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壓鑄模類畢業(yè)設(shè)計(jì)-電梯踏板的壓鑄模具設(shè)計(jì)(含全套cad圖(參考版)

2024-08-14 10:37本頁(yè)面
  

【正文】 對(duì)于尺寸大或重量大的模具零件,其外旋轉(zhuǎn)表面的機(jī)械加工,一般在立式車床上進(jìn)行。在加工之前,必須按照零件的外形表面制作仿形靠模,對(duì)仿形靠模的尺寸精度和形狀精度要嚴(yán)格控制,仿形靠模在車床上的安裝也要倍加小心.做到位置準(zhǔn)確。精度和表面粗糙度要求較高的外圓表面可用磨床加工,外圓柱體加工的精度和表面粗糙度值。(1)外圓或外旋轉(zhuǎn)體表面加工外圓柱體或圓錐體表面多采用普通車床加工。5..1..3金屬模具的機(jī)械加工 傳統(tǒng)機(jī)械加工方法傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法有車、刨、銑、鉆、插、鉗等,不同的模具形狀和外形表面采用不同的加工方法。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是:①模具的坯料來源方便,工序較簡(jiǎn)單,不需要為金屬模具毛坯而特制工藝裝備;②鍛造毛坯或外購(gòu)錠料的內(nèi)部質(zhì)量容易得到保證,不會(huì)因坯料的內(nèi)部質(zhì)量問題或缺陷造成模具加工中途報(bào)廢,成功率高,但這種方法的材料利用率較低,機(jī)械加工的工時(shí)多。高性能的轉(zhuǎn)移涂料配方仍是目前的研究熱點(diǎn)。用轉(zhuǎn)移涂料砂型生產(chǎn)金屬模具毛坯用轉(zhuǎn)移涂料法鑄造金屬模具毛坯是近年來發(fā)展起來的一種新的技術(shù),它具有尺寸精度高、表面我糙度小的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)?,鋯英砂的粒度小、冷卻速度快,用鋯英樹脂砂或鋯英覆膜砂生產(chǎn)金屬毛坯.既具有砂型鑄造工藝簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn),又有表面質(zhì)量好、組織性能和內(nèi)部質(zhì)量好的優(yōu)勢(shì),是生產(chǎn)金屬毛坯的好方法。涂料經(jīng)烘干或自干后再進(jìn)行澆注。(3)樹脂砂型的工藝流程用樹脂砂型生產(chǎn)金屬鑄件的工藝流程如固 所示。硅砂一般選用擦洗砂,原砂的含水量應(yīng)小于 %(為了獲得較小的鑄件表面粗糙度,可選用粒度較小的原砂)、粘結(jié)劑采用吱喃樹脂(加入量約為砂質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 %)、催化劑為對(duì)甲苯磺酸(加入量約為樹脂的 30%)。 用樹脂砂型鑄造生產(chǎn)金屬模具毛坯(1)樹脂砂型的特點(diǎn)與石膏型、陶瓷型相比,用自硬樹脂砂作鑄型,具有透性好、工藝簡(jiǎn)單、成本低、脫模容易等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于生產(chǎn)精度和表面粗糙度要求不太高的各種鑄件較為適合。有的將自然干燥后的石膏型進(jìn)行蒸壓和浸濕處理.其目的也是為了增加石膏型的透氣性,以確保鑄件的質(zhì)量。第 47頁(yè)填料的作用主要是增加透氣性、提高強(qiáng)度、降低開裂傾向、提高鑄型的穩(wěn)定性等。 型半水石膏的水化反應(yīng)的需水量理論上為 %,實(shí)際上加水量要多于理論值,多出的部分成為游離水。半水石膏與水混合后,經(jīng)歷溶解、凝結(jié)、硬化三個(gè)階段,形成石膏型。