摩托車曲軸箱蓋壓鑄工藝優(yōu)化與模具設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-17 06:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。排溢系統(tǒng)由排氣道、溢流槽、溢流口組成。溢流槽的結(jié)構(gòu)如圖28 所示。圖28 溢流槽的結(jié)構(gòu)（1)溢流槽尺寸設(shè)計溢流槽尺寸選?。阂缌骺诤穸萮=；溢流槽厚度H=12mm；溢流槽A=30mm，B=35mm。溢流槽圓角半徑R=5mm。（2）排氣槽設(shè)計排氣槽用于從型腔內(nèi)排出空氣及分型劑揮發(fā)產(chǎn)生的氣體，其設(shè)置的位置與內(nèi)澆口的位置及金屬液的流態(tài)有關(guān)。為使型腔內(nèi)的氣體在壓射時盡可能被壓鑄的金屬液排出，要將排氣槽設(shè)置在金屬液最后填充的部位。排氣槽一般與溢流槽配合，布置在溢流槽后端以加強溢流和排氣的效果。本次設(shè)計的排氣槽結(jié)構(gòu)如圖29所示。排氣槽由分型面上直接從型腔中引出來，呈曲折形狀，有利于防止金屬液從排氣槽中噴射出來。圖29排氣槽三維示圖根據(jù)參考文獻[3]，；寬度為20mm。圖210帶澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的鑄件如圖210所示，為鑄件帶有澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的三維圖。溢流槽、集渣包和排氣部分設(shè)于分型面外圍，用于排除型腔中的氣體和排除并容納冷污的金屬液和氧化物。 3壓鑄模具的CAE模擬分析由于本次設(shè)計產(chǎn)品形狀復(fù)雜，為了減少網(wǎng)格數(shù)，把網(wǎng)格劃分如下圖31：網(wǎng)格數(shù)為：Block 1 =4531800。Block 2 = 163800。Block 3 = 63840。網(wǎng)格總數(shù)為：4759440。圖31 網(wǎng)格劃分示意圖（a）產(chǎn)品體結(jié)果查看 （b）型腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)果查看圖32 網(wǎng)格劃分結(jié)果查看圖 參數(shù)設(shè)定型腔的初始溫度設(shè)為293k，壓強采用相對壓強。因為該產(chǎn)品是用ADC12材料制造而成，因此選擇填充的金屬液為ADC12，選擇模具的材料為H13,設(shè)置進料邊界條件，修改進料溫度為973k，進料壓射速度為400cm/s。再進行物理選項選擇時根據(jù)分析任務(wù)選擇air entrainment（氣孔）、defect tracking（曲線）、gravity（重力）、heat transfer（熱傳遞）、solidification（凝固）、viscosity and turbulence（湍流）。圖33為填充過程溫度場充填過程數(shù)值模擬圖，可以看出，從內(nèi)澆口進入的金屬液開始充填制件，在填充制品時溫度差不會太大，而且溫度分布較均勻。而金屬液進入溢流槽時，此部分是制件中最狹窄的部位，其截面積比內(nèi)澆口總面積小，阻止了后續(xù)金屬液的流動，使得溫度降低較快，在溢流槽容易形成冷凝等缺陷，正因為此部分狹窄，導(dǎo)致形成繞流。繞流進一步發(fā)展成為旋渦，造成在制件內(nèi)部卷氣，最終的卷氣位置分布如圖34所示，卷氣情況隨著充填位置和澆口位置的距離增大而增大，在溢流槽位置處卷氣特別嚴重，這也是設(shè)置溢流槽的主要原因。溢流槽的另一好處從圖35能夠很好體現(xiàn)，溢流槽的設(shè)置使得整個產(chǎn)品的表面缺陷幾乎為零。從圖中可看出：除了部分螺紋空和凹槽處，鑄件整體表面缺陷少；溫度分布較緊湊、溫差不大；制品表面卷氣情況稀少，主要集中在集渣包和排氣槽上，表面成型結(jié)果也較好，分析結(jié)果符合設(shè)計要求。 (a) (b) (c) (d) 圖33 鑄件充填過程的溫度分布 (a)卷氣情況正面結(jié)果圖 (b)卷氣情況反面結(jié)果圖圖34 卷氣位置分布圖(a) 表面缺陷情況正面結(jié)果圖 (b) 表面缺陷情況反面結(jié)果圖圖35表面缺陷分布圖 4模架及成型零件的設(shè)計 模架的設(shè)計模架是固定和設(shè)置成型鑲塊、澆道鑲塊、澆口套以及抽芯機構(gòu)、導(dǎo)向零件等的基體。一副壓鑄模具由一下幾部分組成：成形零件、澆注系統(tǒng)、開合模導(dǎo)向機構(gòu)、脫模機構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、其他零部件等組成。其中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)[5]。 模架形式（1）通孔的模架動模架、定模架分別由動模套板、定模套板、支承板、定模座板所組成，定模鑲塊、動模鑲塊、澆道鑲塊固定在套板內(nèi)，有支承板、定模座板壓緊。模體的加工工藝性好，但是設(shè)計時應(yīng)注意支承板的強度，防止鑲塊受反壓力時變形，影響鑄件尺寸和精度。多腔模和組合鑲塊的模具大多采用這種模架形式。 (2)不通孔的模架動模、定模分別由動模套板和定模套板單體形成，定模鑲塊和動模鑲塊及澆道鑲塊用螺釘緊固在模體上，組成零件少，結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)以上兩種模架的形式特點，本次設(shè)計選用不通孔的模架形式。其結(jié)構(gòu)形式如圖41所示。圖41 不通孔模架結(jié)構(gòu)形式；；；；；；；；；；；；；；。 模架尺寸查閱參考文獻[4]壓鑄模模架尺寸參考系列，確定本次設(shè)計的模架尺寸如表41。表41模架尺寸主要尺寸定模套板動模套板動模座板墊塊推板復(fù)位桿WLBCFW1EW2G∮50085020020050802003304020推桿固定板導(dǎo)柱導(dǎo)套推板導(dǎo)柱動、定模套板螺釘推板螺釘模座螺釘W3H導(dǎo)向段直徑固定段直徑導(dǎo)向段直徑10M12M1010M2433020405032續(xù)表（1）澆口套的結(jié)構(gòu)澆口套的設(shè)計，根據(jù)所需壓射畢業(yè)和壓室充滿度選擇壓室和澆口套的內(nèi)徑D（參閱參考文獻[3]）。本次設(shè)計所選的澆口套，其內(nèi)澆道直接D為80mm。澆口套的基本尺寸見圖42所示。圖42 澆口套的結(jié)構(gòu)（2）澆口套與壓室的連接方式澆口套與壓室的連接方式如圖43所示。圖（a）為平面對接：為了保證同軸度應(yīng)提高加工精度和裝配精度；圖（b）保證了它們的同軸度要求。本次設(shè)計采用（a）類連接，即平面對接的方式，此類連接便于裝卸。（3）澆口套的尺寸與配合精度澆口套尺寸應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)計，具體尺寸參見澆口套的CAD圖。配合精度：取、取、取 、取、取。圖43 壓室與澆口套的連接方式（4）澆注系統(tǒng)成型零件的材料和硬度的要求壓鑄模具的澆注系統(tǒng)成型零件直接與高溫、高壓、高速填充的液態(tài)金屬液接觸，在短時間內(nèi)溫度變化很大，并且壓鑄模的工作環(huán)境十分惡劣，因此對澆注系統(tǒng)成型零件材料的選擇應(yīng)慎重。底座鑄件模具設(shè)計按國家標準選取的材料為4Cr5MoSiV1,熱處理要求為44～48HRC。（1）實際收縮率壓鑄件的實際收縮率是指室溫下模具成形尺寸與壓鑄件實際尺寸的差值與模具成形尺寸之比，即 （41）式中 表示室溫下模具型腔尺寸，mm； 表示室溫下壓鑄件實際尺寸，mm。（2）計算收縮率設(shè)計模具時，設(shè)計成形零件尺寸所采用的收縮率為計算收縮率，它包括了壓鑄件收縮值及模具成形零件在工作溫度時的膨脹值，即= （42）式中 表示計算得到的模具成形零件的成形尺寸，mm； A表示
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