【正文】 為了提高鑄件的致密度，提高壓射比壓無(wú)疑是必要的，但是壓射比壓過(guò)高，會(huì)使型腔 受金屬液的沖刷和粘模的傾。 壓力參數(shù) 壓力是使壓鑄件獲得組織致密和輪廓清晰的重要因素，是由壓鑄機(jī)提供的，其大小取決于壓鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)及功率。各工藝因素是相互影響和制約的，調(diào)整某一工藝因素時(shí)，必然引起與之相應(yīng)的工藝因素發(fā)生變化，并可能反過(guò)來(lái)影響已經(jīng)調(diào)整的工藝因素。 壓鑄生產(chǎn)中最重要 過(guò)程就是液態(tài)金屬充填的過(guò)程，是許多因素共同作用的過(guò)程。 加工余量，見(jiàn)表 27[2]。 平衡環(huán) 內(nèi)表面為 ～ ? m；外表面為 ～ ? m。 壓鑄件的表面質(zhì)量 用新模具壓鑄可以獲得 ? m表面粗糙度的壓鑄件。 脫模斜度 脫模斜度大小與鑄件幾何形狀如高大或深度、壁厚機(jī)型腔或型芯表面形狀如粗第二章 平衡環(huán) 壓鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析 11 糙度、加工紋路方向有關(guān)。隨著壁厚的增加，壓鑄件材料力學(xué)性能明顯下降。 表 2 6 壓鑄件的同軸度公差 (單位： mm) 名義尺寸 同一半型內(nèi)的公差 ＞ 18～ 50 ＞ 50～ 120 壁厚 壓鑄件的合理壁厚取決于鑄件的具 體結(jié)構(gòu)，合金性能和壓鑄工藝等許多因素，為了滿足各方面的要求，以正常、均勻壁厚為佳。 壓鑄件的形位公差 (1) 壓鑄件的平行度公差：見(jiàn)表 25。 嚴(yán)格尺寸有： 44? 、 9 5 8 60176。 222 cbaL ＋＋＝空 ＝ 222 558895 ?? ＝ 根據(jù)空間對(duì)角線的尺寸，精密壓鑄件高精度尺寸推薦公差見(jiàn)表 22 表 2 2 高精度尺寸推薦公差 [5] 第二章 平衡環(huán) 壓鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析 9 相近公差等級(jí) 空間對(duì)角線 L/mm 合金種類 基本尺寸 /mm GB/ 1998 ? 18 ? 18～ 30 ? 30～ 50 ? 50～ 80 ? 80～ 120 ? 120～ 180 IT10 ～ 50 鋁合金 50～ 180 根據(jù)空間對(duì)角線的尺寸，精密壓鑄件嚴(yán)格尺寸推薦公差見(jiàn)表 23 表 2 3 嚴(yán)格尺寸推薦公差 相近公差等級(jí) 空 間 對(duì) 角 線L/mm 合金種類 基本尺寸 /mm GB/ 1998 ? 18 ? 18 ～30 ? 30 ～50 ? 50 ～80 ? 80 ～120 ? 120 ～180 IT11 ～ 50 鋁合金 IT12 50～ 180 根據(jù)空間對(duì)角線的尺寸，精密壓鑄件一般尺寸推薦公差見(jiàn)表 24 表 2 4 一般尺寸推薦公差 相近公差等級(jí) 空間對(duì)角線L/mm 合金種類 尺寸類別 基本尺寸 /mm GB/ 1999 ? 18 ? 18～ 30 ? 30～ 50 ? 50～ 80 ? 80 ～120 ? 120～ 180 （ JS12+JS13） /2 ～ 50 鋁合金 A ? ? ? B ? ? ? JS13 50 ～180 A ? ? ? ? ? ? B ? ? ? ? ? ? 注： A 類尺寸表示不受分型面和活動(dòng)型芯影響的尺寸； B 類尺寸表示受分型面和活動(dòng)型芯影響的尺寸。 ．壓鑄件的輪廓性尺寸大小以空間對(duì)角線來(lái)表示。 壓鑄鋁合金 YL112 的化學(xué)成分和力學(xué)性能見(jiàn)表 21。 但 是，鋁合金的體積收縮率較大，在壓鑄件冷卻凝固時(shí)易在最后凝固處形成較大的集中縮孔。壓鑄鋁合金的主要特點(diǎn)有 [4]： ① 密度較小，比強(qiáng)度高； ② 在高溫和常溫下都具有良好的力學(xué)性能，尤其時(shí)沖擊韌性好； ③ 有較好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。 本次設(shè)計(jì)要求的材料為壓鑄鋁合金 YL112， 壓鑄鋁合金是目前應(yīng)用最廣泛的壓鑄材料，而大多使用高硅鋁合金。如果壓鑄件的結(jié)構(gòu)不合理，不僅模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且質(zhì)量無(wú)法得到保證，甚至造成生產(chǎn)困難。 第二章 平衡環(huán) 壓鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析 7 第二章 平衡環(huán) 壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性分析是壓鑄生產(chǎn)技術(shù)中的重要部分，主要涉及壓鑄合金性能分析、壓鑄工藝對(duì)鑄件要求、壓鑄件的技術(shù)要求、壓鑄件的工藝性能等。 利用三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)模具的裝配結(jié)構(gòu)，通過(guò)液態(tài)金屬充填理論和數(shù)值仿真模擬合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和優(yōu)化設(shè)計(jì)參量。 綜合考慮，分型面的選擇采用方案一較為合理。 