(gòu)和模體設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)概述開(kāi)模后，是壓鑄件從成形零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為推出機(jī)構(gòu)。模具成型零件裝配圖如圖34所示。計(jì)算公式為：(2)型芯尺寸計(jì)算型芯的尺寸是趨于減小的尺寸，應(yīng)選取趨于偏大的極限尺寸。由鑄件圖可知型腔尺寸有：Φ109。根據(jù)參考文獻(xiàn)[16]，成型零件尺寸的計(jì)算公式如下： 式中：—成型件尺寸；—成型零件制造偏差；—壓鑄件尺寸（含脫模斜度、加工余量）；—收縮率；n—補(bǔ)償系數(shù)；—壓鑄件尺寸偏差。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(zhǎng)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。型芯尺寸以非加工面的小端為基準(zhǔn)，減去斜度尺寸差及加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)放大。 2）兩面均留有加工余量的鑄件。圖33 壓鑄件收縮率的分類(lèi)由參考文獻(xiàn)[16]%～%，%~%，%～%。底座鑄件模具設(shè)計(jì)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取的材料為4Cr5MoSiV1,熱處理要求為44～48HRC。圖32 澆口套與壓室連方式接本課題采用（a）類(lèi)連接，即平面對(duì)接的方式，此類(lèi)連接便于裝卸。本課題選用圖（a）的形式。圖（a）由于制造和裝卸比較方便，在中小型模具中應(yīng)用比較廣泛。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。（2）鑄件成型零件：型芯、鑲塊、斜滑塊塊，用于形成鑄件。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)萚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，所以它們應(yīng)選用經(jīng)過(guò)熱處理的耐熱鋼制造。成型零件包括固定的和活動(dòng)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。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(gè)部分。 壓鑄模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壓鑄模由定模和動(dòng)模兩個(gè)主要部分組成。 ，改善模具的熱平衡狀態(tài)。 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了提高壓鑄件的質(zhì)量，在金屬液充填型腔的過(guò)程中應(yīng)盡量排除型腔中的氣體，排除混有氣體和被涂料殘余物勿擾的前流冷污金屬液，這就需要設(shè)置溢流、排氣系統(tǒng)，它包括溢流槽和排氣槽。 圖28 端面聯(lián)接方式圖28中具體尺寸為：；；；。由鑄件的三維圖可以測(cè)出來(lái)鑄件的體積為237。 （2）充填時(shí)間 經(jīng)計(jì)算，利用參考文獻(xiàn)[16]中的經(jīng)驗(yàn)公式。它包括直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、以及溢流排氣系統(tǒng)等。是每次澆注的質(zhì)量（kg）,等于鑄件質(zhì)量、澆注系統(tǒng)質(zhì)量及排益系統(tǒng)質(zhì)量之和（kg）. (25) 式中，是壓室的直徑(cm)。(c)開(kāi)模過(guò)程 壓鑄成型后，開(kāi)啟模具，使壓鑄件脫離型腔，同時(shí)壓射沖頭1將澆注余料頂出壓室。 壓鑄成型過(guò)程臥式冷室壓鑄機(jī)的壓住成型過(guò)程主要分為4個(gè)步驟，如圖24所示。(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。 壓鑄成型過(guò)程及壓鑄機(jī)選用 臥式冷室壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)臥式冷室壓鑄機(jī)基本組成如圖24所示?？紤]壓鑄合金的性能，壓鑄合金的性能影響壓鑄工藝性。根據(jù)分型面選擇的基本原則，盡可能地使壓鑄件在開(kāi)模后留在動(dòng)模部分。此殼體鑄件的分型面選擇現(xiàn)有三種方案如圖23所示。而模具上垂直于鎖模力方向上的接合面，即為基本分型面。然后對(duì)整個(gè)模具的工作過(guò)程進(jìn)行模擬以保證其動(dòng)作過(guò)程靈活。（4）半固態(tài)壓鑄半固態(tài)壓鑄是當(dāng)金屬液在凝固時(shí)，進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌，并在一定的冷卻速率下獲得50%左右甚至更高的固體組分漿料，并將這種漿料進(jìn)行壓鑄的方法。這種三氧化二鋁質(zhì)點(diǎn)顆粒細(xì)小，約在1μm以下，%～%,不影響力學(xué)性能，并可使鑄件進(jìn)行熱處理[10]。這說(shuō)明氣泡中部分氧氣與鋁液發(fā)生了氧化反應(yīng)。可減小澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)尺寸。由于型腔抽氣技術(shù)的圓滿(mǎn)解決，真空壓鑄在20世紀(jì)50年代曾盛行一時(shí)，但后來(lái)應(yīng)用不多。以下介紹的便是壓鑄行業(yè)中出現(xiàn)的新工藝技術(shù)。由于整個(gè)壓鑄過(guò)程都是在壓鑄機(jī)上完成，因此，隨著對(duì)壓鑄件的質(zhì)量、產(chǎn)量和擴(kuò)大應(yīng)用的需求，開(kāi)始對(duì)壓鑄設(shè)備提出新的更高的要求，傳統(tǒng)壓鑄機(jī)已經(jīng)不能滿(mǎn)足這些要求，因此，新型壓鑄機(jī)以及新工藝、新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。