【正文】 影響很大，模具溫度應(yīng)根據(jù)壓鑄合金種類進(jìn)行選用。鋅、鋁、鎂、銅壓鑄合金的模具溫度范圍為：2. 壓力壓射力是克服熔融壓鑄合金的流動(dòng)阻力，使其具有一定的充填速率并保證壓鑄件組織致密性的重要參數(shù)。壓射力與壓室直徑和壓射比壓存在如下關(guān)系：壓射比壓p與壓鑄合金種類、壓鑄件壁厚和結(jié)構(gòu)有關(guān)，其選取范圍為：式中：單位為kg/cm2。壓射過程中，金屬液充滿型腔瞬間作用于型腔內(nèi)產(chǎn)生的反壓力為：式中：為壓鑄件及澆注、溢流系統(tǒng)在分型面總投影面積。式中：F為壓鑄件在分型面上的投影面積；k為比例系數(shù)。3. 速度壓鑄過程中的速度參數(shù)分為壓射速度和內(nèi)澆口速度。壓室內(nèi)壓射沖頭推動(dòng)熔融金屬液的移動(dòng)速度稱為壓射速度或壓射沖頭速度。金屬液在壓力作用下，通過內(nèi)澆道導(dǎo)入型腔的線速度，稱為內(nèi)澆道速度。在壓射過程中，壓射速度分為低速壓射速度和高速壓射速度兩個(gè)階段。低速壓射速度主要根據(jù)澆鑄金屬液量占壓室容積的多少而定，一般為1040cm/s。當(dāng)澆鑄金屬液量占壓室容積較少時(shí)，選取較高的速度。高速壓射速度應(yīng)根據(jù)選取的充填時(shí)間，利用下式計(jì)算：式中：V為模具型腔容積（cm3）；n為型腔數(shù)；d為壓射沖頭直徑（cm）；T為充填時(shí)間（s）；kh為系數(shù)，~2，根據(jù)壓鑄件和模具的大小確定。內(nèi)澆道速度對壓鑄件的伸長率和抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能有重要影響，一般為22~55m/s。對于充填時(shí)間較短的薄壁件，內(nèi)澆道速度應(yīng)取較大值。通過調(diào)整壓射沖頭速度，更換壓射沖頭直徑，改變壓射比壓和內(nèi)澆道截面積等，可直接或間接調(diào)整內(nèi)澆道速度。4．壓鑄成型周期壓鑄成型周期的長短直接影響生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，因此，在生產(chǎn)中，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量縮短成型周期中各階段的時(shí)間。完成一次壓鑄成型過程所需的時(shí)間稱為成型周期，在整個(gè)成型周期中，壓射時(shí)間和冷卻時(shí)間是其基本組成部分，壓射時(shí)間和冷卻時(shí)間的多少對壓鑄件的質(zhì)量有決定性影響。如圖121所示：圖121 壓鑄成型周期則壓鑄成型周期為：式中：為充填時(shí)間；為保壓時(shí)間；為合模冷卻時(shí)間；為開、脫模時(shí)間。 壓鑄件形狀特征分析與描述壓鑄件的形狀特征是壓鑄模具設(shè)計(jì)的依據(jù)，是直接影響模具的結(jié)構(gòu)、壓鑄成型工藝的穩(wěn)定性、成型質(zhì)量和生產(chǎn)成本的主要因素。采用壓鑄件形狀特征，結(jié)合壓鑄成型工藝特征對壓鑄件進(jìn)行描述和定義，可完整定義壓鑄件，為模具設(shè)計(jì)和制造過程提供充分的工藝信息，并為實(shí)現(xiàn)模具CAD/CAM的集成化和智能化奠定基礎(chǔ)。 壓鑄件形狀特征的分類壓鑄件屬復(fù)雜、薄壁類零件， 其形狀特征為主要形狀特征與有限的次要形狀特征的集合。壓鑄件的主要形狀特征為構(gòu)成其主要外表面的實(shí)體與構(gòu)成其主要內(nèi)表面實(shí)體相交而形成的被減體，即其主要形狀特征為通道或凹陷。壓鑄件主要形狀特征與其它實(shí)體相交，構(gòu)成壓鑄件內(nèi)外表面上的孔（通道）、凹陷、凸起等為壓鑄件次要形狀特征。壓鑄件建模過程中，其主要內(nèi)、外表面實(shí)體及其它有限的實(shí)體，經(jīng)過交、并、差正則運(yùn)算構(gòu)成了反映壓鑄件復(fù)雜形體的各個(gè)形狀特征，各實(shí)體正則化集合運(yùn)算后產(chǎn)生的特征實(shí)體具有合法性和無二義性。 