【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 通常包括了型腔的較大部分和較多的復(fù)雜部分以及多數(shù)的活動(dòng)零件，因此與定模相比，它是較重和較復(fù)雜的半個(gè)壓鑄模。 壓鑄模設(shè)計(jì)的步驟 對(duì)零件圖進(jìn)行壓鑄工藝審查； 選定工藝方案； 選擇壓鑄機(jī)的種類(lèi)、型號(hào)； 確定壓鑄模的總體結(jié)構(gòu)方案； 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 繪制鑄件圖； 繪制壓鑄?？倛D和零件圖 ； 試鑄、壓鑄型零件圖修正和定型。 壓鑄模設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 布置分型面、型腔位置、澆注系統(tǒng)和排氣溢流系統(tǒng)。 確定成形部分的分割、鑲塊的鑲餅的固定方式。 確定型芯的分割位置尺寸、固定方式或動(dòng)作方式。 計(jì)算抽芯力，確定抽芯機(jī)構(gòu)及主要部分尺寸。 確定動(dòng)型和定型鑲塊，動(dòng)型和定型套板的外形尺寸，以及導(dǎo)柱、導(dǎo)套的位置和尺寸。打噸位壓鑄機(jī)用的壓鑄型盡可能采用整體型腔模板，或采用鑲塊及不通孔動(dòng)模套板結(jié)構(gòu)。 確定推桿、復(fù)位桿的位置，確定推出機(jī)構(gòu)及各部分尺寸。 布置冷卻和加熱管道的位 置并確定其尺寸。 確定鑲嵌件的裝夾、固定方式。 按現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)選用有關(guān)零部件、料塊、標(biāo)準(zhǔn)模架、模套、模座等。 計(jì)算壓鑄模總厚度，核對(duì)壓鑄機(jī)允許的最小或最大壓鑄模厚度。 1按壓鑄模的外形輪廓尺寸，核對(duì)壓鑄機(jī)拉杠間距或最大開(kāi)擋時(shí)的拉杠間距空間。 1按定型和動(dòng)型座板尺寸，核對(duì)壓鑄機(jī)壓室位置和安裝槽（或孔）的位置。 1根據(jù)選用的壓射比壓，計(jì)算壓鑄模在分型面上的漲型力總和，復(fù)核壓鑄機(jī)的鎖型力。 分型面的確定 壓鑄模的動(dòng)型與定型的結(jié)合表面通常稱為分型面。壓鑄模一般只有一個(gè)分型面，但有時(shí) 因鑄件結(jié)構(gòu)特殊，或?yàn)榱藵M足壓鑄生產(chǎn)的工藝要求，方便地選取出鑄件和余料，往往需要再增設(shè)一個(gè)或兩個(gè)輔助分型面。 分型面的種類(lèi) 根據(jù)壓鑄模分型面的形狀，可將分型面分為平直型、階梯型、傾斜型和曲線型四種。 下圖 展示了四種類(lèi)型分型面。（ a）采用平直型面的壓鑄模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，應(yīng)用最廣。（ c）階梯分型面由幾個(gè)階梯平面組成，往往澆注系統(tǒng)設(shè)在一個(gè)階梯面上，而排溢系統(tǒng)設(shè)置在另一個(gè)階梯面上，利用金屬液的充填和排氣。（ b）傾斜分型面和（ d）北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 曲線分型面沿鑄件的斜面或曲面設(shè)置，應(yīng)用較少。 （ a） 平直分型 （ b） 傾斜分型 （ c） 階梯分型 （ d） 曲面分型 圖 分型面的類(lèi)型 確定分型面的原則 開(kāi)型時(shí)，鑄件必須能夠留在動(dòng)模內(nèi)。 使鑄件容易從模具中取出。 不同軸度與尺寸精度要求高的部分盡可能設(shè)置在同一半模內(nèi)。 分型面盡量不要設(shè)在表面質(zhì)量級(jí)別高的、不加工的面或圓弧面上。 分型面的設(shè)置應(yīng)有利于開(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)，便于清理、涂刷 涂料，便于去除毛刺、飛邊、澆口、溢口殘痕。 分型面的設(shè)置應(yīng)盡量簡(jiǎn)化壓鑄模結(jié)構(gòu)，如減少抽芯機(jī)構(gòu)等。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 16 應(yīng)充分考慮合金的鑄造性能。 本設(shè)計(jì)分型面的確定 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)的壓鑄件由于是圓盤(pán)狀對(duì)稱圖形。 