【正文】 （ c） 臥式冷室壓鑄機(jī)用 （ d） 全立式冷室壓鑄機(jī)用 圖 澆注系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu) 圖 直澆道； 分流錐； 橫澆道； 內(nèi)澆道； 鑄件； 余料 內(nèi)澆口設(shè)計(jì) 內(nèi)澆口類型 圖 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 圖 內(nèi)澆口類型 內(nèi)澆口位置選擇 選擇內(nèi)澆口位置的要點(diǎn)如下：使金屬液從鑄件厚壁處向薄壁處充填；內(nèi)澆口的設(shè)置應(yīng)使進(jìn)入型腔的金屬液先流向遠(yuǎn)離澆口的部位；除低熔點(diǎn)合金外，金屬液進(jìn)入型腔后不宜正面沖擊型芯，以減少動(dòng)能消耗，防止被沖擊部位受侵蝕產(chǎn)生粘模；金屬液的流程應(yīng)該盡可能短，以防止金屬液在充填過程中熱量損失過多而造成鑄件冷隔或其他缺陷；采用多個(gè)內(nèi)澆口時(shí)應(yīng)注意防止金屬液進(jìn)入型腔后從幾路匯合相互沖擊，產(chǎn)生渦流、裹氣和氧化夾渣等缺陷；避免在澆口部位產(chǎn)生熱 節(jié)；凡精度、表面粗糙度要求較高且不加工的部位，不宜設(shè)置內(nèi)澆口；澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除；內(nèi)澆口應(yīng)設(shè)置在長形薄壁壓鑄件的端面，不要設(shè)置在鑄件的中部；管形鑄件應(yīng)圍繞型芯設(shè)置環(huán)形澆口。當(dāng)偏差的標(biāo)注不符合此規(guī)定時(shí)，應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下，變換基本尺寸及極限偏差值，以適應(yīng)計(jì)算公式。當(dāng)偏差的標(biāo)注不符合此規(guī)定時(shí)，應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下，變換基本尺寸及極限偏差值，以適應(yīng)計(jì)算公式。一般都是采用調(diào)整上下偏差的方法來確定成形尺寸。 此鑄件選用 I T8 精度等級。 壓鑄件的收縮率 設(shè)計(jì)壓鑄模時(shí)計(jì)算成型零件尺寸采用的收縮率按下式確定： 100%AAA? ???? 式中 A? 壓鑄模型腔的尺寸， mm A 鑄件的尺寸， mm 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)此設(shè)計(jì)鑄件采用鉛錫合金作為材料。常用的止轉(zhuǎn)形式有采用圓柱銷止轉(zhuǎn)，加工方便，應(yīng)用廣泛；或者采用定位塊止轉(zhuǎn)，定位可靠，精度較高，但加工困難，應(yīng)用不多。 型芯的固定 臺階式 ： 型芯采用臺階式，用壓板壓緊。 成型零件的固定和止轉(zhuǎn) 鑲塊的固定形式 臺階式 ： 鑲塊采用臺階式，用支承板或座板壓緊，常用于型腔較深或一型多腔的壓鑄模。 鑲塊的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少熱處理時(shí)的變形或開裂，盡量避免截面厚度相差懸殊或產(chǎn)生銳角和銳邊。 成形零件鑲拼應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： 便于機(jī)械加工。 整體式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)強(qiáng)度高，剛性好，適用于小型、簡單、精度要求不高的模具。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 應(yīng)充分考慮合金的鑄造性能。 不同軸度與尺寸精度要求高的部分盡可能設(shè)置在同一半模內(nèi)。（ c）階梯分型面由幾個(gè)階梯平面組成，往往澆注系統(tǒng)設(shè)在一個(gè)階梯面上，而排溢系統(tǒng)設(shè)置在另一個(gè)階梯面上，利用金屬液的充填和排氣。