壓鑄件形狀特征脫模方向的確定根據(jù)壓鑄成型的工藝特點(diǎn)，壓鑄件各形狀特征的成型與脫模過程可歸結(jié)為壓鑄件的內(nèi)表面成型與脫模和壓鑄件的外表面成型與脫模。以壓鑄件各形狀特征相對于壓鑄模具的脫模運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槠涓髯缘拿撃７较?，設(shè)壓鑄件外輪廓表面脫模方向?yàn)閡，內(nèi)輪廓表面脫模方向?yàn)関，如圖122所示： （a）外表面脫模方向及其等參數(shù)線 （b）內(nèi)表面脫模方向及其等參數(shù)線圖122 壓鑄件內(nèi)、外輪廓表面脫模方向及其等參數(shù)線為保證壓鑄件內(nèi)、外表面脫離模具的運(yùn)動(dòng)過程無任何阻礙，壓鑄件各形狀特征脫模方向應(yīng)滿足：；式中： 壓鑄件主要形狀特征的描述為保證壓鑄件順利脫模，減少脫模阻力，并保證壓鑄件壁厚均勻的技術(shù)要求、壓鑄件主要外表面形狀特征與主要內(nèi)表面形狀特征的脫模方向應(yīng)相反。即：設(shè)過主要形狀特征的中心，沿其內(nèi)輪廓表面脫模方向變化的參數(shù)為v，繞v軸變化的參數(shù)為θ，則其內(nèi)、外輪廓表面的參數(shù)化表示分別為：；主要形狀特征內(nèi)、外輪廓表面上的v向等參數(shù)線如圖123所示： 圖123 壓鑄件v向等參數(shù)線主要形狀特征內(nèi)、外輪廓曲面應(yīng)分別滿足：；式中：由此可知，壓鑄件主要內(nèi)、外形狀特征的最大輪廓特征曲線必位于主要形狀特征v向起始端面（即凹陷或通道所在的被減體端面）上，曲面反映了壓鑄件主要形狀的最大輪廓特征和脫模方向。 壓鑄件次要形狀特征的描述根據(jù)壓鑄成型的工藝特點(diǎn)，壓鑄件次要形狀特征應(yīng)滿足如下條件：（1） 存在一個(gè)或多個(gè)脫模方向，其脫模方向vn與主要形狀特征內(nèi)輪廓表面脫模方向v夾角為γn；（2） 設(shè)繞vn軸變化的參數(shù)為φ（），則壓鑄件次要形狀特征成型的內(nèi)、外輪廓表面的參數(shù)化表示為：；；（3） 內(nèi)表面次要形狀特征vn向等參數(shù)線應(yīng)滿足：；（4） 外表面次要形狀特征vn向等參數(shù)線應(yīng)滿足：；（5） 次要形狀特征的最大輪廓特征曲線，必位于主要形狀特征的外輪廓表面或端面與次要形狀特征相交的曲面上。壓鑄件形狀特征的研究不僅為壓鑄件的特征建模提供了依據(jù)，而且為壓鑄模具設(shè)計(jì)過程中，壓鑄成型特征的識別與提取奠定了基礎(chǔ)。 壓鑄模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)壓鑄模具是保證壓鑄件質(zhì)量的重要工藝裝備，它直接影響著壓鑄件的形狀、尺寸、精度和表面質(zhì)量等，是壓鑄生產(chǎn)三要素（壓鑄合金、壓鑄模具、壓鑄機(jī)）中最重要的要素。壓鑄生產(chǎn)過程能否順利進(jìn)行，壓鑄件質(zhì)量有無保證，在很大程度上取決于所設(shè)計(jì)的壓鑄模具結(jié)構(gòu)合理性和技術(shù)先進(jìn)性。因此，壓鑄模具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極其復(fù)雜、繁重而又極為重要的工作，要求設(shè)計(jì)者必須對壓鑄生產(chǎn)全過程中可能出現(xiàn)的各項(xiàng)工藝因素進(jìn)行綜合考慮。 壓鑄模具結(jié)構(gòu)及其組成壓鑄模是由定模和動(dòng)模兩個(gè)主要部分組成的。定模固定在壓鑄機(jī)定模安裝板上，與壓鑄機(jī)壓射機(jī)構(gòu)的壓室連接。動(dòng)模安裝在壓鑄機(jī)的動(dòng)模安裝板上，并隨壓鑄機(jī)動(dòng)模安裝板移動(dòng)而與定模實(shí)現(xiàn)合?；蜷_模。壓鑄模結(jié)構(gòu)及其組成如124所示。根據(jù)壓鑄模具各組成部分實(shí)現(xiàn)的功能，壓鑄模具由以下幾個(gè)部分組成：（1） 澆注系統(tǒng)：是溝通模具型腔與壓鑄機(jī)壓室的部分，即熔融金屬進(jìn)入型腔的通道。