【正文】 所示。 模體構件的表面粗糙度和材料選擇 （ 1）零件表面粗糙度 模體構件件表面粗糙度選?。簞幽?和定模座板與壓鑄機的安裝面 ?R ，排氣槽表面 ?R ，其他非配合面 ?R 。 推板導向及限位裝置設計 （ 1）推板的限位裝置 選擇機構如圖 42 所示，利用限位釘對推板進行精確定位。 鋅合金的許用受推力 [p]為 40MPa，設計中共使用 4 個推桿，而 可由公式： 確定，其中 K=，而 =9000N，因此取 =12021N。 推桿設計 （ 1）推桿的結構 采用圓形截面的推桿結構，如圖 41 所示。 （ 4）導向元件。 （ 3）限位元件。在合模過程中，驅(qū)動推出機構準確地回復到原來的位置，如復位桿、卸料板等。直接推動壓鑄件脫落，如推桿、推管、以及卸料版、成型推塊等。推出機構一般設置在動模部分。在這個過程中，由于動模套 板內(nèi)斜導滑槽的導向作用，使斜滑塊在推動壓鑄件向前運動時，分別向上下側分型，即在推出壓鑄件的同時，抽出壓鑄件側面的凹凸部分，完成側抽芯動作 。斜滑塊各側向的密封面，在壓鑄機鎖模力的作用下鎖緊。由瓣合組成的斜滑塊鑲嵌在動模套板的導滑槽內(nèi)。 （ 2）材料選擇 斜滑塊的材料選用 H13,熱處理要求 48~52HRC,斜滑塊限位釘?shù)牟牧线x用 45鋼，熱處理要求 25~32HRC。 圖 34 斜滑塊拼合形式 浙江萬里學院 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 16 斜滑塊的導滑形式 T形槽形式加工比較簡單，因此本課題選用 T形槽形式。 （ d）、（ e）、（ f） 為三瓣式或多瓣式的拼合形式。 在圖 34 中， （ a）、（ b）、（ c） 是兩瓣式的拼合形式。 本課題根據(jù)零件的結構特點選擇了斜滑塊側抽芯機構。如圖 37 所示， (a)為合模狀態(tài)， (b)開模， (c)抽出型芯。斜銷側抽芯機構主要用于側孔抽芯，分型面為垂直分型面。 (1) 斜銷側抽芯結構。 側抽芯機構有多種形式，但應用較多的是斜銷機構和斜滑塊機構。在鑄件推出前，先將型芯抽出，消除障礙后，再將壓鑄件推出，合模時，再將型芯回復到原來的成型位置。如裝配表面、裝配孔、成型困難沒有鑄出的一些形狀，去除內(nèi)澆口、溢流口后的多余部分等。同時，由于壓鑄件內(nèi)部可能有氣孔，所以應盡量避免再進行機械加工。 。 。 （ 2）脫模斜度的尺寸 配合面 外表面 最小 脫模斜度 α 取 ??150 ， 內(nèi)表面最小脫模斜度 β 取 ??300 。型腔尺 寸以非加工面的大端為基準，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脫模斜度相應減少。為保證有足夠的加工余量，型腔尺寸以小端為基準，加上加工余量，另一端按脫模斜度相應增大；型芯尺寸以大端 為基準，減去加工余量，另一端按脫模斜度相應減少。為了保證鑄件組裝時不受阻礙，型腔尺寸以大端為基準，另一端按脫模斜度相應減少；型芯尺寸以小端為基準，另一端按脫模斜度相應增大。底座鑄件模具設計按國家標準選 取的材料為 H13,熱處理要求為 48～ 52HRC。 （ 3）澆口套的尺寸與配合精度 配合精度： 1D 取 6h7H 、 2D 取 8e 、 D 取 8F 、 0D 取 7H 、 d 取 8e 。 圖 32（ b）保證了它們的同軸度要求。 浙江萬里學院 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 13 圖 31 澆口套結構形式 （ 2）澆口套與壓室的連接方式 連接方式如圖 32 所示。 