【正文】 。5wT17 立式冷壓室壓鑄機的特征是壓室與壓射機構(gòu)為垂直布置，且壓住模具也垂直安裝，壓室中心線與模具分型面平行。 壓室內(nèi)表 面容易氧化； ④ 金屬液在壓室內(nèi)暴露在大氣的表面積較大，壓射時容易將空氣、氧化物質(zhì)及其它雜質(zhì)帶入型腔，引起壓鑄缺陷。 臥式冷壓室壓鑄機的特征是壓室與壓射機構(gòu)為水平布置，而壓鑄模具垂直安裝。 熱壓室壓鑄機的特點 ① 工序簡單，操作方便，生產(chǎn)效率高，易于自動化； ② 合金溫度波動小，氣體和夾雜物較少，工藝穩(wěn)定性好； ③ 澆注系統(tǒng)消耗的合金材料較少，成本節(jié)約，經(jīng)濟性好； ④ 通常用于壓鑄鉛、錫、鋅 等低熔點合金鑄件； ⑤ 壓室和壓射沖頭長期浸入在合金液中，易受侵蝕，影響使用壽命。又根據(jù)其壓室結(jié)構(gòu)形式和布置方式分為立式壓鑄機，全立式壓鑄機和臥式壓鑄機。一般說來，根據(jù)壓鑄機壓室的工況條件，可分為熱（壓）室壓鑄機和冷壓室壓鑄機。壓鑄機與壓鑄模的良好匹配時成功進行壓鑄生產(chǎn)，獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的保證。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。5wT15 整形處理就是校正鑄件的變形。 表 3 12 壓鑄件時效退火和負溫時效處理規(guī)范 [1] 合金 處理方法 加熱溫度 /℃ 保溫時間 /h 冷卻方法 鋁合金 時效 175177。 ．壓鑄件的表面處理 為了提高壓鑄件的耐蝕性和美觀，有時進行表面處理（噴丸、噴砂、研磨與拋光）。由于壓鑄機的生產(chǎn)效率 很高，因此，在大量生產(chǎn)時實現(xiàn)鑄件清理工作機械化和自動化是非常重要的。 壓鑄件的清理包括取出澆口、排氣槽、飛邊及毛刺等，有時還需要修整經(jīng)上述工序后留下的痕跡。 綜合考慮壓鑄涂料選擇膠體石墨 (油劑 )。 用于大中型鋁合金、鋅合金鑄件。 用于鋁合金、鎂合金成形部分。 石墨 機油 510 9590 將石墨研磨過篩 (200)加入 40℃ 左右的機油中攪拌均勻 用于鋁合金部件； 壓射沖頭、壓室部分效果良好。 壓鑄用涂料及配制方法如表 311 壓鑄用涂料及配制方法 表 311 壓鑄用涂料及配制方法 [1] 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 ．壓鑄涂料的作用 ： (1) 高溫時保持良好的潤滑性能； (2) 減少模具的熱導(dǎo)率，保持熔融金屬的流動性，從而改善金屬的成形性； (3) 保護模具，避免熔融金屬對模具的沖刷作用，改善模具工作條件，延長模具的使用壽命； (4) 預(yù)防粘模； (5) 減少鑄件與模具成形部分 (尤其 是型芯 )之間的摩擦，從而減少型芯和型腔被磨損并提高鑄件表面質(zhì)量。 壓鑄用涂料 在壓鑄過程中，為了避免壓鑄模與鑄件粘合、減少頂出鑄件時的摩擦阻力和 避免壓鑄模過分受熱，對型腔壁面、型芯表面、模具和機器的摩擦部分 (滑塊、頂出元件、沖頭和壓室 )等所噴涂的潤滑材料和稀釋劑的混全物，通稱為壓鑄涂料。 ．鋁合金的計算收縮率 見表 310。形狀復(fù)雜的，收縮率較小，反之則收縮率較大； ③ 薄壁的壓鑄件收縮率較小，壁厚的壓鑄件 收縮率較大； 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。按百分比表述，這個比值即為壓鑄件的成型收縮率 Ψ′。鋁合金在壓鑄時壓鑄模的預(yù)熱溫度和工作溫度見表 39。模具工作溫度較低時，將影響金屬液的流動，出現(xiàn)填充不足或容易造成表面冷紋、冷隔等壓鑄缺陷，而且由于金屬液流激冷過快而降低壓鑄件的質(zhì)量。 模具工作溫度較高時，可提高壓鑄件的表面質(zhì)量，但是過高的模具溫度，會因金屬液冷卻緩慢，使內(nèi)部組織晶粒粗大，影響壓鑄件的強度，延長成型周期， 降低壓鑄效率。 表 3 8 鋁合金的澆注溫度 （單位 /℃ ） 合金 鑄件壁厚 ≤3mm 鑄件壁厚＞ 3mm 結(jié)構(gòu)簡單 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 結(jié)構(gòu)簡單 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 鋁合金 含硅的 610～ 630 640～ 680 590～ 630 610～ 630 含銅的 620～ 650 640～ 700 600～ 640 620～ 650 含鎂的 640～ 660 660～ 700 620～ 660 640～ 670 模具溫度 模具溫度分預(yù)熱溫度和工作溫度。合適的澆注溫度應(yīng)當是：在保持良好的填充流動性并保證充滿型腔的前提下，采用較低的溫度。 