此結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可采用平直分型便可實(shí)現(xiàn)壓鑄。 成型零件的設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu) 成型零件的結(jié)構(gòu)形式有整體式和鑲拼式兩種。 整體式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)強(qiáng)度高，剛性好，適用于小型、簡(jiǎn)單、精度要求不高的模具。 鑲拼式結(jié)構(gòu)可分為整體鑲塊式和組合鑲塊式，其特點(diǎn)是能合理使用熱作模具鋼，降低成本，便于機(jī)械加 工，便于更換和修理易損件。壓鑄件的局部結(jié)構(gòu)改變時(shí)，不致使整套壓鑄模報(bào)廢。拼合處的間隙利于排氣，但降低了壓鑄型模的導(dǎo)熱性能，且間隙處易產(chǎn)生飛邊。 成形零件鑲拼應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： 便于機(jī)械加工。鑲塊的形狀應(yīng)盡量采用圓形、矩形或方形，盡量避免不規(guī)則形狀。 鑲塊和型芯應(yīng)用足夠的強(qiáng)度，定位準(zhǔn)確、牢固。 避免銳角和薄壁。 鑲塊的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少熱處理時(shí)的變形或開(kāi)裂，盡量避免截面厚度相差懸殊或產(chǎn)生銳角和銳邊。 便于維修和更換。 不妨礙鑄件外觀。 考慮以上敘述設(shè)計(jì)原則，本設(shè)計(jì)又根據(jù)鑄件特點(diǎn)及加工簡(jiǎn)便 的考慮，選擇整體鑲塊式的鑲拼式結(jié)構(gòu)。 成型零件的固定和止轉(zhuǎn) 鑲塊的固定形式 臺(tái)階式 ： 鑲塊采用臺(tái)階式，用支承板或座板壓緊，常用于型腔較深或一型多腔的壓鑄模。臺(tái)階式固定方法便于設(shè)置推桿孔和冷卻孔。 螺釘式 ： 通孔套板或不通孔套板上的鑲塊均可以采用螺釘固定。這種固定方式不便北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 于設(shè)置推桿和冷卻孔。 型芯的固定 臺(tái)階式 ： 型芯采用臺(tái)階式，用壓板壓緊。固定方法簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。 螺釘式 ： 型芯直徑較大時(shí)，可采用螺釘固定。 成型零件的止轉(zhuǎn)形式 對(duì)外型為回轉(zhuǎn)體的鑲塊或型芯，在成型部分為非回轉(zhuǎn)體時(shí)，應(yīng)采用止轉(zhuǎn) 形式以保持鑲塊或型芯與其它零部件的正確位置。常用的止轉(zhuǎn)形式有采用圓柱銷(xiāo)止轉(zhuǎn)，加工方便，應(yīng)用廣泛；或者采用定位塊止轉(zhuǎn)，定位可靠，精度較高，但加工困難，應(yīng)用不多。 綜上所述，本設(shè)計(jì)的鑲塊采用臺(tái)階式的固定形式。型芯也采用臺(tái)階式固定，由于型芯屬于圓柱回轉(zhuǎn)體，所以也需要用圓柱銷(xiāo)止轉(zhuǎn)。 成型尺寸的計(jì)算 成型零件上構(gòu)成鑄件形狀的工作部分的尺寸，稱為成形尺寸。 壓鑄件的收縮率 設(shè)計(jì)壓鑄模時(shí)計(jì)算成型零件尺寸采用的收縮率按下式確定： 100%AAA? ???? 式中 A? 壓鑄模型腔的尺寸， mm A 鑄件的尺寸， mm 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)此設(shè)計(jì)鑄件采用鉛錫合金作為材料。 其收縮率在 ～ ％ 之間，此鑄件由于壁厚比較厚，所以選取收縮率為 ％ 。 壓鑄模制造公差 壓鑄模制造公差是成形部分在機(jī)械加工過(guò)程中允許的誤差，以 ?? 表示。在通常的情況下， ?? 取鑄件公差 ? 的 1/5～ 1/4。 此鑄件選用 I T8 精度等級(jí)。鑄件的公差查表得 ? =，壓鑄模公差為 ?? =。 成型尺寸計(jì)算 成型尺寸包括型腔尺寸、型芯尺寸和成形部分的中心距離和位置尺寸等。因?yàn)橛绊懗叽缇鹊囊蛩睾芏啵行┮蛩仉S時(shí)都在變化，要精確計(jì)算成形尺寸是困難的。一般都是采用調(diào)整上下偏差的方法來(lái)確定成形尺寸。 （ a） 型腔尺寸計(jì)算。