【正文】 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 II 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 III 【摘 要】 本設(shè)計(jì)的對(duì)象為圓形電機(jī)蓋，材料為 ADC12，其壁厚不均，具有凹孔和凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，無側(cè)抽芯。 壓鑄鋁合金在工業(yè)化中的應(yīng)用及發(fā)展 鋁合金保持了純鋁的質(zhì)輕的特點(diǎn)，但力學(xué)性能比純鋁明顯提高。 在二十世紀(jì) 的 中期，鋁合金壓鑄件得到了很大 的發(fā)展， 在這之前人們經(jīng)常使用 鐵來進(jìn)行壓鑄的生產(chǎn)，然而當(dāng)人們意識(shí)到 鋁合金的優(yōu)點(diǎn)以后，鋁合金基本可以 用來替代鐵 來進(jìn)行壓鑄， 因此應(yīng)該將鋁合金壓鑄件放在在最重要的地方 。 （ 5）采用真空壓鑄法可提高生產(chǎn)率 10％～ 20％。這種技術(shù)的突破進(jìn)一步說明了真空壓鑄在國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步 與 適用性 [4]。 （ 2） 鑄件壁厚不均，最大 9mm，最小為 ，平均壁厚為 5mm。 3 分型面的設(shè)計(jì)及壓 鑄機(jī)的初步確定 分型面的設(shè)計(jì) 動(dòng)模與定模的接觸面，即將動(dòng)模與定模分開的曲面，成為分型面。 （ 5） 分型面的選擇應(yīng)使 模具結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)化且 便于模具加工 。 熱式壓鑄機(jī)僅適用于鋅合金、鎂合金，鋁合金及銅合金不能采用熱式壓鑄機(jī)；而冷室壓鑄機(jī)可 用于 壓鑄鋁、鋅、鎂、銅合金，冷室壓鑄機(jī)具有增壓機(jī)構(gòu)， 使 壓鑄件 在 高壓壓室的 的條件下進(jìn)行壓鑄 ，所以 生產(chǎn)出的產(chǎn)品 致密性 較 好，壓鑄件強(qiáng)度 也較 高。充填速度過小會(huì)使鑄件的輪廓不清，甚至不能成形。 各種 合金的推薦澆注溫度 如表 34。 （ 1）充填時(shí)間 8 自液態(tài)金屬開始進(jìn)入型腔起到充滿型腔止，所需的時(shí)間稱為充填時(shí)間。 （ 3） 留模時(shí)間 在完成充填和保壓階段后，為了保證零件得以達(dá)到要求的冷卻效果以及避免在過熱的情況下露置在空氣中的過分冷卻需要對(duì)其進(jìn)行考慮相關(guān)的停留時(shí)間。 經(jīng)過計(jì)算得： F鎖≥ 澆入合金液 重量 的計(jì)算 鑄件凈重 G1=370g， 澆注系統(tǒng)按鑄件 30%算， G2=370=111g 澆入金屬液總重 G總 =370+111=481g。 同時(shí) 壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、合金種類及其特性，壓鑄機(jī)類型及特點(diǎn)都是設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要考慮的因素 [1315]。這種設(shè)計(jì)順序保證以內(nèi)澆口尺寸為基準(zhǔn)，便于設(shè)計(jì)調(diào)整，減少過程反復(fù)。反之，填充時(shí)間被延長(zhǎng)，部分金屬液在充填過程中冷卻過快，則會(huì)產(chǎn)生充不滿的現(xiàn)象。若壓鑄件質(zhì)量更大， K值可取 。 長(zhǎng)邊長(zhǎng)度 b＝（ ～ 3） /h，取 b＝ 18mm， 18mm。 三種澆注系統(tǒng)的分析與比較 根據(jù)之前設(shè)計(jì)的分型面，設(shè)計(jì)了三種不同的澆注系統(tǒng)。 (2)對(duì)金屬熔體的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行控制，防止局部卷氣的產(chǎn)生。 溢流槽在設(shè)計(jì)過程中需要考慮以下幾點(diǎn)： 19 （ 1）溢流槽設(shè)計(jì)時(shí)，注意當(dāng)要從壓鑄件上去除時(shí)要方便，且將其去除后盡量不使壓鑄件外觀損壞。 圖 52 排溢系統(tǒng)的充型模擬 分析結(jié)束后各主要參數(shù)如表 51所示。它是成功將真空技術(shù)運(yùn)用于壓鑄工藝的第一發(fā)明人 ，并一直 是這個(gè)領(lǐng)域的先行者。其尺寸和數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要加以調(diào)整。 6 成型零件與模架設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)形式 壓鑄模具結(jié)構(gòu)中組成型腔用來形成壓鑄件形狀的零件叫做 成型零件。 型芯的固定及止轉(zhuǎn)形式 型芯 固定時(shí)不僅必須保持與相關(guān)的構(gòu)件有足夠的穩(wěn)定性，還要求方便 加工和拆 卸。