壓鑄模一般只有一個(gè)分型面，但有時(shí) 因鑄件結(jié)構(gòu)特殊，或?yàn)榱藵M足壓鑄生產(chǎn)的工藝要求，方便地選取出鑄件和余料，往往需要再增設(shè)一個(gè)或兩個(gè)輔助分型面。 1按壓鑄模的外形輪廓尺寸，核對壓鑄機(jī)拉杠間距或最大開擋時(shí)的拉杠間距空間。 布置冷卻和加熱管道的位 置并確定其尺寸。 計(jì)算抽芯力，確定抽芯機(jī)構(gòu)及主要部分尺寸。 壓鑄模設(shè)計(jì)的步驟 對零件圖進(jìn)行壓鑄工藝審查； 選定工藝方案； 選擇壓鑄機(jī)的種類、型號； 確定壓鑄模的總體結(jié)構(gòu)方案； 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 繪制鑄件圖； 繪制壓鑄?？倛D和零件圖 ； 試鑄、壓鑄型零件圖修正和定型。 為在開模時(shí)使壓鑄件留在動(dòng)模內(nèi)，型腔必須這樣分布在動(dòng)、定模內(nèi)：即盡可能 多的夾住壓鑄件的壓鑄模部分安置在動(dòng)模內(nèi)。 如果要使型芯通過直線運(yùn)動(dòng) 從由其形成的凹腔中抽出，則凹腔必須至少在一個(gè)方向上沒有凹坑。 不具備這個(gè)基本條件的壓鑄件，不能采用這種簡便的方式制造。推桿設(shè)置的基本規(guī)則是，盡可能地避免壓鑄材料受彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用。若型芯在定模上在開模前或型芯在動(dòng)模上在推出前，必須從壓鑄件內(nèi)抽拔出來。與此相反，與合模方向平行的壓鑄件空腔不會在型腔內(nèi)產(chǎn)生凹入；因此。但是，在這種情況下，中間板和固定架在側(cè)面必須充分地超出模板或模架。這種 固定架可以設(shè)計(jì)成各種類型，它可以由一塊金屬加工而成，也可以是鑄鐵件或鑄鋼件或由許多部件組成。 模板 中小型壓鑄模的主要組成部分是兩塊模板，從模板上加工出型腔，并在模板上固定模塊，所有活動(dòng)部分在模板內(nèi)運(yùn)動(dòng)。是引導(dǎo)壓鑄模各滑動(dòng)部分按一定方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的零件。把鑄件從型腔中推出的機(jī)構(gòu)，通常由推桿、推桿板和推桿固定板組成 。是溝通壓鑄模型腔和壓鑄機(jī)壓室的部分，是金屬液進(jìn)入型腔的通道。是形成鑄件幾何形狀的部分，形成鑄件外表面的部位型腔，形成鑄件內(nèi)表面的部位稱為型芯。 因此，在壓鑄位置上，不僅是兩個(gè)半模相互之間，而且整個(gè)壓鑄模也必須在適當(dāng)?shù)母邏毫?下鎖緊在噴嘴上（或保持壓緊），并且處于液體壓力下的模塊也要牢固地固緊在半模內(nèi)。第一種形式的澆道稱之為不分開的直澆道，第二種形式的澆道稱之為分開的澆道。推桿可在模板內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在壓鑄位置上，它的正面位于壓鑄模型面內(nèi)。人們將這些部分稱之為“壓鑄?；顒?dòng)部分”；形成壓鑄件空腔的稱之為型芯。壓鑄時(shí)，收縮量不僅與壓鑄合金而且與壓鑄件的形狀以及工藝參數(shù)有關(guān)，這點(diǎn)要比砂型鑄造更為明顯。壓鑄模的著兩個(gè)主要組成部分 在下文中稱之為“半?！?。 壓鑄模始終設(shè)計(jì)成由兩個(gè)半模組成（相當(dāng)于砂型鑄造的上箱和下箱），壓鑄時(shí)它們互相閉合在一起。最后采用 AUTOCAD 軟件，完成鑄模的模具設(shè)計(jì)。 本題的主要研究工作 本題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：壓鑄模設(shè)計(jì)方法；澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)；溢流與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；成型零件設(shè)計(jì)；壓鑄模結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)；抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)；受熱變形及受力分析；做實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。