另外，雖然我國(guó)生產(chǎn)的中小型壓鑄機(jī)質(zhì)量較好，但大型壓鑄機(jī)、實(shí)時(shí)控制的高性能的壓鑄機(jī)仍需進(jìn)口，每年進(jìn)口壓鑄機(jī)100臺(tái)以上[6]。種種情況表明，中國(guó)的壓鑄產(chǎn)業(yè)已經(jīng)相當(dāng)龐大。%、%、%、%。隨著壓鑄機(jī)、壓鑄工藝、壓鑄型及潤(rùn)滑劑的發(fā)展，壓鑄合金也從鉛合金發(fā)展到鋅、鋁、鎂和銅合金，最后發(fā)展到鐵合金，隨著壓鑄合金熔點(diǎn)的不斷增高而使壓鑄件應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大[4]。20世紀(jì)20年代美國(guó)的Kipp公司制造出機(jī)械化的熱室壓鑄機(jī)，但鋁合金液有浸蝕壓鑄機(jī)上鋼鐵零部件的傾向，鋁合金在熱室壓鑄機(jī)上生產(chǎn)受到限制。1905年多勒（H. H. Doehler）研制成功用于工業(yè)生產(chǎn)的壓鑄機(jī)、壓鑄鋅、錫、銅合金鑄件。1849年斯圖吉斯（J. J. Sturgiss）設(shè)計(jì)并制造成第一臺(tái)手動(dòng)活塞式熱室壓鑄機(jī)，并在美國(guó)獲得了專(zhuān)利權(quán)。綜上所述，壓鑄模具的合理設(shè)計(jì)對(duì)于生產(chǎn)出高質(zhì)量的鑄件具有重要意義。模具的加工、裝配要到位，配合需適當(dāng)，壓鑄模具的優(yōu)化也是一個(gè)重要方面。(4)壓鑄件尺寸收到限制。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?！?20m/s范圍內(nèi)，它的充填時(shí)間很短，～，最短的僅為千分之幾秒。壓鑄中常用的壓射比壓在幾兆帕至幾十兆帕范圍內(nèi)，有時(shí)甚至高達(dá)500MPa。其壓鑄出的最小壁厚：；。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]。(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]。模具是壓鑄件生產(chǎn)的主要工具，因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)盡量注意使模具總體結(jié)構(gòu)及模具零件結(jié)構(gòu)合理，安全可靠，便于制造生產(chǎn)，壓鑄模澆排系統(tǒng)需合理設(shè)計(jì)。而對(duì)澆道和排溢口的形狀、大小、位置以及壓鑄機(jī)壓射工藝參數(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化后可以大大減少這些缺陷[3]。喬奇（Willam Church）～2萬(wàn)鉛字的鑄造機(jī)，已顯示出這種工藝方法的生產(chǎn)潛力。1904年英國(guó)的法蘭克林（H. H. Franklin）公司開(kāi)始用壓鑄方法生產(chǎn)汽車(chē)的連桿軸承，開(kāi)創(chuàng)了壓鑄零件在汽車(chē)工業(yè)中應(yīng)用的先例。但這種設(shè)計(jì)是生產(chǎn)鋁合金鑄件的第一次嘗試。20世紀(jì)50年代大型壓鑄機(jī)誕生，為壓鑄業(yè)開(kāi)拓了許多新的領(lǐng)域。目前，我國(guó)擁有壓鑄廠(chǎng)點(diǎn)及相關(guān)企業(yè)2600余家，壓鑄機(jī)近萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)壓鑄件50余萬(wàn)噸。其中的中小型壓鑄機(jī)的質(zhì)量較好，大型壓鑄機(jī)、實(shí)時(shí)控制的高性能的壓鑄機(jī)仍需進(jìn)口，2000噸以上的壓鑄機(jī)正在研制中[5]。雖然與美國(guó)、日本等壓鑄先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)壓鑄件的生產(chǎn)占有一定的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)，但我國(guó)壓鑄企業(yè)以小型工廠(chǎng)為主，因此在管理水平和工作效率上，較之有很大的差距。以中國(guó)的轎車(chē)工業(yè)壓鑄市場(chǎng)為支柱，中國(guó)的壓鑄業(yè)已經(jīng)向摩托車(chē)行業(yè)、農(nóng)用車(chē)行業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場(chǎng)、玩具市場(chǎng)、家電產(chǎn)業(yè)等多個(gè)方向快速拓展，其勢(shì)頭方興未艾[7]。它們是壓射力、壓射速度的顯示監(jiān)控裝置和合型力自動(dòng)控制裝置以及電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用等[8]。而對(duì)于薄壁與復(fù)雜的鑄件，真空度應(yīng)該更高。消除了氣孔造成的表面缺陷，改善了鑄件的表面質(zhì)量。（2）充氧壓鑄國(guó)外在分析鋁合金壓鑄件的氣泡時(shí)發(fā)現(xiàn)，其中氣體體積分?jǐn)?shù)的90%為氮?dú)?，而空氣中的氮?dú)怏w積分?jǐn)?shù)應(yīng)為80%，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為20%。所謂充氧壓鑄是在鋁液充填型腔，用氧氣充填壓室和型腔，以置換其中的空氣和其他氣體，當(dāng)鋁金屬液充填時(shí)，一方面通過(guò)排氣槽排出氧氣，另一方面噴散的鋁液與沒(méi)有排除的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生三氧化二鋁質(zhì)點(diǎn)，分散在壓鑄件內(nèi)部，從而消除不加氧時(shí)鑄件內(nèi)部形成的氣孔。精密速壓鑄法在很大程度上消除了氣孔和縮松這兩種壓鑄件的基本缺陷，從而提高了壓鑄件的使用性能，擴(kuò)大了壓鑄件的應(yīng)用范圍。