圖（ d）、（ e）型式用于中心進料圖 （ f）是導入式直澆道的結構型式。 圖（ b）是利用臺肩將澆口套固定在兩模板之間，裝配牢固，但拆裝均不方便。 澆注系統(tǒng)成型零件設計 （ 1）澆口套的結構 在澆口套中形成直澆道，常用澆口套的結構形式如圖 31所示。 成型零件直接接觸高溫、高壓、高速的液態(tài)金屬，受機械沖擊、磨損、熱疲勞和化學侵蝕的反復作用，熱應力和熱疲勞導致的熱裂紋則是破壞失效的主要原因，所以對成形零件的尺寸精度的要求尺寸精度高 34 級，對粗糙度的要求比鑄件粗糙度高 2 級。 3）局部組合式結構 型腔和型芯由整塊材料制成，局部鑲有成型鑲塊的組合形式 。 1）整體式 結 構 型腔和型芯都由整塊材料加工而成，即型腔或型芯直接在模板上加工成型。 （ 2）鑄件成型零件：型芯、鑲塊、斜滑塊塊，用于形成鑄件。成型零件由澆注系統(tǒng)成型零件和鑄件成型零件兩部分組成。除以上各結構單元外，模具內(nèi)還有其它用于固定各相關零件的內(nèi)六角螺栓以及銷釘?shù)?。當壓鑄件側面有側凹或側凸結構時，則需要設置側抽芯機構，如圖中斜滑塊、側型芯、斜滑塊限位釘、彈頂銷、彈簧等。為便于清理雜物或防止雜物影響推板的正確復位，還在推板底部設置限位釘。將壓鑄件或澆注余料從模具上脫出的機構，包括推出零件和復位零件，如圖中的推桿、推 桿固定板和推板。它們的作用是引導動模板與定模板在開模和合模時能沿導滑方向移動，并準確定位。各種模板、座架等構架零件按一定程序和位置加以組合和固定，將模具的各個結構件組成一個模具整體，并能夠安裝到壓鑄機上，如圖中的墊塊、支撐板、動模壓板、定模套板、定模座板和動模座板等。 由于成型零件和澆注系統(tǒng)的零件均與高溫的金屬液直接接觸，所以它們應選用經(jīng)過熱處理的耐熱鋼制造。 （ 2）澆注系統(tǒng)。成型零件包括固定的和活動的鑲塊與型芯，如圖中的鑲塊、主型芯、小型芯以及側型芯等。在合模后，由動模鑲塊和型腔鑲塊形成一個構成壓鑄件形狀的空腔，通常稱為成型鑲塊。 壓鑄模具的基本結構及零件，它通常包括以下六個部分。定模上有直澆道直接與壓鑄機的噴嘴或壓室連接。 壓鑄模具的總體結構設計 壓鑄模由定模和動模兩個主要部分組成。 （ 3）內(nèi)澆口截面積的確定 內(nèi)澆口截面積的確定可由公式（ 22）得出： 浙江萬里學院 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 10 式中： — 內(nèi)澆口橫截面積， 2cm ； G — 通過內(nèi)澆口金屬液的總質(zhì)量， g ；? — 液態(tài)金屬的密度， 3/g cm ； — 內(nèi)澆口流速， /cms ； — 型腔的填充時間，s ； V— 通過內(nèi)澆口金屬液的體積， ； — 型腔的充 填速度， /cms 。 （ 2）充填時間 經(jīng)計算，壓鑄件的平均壁厚約為 ，利用參考文獻中的經(jīng)驗公式。 帶澆注系統(tǒng)鑄件立體圖 鑄件立體圖如圖 24所示，溢流槽設于分型面四個對角處，用于有序的排除型腔中的氣體和排除并容納冷污的金屬液以及其他氧化物。它包括直澆道、橫澆 道、內(nèi)澆口、以及溢流排氣系統(tǒng)等。 壓鑄機主要參數(shù)如下：壓射力為 368～ 600kN；壓室直徑為 70～ 100mm；最大澆注量（鋁）為 9kg；澆注投影面積為 403～ 1649；動模板行程為 600mm；拉缸內(nèi)空間水平 ? 