方案三：分型面取在零件最大 垂直軸向 截面上，動(dòng)定模均需要采用哈夫塊形式，大大增加了模具的成本，零件也很難取出，而且還需要一個(gè)側(cè)抽芯。 分型面的選擇也有多種方案： 方案一：分型面取在零件的對(duì)稱面上，零件型腔有 一半在定模上，影響零件的上下型腔成型部分的同心度，但可以通過(guò)采用動(dòng)定模上的型腔同時(shí)加工，采用附加導(dǎo)柱定位合模精度的方法消除同心度誤差問(wèn)題。 為提高生產(chǎn)效率且保證零件質(zhì)量，預(yù)采用一模兩腔，對(duì)稱分布在澆注系統(tǒng)兩側(cè)成型。 (8) 對(duì)主要模具工作零件 (型腔、型芯 )進(jìn)行制 造工藝編制 (包括數(shù)控加工程序 )； ．重點(diǎn)需要研究的問(wèn)題： (1) 依據(jù)液態(tài)金屬充填理論，通過(guò)研究 平衡環(huán) 壓鑄件的充填、凝固順序，設(shè)計(jì)合理的壓鑄工藝； (2) CAD 設(shè)計(jì)該件的壓鑄模具，優(yōu)化設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)； 第一章 前言 5 (3) 對(duì)主要的零件 (型腔、型芯 )等強(qiáng)度校核，完成繪制裝配圖和零件工程圖； (4) 對(duì)主要模具工作零件 (型腔、型芯 )等進(jìn)行制造工藝編制 (包括數(shù)控加工程序 )； (5) 進(jìn)行初步數(shù)值模擬成型； (6) 對(duì)大學(xué)階段的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的選擇和繪制，應(yīng)該以生產(chǎn)批量的大小、零件的復(fù)雜程度、精度以及使用要求等方面綜合考慮，繪制壓鑄模三維裝配圖。 (5) 進(jìn)行初步數(shù)值模擬仿真成型，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)。 根據(jù)壓鑄件的形狀及精度要求，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的尺寸，尤其是內(nèi)澆道尺寸的選擇。 平衡環(huán) 零件的二維、三維結(jié)構(gòu)圖如圖 11，圖 12 所示。 (2) 壓鑄件三維建模、 CAE 成型仿真及模具設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和目標(biāo) 本課題的主要內(nèi)容、重點(diǎn)解決的問(wèn)題 ,完 成任務(wù)可能思路和方案。國(guó)產(chǎn)壓鑄件往往線條不清晰，水流紋不理想，表面粗糙度差。在壓鑄模設(shè)計(jì)中，目前仍主要依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)。 7)生產(chǎn)率低由于國(guó)產(chǎn)模具使用可靠性不穩(wěn)定，生產(chǎn)中故障多，返修量大，班產(chǎn)量不如進(jìn)口模具高。 5)壓鑄模使用壽命短。 3)國(guó)產(chǎn)壓鑄機(jī)大都存在漏油的現(xiàn)象，主要原因是密封件質(zhì)量差和加工質(zhì)量問(wèn)題。 2)液壓系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)壓鑄機(jī)的自動(dòng)控制。 1)國(guó)外壓射系統(tǒng)始終在不斷地改進(jìn)，平均 5～ 8 年就有一次重大改進(jìn)。國(guó)產(chǎn)壓鑄機(jī)從一般小型到5000kN、 6300kN、 8000kN、 10000kN、 12500kN、及 16000kN 的大型壓鑄機(jī)均有生產(chǎn)。 國(guó)內(nèi)壓力鑄造業(yè)的現(xiàn)狀 壓鑄模在我國(guó)約起始于 20 世紀(jì) 40 年代，但在工業(yè)上大量應(yīng)用壓鑄件是始于 20世紀(jì) 50 年代，即 1958 年以后。 4)薄壁壓鑄件成形技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)輕量化的目標(biāo)創(chuàng)造了條件。 2)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在壓鑄中的廣泛應(yīng)用，加深了對(duì)壓鑄充型、凝固過(guò)程 規(guī)律的認(rèn)識(shí)。 合肥學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 2 國(guó)內(nèi)外壓鑄研究的現(xiàn)狀 國(guó)外壓力鑄造業(yè)的現(xiàn)狀 壓鑄技術(shù)涉及到機(jī)械制造、液壓傳動(dòng)、材料、冶金、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、化工、電子、傳感器、檢測(cè)、電氣等諸多學(xué)科并正在向邊緣學(xué)科滲透。若采用壓鑄工藝成型 ,不僅可以達(dá)到其 組織結(jié)構(gòu)，尺寸精度等各方面的要求，而且可以批量生產(chǎn)。 平衡環(huán) 為 汽車 中常用的連接件，是 汽車 系統(tǒng)中 起平衡作用的 連接 件。正是由于這種特殊充型方式及凝固方式，導(dǎo)致壓力鑄造具有自身獨(dú)特的特點(diǎn) [11]： 1)可以得到薄壁、形狀復(fù)雜但輪廓清晰的鑄件； 2)鑄件精度高、尺寸穩(wěn)定、加工余量少、表面光潔； 3)鑄件組織致密、具有較好的力學(xué) 性能； 4)生產(chǎn)效率高。 