【文章內(nèi)容簡介】 有型芯，所以不宜采用中心澆注，因此采用底端澆注，澆注位置選在平臺的端面。 壓鑄成型過程及壓鑄機選用 臥式冷室壓鑄機結(jié)構(gòu)臥式冷室壓鑄機基本組成如圖24所示。圖24 臥式冷室壓鑄機1—增壓器；2—蓄能器；3—壓射缸；4—壓射沖頭；5—壓室；6—定座板；7—拉桿；8—動座板；9—頂出缸；10—曲肘機構(gòu)；11—支承座板；12—模具高度；13—合模缸；14—機體；15—控制柜；16—電機及泵此類壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)分為5部分：(1)壓射機構(gòu) 主要作用是在高壓力下將熔融的金屬液壓入型腔的壓射機構(gòu)。壓射壓力、壓射速度等主要工藝參數(shù)都是通過它來控制的，其中包括壓室、壓射沖頭、壓射缸、增壓器和蓄能器。(2)合模機構(gòu) 其作用是實現(xiàn)壓鑄模的開啟和閉合動作，并在壓射成型過程中具有足夠而可靠的鎖模力，以防止在高壓壓射時，模具被推開或發(fā)生偏移。(3)頂出機構(gòu) 在壓鑄件冷卻固化成型并開啟模具后，頂出缸驅(qū)動壓鑄模的推出機構(gòu)，將成型壓鑄件及澆注余料從模具中頂出，并脫出模體，其中包括頂出缸和頂桿。(4)傳動系統(tǒng) 通過液壓傳動或機械傳動完成壓鑄過程中所需要的各種動作。包括電機、各種液壓泵及機械傳動裝置。(5)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)控制柜指令液壓系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的傳動元件，按壓鑄機壓射過程預定的工藝路線和運行程序動作，將液壓動作和機械動作有機的結(jié)合起來，完成準確可靠、協(xié)調(diào)安全的運行規(guī)則[12]。 壓鑄成型過程臥式冷室壓鑄機的壓住成型過程主要分為4個步驟，如圖24所示。 (a)合模過程　 (b)壓射過程 (c)開模過程 　　 (d)鑄件推出過程圖25 壓鑄成型過程(a)合模過程 壓鑄模閉合后，壓射沖頭1復位至壓室2的端口處，將足量的液態(tài)金屬3注入壓室2內(nèi)。(b)壓射過程 壓射沖頭1在壓射缸中壓射活塞高壓作用下，推動液態(tài)金屬3通過壓鑄模4的橫澆道內(nèi)澆口5進入壓鑄模的型腔。金屬液充滿型腔后，壓射沖頭1仍然作用在澆注系統(tǒng)，使液態(tài)金屬在高壓狀態(tài)下冷卻、結(jié)晶、固化成型。(c)開模過程 壓鑄成型后，開啟模具，使壓鑄件脫離型腔，同時壓射沖頭1將澆注余料頂出壓室。(d)推出鑄件過程 在壓鑄機頂出機構(gòu)作用下，將壓鑄件及其澆注余料頂出，并脫離模體，壓射沖頭同時復位[13]。本課題設(shè)計的壓鑄件在分型面的投影面積為729cm2,鋅合金一般件的推薦壓射比壓為13～20MPa，動模板最小行程為108mm,采用常用的臥式冷室壓鑄機，其型號為J1163E。壓鑄機主要參數(shù)如下：壓射力為368～600kN；壓室直徑為70～100mm；最大澆注量（鋁）為9kg；澆注投影面積為403～1649；動模板行程為600mm；拉缸內(nèi)空間水平垂直為750mm750mm。 澆注系統(tǒng)設(shè)計壓鑄模澆注系統(tǒng)是將壓鑄機壓室內(nèi)熔融的金屬液在高溫高壓高速狀態(tài)下填充入壓鑄模型腔的通道。它包括直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、以及溢流排氣系統(tǒng)等。它能調(diào)節(jié)充填速度、充填時間、型腔溫度，因此它決定著壓鑄件表面質(zhì)量以及內(nèi)部顯微組織狀態(tài)，同時也影響壓鑄生產(chǎn)的效率和模具的壽命[14]。 帶澆注系統(tǒng)鑄件鑄件如圖26所示，溢流槽設(shè)于分型面四個對角處，用于有序的排除型腔中的氣體和排除并容納冷污的金屬液以及其他氧化物。圖26 帶澆注系統(tǒng)鑄件 內(nèi)澆口設(shè)計 （1）內(nèi)澆口速度 由參考文獻[15]查得，鋅合金鑄件內(nèi)澆口充填速度Vn的推薦值為30～50m/s，選取為40m/s。 （2）充填時間 經(jīng)計算，利用參考文獻[16]中的經(jīng)驗公式。t=35(b1) （21）式中t充填時間，ms；b壓鑄件平均壁厚，mm可求出t=35()=98ms≈。（3）內(nèi)澆口截面積的確定內(nèi)澆口截面積的確定可由公式（22）得出：Ag=Gρνgt=vvnt (22)式中：Ag—內(nèi)澆口橫截面積，；—通過內(nèi)澆口金屬液的總質(zhì)量，；—液態(tài)金屬的密度，； νg—內(nèi)澆口流速，； t—型腔的填充時間，；V—通過內(nèi)澆口金屬液的體積，cm3；Vn—型腔的充填速度。