垂直為 750mm? 750mm。 (d)推出鑄件過程 在壓鑄機頂出機構作用下，將壓鑄件及其澆注余料頂出，并脫離模體，壓射沖頭同時復位。金屬液充滿型腔后，壓射沖頭 1仍然作用在澆注系統(tǒng)，使液態(tài)金屬在高壓狀態(tài)下冷卻、結晶、固化成型。 浙江萬里學院 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 8 (a)合模過程 (b)壓射過程 (c)開模過程 (d)鑄件推出過程 圖 23 壓鑄成型過程 (a)合模過程 壓鑄模閉合后，壓射沖頭 1 復位至壓室 2 的端口處，將足量的液態(tài)金屬 3 注入壓室 2內(nèi)。 (5)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)控制柜指令液壓系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的傳動元件，按壓鑄機壓射過程預定的工藝路線和運行程序動作，將液壓動作 和機械動作有機的結合起來，完成準確可靠、協(xié)調(diào)安全的運行規(guī)則 [12]。 (4)傳動系統(tǒng) 通過液壓傳動或機械傳動完成壓鑄過程中所需要的各種動作。 (2)合模機 構 其作用是實現(xiàn)壓鑄模的開啟和閉合動作，并在壓射成型過程中具有足夠而可靠的鎖模力，以防止在高壓壓射時，模具被推開或發(fā)生偏移。 浙江萬里學院 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 7 圖 22 臥式冷室壓鑄機 1— 增壓器； 2— 蓄能器； 3— 壓射缸； 4— 壓射沖頭； 5— 壓室； 6— 定座板；7— 拉桿； 8— 動座板； 9— 頂出缸； 10— 曲肘機構； 11— 支承座板； 12— 模具高度； 13— 合模缸； 14— 機體； 15— 控制柜； 16— 電機及泵 此類壓鑄機的基本結構分為 5部分： (1)壓射機構 主要作用是在高壓力下將熔融的金屬液壓入型腔的壓射機構。 圖 21 鑄件立體圖 澆注位置的確定 鑄件中心有型芯，所以不宜采用中心澆注，因此采用底端澆注，澆注位置選在平臺的端面。 浙江萬里學院 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 6 2 壓鑄模具的整體設計 鑄件工藝性分析 鑄件立體圖 所用零件為 鋁 合金 基 座，材料 ADC12，鑄造精度 CT7，鑄件中心是一個較深的型腔，側壁有凸臺，凸臺上有直徑為 80mm 的通孔。 主要設計方法為：運用 UG繪制整個模具的裝配圖 、立體圖 和具體 的 零件圖 、立體圖 。 半固態(tài)壓鑄的出現(xiàn)，為解決鋼鐵材料壓鑄模壽命低 的問題提供了一個方法，而且對提高鑄件質(zhì)量、改善壓鑄機鴨舌系統(tǒng)的工作條件，都有一定的作用，所以是用途的一種新工藝。精密速壓鑄法在很大程度上消除了氣孔和縮松這兩種壓鑄件的基本缺陷，從而提高了壓鑄件的使用性能，擴大了壓鑄件的應用范圍。 （ 3） 精速密壓鑄 精速密壓鑄是一種精確地、快速的和密實的壓鑄方法，又稱套筒雙沖頭壓鑄法。所謂充氧壓鑄是在鋁液充填型腔，用氧氣充填壓室和型腔，以置換其中的空氣和其他氣體，當鋁金屬液充填時，一方面通過排氣槽排出氧氣，另一方面噴散的鋁液與沒有排除的氧氣發(fā)生化學反應而產(chǎn)生三氧化二鋁質(zhì)點，分散在壓鑄件內(nèi)部，從而消除不加氧時鑄件內(nèi)部形成的氣孔。