該系統(tǒng)在定模和動(dòng)模合攏后形成，對填充和壓鑄工藝十分重要。（2） 溢流與排氣系統(tǒng)：排除壓室、澆道和型腔中的氣體的通道，一般包括排氣槽和溢流槽，而溢流槽又是儲(chǔ)存冷金屬和涂料余燼的處所，一般開設(shè)在成型工作零件上。（3） 成型工作零件：定模鑲塊和動(dòng)模鑲塊合攏后，形成壓鑄件內(nèi)外表面的零件稱為模具成型工作零件。成型工作零件包括固定鑲塊、活動(dòng)鑲塊和型芯（件22230）。（4） 抽芯機(jī)構(gòu)：抽動(dòng)與開合模方向不一致的活動(dòng)型芯的機(jī)構(gòu)，合模前、后完成插芯動(dòng)作，在壓鑄件推出前完成抽芯動(dòng)作（由件23構(gòu)成）。（5） 推出、復(fù)位機(jī)構(gòu)：克服保緊力作用，將壓鑄件從模具中脫出，并完成推出元件復(fù)位的機(jī)構(gòu)（由件11111120構(gòu)成）。（6） 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：引導(dǎo)動(dòng)、定模開模和合模運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)（由件232構(gòu)成）。（7） 模具支承與固定零件：包括各種套板、座板、支撐板和墊塊等模具結(jié)構(gòu)件，其作用是將模具各部分按一定的規(guī)律加以組合和固定，并使模具能夠安裝到壓鑄機(jī)上（件122226等）。（8） 模具加熱與冷卻系統(tǒng)：因壓鑄件的形狀、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量上的需要，在模具上設(shè)置的冷卻和加熱裝置。1螺母 2螺桿 3限位塊 4支撐塊 5滑塊 6斜導(dǎo)柱 7墊塊 8支撐板 9動(dòng)模座板 10導(dǎo)套 11導(dǎo)柱 12限位釘 13復(fù)位桿 14推桿 15推板 16推桿 17限位釘 18限位釘 19推桿 20固定板 21螺栓 22導(dǎo)套 23鎖緊塊 24定模板 25定模座板 26定位銷 27型芯 28動(dòng)模鑲塊 29定模鑲塊 30動(dòng)模鑲塊 31澆口套 32導(dǎo)柱圖124 壓鑄模具結(jié)構(gòu)及其組成 壓鑄模具設(shè)計(jì)原則壓鑄模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如下基本要求：（1） 滿足壓鑄件的基本要求壓鑄模具設(shè)計(jì)必須保證能夠生產(chǎn)出符合幾何形狀、尺寸精度、力學(xué)性能和表面質(zhì)量要求的壓鑄件，并盡量減少機(jī)械加工部位和加工余量。（2） 具有良好的使用效果在保證鑄件質(zhì)量和安全生產(chǎn)的前提下，模具應(yīng)適應(yīng)壓鑄生產(chǎn)的工藝要求。應(yīng)采用合理、先進(jìn)、簡單的模具結(jié)構(gòu)，減少操作程序，使動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，構(gòu)件剛性良好，易損件拆換方便，便于維修，使得模具具有可靠性和較高的生產(chǎn)效率。（3） 合理選擇壓鑄機(jī)在掌握壓鑄機(jī)的性能和技術(shù)規(guī)格的基礎(chǔ)上，根據(jù)壓鑄件特點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇合理壓鑄機(jī)，確定模具安裝尺寸，充分發(fā)揮壓鑄機(jī)的效能。（4） 具有合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性模具上各種零件應(yīng)滿足機(jī)械加工工藝和熱處理工藝的要求。選材適當(dāng)，配合精度選用合理，達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)要求。