【文章內(nèi)容簡介】 壞直接影響到壓鑄質(zhì)量 在對于高技術(shù)壓鑄模來說，都要對壓鑄模在使用過程中進行監(jiān)控或?qū)鸿T模的報役模擬仿真，由此知壓鑄模的工作狀況。 壓鑄工藝 壓鑄工藝方面的計算機輔助技術(shù)有：壓鑄工藝制定的專家系統(tǒng)，鑄件質(zhì)量故障診斷。 鳴 謝 － 5 － 壓鑄模設(shè)計 壓鑄模設(shè)計主要完成壓鑄模的 結(jié)構(gòu)尺寸、精度、表面性能等方面的設(shè)計，并選擇模具的材料等。計算機在壓鑄模設(shè)計方面的工作有：壓鑄模 CAD；壓鑄模材料、輔料、輔件選擇專家系統(tǒng)；工裝選擇專家系統(tǒng)；壓鑄模 CAPP；壓鑄模加工模擬；壓鑄模 CAQ。 為了迎合模具的發(fā)展趨勢，在本次設(shè)計過程中主要應(yīng)用 PTC 公司的 pro/engineer 軟件進行對鑄件零件的設(shè)計和對壓鑄模具的凹、凸模進行仿真加工，并經(jīng)后置處理轉(zhuǎn)化為 NC加工程序。 壓鑄模的基本結(jié)構(gòu) 壓鑄模的結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中分型線 AA 上邊那一半模具稱為定模。定模這部分時固定在壓鑄機定模安裝 板上的。 AA 下邊那一半模具稱為動模。動模這部分是隨壓鑄機動模安裝板開合移動的 壓鑄模結(jié)構(gòu)圖 第 2 章 壓鑄件設(shè)計工藝分析 鳴 謝 － 6 － 2 壓鑄合金 用于生產(chǎn)壓鑄件的金屬材料有鋁合金、存鋁，鋅合金，鎂合金、銅合金、鉛合金、錫合金等。其中以鋁合金應(yīng)用最廣，鎂合金呈增長趨勢。黑色金屬僅有很少量應(yīng)用。 對壓鑄合金的基本要求 1） 材料力學(xué)性能、耐腐蝕性能、加工性能和其他性能符合產(chǎn)品工件工作條件要求。 2） 液態(tài)流動性好。結(jié)晶溫度間隔小、結(jié)晶潛熱大的合金又出色的流動性，為實現(xiàn)復(fù)雜壓鑄件的薄壁化創(chuàng)造了條件。 3） 熱裂傾向小。合金在固相線下有較高的高溫強度，避免壓鑄時產(chǎn)生熱裂。 4） 收縮率小。以免脫模時鑄件產(chǎn)生變形及裂紋，并有助于保證壓鑄尺寸精度。 5） 熔點較低。低的合金壓鑄溫度有利于延長壓鑄模使用壽命。 6） 貨源充足并且在單位質(zhì)量的性能成本比較中價格低廉 壓鑄件合金選擇 根據(jù)上述要求查《壓鑄模設(shè)計手冊》選取壓鑄鋁合金 YZAlSi10Mg。 壓鑄件及其技術(shù)要求 本人這個題目所設(shè)計的壓鑄件為汽車 ETC 節(jié)流閥，工件圖如下 上圖所示的零件材料為鋁合金。該閥體零件形狀復(fù)雜基本要求一次成型，除了特殊要求的空需要加工外，零件去毛刺后可以直接進行檢驗，使用。所有的直徑、半徑的位置度分型線允許有不超過 的飛邊，所有毛胚數(shù)據(jù)為基準，保證完整的零件特征參見 3D 模型。 第 3 章 選用壓鑄機 鳴 謝 － 7 － 根據(jù)壓鑄件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、技術(shù)要求及其驗收條件等采用合理的壓鑄工藝，設(shè)計、制造優(yōu)良的壓鑄模具并合理選用壓鑄機，使生產(chǎn)合乎要求的優(yōu)質(zhì)壓鑄件的前題。 設(shè)計壓鑄模與選用壓鑄機有密切聯(lián)系。除了安裝尺寸、鎖模力外，重要的還有壓鑄機與壓鑄模之間的能量供需 關(guān)系。這種關(guān)系用 PQ2圖來闡明，可從中獲得壓鑄機的壓鑄能量和壓鑄模所需的充型能量。 3 壓鑄機的結(jié)構(gòu)及主要組成 壓鑄機分為冷室和熱室兩大類，又分臥式、立式兩種型式。臥式應(yīng)用最多?，F(xiàn)將常用的壓鑄機作一簡介。 臥式冷室壓鑄機 其機構(gòu)及主要組成如圖所示。常用于壓鑄鋁、鎂、銅合金，亦可用于黑色金屬。其特點如下。 金屬液進入型腔轉(zhuǎn)折少，有利于發(fā)揮增壓得作用。 1） 臥式壓鑄機一般設(shè)有偏心和中心兩種，澆注位置，可供設(shè)計模具時選用。 2） 便于操作，便于維修，容易實現(xiàn)自動化。 3） 金屬液在壓室內(nèi)與空氣接觸面積大，壓射時速度選擇不當，容易卷 入空氣和氧化夾渣。 4） 設(shè)置中心澆口時模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 壓鑄機選用 根據(jù)鎖模力選用壓鑄機是一種傳統(tǒng)并被廣泛采用的選壓鑄機的方法，但還是不足。 鳴 謝 － 8 － 計算壓鑄機所需的鎖模力 根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特征、合金及技術(shù)要求選用合適的比壓，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的考慮，估算投影面積，按公式（ 31）求得脹型力后乘以安全系數(shù) K（一般 K取 ），便得到壓鑄該壓鑄件所壓鑄機的鎖模力。 ? ?F K F F??分鎖 主 （ 31） 式中 F鎖 壓鑄機應(yīng)有的鎖模力（ kN） K 安全系數(shù)（一般取 K=） F主 主脹型力、鑄件在分型面上的投影面積，包括澆注系統(tǒng)、溢流、排氣系統(tǒng)的面積乘以比壓（ kN） . F分 分脹型力，作用在滑塊鎖緊面上的發(fā)向分引力引起脹型力之和（ kN） 。 