石膏型中的石膏粉一般為225。常用于制造鋁合金和銅合金鑄件。 用石膏型生產(chǎn)金圈模具毛坯(1)石膏型鑄造及特點(diǎn)石膏鑄型是指由石膏粉、水、石英砂(粉)等材料混合而成的漿料,經(jīng)灌漿、凝結(jié)、脫模、干燥、焙燒等工序而制成的鑄型。脫模有一定的時(shí)間,太早太晚部不好,最好的脫模時(shí)間應(yīng)控制在漿料結(jié)膠后呈彈性狀態(tài),此時(shí)漿料具有一定的伸縮性,不會(huì)因脫模而損壞鑄型;但有時(shí)為了防止鑄型產(chǎn)生裂紋,脫模可稍晚一些,即在彈性狀態(tài)的后期進(jìn)行。脫模劑—般可采用:上光蠟、石蠟、機(jī)油、變壓器油、有機(jī)硅油、凡士林等, 一般上光蠟與機(jī)油同時(shí)使用效果較好。透氣劑的作用是增加鑄型的透氣性能。隨同可加入 %左右的醋酸或甘油,以防產(chǎn)生裂紋。常用的耐火材料有石英玻璃、剛玉、鋁硅酸鹽、鋯砂、碳化磚(即金剛砂)等。水石膏( CaSO g2H O ,又稱生石膏) 經(jīng) ~(1~3 大氣壓)和約 124℃的蒸鍋內(nèi)蒸第 46頁(yè)陶瓷型與其他鑄造方法相比,具有一定的透氣性和退讓性、鑄型的耐火性能好(可澆注熔點(diǎn)主高的合金鋼件和厚大件)、投資少、上馬快等優(yōu)點(diǎn),比較適合制作要求較高的金屬模具鑄件。用陶瓷型澆注的鑄件具有較高的尺寸精度(3~4 級(jí) 和表面粗植度值小) ( ~ )的優(yōu)點(diǎn)。常見的模具毛坯鑄型有陶瓷型、石膏型、樹脂砂型、轉(zhuǎn)移涂料砂型、普通砂型等。5..1..2 模樣及鑄型制造模具毛坯的模樣材料主要是木材,也可用塑料模、石膏模等。要制造金屬模具,首先要獲取金屬模具的毛坯,方法有兩類:一類是用鑄造方法獲取毛坯,另一類是用鍛坯或塊料直接用作毛坯。2)易于切削加工。2)適當(dāng)?shù)拇阃感院洼^小的熱處理變形率。7)具有良好的淬透性和較小的熱處理變形率。第 45頁(yè)5)熱膨脹系數(shù)小。3)具有良好的導(dǎo)熱性和抗熱疲勞性。4..4..3 壓鑄模材料的選擇和熱處理 壓鑄模使用材料的要求 與金屬液接觸的零件材料要求1)具有良好的可鍛性和切削性能。為減少熱應(yīng)力,投產(chǎn)一定時(shí)問后的壓鑄模型腔部位應(yīng)進(jìn)行消除熱應(yīng)力回火處理或采用震動(dòng)除應(yīng)力的辦法。3)模具導(dǎo)滑部位的潤(rùn)滑,型腔、型芯涂料的選用及使用是否恰當(dāng),對(duì)棋具壽命也會(huì)產(chǎn)生很大影響。一般模具應(yīng)設(shè)置冷卻通道,通進(jìn)適量的冷卻水以控制模具生產(chǎn)過程的溫度變化。2)生產(chǎn)過程中,模具溫度逐步升高,當(dāng)溫度過熱時(shí),會(huì)造成鑄件產(chǎn)生缺陷、粘?;蚧顒?dòng)機(jī)構(gòu)失靈。 壓鑄生產(chǎn)工藝的影響1)生產(chǎn)前的模具預(yù)熱工作,對(duì)模具壽命影響較大。成型零件淬火后應(yīng)采用 2 次或多次的回火。熱處理質(zhì)量對(duì)比鑄模使用壽命起十分重要的作用,如果熱處理不當(dāng),往往會(huì)導(dǎo)致模具損傷、開裂而過早報(bào)廢。 熱處理的影響通過熱處理可改變材料的金相組織,以保證必要的強(qiáng)度和硬度,高溫下尺寸的穩(wěn)定性,抗熱疲勞性能和材料的切削性能等。小面積的焊接有時(shí)也允許使用(采用氬弧焊焊接)。4)復(fù)雜、大塊的成型零件,在粗加工后應(yīng)安排消除應(yīng)力處理。2)導(dǎo)滑件表面。第 44頁(yè)模具加工及加工工藝的影響1)在加工過程小,除保證正確的幾何形狀和尺寸精度外,還需要有較好的表面質(zhì)量。