由于國產(chǎn) H13 模塊材質(zhì)得不到保證，影響了模具企業(yè)的生產(chǎn)，進(jìn)口的H13 鋼價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國產(chǎn)鋼材，為了降低模具制造成本，極待開發(fā)國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)壓鑄模具用鋼。 從長期發(fā)展來看，中國經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)增長，今后鑄造模具總體需求還會增長。我國鑄造工藝裝備同先進(jìn)國家相比還有一定差距。 先進(jìn)的管理理念被導(dǎo)入到企業(yè)的日常管理中，如 TS16949 質(zhì)量體系、豐田模式、日產(chǎn)模式等，加強(qiáng)了壓鑄 生產(chǎn)過程的控制，有效地降低了企業(yè)的浪費(fèi)。一些改善了合金性能的復(fù)合材料，正在從科研院校鑄件應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中。除了選用優(yōu)秀的熱作模具鋼外，大型模具廠家紛紛采用數(shù)控加工、電火花、線切割和模具拋光技術(shù)來提高模具精度和表面質(zhì)量，采用真空淬火等熱處理工藝來提高模具的硬度和剛性。這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用為高質(zhì)量壓鑄件的大量生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 國內(nèi)壓鑄業(yè)的發(fā)展特點(diǎn) 我國壓鑄業(yè)經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，特別是 近 l0 余年來，由于國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車、摩托車工業(yè)的突飛猛進(jìn)，推動(dòng)了壓鑄生產(chǎn)的迅速增長。在這種大環(huán)境中，發(fā)展中國家的壓鑄業(yè)獲得了難得的機(jī)遇，近 10 年來的發(fā)展非常迅速。德國鎂壓鑄件的產(chǎn)量在大幅度的增加?？傮w來說，無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達(dá)國家，壓鑄工業(yè)都是在發(fā)展中。 壓鑄模具在現(xiàn)代化建設(shè)中起著舉足輕重的作用，特別是在汽車行業(yè)，壓鑄模具的使用更為廣泛，但由于壓鑄模具要求精度高，質(zhì)量好，部分金屬模具受熱容易變形，影響了模具的質(zhì)量和精度，壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備，價(jià)格比較昂貴，由于壓鑄件缺陷的昌盛而導(dǎo)致 模具的更改將延誤生產(chǎn)進(jìn)度，從而壓鑄業(yè)提出更高要求：特大型汽北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 車壓鑄件及其模具技術(shù)與典型產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)；銅合金和不銹鋼等高熔點(diǎn)金屬壓鑄及其模具壽命；鋁合金高效率熱室壓鑄、設(shè)備及其模具；切實(shí)有效的澆注系統(tǒng)計(jì)算技術(shù)；提高金屬熔液填充流態(tài)模擬的可靠性確保大型精密復(fù)雜壓鑄件質(zhì)量；多品種、小批量生產(chǎn)的壓鑄模低成本快速制造技術(shù)等。如若模具設(shè)計(jì)合理，則在實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題少，鑄件下機(jī)合格率高。 