【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件復(fù)雜壁厚鑄件銅、鋅合金10~151515~20鎂合金20~2525~3535~40鋁合金10~1515~2525~30 由表21可以知道，鋁合金鑄件內(nèi)澆口充填速度Vn的推薦值為10～30m/s，在這里選取內(nèi)澆口速度為20m/s。 （2）充填時(shí)間 經(jīng)計(jì)算，利用參考文獻(xiàn)[16]中的經(jīng)驗(yàn)公式。 t=35(b1) （27）式中t充填時(shí)間，ms；b壓鑄件平均壁厚，mm 可求出t=35()=168ms=。（3）內(nèi)澆口截面積的確定內(nèi)澆口截面積的確定是內(nèi)澆道設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，壓鑄技術(shù)研究人員通過(guò)理論推導(dǎo)，結(jié)合典型壓鑄件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出了內(nèi)澆道截面積的理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)公式方法。 (28)式中：Ag—內(nèi)澆口橫截面積，；—通過(guò)內(nèi)澆口金屬液的總質(zhì)量，；—液態(tài)金屬的密度，； Vg—內(nèi)澆口流速，； t—型腔的填充時(shí)間，；V—通過(guò)內(nèi)澆口金屬液的體積，cm3；Vn—型腔的充填速度。由鑄件的三維圖可以測(cè)出來(lái)鑄件的體積為237。經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到： 71 (29) (4)內(nèi)澆口厚度、寬度的確定本課題比較適宜采用夾角較小的擴(kuò)散式外側(cè)澆道，內(nèi)澆道寬度為壓鑄件直徑的60%左右，內(nèi)澆道在靠近凸臺(tái)處，將金屬液填充凸臺(tái)和中心部位，氣體、夾渣擠向內(nèi)澆道兩側(cè)，從兩側(cè)的溢流槽、排氣槽中排除，改善了充填排氣和壓力傳遞的條件，效果較好。 橫澆道設(shè)計(jì)（1）橫澆道的形式及尺寸根據(jù)鑄件及內(nèi)澆口特點(diǎn)，選用弧形澆道，截面為弧形。澆道尺寸設(shè)計(jì)如下：（a） 弧形澆道入口的面積與內(nèi)澆口面積之比，一般取在（~）：1 取 （b）計(jì)算弧形澆道入口截面積. =852（c）選擇弧形澆道入口處寬度與厚度之比，一般?。?~3）：1 取 （d）計(jì)算弧形澆道入口處寬度與厚度 =40mm，= （e）確定弧形澆道的長(zhǎng)度L,一般取L:1 取L:= ，L==80mm （2）橫澆道與內(nèi)澆口的連接方式圖27 橫澆道立體圖及具體尺寸 為了防止金屬液對(duì)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(jiàn)圖28。 圖28 端面聯(lián)接方式圖28中具體尺寸為：；；；。 直澆道設(shè)計(jì)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(jī)選擇型號(hào)為J1113D，其壓室直徑為40，50，60。選取40為澆口套內(nèi)徑，其他尺寸根據(jù)情況自行設(shè)計(jì)，具體尺寸見(jiàn)附錄。 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了提高壓鑄件的質(zhì)量，在金屬液充填型腔的過(guò)程中應(yīng)盡量排除型腔中的氣體，排除混有氣體和被涂料殘余物勿擾的前流冷污金屬液，這就需要設(shè)置溢流、排氣系統(tǒng)，它包括溢流槽和排氣槽。溢流、排氣系統(tǒng)還可以彌補(bǔ)由于澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理而帶來(lái)的一些鑄造缺陷。 一、溢流槽設(shè)計(jì) （1）溢流槽的作用 ，儲(chǔ)存混有氣體和涂料殘?jiān)那傲骼湮劢饘僖骸? ，防止局部產(chǎn)生渦流。 ，改善模具的熱平衡狀態(tài)。 ，防止壓鑄件變形，避免在壓鑄件在開(kāi)模時(shí)隨動(dòng)模帶出。 如圖29所示，選用梯形結(jié)構(gòu)的排溢系統(tǒng) 圖29 排溢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（2）溢流槽尺寸設(shè)計(jì)溢流槽尺寸選?。阂缌骺诤穸萮=；溢流口長(zhǎng)度l=4mm；溢流口寬度s=72mm；溢流槽半徑r=15mm。二、排氣道設(shè)計(jì)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(jì)壓鑄模由定模和動(dòng)模兩個(gè)主要部分組成。定模固定在壓鑄機(jī)壓室一方的定模座板上，是金屬液開(kāi)始進(jìn)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(jī)的噴嘴或壓室連接。動(dòng)模固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)模座板上，隨動(dòng)模座板向左、向右移動(dòng)與定模分開(kāi)和合攏，一般抽芯和鑄件頂出機(jī)構(gòu)設(shè)于其內(nèi)。壓鑄模具的基本結(jié)構(gòu)及零件明細(xì)表如圖210所示，它通常包括以下六個(gè)部分。（1）成型零件部分。