在條件許可時(shí)，模具應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，以縮短設(shè)計(jì)和制造周期，降低模具成本。 壓鑄機(jī)的選用1. 壓鑄機(jī)的鎖模力計(jì)算鎖模力的作用主要是為了克服反應(yīng)力，以鎖緊模具的分型面，防止金屬液飛濺，保證鑄件的尺寸精度。鎖模力是選用壓鑄機(jī)時(shí)首先要確定的參數(shù)，按下式計(jì)算：壓射過程中當(dāng)金屬液充滿型腔的瞬間，作用于型腔內(nèi)而產(chǎn)生的反壓力為：式中：為壓鑄件在分型面上投影面積、澆道和內(nèi)澆口在分型面上的投影面積、余料在分型面上的投影面積，以及溢流槽在分型面上的投影面積總和；為壓鑄機(jī)所容許的壓射比壓。（）式中：為壓射力（kg）；為壓室直徑（cm）。大多數(shù)壓鑄機(jī)壓射力的大小可以調(diào)節(jié)，因此在選定某一壓室直徑后，通過調(diào)節(jié)壓射力來得到所要求的壓射比壓。作用于滑塊楔緊面上的法向反壓力為：=式中：為活動(dòng)型芯成型端面的投影面積總和（cm）；為鎖緊塊的楔緊角（176。）。液壓抽芯機(jī)構(gòu)法向反壓力為：（kg）式中：為活動(dòng)型芯成型端面的總投影面積（cm）；為液壓抽芯器的插心力（kg）；為液壓抽芯器的活塞直徑（cm）；為管路壓力（kg/cm2）。當(dāng)模具型腔總反壓力中心偏離壓鑄機(jī)的壓力中心時(shí)， 為了不因型腔偏置的原因而選用鎖模力過大的壓鑄機(jī)，在立式冷壓室壓鑄機(jī)上可采用上偏心噴嘴壓室，使偏置型腔金屬液反壓力作用的合力中心與壓鑄機(jī)壓力中心的力矩減小，以達(dá)到型腔反作用力中心與壓鑄機(jī)鎖模力中心相接近，減小壓鑄機(jī)鎖模力的目的。對于臥式冷壓室壓鑄機(jī)，因澆注位置可調(diào)，設(shè)計(jì)模具時(shí)反壓力中心應(yīng)盡量靠近壓鑄機(jī)中心。若上述兩點(diǎn)還不能平衡時(shí)，可采用加大模具，調(diào)整模具邊緣至壓鑄機(jī)的中心距離的方法來平衡。2. 壓鑄機(jī)壓室容積的估算按鎖模力完成壓鑄機(jī)初選后，壓射比壓和壓室直徑的尺寸相應(yīng)地得到確定，壓室可容納的最大金屬液的重量也確定下來，但是否能夠容納每次澆注的金屬液重量，必須時(shí)按下式進(jìn)行校核計(jì)算： （kg）式中：為壓鑄機(jī)給定的壓室容量（kg）；為壓鑄件的體積（cm）；為澆注系統(tǒng)的總體積（cm）；為余料體積（cm）；為液態(tài)合金密度。在特殊情況下，需要另行設(shè)計(jì)壓室時(shí)，壓室直徑D可按下式計(jì)算：D=（cm）式中： 為不滿系數(shù)，一般取=；為壓室有效長度（cm）。每一臺(tái)壓鑄機(jī)都是由最小合模距離和最大開模距離兩個(gè)尺寸，故對所設(shè)計(jì)的模具相應(yīng)地提出下列要求：（1） 壓鑄機(jī)合模后能嚴(yán)密地鎖緊模具分型面；（2） 壓鑄機(jī)開模后要求鑄件能順利取出。因此，要求模具的總厚度應(yīng)大于壓鑄機(jī)的最小合模距離。同時(shí)，壓鑄機(jī)的最大開模距離減去模具總厚度后留有能取出鑄件的距離。則模具總厚度應(yīng)滿足：（mm）；（mm）式中：為合模后模具的總厚度，為最小合模距離（mm）；為最大開模距離（mm）；為安全值（一般取20mm）；為開模后取出鑄件（包括澆注系統(tǒng)）的最小距離（mm），應(yīng)視模具結(jié)構(gòu)及鑄件尺寸而定。 壓鑄模具CAD/CAE/CAM技術(shù)隨著CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用，以計(jì)算機(jī)作為主要技術(shù)手段，處理各種圖形信息，輔助完成壓鑄模具設(shè)計(jì)、分析模擬、評價(jià)與模具制造中的各項(xiàng)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)面向制造、基于知識的壓鑄模具設(shè)計(jì)已成為衡量壓鑄模具技術(shù)先進(jìn)性與實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。 