圖 ，圖 圖 一個(gè)壓鑄的循環(huán)過程 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 圖 壓鑄型從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的一般流程 選題的目的和意義 壓鑄機(jī)、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的三大要素，缺一不可。①金屬液是在壓力下填充型腔的，并在更高的壓力下結(jié)晶凝固，常見的壓力為 15～ 100MPa。壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的主要特點(diǎn)是高壓和高速。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機(jī)地加以綜合運(yùn)用， 使能穩(wěn)定地有節(jié)奏地和高效地生產(chǎn)出外觀、內(nèi)在質(zhì)量好的、尺寸符合圖樣或協(xié)議規(guī)定要求的合格鑄件，甚至優(yōu)質(zhì)鑄件。由于壓鑄工藝的特點(diǎn)，正確選用各工藝參數(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的決定因素，而模具又是能夠正確選擇和調(diào)整各工藝參數(shù)的前提，模具設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上就是對壓鑄生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種因素預(yù)計(jì)的綜合反映。所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須全面分析鑄件的結(jié)構(gòu)，熟悉壓鑄機(jī)的操作過程，要了解壓鑄機(jī)及工藝參數(shù)得以調(diào)整的可能性，掌握在不同情況下的充填特性，并考慮模具加工的方法、鉆眼和固定的形式后，才能設(shè)計(jì)出切合實(shí)際、滿足生產(chǎn)要求的模具。 選題的現(xiàn)狀 國外壓鑄業(yè)發(fā)展概況 由于科學(xué)技術(shù)水平的提高和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以轎車為主體的汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，加速了壓鑄工業(yè)水平的提升。美國壓鑄業(yè)的發(fā)展對全球有一定的影響，近年來保持略有增長；由于汽車工業(yè)對壓鑄件需求的急劇增長，在本國總體經(jīng)濟(jì)不景氣的背景下，日本壓鑄取得了令人驚異的增長速度，壓鑄年產(chǎn)量不斷創(chuàng)出新高。同時(shí)，國際上大型汽車廠家的零部件采購進(jìn)入全球化時(shí)代。每個(gè)國家都是汽車制造業(yè)驅(qū)動(dòng)著壓鑄行業(yè)，汽車業(yè)使用的壓鑄件不低于 48％（美國），多者可達(dá) 80％（日本）。壓鑄市場的發(fā)展，得益于壓鑄技術(shù)的進(jìn)步。 壓鑄模制造水平大幅提高，壓鑄模制造周期縮短，壓鑄模使用得以延長壽命。 壓鑄新材料的研究和應(yīng)用得到推廣。 CAD/CAM 技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用日益成熟， CAE 技術(shù)也越來越受到大型企業(yè)的重視。我國的汽車工業(yè)也正在成長過程中，為了減輕汽車重量，轎車的鋁、鎂輕金屬用量將進(jìn)一步增長，這就對壓鑄件提出了更高的質(zhì)量要求。同時(shí)隨著合資和獨(dú)資企業(yè)的介入，國外先進(jìn)的模具設(shè)備和制造技術(shù)的引進(jìn)，促使國產(chǎn)鑄造模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平逐步提高，一些企業(yè)已經(jīng)具備設(shè)計(jì)和制造大型精密模具的能力，如一汽鑄造有限公司鑄造模具廠設(shè)計(jì)制造的一套 3400t 壓鑄機(jī)用的壓鑄模具，總重達(dá) ，是目前國產(chǎn)壓鑄模具中最大的模具。