在壓鑄成型過程中，金屬液的澆注溫度對填充狀態(tài)、成型效果、壓鑄件的強度、成型的尺寸安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 澆注 溫度，從 廣義上說，金屬液的澆注溫度包括金屬液注入壓室前的溫度，在壓室內(nèi)停留時的溫度，通過內(nèi)澆口時的溫度以及在填充型腔時的溫度。 表 3 7 常用的留模時間 合金 留模時間 /s 鑄件壁厚 3mm 鋁合金 7～ 12 溫度參數(shù) 溫度是壓鑄工藝的又一重要參數(shù)，其對壓鑄件質(zhì)量和壓鑄模的壽命有著重要的意義。 表 3 6 不同壁厚鑄件所需持壓時間的推薦值 (/S) 合金 鑄件壁厚 /mm ～ 6 鋁合金 1～ 2 3～ 8 留模時間是指持壓結(jié)束到開模取件這段時間其作用是使凝固成型后的鑄件在模具內(nèi)進一步冷卻，以獲得足夠的強度和剛度，從而在開模頂出鑄件時不會發(fā)生變形、開裂等問題，并保證應(yīng)有的尺寸精度。持壓時間的作用是使壓射沖頭有足夠的時間將壓力傳遞給未凝固的金屬，保證鑄件在壓力作用下結(jié)晶，加強補縮，以獲得致密的組織。在一般情況下填充時間的推薦值見表 35。 填充時間是金屬液最初從內(nèi)澆口壓入型腔開始到型腔充滿的時間。它是壓力、速度、溫度、金屬安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。鋁合金充型速度見表 33和表 34。 bp —施加給金屬液的壓射比壓（ Pa）； ? —金屬液密度（ 3/mkg ）； dC —澆口系數(shù)。壓射速度是指壓射沖頭的移動速度，充型速度是指金屬液流經(jīng)模具內(nèi)澆道的線速度。鋁合金常用壓射 比壓的推薦值范圍見表 32。5wT10 壓射比壓是壓射過程中金屬液在壓室中單位面積所受到的壓力。因此，應(yīng)根據(jù)鑄件的特點和合金的不同來選擇合適的壓射比壓。壓力的表示形式有壓射力和壓射比壓兩種。因此，要對這些工藝參數(shù)進行調(diào)整、控制和選擇，是個工藝參數(shù)協(xié)調(diào)在最佳狀態(tài)，滿足壓鑄生產(chǎn)的需要，才能生產(chǎn)出合格的鑄件。影響充型的主要因素是壓力、速度、溫度和時間。5wT9 第三章 金屬壓鑄件壓鑄工藝 壓鑄工藝是將模具、壓鑄機和鑄件結(jié)構(gòu)與合金特點等三大要素有機地結(jié)合并加以運用的過程。 表 2 5 機械加工余 量 (單 位： mm) 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 加工余量 當壓鑄件的尺寸精度與形位公差達不到設(shè)計要求而需要機械加工時，應(yīng)優(yōu)先考慮精整加工，以便保留其強度較高的致密層。在模具正常使用壽命內(nèi)，鋁合金壓鑄件 大致 在 ～ ? m 范圍。取支撐架內(nèi)表面脫模斜度 β=1176。 鑄造圓角半徑 鑄造圓角可以使金屬液流暢，氣體容易排出，并可避免因銳角而產(chǎn)生裂紋，內(nèi)圓角取值為取1mm。大面積的薄壁 成型比較困難；壁厚過大或嚴重不均勻則易產(chǎn)生縮陷及裂紋。5wT7 ＜ 25 ＞ 25～ 63 ＞ 63～ 160 (2) 壓鑄件的同軸度公差：見表 26。 嚴格尺寸有： ? 、 40? 、 6 40 余下的全為一般尺寸，其中 A 類尺寸： 2 1 40 B 類尺寸： 11? 、 1 160、 于是得： 0 ?? 、 0 ?? 、 ? 、 0 ?? 、 0 ? 、 0 ? 、 ? 、 0 ? 、 0 ? 、 壓鑄件的形位公差 (1) 壓鑄件的平行度公差：見表 25。5wT6 GB/ 1998 L/mm 類 ? 18 ? 18 ～30 ? 30 ～50 ? 50 ～80 ? 80 ～120 ? 120 ～180 IT11 ～ 50 鋁合金 IT12 50～ 180 根據(jù)空間對角線的尺寸，精密壓鑄件一般尺寸推薦公差見表 24 表 2 2 一般尺寸推薦公差 相近公差等級 空間對角線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 不受分型面和活動型芯影響的尺寸； B 類尺寸表示受分型面和活動型芯影響的尺寸?？臻g對角線取自外切鑄件最大輪廓的四方體，其值按式 21[2]求得，一律取整數(shù)： 222 cbaL ＋＋＝空 (21) 式中 空L ——空間對角線 (mm)； a——長度 (mm)； b——寬度 (mm)； c——高度 (mm)。5wT ③ 模具結(jié)構(gòu)對該尺寸的影響，主要取決于分型面或活動成形的鎖緊狀況及脫模斜度； ④ 合金種類； ⑤ 設(shè)計模具選用收縮率與該尺寸實際表現(xiàn)收縮率的差值； ⑥ 壓鑄工藝參數(shù)的變動，主要是模溫和脫模時的鑄件溫度； ⑦ 模具直至達到工作壽命，制造維修對其精度的保證； ⑧ 壓鑄機合模系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)精度和剛性。