壓鑄模具CAD技術(shù)壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的工藝基礎(chǔ)和技術(shù)關(guān)鍵。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法從工藝分析、計(jì)算到繪圖全部為手工作業(yè)，其設(shè)計(jì)周期長、工作量大，而且要求設(shè)計(jì)者具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和技巧。壓鑄模具CAD技術(shù)主要完成壓鑄工藝和壓鑄模設(shè)計(jì)過程中的信息檢索、方案構(gòu)思、分析、計(jì)算、工程繪圖和文件編制等工作。因此，壓鑄模具CAD已成為影響壓鑄生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。經(jīng)過多年的研究與開發(fā)，國內(nèi)外在壓鑄模具CAD方面取了較為豐富的成果。目前，發(fā)展起來的壓鑄模CAD開發(fā)方法主要有兩種，一種是基于通用CAD軟件平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，如UG、Pro/E等。另一種是根據(jù)Windows環(huán)境下可視化編程語言編寫CAD核心程序，其核心程序以外的部件由其他專業(yè)CAD軟件開發(fā)(如對圖形處理功能)。隨著CAD技術(shù)研究內(nèi)容的變化，壓鑄模具CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢為：面向壓鑄件特征的建模技術(shù)、壓鑄工藝并行設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型、ES技術(shù)與CAD技術(shù)的結(jié)合、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的壓鑄工藝參數(shù)設(shè)計(jì)、模糊集合理論在壓鑄工藝中的應(yīng)用、結(jié)合數(shù)值模擬分析的評價(jià)知識系統(tǒng)。 壓鑄模具CAE技術(shù)壓鑄模具設(shè)計(jì)首先應(yīng)保證所要實(shí)現(xiàn)的壓鑄工藝能達(dá)到最佳程度，使模具發(fā)揮最佳的應(yīng)用效果。在壓鑄生產(chǎn)過程中，液態(tài)和半固態(tài)的高溫金屬在高速、高壓下充型，并內(nèi)在高壓下迅速凝固，容易產(chǎn)生流痕、澆不足、氣孔等鑄造缺陷，影響壓鑄件的質(zhì)量，同時(shí)容易導(dǎo)致壓鑄模的充蝕、熱疲勞裂紋等，使得壓鑄模的使用壽命縮短?，F(xiàn)代壓鑄模具設(shè)計(jì)按照虛擬制造和并行設(shè)計(jì)的思想，借助于CAE技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、多周期生產(chǎn)全過程的模擬分析，變未知因素為已知因素，并分析易變因素的影響，實(shí)現(xiàn)對壓鑄過程的金屬液體充填、凝固模擬，壓鑄模溫度場、壓鑄模應(yīng)力場的模擬，判斷模具溫度平衡狀態(tài)，評估可能出現(xiàn)的缺陷類型、位置和程度，選擇最佳的壓鑄工藝參數(shù)，進(jìn)行壓鑄模具的力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，壓鑄模具CAE技術(shù)不僅節(jié)省了壓鑄模具開發(fā)、制造的費(fèi)用和周期，同時(shí)也有力地保證了壓鑄模具及其所實(shí)現(xiàn)的鑄造工藝的質(zhì)量。 壓鑄模具CAM技術(shù)壓鑄模具的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)技術(shù)主要應(yīng)用在數(shù)控銑削加工、