型腔磨損后尺寸增大 ，在計(jì)算型腔尺寸時(shí)應(yīng)保持壓鑄件外形尺寸北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 接近最小極限尺寸。其計(jì)算方法如下： 為了簡(jiǎn)化型腔尺寸的計(jì)算公示，鑄件的極限上偏差規(guī)定為零。當(dāng)偏差的標(biāo)注不符合此規(guī)定時(shí)，應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下，變換基本尺寸及極限偏差值，以適應(yīng)計(jì)算公式。公式如下： 0 0( )D D D ? ?????? ? ? ? ? ? 00( )H H H ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? 式中 D? ， H? 壓鑄模形腔尺寸， mm D ， H 鑄件外形尺寸（鑄件外形的最大極限尺寸）， mm ? 鑄件收縮率， % ? 鑄件基本尺寸的公差， mm ?? 成形部分制造公差， mm 將鑄件尺寸， D = ? 轉(zhuǎn)化為 ? ， H = ? 轉(zhuǎn)化為 ? ， ? =， ? =，?? = 代入公式 。 （ b）型芯尺寸計(jì)算。型芯磨損后尺寸減少，在計(jì)算型芯尺寸時(shí)應(yīng)保持鑄件內(nèi)形尺寸接近鑄件最大極限尺寸， 為了簡(jiǎn)化型芯尺寸的計(jì)算公示，鑄件的極限上偏差規(guī)定為零。當(dāng)偏差的標(biāo)注不符合此規(guī)定時(shí)，應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下，變換基本尺寸及極限偏差值，以適應(yīng)計(jì)算公式。公式如下： 00( 0. 7 )d d d ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? 00( 0. 7 )h h h ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? 式中 d? ， h? 壓鑄模形腔尺寸， mm d ， h 鑄件外形尺寸（鑄件外形的最大極限尺寸）， mm ? 鑄件收縮率， % ? 鑄件基本尺寸的公差， mm ?? 成形部分制造公差， mm 將鑄件尺寸 ， d = ? 轉(zhuǎn)化為 ? ， h = ? 轉(zhuǎn)化為 ? ， ? =， ? =，?? = 代入公式 。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 澆注及排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的組成與分類(lèi) 澆注系統(tǒng)主要由直澆道 、 橫澆道 、 內(nèi)澆口及余料組成。各種類(lèi)型的壓鑄機(jī)所采用的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如 圖 所示。 （ a） 熱室壓鑄機(jī)用 （ b） 立式冷室壓鑄機(jī)用 （ c） 臥式冷室壓鑄機(jī)用 （ d） 全立式冷室壓鑄機(jī)用 圖 澆注系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu) 圖 直澆道； 分流錐； 橫澆道； 內(nèi)澆道； 鑄件； 余料 內(nèi)澆口設(shè)計(jì) 內(nèi)澆口類(lèi)型 圖 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 圖 內(nèi)澆口類(lèi)型 內(nèi)澆口位置選擇 選擇內(nèi)澆口位置的要點(diǎn)如下：使金屬液從鑄件厚壁處向薄壁處充填；內(nèi)澆口的設(shè)置應(yīng)使進(jìn)入型腔的金屬液先流向遠(yuǎn)離澆口的部位；除低熔點(diǎn)合金外，金屬液進(jìn)入型腔后不宜正面沖擊型芯，以減少動(dòng)能消耗，防止被沖擊部位受侵蝕產(chǎn)生粘模；金屬液的流程應(yīng)該盡可能短，以防止金屬液在充填過(guò)程中熱量損失過(guò)多而造成鑄件冷隔或其他缺陷；采用多個(gè)內(nèi)澆口時(shí)應(yīng)注意防止金屬液進(jìn)入型腔后從幾路匯合相互沖擊，產(chǎn)生渦流、裹氣和氧化夾渣等缺陷；避免在澆口部位產(chǎn)生熱 節(jié)；凡精度、表面粗糙度要求較高且不加工的部位，不宜設(shè)置內(nèi)澆口；澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除；內(nèi)澆口應(yīng)設(shè)置在長(zhǎng)形薄壁壓鑄件的端面，不要設(shè)置在鑄件的中部；管形鑄件應(yīng)圍繞型芯設(shè)置環(huán)形澆口。 