【正文】 20xx 級(jí) 完成時(shí)間： 20xx 年 4 月 目 錄 摘要 進(jìn)行了 工藝分析，模具材料的選用，模具分型面的選擇，模具各系統(tǒng)的計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，及模架的選用，繪制模具裝配圖和工作零件圖，編寫設(shè)計(jì)說明書等。 Pipe casting 1 1 緒論 壓力鑄造自 上 世紀(jì) 40 年代問世以來，作為一種金屬零件接近最后形狀尺寸的精密加工工藝，其發(fā)展方興未艾。壓鑄業(yè)還面臨進(jìn)一步提高技術(shù)和管理水平以保證鑄件的高質(zhì)量和低成本的任務(wù)。 2 2 對模具結(jié)構(gòu)的初步分析 對零件圖進(jìn)行工藝分析 彎管鑄件是水管上的一個(gè)零部件，根據(jù)零件工作環(huán)境可知，該制件需具有較好的表面粗糙度和耐腐蝕性，材料必須具有良好的機(jī)械性能、壓鑄性能、導(dǎo)熱性能和較高的比強(qiáng)度和比剛度。但符合鋁金屬壓鑄造件的壓鑄要求。其鑄件圖 3 圖 21 鑄件二維圖 圖 22 鑄件三維圖 4 分型面的確定 分型面是從模具中取出鑄件的動(dòng)模和定模的結(jié)合面。分型面應(yīng)取在最大截面上。 根據(jù)分型面設(shè)計(jì)原則和鑄件結(jié)構(gòu)要求，本設(shè)計(jì)中分型面的設(shè)計(jì)方案只有一種（如圖），其他的選擇顯然不符合要求。模具設(shè)計(jì)采用側(cè)澆道澆注系統(tǒng)，由于鑄件端部圓柱底部側(cè)面導(dǎo)入金屬液，因?yàn)檫@部分不僅壁厚，而且較深，這樣內(nèi)澆道導(dǎo)入的金屬液首先充填深處難以排氣的部位，再留向分型面，有較好的排氣效果；從側(cè)面導(dǎo)入金屬液不 會(huì)正面沖擊型芯，減少了動(dòng)能的損失也減少了粘模現(xiàn)象。取 75％。如圖 25 圖 25 橫澆道結(jié)構(gòu)形式 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 壓室 D1（ H7） 壓射沖頭 d(e8) 澆口套 D2(f8) + 0 + + 9 （ 1） 接近內(nèi)澆道時(shí)，截面突然收斂，即過 渡段的長度 L較小，過渡角 a 較大。其截面形狀見圖 26 其截面形狀的特點(diǎn)如下： （ 1） 在截面相等的條件下，此截面的散熱比較快，散熱速度 與他的寬度和深度的比值 c=b/e 成正比， c一般取 1~5，不宜過大，應(yīng)保證金屬不過早凝固的條件下選最大的 c 值 （ 2） 為便與澆口脫出澆道，兩側(cè)的起模斜度為 5~10?? 圖 26 橫澆道的截面形狀 出模斜度 5~10?? ,取 10?? 橫澆口深度 ( ~ 2)eH??平 H平 為平均厚度， mm?平 ( ~ 2) ~ 7e m m? ? ?，取 e=6mm 橫澆道寬度 12b mm? 圓角半徑 取 r=2mm。 選擇溢流槽分布在分型面上，其結(jié)構(gòu)型式如圖 28 11 圖 28 流槽結(jié)構(gòu)型式示意圖 采用形式 I，其形狀尺寸如表 ： 表 溢流槽及尺寸選擇示意圖 溢流口寬度 h (mm) 8～ 12 溢流槽半徑 r (mm) 5～ 10 溢流口長度 l (mm) 2～ 3 溢流口厚度 b (mm) ～ 溢流槽長度中心距 H (mm) (～ 2)h 注意： 12 (1) 溢流槽的 總?cè)莘e不少于鑄件體積的 20％ (2) 溢流口的面積 ,一般為內(nèi)澆口截面積的 50～ 70％ . (3) 為了便于脫模 , 溢口的脫模斜度做成 30?～ 45 溢口與鑄件連接處應(yīng)有(～ 1)mm?45 的倒角 ,以便于清除。在鑄件推出前，先 將 型芯抽出， 消除障礙后，再將壓鑄件推出 ， 合模時(shí)，再將 型 芯回復(fù)到原來的成型位置。 (1) 斜銷側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。 如圖 211 所示， (a)為合模狀態(tài)， (b)開模， (c)抽出型芯。特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作可靠， 常用于側(cè)成型面積較大，側(cè)孔 、側(cè)凹較淺，所需抽芯力不大的情況。 （ a） 是常用形式， （ b）可能產(chǎn)生溢料現(xiàn)象， （ c） 能解決溢料問題。 T 形槽形式加工比較簡單，因此本課題選用 T 形槽形式。因此，選取推出高度 l=108mm。 3 壓鑄機(jī)的選擇 壓鑄機(jī)的分類 壓鑄機(jī)分類可分為：熱壓室壓鑄機(jī)和冷壓室壓鑄機(jī)。 P/10 （式 ） 式中： P— 壓射比壓（ MPa） P=35 Mpa ； A— 鑄件在分型面上的投影面積（ cm178。）； A =2A1(1+30%)= cm178。 F分 =所以 F鎖 =(F 主 + F 分 )=(+)=； 根據(jù)計(jì)算的鎖模力來選擇壓鑄機(jī)的型號(hào) 壓鑄機(jī)的預(yù)擇： 根據(jù)壓鑄機(jī)的分類的模具的特點(diǎn)與用途，我們選擇臥式冷壓鑄機(jī)的中心澆口壓鑄機(jī)。30 壓射比壓最大 /最小 /MPa 投影面積最大 /最小 / 2cm 50/35 空循環(huán)周期 /s 4 管路工作壓力 /MPa 6 功率 /KW 外形尺寸 /mm 33 40 11 00 14 80?? 質(zhì)量 /t 19 4 壓鑄模總體設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)形式 成型零件主要指鑲塊和型芯。 整體式一般使用的場合： （ 1） 鑄件形狀簡單，鑲塊尺寸不大； （ 2） 鑄件形狀雖然復(fù)雜，但型腔淺，不能采用鑲拼結(jié)構(gòu)； （ 3） 型腔加工雖然困難，但鑲拼后鑲塊強(qiáng)度極低，不能采用鑲拼結(jié)構(gòu)； （ 4） 壓鑄銅合金的鑄件的鑲塊盡可能采用整體式的結(jié)構(gòu)； （ 5） 整體式結(jié)構(gòu)適合采用電加工方法加工，經(jīng)濟(jì)效益好。 鑲拼式結(jié)構(gòu)使用的場合： （ 6） 型腔較深或大型模具； （ 7） 多型腔的模具； （ 8） 型腔表面比較復(fù)雜的模具。其固定形式如下圖： 鑲塊固定方 式 型芯固定方式 成型零件的止轉(zhuǎn)形式 由于成型零件都可以自己的定位所以，不需要對成型零件進(jìn)行止轉(zhuǎn)。 21 5 模具構(gòu)件的設(shè)計(jì) 模板的設(shè)計(jì) 模板是壓力鑄造模具的構(gòu)架里，模具的各部分按一定的位置和程序，在模板內(nèi)加以安裝和固定。在壓鑄模中起定位和導(dǎo)向的作用，借以保證動(dòng)、定模在安裝和合模時(shí)的正確位置，為了便于壓鑄生產(chǎn)的操作，通常把導(dǎo)柱設(shè)置在定模板上。開模時(shí)利用推出機(jī)構(gòu)將包緊在型芯上的鑄件卸除。如復(fù)位桿，先回程機(jī)構(gòu)中的擺 桿和三角塊，成型推板，斜滑塊等。如導(dǎo)釘?shù)呐_(tái)階，限位柱等 結(jié)構(gòu)零件 —— 使頂出機(jī)構(gòu)的其他零件裝配在一起，起固定作用。 1） 頂出距離 s 一般按動(dòng)模成型零件凸出的最大高度 H 來考慮，通常按下面的公式： 13sH? （ mm ） 全自動(dòng)壓鑄機(jī)生產(chǎn)時(shí)： 24 (2 ~ 5)sH?? （ mm） 根據(jù)實(shí)際選取 s=5mm. 2） 如果利用頂出動(dòng)作來完成其他作用時(shí)，則應(yīng)同時(shí)考慮，并使 S 符合要求 3） 有分流器的模具，若分流器的凸出高度大于成型部分的高度，則按分流器的高度來考慮 S 4） 旋轉(zhuǎn)頂出時(shí)旋轉(zhuǎn)數(shù) n 的計(jì)算： HknT?? 