壓鑄模具由于其工作狀態(tài)的苛刻性，對于材料有較高的要求，世界上發(fā)達(dá)國家都采用優(yōu)質(zhì) H13 鋼，國外模具鋼廠直接以優(yōu)質(zhì) H13 鋼模塊供應(yīng)用戶，不但方便用戶，縮短用戶的模塊備料周期，更重要的是能確保模塊的質(zhì)量。模具企業(yè)必須不斷提高自身的技術(shù)水平和管理能力，才能在國內(nèi)模具巿場有立足之地，才能逐步開拓國外模具巿場。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定模具整體結(jié)構(gòu)布置方案。但是，它們的基本結(jié)構(gòu)大同小異。在臥式冷室壓鑄機(jī)用的壓鑄模上，省掉了噴嘴，因?yàn)樵谶@里金屬直接進(jìn)入壓鑄模內(nèi)。在一般情況下，壓鑄件不留有加工余量。因此，所有位于壓鑄件取出方向內(nèi)的壓鑄模部分 都必須是可活動(dòng)的，以便在壓鑄結(jié)束后完整地取出壓鑄件。它由許多平行的固定在一個(gè)共用推桿板上的所謂推桿組成。 澆注口一般稱之為澆道，不是通過定模就是在兩 個(gè)半模中間的分型面上。 此外，在熱室壓鑄機(jī)上，流入的金屬對壓鑄施加的力使壓鑄模離開噴嘴，但是其量是很小的。 綜上所述壓鑄模大致可概括為以下幾個(gè)基本組成部分： 圖 成型部分。 澆注系統(tǒng)。 推出機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)向零件。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 圖 壓鑄模結(jié)構(gòu)示意圖 澆口套 ； 澆口墊塊 ； 動(dòng)模鑲塊 1； 定模鑲塊 1； 定模座板 ； 推桿 ； 推桿 ；定模型芯 1； 定模型芯 2； 定模 鑲塊 2； 1動(dòng)模鑲塊 2； 1軸 1； 1擺桿 ； 1導(dǎo)套 ； 1導(dǎo)柱 ； 1滾輪 ； 1定模套板 ； 1預(yù)復(fù)位桿 ； 1軸 2； 限位釘 ； 2小墊塊 ； 2推桿固定板 ； 2推板 ； 2推桿 ； 2右限位桿 ； 2推桿 ； 2推桿 ； 2動(dòng)模型芯 1； 2動(dòng)模型芯 2； 動(dòng)模型芯 3； 3右限位塊 ； 3推桿 ； 3推桿 ； 3推板導(dǎo)柱 ； 35. 推板導(dǎo)套 ； 3動(dòng)模套板 ； 3動(dòng)模座板 ； 3右斜導(dǎo)柱 ； 3右滑塊 ； 右楔緊塊 ； 4活動(dòng)型芯 1； 4右滑動(dòng)型芯 ； 4活動(dòng)型芯 2； 4左滑動(dòng) 型芯 ； 4左斜導(dǎo)柱 ；4左滑塊 壓鑄模的組成部分 壓鑄模具狹義而言是指包圍壓鑄件的各部分的總稱，可以分為三個(gè)組成部分： 模板； 型芯和滑塊； 推出機(jī)構(gòu)。與此相反，動(dòng)模板通常用緊固架和推桿蓋板固定在支撐它的壓鑄模支撐板上，型芯板和推桿板以及它們的操作機(jī)構(gòu)安排在固定架內(nèi)，并在其內(nèi)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)固定架的長度較大時(shí)，使用中間板進(jìn)行安裝，中間板與模板和固定架通過螺栓連接起來。同樣，所有與合模方向不平行的壓鑄件空腔，在任何情況下都必須由活動(dòng)型芯形成。這就要求被金屬以很大力量收縮在其上的所有型芯，雖然平行于合模方向，也要設(shè)計(jì)成活動(dòng)的。非圓形截面的推桿，由于制造費(fèi)用昂貴只是在個(gè)別的情況下使用。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 壓鑄模的設(shè)計(jì) 壓鑄 模設(shè)計(jì)的基本規(guī)則 通過將型腔分布在動(dòng)、定模內(nèi)，利用壓鑄模的活塊可以形成各種各樣的壓鑄件的型腔，但是這些壓鑄件必須盡可能滿足一個(gè)基本條件，即型芯可從一些凸臺、凹腔和空腔內(nèi)抽拔出來。有時(shí)，不可能自由運(yùn)動(dòng)的型芯，可通過其它方式的運(yùn)動(dòng)抽出，例如形成內(nèi)螺紋的型芯，可螺旋擰出。所以，將那些可與這個(gè)方向平行移動(dòng)的型芯或那些在推出壓鑄件時(shí)由于平行合模方向的移動(dòng)而與它偏離的型芯，理解為“與合模