在合模后，由動(dòng)模鑲塊和型腔鑲塊形成一個(gè)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(dòng)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(shí)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(jī)壓室進(jìn)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(guò)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(gè)結(jié)構(gòu)件組成一個(gè)模具整體，并能夠安裝到壓鑄機(jī)上，如圖中的墊塊、支撐板、動(dòng)模壓板、定模套板、定模座板和動(dòng)模座板等。導(dǎo)柱和導(dǎo)套是導(dǎo)向零件，又被稱為導(dǎo)準(zhǔn)零件。它們的作用是引導(dǎo)動(dòng)模板與定模板在開(kāi)模和合模時(shí)能沿導(dǎo)滑方向移動(dòng)，并準(zhǔn)確定位。（4）頂出和復(fù)位機(jī)構(gòu)。將壓鑄件或澆注余料從模具上脫出的機(jī)構(gòu)，包括推出零件和復(fù)位零件，如圖中的推桿、推桿固定板和推板。同時(shí)，為使頂出機(jī)構(gòu)在移動(dòng)時(shí)平穩(wěn)可靠，往往還設(shè)置自身的導(dǎo)向零件推板導(dǎo)柱和推板導(dǎo)套。為便于清理雜物或防止雜物影響推板的正確復(fù)位，還在推板底部設(shè)置限位釘。（5）側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。當(dāng)壓鑄件側(cè)面有側(cè)凹或側(cè)凸結(jié)構(gòu)時(shí)，則需要設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)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]。圖210 模具總裝圖第3章 成型零件 成型零件設(shè)計(jì)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。1）整體式結(jié)構(gòu) 型腔和型芯都由整塊材料加工而成，即型腔或型芯直接在模板上加工成型。2）整體組合式結(jié)構(gòu) 型腔和型芯由整塊材料制成，裝入模板的模套內(nèi)，再用臺(tái)肩或螺栓固定。3）局部組合式結(jié)構(gòu) 型腔和型芯由整塊材料制成，局部鑲有成型鑲塊的組合形式。4）完全組合式結(jié)構(gòu) 由多個(gè)鑲拼件組合而成的成型空腔。成型零件直接接觸高溫、高壓、高速的液態(tài)金屬，受機(jī)械沖擊、磨損、熱疲勞和化學(xué)侵蝕的反復(fù)作用，熱應(yīng)力和熱疲勞導(dǎo)致的熱裂紋則是破壞失效的主要原因，所以對(duì)成形零件的尺寸精度的要求尺寸精度高34級(jí)，對(duì)粗糙度的要求比鑄件粗糙度高2級(jí)。（1）澆口套的結(jié)構(gòu)在澆口套中形成直澆道，常用澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖31所示。圖（a）由于制造和裝卸比較方便，在中小型模具中應(yīng)用比較廣泛。圖（b）是利用臺(tái)肩將澆口套固定在兩模板之間，裝配牢固，但拆裝均不方便。圖（c）是將壓鑄模的安裝定位孔直接設(shè)置在澆口套上。圖（d）、（e）型式用于中心進(jìn)料圖 （f）是導(dǎo)入式直澆道的結(jié)構(gòu)型式。本課題選用圖（a）的形式。圖31 澆口套結(jié)構(gòu)形式（2）澆口套與壓室的連接方式連接方式如圖32所示。圖32（a）為平面對(duì)接：為了保證同軸度應(yīng)提高加工精度和裝配精度。圖32（b）保證了它們的同軸度要求。圖32 澆口套與壓室連方式接本課題采用（a）類連接，即平面對(duì)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根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)，具體尺寸參見(jiàn)附錄。配合精度：取、取、取 、取、取。（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(shí)間內(nèi)溫度變化很大，壓鑄模的工作環(huán)境十分惡劣，因此對(duì)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(jì)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取的材料為4Cr5MoSiV1,熱處理要求為44～48HRC。 鑄件成型零件設(shè)計(jì) 成型收縮率成型收縮率是指鑄件收縮量與成型狀態(tài)鑄件尺寸之比，收縮分三種情況（見(jiàn)圖33）：（1）自由收縮 在型腔內(nèi)的壓鑄件沒(méi)有成型零件的阻礙作用，圖中。（2）阻礙收縮 如圖中，有固定型芯的阻礙作用。（3）混合收縮 如圖中，這種情況較多。圖33 壓鑄件收縮率的分類由參考文獻(xiàn)[16]%～%，%~%，%～%。取041鋁合金的自由收縮=%，阻礙收縮為，混合收縮為=%。 脫模斜度（1）脫模斜度的選取標(biāo)準(zhǔn)1）不留加工余量的壓鑄件。為了保證鑄件組裝時(shí)不受阻礙，型腔尺寸以大端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少；型芯尺寸以小端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大。 2）兩面均留有加工余量的鑄件。為保證有足夠的加工余量，型腔尺寸以小端為基準(zhǔn)，加上加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大；型芯尺寸以大端 為基準(zhǔn)，減去加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少。3）單面留有加工余量的鑄件。型腔尺寸以非加工面的大端為基準(zhǔn)，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少。型芯尺寸以非加工面的小端為基準(zhǔn)