鍛件應(yīng)進(jìn)行退火,以達(dá)到所要求硬度和金相組織。作為型腔和大型芯的鋼坯應(yīng)通過多向反復(fù)鍛打,控制碳化物偏析和消除纖維狀組織及方向性。目前.壓鑄模用鋼普遍采用 H13 鋼,并采用真空冶煉或電渣重熔的鋼材。 模具鋼材及鍛造質(zhì)量的影晌經(jīng)過鍛造的模具鋼材,可以破壞原始的帶狀組織或碳化物的積集,提高模具鋼的力學(xué)性能。設(shè)置推桿和型芯孔時(shí),應(yīng)與鑲塊邊緣保持一定的距離,溢流槽與型腔邊緣也應(yīng)保持一定距離。5)合理采用鑲塊組合結(jié)構(gòu),避免銳角、尖劈。有時(shí)適當(dāng)增大內(nèi)澆口截面積會(huì)提高模具使用壽命。3)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),要盡量防止金屬液正面沖擊或沖刷型芯,減少澆口流入處受到?jīng)_蝕。2)正確選擇各種元件的公差配合和表而粗糙度。所有與金屬液接觸的部位,均應(yīng)選用耐熱鋼,并采取合適的熱處理工藝。 模具設(shè)計(jì)的影響1)模具中各元件應(yīng)有足夠的剛性和強(qiáng)度,以承受鎖模力和金屬液充填時(shí)的反壓力而不產(chǎn)生較大的變形。3)鑄件的轉(zhuǎn)角處應(yīng)有適當(dāng)?shù)蔫T造圓角,以避免在模具相應(yīng)部位形成棱角,使該處產(chǎn)生裂紋和塌陷,也有利于改善填充條件。但鑄件壁的厚度也必須滿足金屬液在型腔中流動(dòng)和填充的需要。 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響1)在滿足鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的條件下,宜采用薄壁結(jié)構(gòu)。這種交變應(yīng)力反復(fù)循環(huán)并隨著生產(chǎn)次數(shù)的增加而增長(zhǎng),當(dāng)交變應(yīng)力超過模具材料的疲勞極限時(shí),表面首先產(chǎn)生塑性變形,并會(huì)在局部薄弱之處產(chǎn)生裂紋。在每一個(gè)鑄件生產(chǎn)過程中,型腔表面除了受到金屬液的高速、高壓沖刷外,還存在者吸收金屬在凝固過程放出的熱量,產(chǎn)生熱交換,模具材料因熱傳導(dǎo)的限制,型腔表面首先達(dá)到較高溫度而膨脹,而內(nèi)層模溫則相對(duì)較低,膨脹量相對(duì)較小,使表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。3)壓鑄模具在較高的工作溫度下進(jìn)行生產(chǎn)。第 42頁(yè)4..4壓鑄模零件的材料選擇及熱處理要求4..4..1壓鑄模所處的工作狀況及對(duì)模具的影響壓鑄模具所處的工作狀況以及對(duì)模具的影響如下。導(dǎo)滑部位(如推桿與推桿孔、導(dǎo)柱與導(dǎo)套孔、滑塊與滑塊槽竿)的表面質(zhì)量差,往往會(huì)使零件過早磨損或產(chǎn)生咬合。表面粗糙也是產(chǎn)牛金屬粘附的原因之一。成形零件的表面粗糙度以及加工后遺留的加工痕跡及方向。2)受熱膨脹后.不致使原有的配合間隙產(chǎn)生過盈,導(dǎo)致動(dòng)作失靈。3)維修時(shí)拆裝方便。4..2..1 結(jié)構(gòu)零件軸與孔朗配合和精度4..2..1..1 固定零件的配合 配合要求1)在金屬液沖擊下,不致產(chǎn)生性置上的偏移。10)所有成形表面粗糙度 Ra 不大于 ,所有表面部不允許有擊傷,擦傷或微裂紋。8)合模時(shí)鑲塊分型面應(yīng)緊密貼合,如局部有間隙,也應(yīng)不大于 (排氣槽除外)。