【正文】 其次我要感謝機(jī)械自動(dòng)化學(xué)院以及汽車電子系給予我關(guān)心和幫助過(guò)的領(lǐng)導(dǎo)和老師，你們?nèi)甓鄟?lái)傳授給我的知識(shí)和點(diǎn)點(diǎn)滴滴，讓我在今后的工作和學(xué)習(xí)中更加的從容和自信。這樣做出來(lái)的設(shè)計(jì)，難免有不足之處，希望老師能夠諒解并提出寶貴的意見，供我參考、改正。經(jīng)過(guò)在北京現(xiàn)代有限公司等幾家單 位的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。若選取中壓液壓缸，且密封結(jié)構(gòu)為 Y型密封，根據(jù)資料推薦，等效壓力取 ?eqp MPa，液壓缸的進(jìn)油腔的有效作用面積初估值為 801?A mm，則密封力為： 啟動(dòng)時(shí)： 1 6 0 00 0 51 ????? ApF eqs N 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 33 運(yùn)動(dòng)時(shí)： 800% 51 ??????ApF eqs N （ 3）摩擦阻力的計(jì)算 一般情況下， ::1:: ?zyx FFF ，由題意知， 12021?? wx FF N，則由于切削力所產(chǎn)生的與重力方向相一致的分力 40 000 ??zF N，選取摩擦系數(shù) ?f ， V 型導(dǎo)軌的夾角 ?90?? ，則導(dǎo)軌的摩擦力為： NfFGfFGF zzf6 6 4 045s i n)24 0 0 0 01 5 0 0 0()24 0 0 0 01 5 0 0 0(2s i n)2()2(?????????????? （ 4）回油背壓造成的阻力計(jì)算 回油背壓，一般為 ～ ，取回油背壓 ?bp MPa，考慮兩邊差動(dòng)比為 2，且已知液壓缸進(jìn)油腔的活塞面積 801?A mm，取有桿腔活塞面積 402?A mm，將上述值代入公式得： 1 2 0 00 0 62 ????? ApF bb N 分析液壓缸各工作階段中受力情況，得知在工進(jìn)階段受力最大，作用在活塞上的總載荷： 2 0 7 9 31 2 0 06 6 4 08 0 01 5 31 2 0 0 0 ??????????? bfsaw FFFFFF N （ 5）確定液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸和工作壓力 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定系統(tǒng)工作壓力，選取 p=3MPa，則工作腔的有效工作面積和活塞直徑分別為： 261 m006 93 ???? pFA m 15 . 0 00693 . 0 4 4 1 ? ? ? ? ? ? AD 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 34 因?yàn)橐簤焊椎牟顒?dòng)比為 2，所以活塞桿直徑為： 則液壓缸實(shí)際計(jì)算工作壓力為： 622 ?????? ?? DFp 實(shí)際選取的工作壓力為： 6??p 由于工作時(shí)需做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在確定油缸活塞面積 1A 之后，還必須按最低進(jìn)繪速度驗(yàn)算油缸尺寸。例如采用單定量泵供油，只需計(jì)算工進(jìn)階段的總負(fù)載力，若簡(jiǎn)單系統(tǒng)采用限壓式變量泵或雙聯(lián)泵供油，則只需計(jì)算快速階段和工進(jìn)階段的總負(fù)載力。在初算時(shí)，可按缸的機(jī)械效率 (η m=)考慮；驗(yàn)算時(shí)，按密封裝置摩擦力的計(jì)算公式計(jì)算。 圖 導(dǎo)軌形式 ① 切削阻力 Fc：為液壓缸運(yùn)動(dòng)方向的工 作阻力，對(duì)于機(jī)床來(lái)說(shuō)就是沿工作部件運(yùn)動(dòng)方向的切削力，此作用力的方向如果與執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)方向相反為正值，兩者同向?yàn)樨?fù)值。 圖 （ a） 所示為間隙密封，它依靠運(yùn)動(dòng)間的微小間隙來(lái)防止泄漏。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 圖 液壓缸的緩沖裝置 節(jié)流閥 排氣裝置 液壓缸在安裝過(guò)程中或長(zhǎng)時(shí)間停放重新工作時(shí)，液壓缸里和管道系統(tǒng)中會(huì)滲入空氣，為了防止執(zhí)行元件出現(xiàn)爬行，噪聲和發(fā)熱等不正?，F(xiàn)象，需把缸中和系統(tǒng)中的空氣排出?；钊麠U與活塞的連接對(duì)保證液壓缸的正常工作非常重要。單作用式液壓缸具有單向液壓驅(qū)動(dòng)，靠自重，彈簧或者其他外力回程的特點(diǎn)；雙作用式液壓缸則是雙向液壓驅(qū)動(dòng)的。 推桿導(dǎo)柱的端部用內(nèi)六角螺釘固定限位環(huán)，中間設(shè)有彈簧墊圈防止螺釘松動(dòng)，加工制造方便，但限位精度不夠，用于采用通用模座的小型壓鑄模。 為使鑄件上不留推桿印痕，應(yīng)盡量將推桿設(shè)在直澆道，溢流包或附加的工藝凸臺(tái)上。在壓鑄模的熱節(jié)部位可以用熱傳導(dǎo)系數(shù)高的合金（鈹青銅、鎢基合金等）進(jìn)行間接冷卻。 風(fēng)冷。此種橫澆道的特點(diǎn)是，金屬液熱量損失小，加工方便，應(yīng)用廣泛。直澆道底部分流錐直徑根據(jù)公 式 ， 帶入 1d =9mm， 3d =25mm，得 2d 23? ， 1d =9mm，由于取通道寬度為 7mm，所以取 2d =7mm。噴嘴段的出型斜度取 1? 30? ，澆口套段的出型斜度取 1? 30? ～ 3? 。各種類型的壓鑄機(jī)所采用的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如 圖 所示。其計(jì)算方法如下： 為了簡(jiǎn)化型腔尺寸的計(jì)算公示，鑄件的極限上偏差規(guī)定為零。在通常的情況下， ?? 取鑄件公差 ? 的 1/5～ 1/4。 成型零件的止轉(zhuǎn)形式 對(duì)外型為回轉(zhuǎn)體的鑲塊或型芯，在成型部分為非回轉(zhuǎn)體時(shí)，應(yīng)采用止轉(zhuǎn) 形式以保持鑲塊或型芯與其它零部件的正確位置。 考慮以上敘述設(shè)計(jì)原則，本設(shè)計(jì)又根據(jù)鑄件特點(diǎn)及加工簡(jiǎn)便 的考慮，選擇整體鑲塊式的鑲拼式結(jié)構(gòu)。拼合處的間隙利于排氣，但降低了壓鑄型模的導(dǎo)熱性能，且間隙處易產(chǎn)生飛邊。 分型面的設(shè)置應(yīng)盡量簡(jiǎn)化壓鑄模結(jié)構(gòu)，如減少抽芯機(jī)構(gòu)等。（ a）采用平直型面的壓鑄模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，應(yīng)用最廣。 計(jì)算壓鑄?？偤穸?，核對(duì)壓鑄機(jī)允許的最小或最大壓鑄模厚度。 確定型芯的分割位置尺寸、固定方式或動(dòng)作方式。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“與合模方向平行的型芯”。 