對(duì)壓鑄件合金在各種情況下冷卻收縮的規(guī)律 及收縮率的大小把握得越準(zhǔn)確，壓鑄件的成型尺寸精度就越高。 成型尺寸分類及計(jì)算要點(diǎn) 27 成型尺寸主要可分為型腔尺寸（包括型腔深度尺寸）、型芯尺寸（包括型芯高度尺寸）、成型部分的中心距離和位置尺寸三類。計(jì)算成型尺寸的目的是為了保證壓鑄件的尺寸精度。設(shè)計(jì)時(shí)，先按照鑄件的外部 尺寸 大小 ，設(shè)計(jì)出合理的動(dòng)模鑲塊和定模鑲塊，之后再根據(jù)鑄件的內(nèi)部 尺寸，計(jì)算出內(nèi)模以及小型芯的尺寸。 圖 55 真空閥的安裝 對(duì)于本鑄件來說，采用方式 （ 1） 安裝真空裝置，模架寬度太大，可能需要選大一個(gè)型號(hào)的壓鑄機(jī)，采 用方式 （ 2） 安裝真空裝置 ，因?yàn)殍T件投影面積較大，之中的間距不足以容納真空閥。在金屬特別不易達(dá)到之處可增設(shè)輔助注入口。 表 56 熔湯溫度對(duì)表面缺陷的影響 序號(hào) 沖頭速度 cm/s 模具溫度 /K 熔湯溫度 /k 表面缺陷值 1 200 513 953 2 212 498 953 3 225 483 953 4 200 513 933 5 212 498 933 6 225 483 933 7 200 513 913 8 212 498 913 9 225 483 913 23 由上表的對(duì)比結(jié)果選出最佳的熔湯溫度： 933K 綜上所述，確定了最佳的一組 模具工藝參數(shù)，如表 57列出。 圖 51 排溢系統(tǒng)的設(shè)置 觀察之前沒有設(shè)置溢流槽時(shí)金屬溶液的流動(dòng)狀態(tài)以及卷氣情況發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)充填過程中，有四個(gè)位置金屬溶液的沖擊大，因此在這四個(gè)位置上和最后充填的部位設(shè)置了總共五個(gè)溢流槽。 溢流槽的設(shè)計(jì) 從上述溢流槽的作用來看，通常將溢流槽設(shè)置在金屬熔體最先沖擊和最后充填的位置，或者根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置在充填過程中比較容易產(chǎn)生卷氣的部位。 5 排溢系統(tǒng)的確定 在鑄件上設(shè)置溢流槽，不僅可以將型腔內(nèi)夾雜的氣體、雜物和污冷金屬引入其內(nèi)，使鑄件的質(zhì)量和性能符合要求，而且，也可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)型腔充填時(shí)的局部溫度，對(duì)充填條件也有一定的改善作用；必要時(shí)，還可以作為壓鑄件的頂出位置。 臥室冷室壓鑄機(jī)的直澆道結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)為： （ 1） 根據(jù)所選擇的壓射比壓、金屬液的總?cè)萘恳约皦菏业某錆M度，選擇適宜的壓室直徑和澆口套內(nèi)徑； （ 2） 澆口套的長(zhǎng)度應(yīng)小于壓鑄機(jī)壓射沖頭的跟蹤距離，以便于在開模后澆注余料從直澆道中完全推出； （ 3） 為了便于澆注余料從澆口套中順利脫模，直澆道前端應(yīng)有一段斜度為 5176。 DDAW ??? ?tanr ， r=2～ 3 式中， Ag—— 內(nèi)澆口截面積， mm2； Ar—— 橫澆道截面積， mm2； D—— 橫澆道深度， mm； T—— 內(nèi)澆口寬度， mm； W—— 橫澆道寬度， mm。 K值主要由壓鑄件質(zhì)量來決定，壓鑄件質(zhì)量越大， K值也相應(yīng)的取得越大。 內(nèi)澆口截面積計(jì)算 內(nèi)澆口速度和填充時(shí)間直接由內(nèi)澆口的截面面積決定。依據(jù)內(nèi)澆口尺寸，使用一定的擴(kuò)大系數(shù)，計(jì)算橫澆道尺寸。 上述所選的 臥室冷室壓鑄機(jī)的澆注系統(tǒng) 由 直澆道、橫澆道和內(nèi)澆口三部分組成，余料與直澆道合為一體。 鎖模力的計(jì)算 鎖模力是選用壓鑄機(jī)時(shí)首要確定的參數(shù)，其作用主要是為了克服壓射時(shí)的反壓力 ，及脹型力，以鎖緊模具的分型面，防止因模具松動(dòng)，引起金屬液飛濺、傷人，保證鑄件的尺 10 寸精度 [12]。持壓時(shí)間的長(zhǎng)短取決于鑄件的材質(zhì)和壁厚 ，參考表 37。 . 表 35 推薦的壓鑄模具工作溫度 （單位： ℃ ） 合金 鋅合金 鋁合金 鎂合金 壓鑄模具溫度 150～ 200 210～ 300 240～ 300 初選模具工作溫度為 255℃ 。 （ 1）澆注溫度。 鋁合金的壓射比壓范圍 如表 31所示。在整個(gè)壓鑄模具的設(shè)計(jì)過程中 ， 壓鑄機(jī)的選用非常關(guān)鍵 ，所以，熟 知 壓鑄機(jī)的特點(diǎn)、技術(shù)規(guī)格，才能 選擇合適的壓鑄機(jī)從而 保證壓鑄生產(chǎn)的 順利 進(jìn)行 [9]。 （ 3） 分型面的選擇應(yīng) 有利于澆注 和排溢 系統(tǒng) 的布置和排氣。此外還有較好的耐腐蝕性、導(dǎo)熱性 、良好的力學(xué)性能 以及較低的熱膨脹性，適合壓鑄大型、薄壁、復(fù)雜及有密封性要求的壓鑄件，如液壓泵殼體、箱蓋、缸體等 。 