7)繞道表面粗活度 Rd 不大于 m ,轉(zhuǎn)接處應(yīng)光滑連接,鑲拼處應(yīng)密合,拔模斜度?;瑒?dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)導(dǎo)滑靈活,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),配合間隙適當(dāng)。6)滑塊在開模后內(nèi)定位準(zhǔn)確可靠。5)模具所有活動(dòng)部位,應(yīng)保證位置準(zhǔn)確,動(dòng)作可靠,不得有歪斜和呆滯現(xiàn)象。4)推桿、復(fù)位桿應(yīng)分別與型面齊平,推桿允許凸出型面,但不大于 ,復(fù)位桿允許低于型面,但不大干 。1)模具分型面對(duì)定、動(dòng)模座板安裝平面的平行度按表 91 的規(guī)定2)導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)定、動(dòng)模座板安裝面的垂直度按表 9—2 的規(guī)定。5)分型面上除導(dǎo)套孔、斜銷孔外,所有模具制造過程中的工藝孔,螺釘孔都應(yīng)堵塞,并且與分型面平齊。蛹孔有效螺紋深度不小于螺孔直徑的 1.5 倍。2)在模具非工作面上醒目的地方打上明顯的標(biāo)記,包括以下內(nèi)容:產(chǎn)品代號(hào)、模具編號(hào)、制造日期及模具制造廠家名稱或代號(hào)。4..1..2 壓鑄模外形和安裝部位的技術(shù)要求壓鑄模的外形和安裝部位有如下幾點(diǎn)技術(shù)要求。8)澆注系統(tǒng)及主要尺寸。5)最小開模行程(如開模最大行程有限制時(shí)6)推出行程。3)壓鑄件選用的合金材料。為便于復(fù)核校具在工作時(shí),其滑動(dòng)構(gòu)件與機(jī)器構(gòu)件是否有干擾,液壓拍芯油缸的尺寸,位置及行程.滑塊拍芯機(jī)構(gòu)的尺寸,位置及滑塊到終點(diǎn)的位置均應(yīng)畫簡(jiǎn)圖示意。設(shè)計(jì)模具時(shí),根據(jù)鑄件形狀、澆注系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)核算是否能滿足取出鑄件的要求,第 38頁(yè)L取≤ L行( mm)式中LL取行——開模后分明面之間取出鑄件的最小距離(mm)——?jiǎng)幽W逍谐?mm)4壓鑄模的技術(shù)要求及選材4..ll壓鑄??傃b的技術(shù)要求第 39頁(yè)4..1..1壓鑄模裝配圖上需注明的技術(shù)要求裝配固應(yīng)注明如下幾點(diǎn)技術(shù)要求。據(jù)此。模具厚度核算雖然調(diào)整合模機(jī)構(gòu)的位置可適應(yīng)所設(shè)計(jì)的模具厚度,但調(diào)整范圍不超過說明書中所給出的最大和最小模具厚度。下表為不同合金所能承受的許用受推力。受推面積和受推力 在推出力的推動(dòng)下,鑄件受推出零件所作用的面積,稱為受椎面積 A。推出距離的確定見表推出力的確定 推出過程中,使鑄件脫出成型零件時(shí)所需要的力,稱為推出力。推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式按機(jī)構(gòu)形式分為推桿推出、推管和推叉推出、卸料板推出、斜滑塊推出及其他推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)一般設(shè)置與動(dòng)模上。抽芯距離的計(jì)抽 移抽移K——安全值,mm。 ——型芯成形部分的斜度。