內(nèi)澆口截面積 內(nèi)澆口中的截面積可按下式計(jì)算： ggGAvt?? 式中 gA 內(nèi)澆口截面積， 2mm G 通過(guò)內(nèi)澆口的金屬液 質(zhì)量， g ? 金屬液的密度， g/ 3cm 。鋅合金 ? = g/ 3cm 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 gv內(nèi)澆口處金屬液的流速， m/s t充型時(shí)間， s 因本設(shè)計(jì)鑄件的特殊性，為了鑄造的需要，以及經(jīng)濟(jì)的考慮，就不對(duì)內(nèi)澆口進(jìn)行設(shè)計(jì)和采用了，具體原因和 內(nèi)澆道的代替方案，在后文的推桿設(shè)計(jì)部分會(huì)加以詳細(xì)說(shuō)明。 直澆道的設(shè)計(jì) 直澆道設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 選擇噴嘴導(dǎo)入口直徑（ 1d ）可根據(jù)鑄件重量選擇噴嘴導(dǎo)入口直徑。 澆口套導(dǎo)入口的直徑應(yīng)比噴嘴出口直徑大 ～ 1mm， 使直澆道能順利脫出。這兩個(gè)直徑的尺寸相差不宜過(guò)大，否則會(huì)使金屬液因截面突然擴(kuò)張引起局部壓力損失和產(chǎn)生渦流卷氣現(xiàn)象。 出型斜度。噴嘴段的出型斜度取 1? 30? ，澆口套段的出型斜度取 1? 30? ～ 3? 。 直澆道分流錐處環(huán)形通道的截面積一般為噴嘴導(dǎo)入口斷面積的 ～ 倍，直澆道底部分流錐的直徑可按下式計(jì)算 ： 222 3 1(1 .1 ~ 1 .3 )d d d?? 式中 2d 直澆道底部分流錐的直徑， mm 3d 直澆道底部環(huán)形截面處的外徑， mm 1d 直澆道小端直徑（噴嘴導(dǎo)入口）， mm 直澆道底部環(huán)形通道的寬度應(yīng)大于 3mm，即 3232dd mm? ? ，以免寬度過(guò)小阻礙金屬液填充。 直澆道與橫澆道連接處要圓滑過(guò)渡，圓角半徑取 6～ 20mm，以便金屬液流動(dòng)順暢。 分流錐的圓柱體部分應(yīng)高出分型面（即伸進(jìn)直澆道中） 2～ 6mm，借助于金屬液凝固對(duì)分流錐的包緊力，以便直澆道在開(kāi)型時(shí)順利脫出定型。 在 本設(shè)計(jì)中直澆道部分設(shè)計(jì)如 圖 。 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 圖 直澆道 圖 說(shuō)明：分流錐呈偏心圓錐形，適用于單一型腔側(cè)向分流；澆口套形成整個(gè)直澆道。 圖中直澆道底部環(huán)形通道的寬度為 7mm。直澆道與橫澆道鏈接處，圓角半徑取 4mm。直澆道底部分流錐直徑根據(jù)公 式 ， 帶入 1d =9mm， 3d =25mm，得 2d 23? ， 1d =9mm，由于取通道寬度為 7mm，所以取 2d =7mm。 橫澆道的設(shè)計(jì) 橫澆道是指從直澆道末端到內(nèi)澆口之間的通道。設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 橫澆道的截面積從直澆道起到內(nèi)澆口止應(yīng)逐漸縮小。如突然擴(kuò)大將造成金屬液從分型面吸氣和增加金屬液流動(dòng)過(guò)程中的渦流。 橫澆道應(yīng)有一定的厚度和長(zhǎng)度，以便金屬液流過(guò)橫澆道時(shí)的熱量損失盡可能地小。 對(duì)于臥式冷室壓鑄機(jī)，在一般情況下橫澆道應(yīng)位于直澆道（余料）的上方，防止壓室中的金屬 液過(guò)早流入橫澆道。 對(duì)立式冷室壓鑄機(jī)和熱室壓鑄機(jī)上所選用的橫澆道截面積，單型腔時(shí)一般取直澆道導(dǎo)入口截面積的 倍左右；對(duì)臥式冷壓室壓鑄機(jī)上的橫澆道截面積，單型腔時(shí)一般取直澆道（余料）截面積的 倍左右；對(duì)于多型腔壓鑄型不受此限。 本設(shè)計(jì)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際選用扁梯形截面形狀的橫澆道。此種橫澆道的特點(diǎn)是，金屬液熱量損失小，加工方便，應(yīng)用廣泛。 壓鑄模的冷卻 在高效生產(chǎn)時(shí)