隨著轎車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、電子通信、儀器儀表、家用電器和五金等行業(yè)的飛速發(fā)展，壓鑄件的功能和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，從而促進(jìn)了壓鑄技術(shù)不斷發(fā)展，壓鑄合金品質(zhì)不斷提高。壓力鑄造作為一種終形和近終形的成形方法，具有生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良、壓鑄件尺寸精度高和互換性好等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：壓鑄模； 環(huán)形澆口 ； 彎銷； 分型面； Pro/E； CAE Branch Pipe Joints DieCasting Mould CAD / CAE ABSTRACT In this thesis, firstly, the structures of the Branch Pipe Joints diecasting were analyzed. The structure of die casting die was designed through the analysis of various process planning and the calculations of technological parameters of ring gate, bent pin, speed, temperature, pressure, etc. Secondly, the mold parting surface and gating system must be determined. By using 3D PRO/E software, the diecasting model and the mould structure had been drawn. On the basis, the design of diecasting mould structure was optimized through the application of CAE software PROCAST simulating the pressure filling and solidification course. Then, the Mold assembly drawings, parts drawings were drawn and the key parts intensity was checked. Finally, establish cavity and core manufacturing processes cards using CAM software to plete NC code generation of some process. Finally, the conclusions show that the mold structure is reasonable, stable, reliable and the mould has good manufacturing processes. Keywords: Diecasting mould； ring gate； bent pin； mould surface； Pro/E； CAE 目錄 目錄 ....................................................................................................................................................... 1 第一章 前言 ........................................................................................................................................... 1 課題的 提出 ............................................................................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外壓鑄研究的現(xiàn)狀 .............................................................................................................. 2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和目標(biāo) ..................................................................................................................... 3 第二章 平衡環(huán) 壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 ................................................................................................. 7 壓鑄合金的化學(xué)成分和性能 ....................................................................................................... 7 壓鑄件的尺寸精度