因此出現(xiàn)了充氧壓鑄的新工藝。 （ 2） 充氧壓鑄 國外在分析鋁合金壓鑄件的氣泡時發(fā)現(xiàn)，其中氣體體積分數(shù)的 90%為 氮氣，而空氣中的氮氣體積分數(shù)應為 80%，氧氣的體積分數(shù)為 20%。由于現(xiàn)代壓鑄機可以在幾分之一秒內(nèi)抽成需要的真空度，并且隨著鑄型中反壓力的減小，增大了鑄件的結晶速度，縮短了鑄件在鑄型中的停留時間。消除了氣孔造成的表面缺陷，改善了鑄件的表面質(zhì)量。目前，真空壓鑄只用于生產(chǎn)要求耐壓、機械強度高或要求熱處理的高質(zhì)量零件，其今后的發(fā)展趨向是解決厚壁鑄件和消除熱節(jié)部位的縮孔，從而更有效地應用于可熱處理和可焊接的零件。而對于薄壁與復雜的鑄件，真空度應該更高。 (1)真空壓鑄 真空壓鑄是利用輔助設 備將壓鑄型腔內(nèi)的空氣抽除且形成真空狀態(tài)，并在真空狀態(tài)下將金屬液壓鑄成形的方法。它們是壓射力、壓射速度的顯示監(jiān)控裝置和合型力自動控制裝置以及電子計算機的應用等。例如，為了消除壓鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔、縮松，改善鑄件的 質(zhì)量，出現(xiàn)了雙沖頭（或稱精、速、密）壓鑄；為了壓鑄帶有鑲嵌件的鑄件及實現(xiàn)真空壓鑄，出現(xiàn)了水平分型的全立式壓鑄機；為了提高壓射速度和實現(xiàn)瞬時增加壓射力以便對熔融合金進行有效地增壓，以提高鑄件的致密度，而發(fā)展了三級壓射系統(tǒng)的壓鑄機。以中國的轎車工業(yè)壓鑄市場為支柱，中國的壓鑄業(yè)已經(jīng)向摩托車行業(yè)、農(nóng)用車行業(yè)、浙江萬里學院 繼續(xù)教育學院 畢業(yè)設計 4 基礎設施建設市場、玩具市場、家電產(chǎn)業(yè)等多個方向快速拓展，其勢頭方興未艾。由此可見，我國不能算作壓鑄強 國，只能是壓鑄大國。雖然與美國、日本等壓鑄先進國家相比，我國壓鑄件的生產(chǎn)占有一定的數(shù)量優(yōu)勢，但我國壓鑄企業(yè)以小型工廠為主，因此在管理水平和工作效率上，較之有很大的差距。 但是，與壓鑄強國相比，中國的壓鑄業(yè)還有著較大的差距。其中的中小型壓鑄機的質(zhì)量較好，大型壓鑄機、實時控制的高性能的 壓鑄機仍需進口， 2021 噸以上的壓鑄機正在研制中。我國的壓鑄廠點及相關企業(yè)中，壓鑄廠點 2021 余家，占企業(yè)總數(shù)的 80%以上，壓鑄機及輔助設備企業(yè)、模具企業(yè)、原輔材料企業(yè)近 398 家，占 %，科研、大專院校、學會等其他單位合計112 個，占總數(shù)的 %。目前，我國擁有 壓鑄廠點及相關企業(yè)2600 余家，壓鑄機近萬臺，年產(chǎn)壓鑄件 50 余萬噸。 我國壓鑄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 我國壓鑄工業(yè)在近半個世紀的發(fā)展中有了長足的進步。 20 世紀 50 年代大型壓鑄機誕生，為壓鑄業(yè)開拓了許多新的領域。 1927 年捷克工程師約瑟夫但這種設計是生產(chǎn)鋁合金鑄件的第一次嘗試。隨后瓦格納（ Wagner）設計了鵝頸式氣壓壓鑄機，用于生產(chǎn)鋁合金鑄件。 1904 年英國的法蘭克林（ H. H. Franklin）公司開始用壓鑄方法生產(chǎn)汽車的連桿軸承，開創(chuàng)了壓鑄浙江