3 通過查閱相關(guān)資料設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，考慮使用 CAE 軟件 Flow3D 來確定最佳的澆注方案 ，觀察排氣點(diǎn)，引出排氣通道， 并由此設(shè)計(jì)排溢系統(tǒng)，通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用多指標(biāo)綜合加權(quán)評(píng)分法分析，在最佳試驗(yàn)范圍內(nèi)獲得最佳成型工藝參數(shù)組合，并且 在氣流終點(diǎn)利用真空閥進(jìn)行抽真空，設(shè)計(jì)時(shí)把真空閥裝置安裝在模具的側(cè)邊，采用機(jī)械真空閥控制其的關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)真空閥工作的排氣功能，使產(chǎn)品的表面質(zhì)量和性能達(dá)到一定的要求。同時(shí) ， 在壓鑄過程中系統(tǒng)會(huì) 自動(dòng) 化地 監(jiān)測(cè)模具型腔中的真空度、真空抽氣管路的堵塞情況 ， 以確保高真空壓鑄生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性。 （ 3）從鑄型型腔抽出空氣，顯著地降低了充填反壓力，并可在提高強(qiáng)度的條件下采用較低的比壓（較常用的比壓約低 10％～ 15％）壓鑄出較薄的鑄件，使鑄件壁厚減小25％～ 50％。故鋁合金應(yīng)在冷室壓鑄機(jī)上 進(jìn)行 壓鑄 [1]。s raw material is ADC12， which with a recessed hole and boss structure, no side corepulling, and its wall thickness is uneven . According to the structure characteristics of the motor cover, three kinds of gating system was designed, Simulated the metal flow process by Flow3D software, and determined to use the fan side gate pouring plan. According to the metal flow and the gas volume location of the plan to set the exhaust system, it has been verified by Flow3D ,and is proved reasonable. At the same time, design other structural of the mould and discuss the mounting position and manner of use of the vacuum valve. Finally, arrange the product cycle and account mold cost to circular motor cover mould. 【 key words 】 the circular motor cover， Flow3D， gating system， gas volume， exhaust system 目錄 IV 【摘 要】 ....................................................................................................................................... 2 【關(guān)鍵詞】 ................................................................................................................................... III 1 前言 .............................................................................................................................................. 1 壓鑄的概念 1 壓鑄鋁合金在工業(yè)化中的應(yīng)用及發(fā)展 1 真空壓鑄技術(shù)介紹 1 真空壓鑄的原理 1 真空壓鑄的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 1 真空壓鑄的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 2 真空壓鑄在本設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 2 2 圓形電機(jī)蓋的工藝分析 ............................................................................................................. 3 設(shè)計(jì)任務(wù)書