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(guò)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(tái)、凹腔和空腔內(nèi)抽拔出來(lái)。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。當(dāng)固定架的長(zhǎng)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(guò)螺栓連接起來(lái)。 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)。 推出機(jī)構(gòu)。 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。 澆注口一般稱之為澆道，不是通過(guò)定模就是在兩 個(gè)半模中間的分型面上。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。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)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定模具整體結(jié)構(gòu)布置方案。壓鑄模具由于其工作狀態(tài)的苛刻性，對(duì)于材料有較高的要求，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家都采用優(yōu)質(zhì) H13 鋼，國(guó)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。我國(guó)的汽車工業(yè)也正在成長(zhǎng)過(guò)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(zhǎng)，這就對(duì)壓鑄件提出了更高的質(zhì)量要求。 壓鑄新材料的研究和應(yīng)用得到推廣。壓鑄市場(chǎng)的發(fā)展，得益于壓鑄技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)，國(guó)際上大型汽車廠家的零部件采購(gòu)進(jìn)入全球化時(shí)代。 選題的現(xiàn)狀 國(guó)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。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(duì)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。壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的主要特點(diǎn)是高壓和高速。 圖 ，圖 圖 一個(gè)壓鑄的循環(huán)過(guò)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。 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。德國(guó)鎂壓鑄件的產(chǎn)量在大幅度的增加。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 國(guó)內(nèi)壓鑄業(yè)的發(fā)展特點(diǎn) 我國(guó)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(lái)，由于國(guó)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(zhǎng)。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(lái)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(lái)提高模具的硬度和剛性。 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(guò)程的控制，有效地降低了企業(yè)的浪費(fèi)。 從長(zhǎng)期發(fā)展來(lái)看，中國(guó)經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)增長(zhǎng)，今后鑄造模具總體需求還會(huì)增長(zhǎng)。 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(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 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。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。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)。 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)。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。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。與此相反，與合模方向平行的壓鑄件空腔不會(huì)在型腔內(nèi)產(chǎn)生凹入；因此。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。 如果要使型芯通過(guò)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(méi)有凹坑。 壓鑄模設(shè)計(jì)的步驟 對(duì)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(hào)； 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。 布置冷卻和加熱管道的位 置并確定其尺寸。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。 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)。 整體式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)強(qiáng)度高，剛性好，適用于小型、簡(jiǎn)單、精度要求不高的模具。 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。 型芯的固定 臺(tái)階式 ： 型芯采用臺(tái)階式，用壓板壓緊。 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。一般都是采用調(diào)整上下偏差的方法來(lái)確定成形尺寸。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。 澆口套導(dǎo)入口的直徑應(yīng)比噴嘴出口直徑大 ～ 1mm， 使直澆道能順利脫出。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 圖 直澆道 圖 說(shuō)明：分流錐呈偏心圓錐形，適用于單一型腔側(cè)