計算得出數(shù)值如下：Ag=≈(4)內(nèi)澆口厚度、長度、寬度的確定由內(nèi)澆口厚度、寬度和長度的經(jīng)驗數(shù)值表，，寬度為100mm。 橫澆道設(shè)計（1）橫澆道的形式及尺寸根據(jù)鑄件及內(nèi)澆口特點，選用T形澆道，截面為矩形，澆道形狀及尺寸如圖27。（2）橫澆道與內(nèi)澆口的連接方式圖27 橫澆道具體尺寸為了防止金屬液對型芯的正面沖擊，橫澆道與內(nèi)澆口采用了端面聯(lián)接的方式，見圖28。圖28 端面聯(lián)接方式圖28中具體尺寸為：h1=；r2=；h2=7mm；α=45176。 直澆道設(shè)計直澆道尺寸由澆口套尺寸決定。澆口套內(nèi)徑與壓室內(nèi)徑相同，由于壓鑄機選擇型號為J1163E，其壓室直徑為70，80，100。選取100為澆口套內(nèi)徑，其他尺寸根據(jù)情況自行設(shè)計，具體尺寸見附錄。 排溢系統(tǒng)設(shè)計排溢系統(tǒng)由排氣道、溢流槽、溢流口組成。如圖29所示，選用半圓形結(jié)構(gòu)的排溢系統(tǒng)。圖29 排溢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1)溢流槽尺寸設(shè)計溢流槽尺寸選取：溢流口厚度h=；溢流口長度l=4mm；溢流口寬度s=72mm；溢流槽半徑r=15mm。（2）排氣道設(shè)計排氣道相關(guān)尺寸選取為：；寬度為15mm。 壓鑄模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計壓鑄模由定模和動模兩個主要部分組成。定模固定在壓鑄機壓室一方的定模座板上，是金屬液開始進入壓鑄模型腔的部分，也是壓鑄模型腔的所在部分之一。定模上有直澆道直接與壓鑄機的噴嘴或壓室連接。動模固定在壓鑄機的動模座板上，隨動模座板向左、向右移動與定模分開和合攏，一般抽芯和鑄件頂出機構(gòu)設(shè)于其內(nèi)。壓鑄模具的基本結(jié)構(gòu)及零件明細表如圖210所示，它通常包括以下六個部分。（1）成型零件部分。在合模后，由動模鑲塊和型腔鑲塊形成一個構(gòu)成壓鑄件形狀的空腔，通常稱為成型鑲塊。構(gòu)成成型部分的零件即為成型零件。成型零件包括固定的和活動的鑲塊與型芯，如圖中的鑲塊、主型芯、小型芯以及側(cè)型芯等。有時成型零件還構(gòu)成澆注系統(tǒng)的一部分，如內(nèi)澆口、橫澆道、溢流口和排氣道等。（2）澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是熔融金屬由壓鑄機壓室進入壓鑄模成型空腔的通道，如圖中澆口套、澆道鑲塊以及橫澆道、內(nèi)澆口、排溢系統(tǒng)等。由于成型零件和澆注系統(tǒng)的零件均與高溫的金屬液直接接觸，所以它們應(yīng)選用經(jīng)過熱處理的耐熱鋼制造。（3）模體結(jié)構(gòu)。各種模板、座架等構(gòu)架零件按一定程序和位置加以組合和固定，將模具的各個結(jié)構(gòu)件組成一個模具整體，并能夠安裝到壓鑄機上，如圖中的墊塊、支撐板、動模壓板、定模套板、定模座板和動模座板等。導柱和導套是導向零件，又被稱為導準零件。它們的作用是引導動模板與定模板在開模和合模時能沿導滑方向移動，并準確定位。（4）頂出和復位機構(gòu)。將壓鑄件或澆注余料從模具上脫出的機構(gòu)，包括推出零件和復位零件，如圖中的推桿、推桿固定板和推板。同時，為使頂出機構(gòu)在移動時平穩(wěn)可靠，往往還設(shè)置自身的導向零件推板導柱和推板導套。為便于清理雜物或防止雜物影響推板的正確復位，還在推板底部設(shè)置限位釘。（5）側(cè)抽芯機構(gòu)。當壓鑄件側(cè)面有側(cè)凹或側(cè)凸結(jié)構(gòu)時，則需要設(shè)置側(cè)抽芯機構(gòu)，如圖中斜滑塊、側(cè)型芯、斜滑塊限位釘、彈頂銷、彈簧等。（6）其它。除以上各結(jié)構(gòu)單元外，模具內(nèi)還有其它用于固定各相關(guān)零件的內(nèi)六角螺栓以及銷釘?shù)萚17]。第3章 成型零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零件設(shè)計概述成型零件是與高溫金屬液接觸的零件，用于形成澆注系統(tǒng)和鑄件。成型零件由澆注系統(tǒng)成型零件和鑄件成型零件兩部分組成。（1）澆注系統(tǒng)成型零件：澆道鑲塊、澆口套，用于形成澆注系統(tǒng)。（2）鑄件成型零件：型芯、鑲塊、斜滑塊塊，用于形成鑄件。成型零件的結(jié)構(gòu)形式主要可以分為整體式和組合式兩類。