【正文】 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 II 教學系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 III 【摘 要】 本設計的對象為圓形電機蓋，材料為 ADC12，其壁厚不均，具有凹孔和凸臺結(jié)構(gòu)，無側(cè)抽芯。 壓鑄鋁合金在工業(yè)化中的應用及發(fā)展 鋁合金保持了純鋁的質(zhì)輕的特點，但力學性能比純鋁明顯提高。 在二十世紀 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 鐵來進行壓鑄的生產(chǎn)，然而當人們意識到 鋁合金的優(yōu)點以后，鋁合金基本可以 用來替代鐵 來進行壓鑄， 因此應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)的突破進一步說明了真空壓鑄在國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的進步 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 分型面的設計及壓 鑄機的初步確定 分型面的設計 動模與定模的接觸面，即將動模與定模分開的曲面，成為分型面。 （ 5） 分型面的選擇應使 模具結(jié)構(gòu) 簡化且 便于模具加工 。 熱式壓鑄機僅適用于鋅合金、鎂合金，鋁合金及銅合金不能采用熱式壓鑄機；而冷室壓鑄機可 用于 壓鑄鋁、鋅、鎂、銅合金，冷室壓鑄機具有增壓機構(gòu)， 使 壓鑄件 在 高壓壓室的 的條件下進行壓鑄 ，所以 生產(chǎn)出的產(chǎn)品 致密性 較 好，壓鑄件強度 也較 高。充填速度過小會使鑄件的輪廓不清，甚至不能成形。 各種 合金的推薦澆注溫度 如表 34。 （ 1）充填時間 8 自液態(tài)金屬開始進入型腔起到充滿型腔止，所需的時間稱為充填時間。 （ 3） 留模時間 在完成充填和保壓階段后，為了保證零件得以達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其進行考慮相關(guān)的停留時間。 經(jīng)過計算得： F鎖≥ 澆入合金液 重量 的計算 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 壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求、合金種類及其特性，壓鑄機類型及特點都是設計澆注系統(tǒng)時要考慮的因素 [1315]。這種設計順序保證以內(nèi)澆口尺寸為基準，便于設計調(diào)整，減少過程反復。反之，填充時間被延長，部分金屬液在充填過程中冷卻過快，則會產(chǎn)生充不滿的現(xiàn)象。若壓鑄件質(zhì)量更大， K值可取 。 長邊長度 b＝（ ～ 3） /h，取 b＝ 18mm， 18mm。 三種澆注系統(tǒng)的分析與比較 根據(jù)之前設計的分型面，設計了三種不同的澆注系統(tǒng)。 (2)對金屬熔體的流動狀態(tài)進行控制，防止局部卷氣的產(chǎn)生。 溢流槽在設計過程中需要考慮以下幾點： 19 （ 1）溢流槽設計時，注意當要從壓鑄件上去除時要方便，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)運用于壓鑄工藝的第一發(fā)明人 ，并一直 是這個領(lǐng)域的先行者。其尺寸和數(shù)量可根據(jù)實際需要加以調(diào)整。 6 成型零件與模架設計 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確，壓鑄件的成型尺寸精度就越高。 成型尺寸分類及計算要點 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。計算成型尺寸的目的是為了保證壓鑄件的尺寸精度。設計時，先按照鑄件的外部 尺寸 大小 ，設計出合理的動模鑲塊和定模鑲塊，之后再根據(jù)鑄件的內(nèi)部 尺寸，計算出內(nèi)模以及小型芯的尺寸。 圖 55 真空閥的安裝 對于本鑄件來說，采用方式 （ 1） 安裝真空裝置，模架寬度太大，可能需要選大一個型號的壓鑄機，采 用方式 （ 2） 安裝真空裝置 ，因為鑄件投影面積較大，之中的間距不足以容納真空閥。在金屬特別不易達到之處可增設輔助注入口。 表 56 熔湯溫度對表面缺陷的影響 序號 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)的設置 觀察之前沒有設置溢流槽時金屬溶液的流動狀態(tài)以及卷氣情況發(fā)現(xiàn)，在整個充填過程中，有四個位置金屬溶液的沖擊大，因此在這四個位置上和最后充填的部位設置了總共五個溢流槽。 溢流槽的設計 從上述溢流槽的作用來看，通常將溢流槽設置在金屬熔體最先沖擊和最后充填的位置，或者根據(jù)實際情況設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?shù)恼{(diào)節(jié)型腔充填時的局部溫度，對充填條件也有一定的改善作用；必要時，還可以作為壓鑄件的頂出位置。 臥室冷室壓鑄機的直澆道結(jié)構(gòu)和設計要點為： （ 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） 澆口套的長度應小于壓鑄機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值也相應的取得越大。 內(nèi)澆口截面積計算 內(nèi)澆口速度和填充時間直接由內(nèi)澆口的截面面積決定。依據(jù)內(nèi)澆口尺寸，使用一定的擴大系數(shù)，計算橫澆道尺寸。 上述所選的 臥室冷室壓鑄機的澆注系統(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。 鎖模力的計算 鎖模力是選用壓鑄機時首要確定的參數(shù)，其作用主要是為了克服壓射時的反壓力 ，及脹型力，以鎖緊模具的分型面，防止因模具松動，引起金屬液飛濺、傷人，保證鑄件的尺 10 寸精度 [12]。持壓時間的長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。在整個壓鑄模具的設計過程中 ， 壓鑄機的選用非常關(guān)鍵 ，所以，熟 知 壓鑄機的特點、技術(shù)規(guī)格，才能 選擇合適的壓鑄機從而 保證壓鑄生產(chǎn)的 順利 進行 [9]。 （ 3） 分型面的選擇應 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、導熱性 、良好的力學性能 以及較低的熱膨脹性，適合壓鑄大型、薄壁、復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)資料設計澆注系統(tǒng)，考慮使用 CAE 軟件 Flow3D 來確定最佳的澆注方案 ，觀察排氣點，引出排氣通道， 并由此設計排溢系統(tǒng)，通過對試驗結(jié)果運用多指標綜合加權(quán)評分法分析，在最佳試驗范圍內(nèi)獲得最佳成型工藝參數(shù)組合，并且 在氣流終點利用真空閥進行抽真空，設計時把真空閥裝置安裝在模具的側(cè)邊，采用機械真空閥控制其的關(guān)閉，從而實現(xiàn)真空閥工作的排氣功能，使產(chǎn)品的表面質(zhì)量和性能達到一定的要求。同時 ， 在壓鑄過程中系統(tǒng)會 自動 化地 監(jiān)測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％。故鋁合金應在冷室壓鑄機上 進行 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)點與缺點 1 真空壓鑄的國內(nèi)外現(xiàn)狀 2 真空壓鑄在本設計中的應用 2 2 圓形電機蓋的工藝分析 ............................................................................................................. 3 設計任務書