確定比壓 比壓實確保鑄件質(zhì)量的重要參數(shù)之一，根據(jù)合金種類并按鑄件要求選擇。根 據(jù)《壓鑄模設(shè)計手冊》表 31得 K 取 80～ 120，這里設(shè)計取 100。 計算脹型力 計算主脹型力 10APF ??主 （ 32） 其中 A 為鑄件在分型面上的投影面積，一般另加 30%作為澆注系統(tǒng)與溢流排氣系統(tǒng)的面積，由計算得 2cm ,P 取 100MPa,則 F主 =(KN) 選用壓鑄機 為簡化選壓鑄機時的計算，在已知模具分型面上鑄件總投影面積 A? 和所選用的比壓 P 后，可以從《壓鑄模設(shè)計手冊》圖 35 中直接查到所選用的壓鑄機型號和壓室直徑。A? = 2cm ,p=100MPa,可以選用 J1113 型冷室臥式壓鑄機，壓室直徑為 50mm. 鳴 謝 － 9 － 模具厚度與動模座板行程核算 為了機器合模時能鎖緊模 具分型面，開模后能方便地從分型面間取出鑄件，必須對模具厚度、動模座板行程進行核算。 模具厚度核算 雖然通過調(diào)整合模機構(gòu)的位置可適應(yīng)所設(shè)計的模具厚度，但調(diào)整范圍不超過說明書中所給的出的最大和最小模具厚度。 根據(jù)分型面在合模時必須貼緊的要求，所設(shè)計的模具厚度，不得小于機器說明書所給定的最小模具厚度，也不得大于所給定最大模具厚度。據(jù)此，設(shè)計模具時，按公式（ 33）核算所設(shè)計的模具厚度： m in m a x10 10H m m H H m m? ? ? ?設(shè) （ 33） 其中 Hmin=300， Hmax =600， H 設(shè) =520， 滿足要求 動模座板行程核算 動模座板行程實際上就是壓鑄機開模后，模具分型面之間的最大距離。設(shè)計模具時，根據(jù)鑄件形狀、澆注系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)核算是否能滿足要求，見公式（ 34）。 LL?取 行 （ 34） 式中 L取 開模后分 型面之間能取出鑄件的最小距離 L行 動模座板行程 L取 =160mm， L行 =300，滿足要求。 第 4章 澆注系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)得主要作用是把金屬液熱室壓鑄機的噴嘴或冷室壓鑄機的壓室導(dǎo)入型腔內(nèi)。澆注系統(tǒng)合溢流、排氣系統(tǒng)與金屬進入型腔的部位、方向、流動狀態(tài)，型腔內(nèi)氣體的排出等密切相關(guān)，并能調(diào)節(jié)充填速度、時間，型腔溫度等充型條件，其設(shè)計時壓鑄模具設(shè)計 重要環(huán)節(jié)。 4 澆注系統(tǒng) 將金屬液引入到型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)。它是從壓室開始到內(nèi)澆口為止的進料通道的總稱，一般由四個部分組成：直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、余料。本設(shè)計采用立試壓鑄機用的澆注系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)見下圖： 鳴 謝 － 10 － 1— 直澆道 2— 橫澆道 3— 內(nèi)澆口 本設(shè)計采用臥式壓鑄機用的澆注系統(tǒng)。 一． 澆注系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計 設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求、合金的性能以及壓鑄機的類型和特性等，確定液 態(tài)合金引入型腔的位置及流向、澆注系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和各組成部分的尺寸。 內(nèi)澆口的設(shè)計 設(shè)計內(nèi)澆口的位置忽然方向，并預(yù)計合金充填過程的流態(tài)，可能出現(xiàn)的死角區(qū)和裹氣部位，以便設(shè)置適當?shù)囊缌鞑酆团艢獠邸? （ 1） 內(nèi)澆口的設(shè)計原則 內(nèi)澆口設(shè)計時應(yīng)注意如下幾點： 1） 從內(nèi)澆口進入型腔的金屬液，應(yīng)首先充填深腔處難以排氣的部位，然后充填其他部位，并應(yīng)注意不要過早的封閉分型面、排氣槽，以便于型腔中氣體能夠順利排除。 鳴 謝 － 11 － 2） 金屬液進入型腔后，不正面沖擊壁和型芯，力求減少動能損耗，避免因沖擊而受侵蝕發(fā)生粘膜現(xiàn)象，致使該處過早損 壞。 3） 應(yīng)盡可能采用單個內(nèi)澆口而少用分支澆口（大型鑄件、箱體和框架類以及結(jié)構(gòu)形狀特殊的鑄件除外），以避免多路金屬液匯流互相撞擊，形成渦流，產(chǎn)生裹氣和氧化物夾雜等缺陷。對有家強肋的鑄件，應(yīng)使內(nèi)澆口導(dǎo)入金屬液的流向與堅強肋方向一致。 4） 形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，應(yīng)采用較薄的內(nèi)澆口，以保證有足夠的充填速度。對一般結(jié)構(gòu)形狀的逐漸，為保證最終靜壓力的傳遞作用，應(yīng)采用較厚的內(nèi)澆口，并設(shè)在鑄件的厚處。 5） 內(nèi)澆口設(shè)置位置應(yīng)使金屬液充填壓鑄模型