抽芯力按下式計(jì)算:包式中 P——起始抽芯力,N;阻P包 ——鑄件冷凝收縮后對(duì)型芯產(chǎn)生的包緊力,N;l——被鑄件包緊的型芯成型部分長(zhǎng)度,mm;A——被鑄件包緊的型芯成型部分?jǐn)嗝嬷荛L(zhǎng),mm;p——擠壓應(yīng)力,對(duì)鋅合金一般取 ~;對(duì)鋁合金一般取 ~;對(duì)銅合金一般取 ~;181。在開始抽芯的瞬間,所需抽芯力最大,為起始抽芯力。 ? sin225。 = Alp(181。 ]彎1= MPa 時(shí):h =3PL10B根據(jù)設(shè)計(jì)和計(jì)算,支承板設(shè)計(jì)圖如下:第 35頁(yè)3..2..7抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)P = P cos225。 ]彎1h =32B[243。彎當(dāng)[243。 ] ——鋼材的許用彎曲強(qiáng)度,MPa.動(dòng)模支承板材料為 45 鋼,回火狀態(tài),靜載彎曲時(shí)可根據(jù)支承板結(jié)構(gòu)情況,[243。動(dòng)模支承板厚度的計(jì)算動(dòng)模支承板厚度 h 可按下式計(jì)算:第 34頁(yè)h =2B[243。當(dāng)采用不同套板時(shí),套板底部厚度為支承板厚度的 倍。在投影面積相同的情況下,壓射比壓大,支承板厚度取較大值;壓射比壓小時(shí),支承板厚度取較小值。 ]——材料的許用強(qiáng)度,MPa,對(duì) 45 剛調(diào)質(zhì)后 [243。 ]P Lh =P = pL H矩形套板邊框厚度 h 按下式計(jì)算:4H[243。 ]——許用抗拉強(qiáng)度,[243。 ]H2[243。因此,在考慮套板尺寸時(shí),應(yīng)兼顧模具結(jié)構(gòu)與壓鑄生產(chǎn)中的因素。當(dāng)定模套版為不同孔時(shí),則以定模壓板取代了定模座板,但仍必須留出安裝壓板或緊固螺釘?shù)奈恢谩5?31頁(yè)根據(jù)本踏板的設(shè)計(jì),導(dǎo)柱導(dǎo)滑直徑 d = KF = 25mm?查表得公差: 25?mm導(dǎo)柱如下圖所示:導(dǎo)柱導(dǎo)滑長(zhǎng)度查表得 l=50mm++根據(jù)配合,導(dǎo)套內(nèi)孔直徑: 250導(dǎo)套外徑: 35+導(dǎo)套如下圖所示:3..2..6 模板的設(shè)計(jì)定模套板的設(shè)計(jì)定模套板一般不作強(qiáng)度計(jì)算,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):模具吊裝在壓鑄機(jī)墻板上后,要留出安裝壓板的位置,使模具壓緊定位。5)在臥室壓鑄機(jī)上采用中心澆口的模具,則導(dǎo)柱必須安裝在定模座板上。3)為了便于取出鑄件,導(dǎo)柱一般裝置在定模上。在合模過程中保持導(dǎo)柱、導(dǎo)套首先起定向作用,防止型腔、型芯錯(cuò)位。在模具設(shè)計(jì)時(shí),一般事先在準(zhǔn)備布置溢流槽處保留一定的余地,經(jīng)試壓驗(yàn)證后,觀察鑄件上金屬液的流痕和缺陷產(chǎn)生的形態(tài),最后確定合理的布局和容量。⑩鑄件壁厚過薄難以充填的部位。⑧大平面上容易產(chǎn)生缺陷集中的部位。⑥需要改善金屬液流態(tài)抑制渦流、紊流的部位。④由于行腔形狀所形成的渦流部位。②受金屬液沖擊的型芯背面。在模具結(jié)構(gòu)和工藝條件已決定的情況下,溢流槽和排氣槽可以彌補(bǔ)由于澆注系統(tǒng)涉及不合理帶來的缺陷,起到相輔相成的作用。7) 對(duì)
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