其中： H應(yīng)為“需要頂 出的距離” （ mm） T螺旋的導(dǎo)程 （ mm） K安全值，一般取 3~5 (mm) 圖 頂出距離的確定 （ 2）頂出部位的設(shè)置原則 1）盡可能的避免逐漸被頂出部位受彎曲盈利，切應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用 2）頂出部位應(yīng)設(shè)置在最靠近鑄件被包緊的部位。頂出力按抽芯機(jī)構(gòu)的包緊力來考慮。復(fù)位桿結(jié)構(gòu)如圖 26 圖 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)尺寸 復(fù)位桿的固定形式如圖 圖 復(fù)位桿的固定 （ 1）推板導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 推板導(dǎo)柱用于推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)向的零件，有時(shí)可作為支承柱和導(dǎo)柱兼用。 模具的冷卻方法有： （ 1） 風(fēng)冷：即用風(fēng)扇或壓縮空氣吹冷。水冷比風(fēng)冷速度快，控制方便，應(yīng)用最為廣泛。 冷卻水道的計(jì)算 由于壓鑄件形狀、壁厚等各種因素的影響，壓鑄模各部分的熱狀態(tài)有很大的差別，因此應(yīng)根據(jù)型腔的熱流量特征將壓鑄模和型腔分為不同的區(qū)域，對各個(gè)分區(qū)分別計(jì)算 （ 1） 計(jì)算公式為： 3600mqnQ1 ? 1Q — 金屬液傳入模具的熱量 m— 注入型腔相應(yīng)區(qū)域的金屬液質(zhì)量 q— 壓鑄合金從澆注溫度到壓鑄件推出溫度散發(fā)的熱量 n— 每小時(shí)壓鑄的次數(shù)（設(shè)每小時(shí) 120個(gè)） 型腔金屬液傳入模具的熱量 Q腔 = 29 橫澆道金屬液傳入模具的熱量 Q道 = （ 2） 冷卻水道的長度 型腔處長度 L腔 = Q腔 / Q2=11mm 橫澆道處長度 L道 = Q道 / Q2=2mm Q2— 單位長度冷卻水道從模具中吸收的熱量（ KW/mm） 由以上計(jì)算，冷卻水道不需要太長，而加工冷卻水道耗費(fèi)工時(shí)， 采用風(fēng)冷也能達(dá)到同樣的效果，所以，本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)機(jī)或空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)力吹走模具的熱量。 壓射比壓 1）壓射比壓：比壓是壓室內(nèi)金屬液體在單位面積上所受的壓力。 4）壓射比壓的調(diào)整：調(diào)整壓鑄機(jī)的壓射力；更換不同的直徑壓室。 時(shí)間參數(shù) （ 1）填充時(shí)間 金屬液體自開始進(jìn)入型腔到充滿壓鑄型的過程所需的時(shí)間，稱為填充時(shí)間 由內(nèi)澆道的設(shè)計(jì)中可知本次設(shè)計(jì)的填充時(shí)間選擇為 （ 2）持壓時(shí)間 31 金屬液體充滿型腔后，在壓力的作用下，使鑄件完全凝固這段時(shí)間，稱為持壓時(shí)間。留模時(shí)間不宜過長或過短，時(shí)間長頂出困難，甚至開裂；過 短頂出時(shí)鑄件易變形或產(chǎn)生熱裂。 查 [19]p578 表 5197 根據(jù)實(shí)際情況選擇澆注溫度 600C 。 本次設(shè)計(jì)采用電加熱