同時鋁合金對模具具有較強的黏附性，在脫出壓鑄件時，會產(chǎn)生黏附現(xiàn)象。機械切削性能也很好； ④ 耐腐蝕性能好； ⑤ 具有良好的壓鑄性能，較好的表面粗糙度以及較小的熱裂性。因為它們允許有相當數(shù)量的雜質(zhì)，可以用舊鋁作回收利用，提高原材料的利用率。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)量無法得到保證，甚至造成生產(chǎn)困難 壓鑄合金的化學(xué)成分和性能 壓鑄合金是壓鑄生產(chǎn)的要素之一，要生產(chǎn)優(yōu)良的壓鑄件，除了要有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和成型設(shè)計、設(shè)計完善的壓鑄模和工藝性能優(yōu)越的壓鑄 機外，還需要有性能優(yōu)良的合金。5wT4 第二章 支撐架壓鑄件的結(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、壓鑄工藝對鑄件要求、壓鑄件的技術(shù)要求、壓鑄件的工藝性能等。 通過本畢業(yè)設(shè)計，掌握壓鑄原理及模具結(jié)構(gòu)，掌握壓鑄模設(shè)計的步驟，模具制造工藝的編制能力，具有較強的從事壓鑄工藝及模具技術(shù)工作的能力， 組織模具生產(chǎn)管理的能力。 分型面的選擇也有多種方案： ．設(shè)計的目標 ： 由于支撐架壓鑄件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，尺寸精度要求較高，支撐架的零件材料為 YL112，表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量要求嚴格等特點，成型時要保證壓鑄件的質(zhì)量，克服成型缺陷，因此對壓鑄件的成型工藝選擇要求科學(xué)、合理，壓鑄模結(jié)構(gòu)具有良好的工藝性。 為提高生產(chǎn)效率且保證零件質(zhì)量，預(yù)采用一模兩腔，對稱分布在澆注系統(tǒng)兩側(cè)成型。 (8) 對主要模具工作零件 (型腔、型芯 )進行制造工藝編制 (包括數(shù)控加工程序 )； ．重點需要研究的問題 ： (1) 依據(jù)液態(tài)金屬充填理論，通過研究支撐架壓鑄件的充填、凝固順序，設(shè)計合理的壓鑄工藝； (2) CAD 設(shè)計該件的壓鑄模具，優(yōu)化設(shè)計模具結(jié)構(gòu)； (3) 對主要的零件 (型腔、型芯 )等強度校核，完成繪制裝配圖和零件工程圖； (4) 對主要模具工作零件 (型腔、型芯 )等進行制造工藝編制 (包括數(shù)控加工程序 )； (5) 進行初步數(shù)值模擬成型； (6) 對大學(xué)階段的知識進行總結(jié)和應(yīng)用 ，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） The genral stf(1mpoyidvc,uh)0jb。 (6) 選擇合理的模具結(jié)構(gòu) ,繪制裝配圖。 (4) 對加熱以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 根據(jù)壓鑄件及澆道系統(tǒng)的數(shù)量、布置形式，計算加熱功率以及冷卻水道的尺寸、數(shù)量。5wT2 圖 11 支撐架 壓鑄零件二維結(jié)構(gòu) 圖 12 支撐架壓鑄零件三維圖 (3) 對澆注系統(tǒng)的選擇與計算，壓鑄機型號的選擇。 支撐架零件的二維、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。 設(shè)計的內(nèi)容和目標 本課題的主要內(nèi)容、重點解決的問題 ,完成任務(wù)可能思路和方案。國產(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)計中，目前仍主要依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗。 7)生產(chǎn)率低由于國產(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)量不如進口模具高。 5)壓鑄模使用壽命短。 3)國產(chǎn)壓鑄機大都存在漏油的現(xiàn)象，主要原因是密封件質(zhì)量差和加工質(zhì)量問題。 2)液壓系統(tǒng)無法實現(xiàn)壓鑄機的自動控制。 1)國外壓射系統(tǒng)始終在不斷地改進，平均 5～ 8 年就有一次重大改進。5wT 及 16000kN 的大型壓鑄機均有生產(chǎn)。至 20 世紀 90 年代，我國的壓鑄技術(shù)達到相當水平，已