【正文】 （ 1） 壓鑄模開模動作，如圖 44所示。 模具總裝圖及工作過程模擬 模具總裝立體圖 模具的總裝立體圖如圖 43所示。 （ 1）零件表面粗糙度 模體構(gòu)件件表面粗糙度選取：動模和定模座板與壓鑄機(jī)的安裝面 ?R ，排氣槽表面 ?R ，其他非配合面 ?R 。 推板導(dǎo)向及限位裝置設(shè)計(jì) （ 1）推板的限位裝置 選擇機(jī)構(gòu)如圖 42所示， 利用限位釘對推板進(jìn)行精確定位。 鋅合金的許用 受推力 [p]為 40MPa，設(shè)計(jì)中共使用 4個推桿，而 可由公式： 確定，其中 K=，而 =9000N，因此取 =12022N。 推桿設(shè)計(jì) （ 1）推桿的結(jié)構(gòu) 采用圓形截面的推桿結(jié)構(gòu)，如圖 41所示。 （ 4）導(dǎo)向元件。 （ 3）限位元件。在合模過程中，驅(qū)動推出機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確地回復(fù)到原來的位置，如復(fù)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(jī)構(gòu)一般設(shè)置在動模部分。在這個過程中，由于動模套板內(nèi)斜導(dǎo)滑槽的導(dǎo)向作用，使斜滑塊在推動壓鑄件向前運(yùn)動時(shí)，分別向上下側(cè)分型，即在推出壓鑄件的同時(shí)，抽出壓鑄件側(cè)面的凹凸部分，完成側(cè)抽芯動作 。斜滑塊各側(cè)向的密封面，在壓鑄機(jī)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(dǎo)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(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 斜滑塊的導(dǎo)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇了斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。如圖 37 所示， (a)為合模狀態(tài)， (b)開模， (c)抽出型芯。斜銷側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)主要用于側(cè)孔抽芯，分型面為垂直分型面。 (1) 斜銷側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)有多種形式，但應(yīng)用較多的是斜銷機(jī)構(gòu)和斜滑塊機(jī)構(gòu)。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(shí)，再將型芯回復(fù)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(shí)，由于壓鑄件內(nèi)部可能有氣孔，所以應(yīng)盡量避免再進(jìn)行機(jī)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(zhǔn)，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少。為保證有足夠的加工余量，型腔尺寸以小端為基準(zhǔn)，加上加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大；型芯尺 寸以大端 為基準(zhǔn)，減去加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少。為了保證鑄件組裝時(shí)不受阻礙，型腔尺寸以大端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少；型芯尺寸以小端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大。底座鑄件模具設(shè)計(jì)按國家標(biāo)準(zhǔn)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(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 31 澆口套結(jié)構(gòu)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(jìn)料圖 （ f）是導(dǎo)入式直澆道的結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì) （ 1）澆口套的結(jié)構(gòu) 在澆口套中形成直澆道，常用澆口套的結(jié)構(gòu)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(jī)械沖擊、磨損、熱疲勞和化學(xué)侵蝕的反復(fù)作用，熱應(yīng)力和熱疲勞導(dǎo)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(jié)構(gòu) 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(jié) 構(gòu) 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(jié)構(gòu)單元外，模具內(nèi)還有其它用于固定各相關(guān)零件的內(nèi)六角螺栓以及銷釘?shù)?。?dāng)壓鑄件側(cè)面有側(cè)凹或側(cè)凸 結(jié)構(gòu)時(shí)，則需要設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，如圖中斜滑塊、側(cè)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(fù)位，還在推板底部設(shè)置限位釘。將壓鑄件或澆注余料從模具上脫出的機(jī)構(gòu)，包括推出零件和復(fù)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(dǎo)動模板與定模板在開模和合模時(shí)能沿導(dǎo)滑方向移動，并準(zhǔn)確定位。各種模板、座架等構(gòu)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(jié)構(gòu)件組成一個模具整體， 并能夠安裝到壓鑄機(jī)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(yīng)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(cè)型芯等。在合模后，由動模鑲塊和型腔鑲塊形成一個構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jī)的噴嘴或壓室連接。 壓鑄模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shí)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(shí)間 經(jīng)計(jì)算，壓鑄件的平均壁厚約為 ，利用參考文獻(xiàn)中的經(jīng)驗(yàn)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(shè)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(jī)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(jī)頂出機(jī)構(gòu)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(shí)復(fù)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(jié)晶、固化成型。 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(fù)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(jī)械系統(tǒng)的傳動元件，按壓鑄機(jī)壓射過程預(yù)定的工藝路線和運(yùn)行程序動作，將液壓動作和機(jī)械動作有機(jī)的結(jié)合起來，完成準(zhǔn)確可靠、協(xié)調(diào)安全的運(yùn)行規(guī)則 [12]。 (4)傳動系統(tǒng) 通過液壓傳動或機(jī)械傳動完成壓鑄過程中所需要的各種動作。 (2)合模機(jī)構(gòu) 其作用是實(shí)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(shí)，模具被推開或發(fā)生偏移。 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 22 臥式冷室壓鑄機(jī) 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(jī)構(gòu)； 11— 支承座板； 12— 模具高度； 13— 合模缸； 14— 機(jī)體； 15— 控制柜； 16— 電機(jī)及泵 此類壓鑄機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分為 5部分： (1)壓射機(jī)構(gòu) 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(jī)構(gòu)。 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(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 2 壓鑄模具的整體設(shè)計(jì) 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(cè)壁有凸臺，凸臺上有直徑為 80mm 的通孔。 主要設(shè)計(jì)方法為：運(yùn)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(jī)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(kuò)大了壓鑄件的應(yīng)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(shí)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(dāng)鋁金屬液充填時(shí)，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(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生三氧化二鋁質(zhì)點(diǎn)，分散在壓鑄件內(nèi)部，從而消除不加氧時(shí)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(shí)發(fā)現(xiàn)，其中氣體體積分?jǐn)?shù)的 90%為氮?dú)猓諝庵械牡獨(dú)怏w積分?jǐn)?shù)應(yīng)為 80%，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為 20%。由于現(xiàn)代壓鑄機(jī)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(jié)晶速度，縮短了鑄件在鑄型中的停留時(shí)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(jī)械強(qiáng)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(yīng)用于可熱處理和可焊接的零件。而對于薄壁與復(fù)雜的鑄件，真空度應(yīng)該更高。 (1)真空壓鑄 真空壓鑄是利用輔助設(shè)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(jì)算機(jī)的應(yīng)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(shí)現(xiàn)真空壓鑄，出現(xiàn)了水平分型的全立式壓鑄機(jī)；為了提高壓射速度和實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)增加壓射力以便對熔融合金進(jìn)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(jī)。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(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(qiáng)國，只能是壓鑄大國。雖然與美國、日本等壓鑄先進(jìn)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(qiáng)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(jī)的質(zhì)量較好，大型壓鑄機(jī)、實(shí)時(shí)控制的高性能的壓鑄機(jī)仍需進(jìn)口， 2022 噸以上的壓鑄機(jī)正在研制中。我國的壓鑄廠點(diǎn)及相關(guān)企業(yè)中，壓鑄廠點(diǎn) 2022 余家，占企業(yè)總數(shù)的 80%以上，壓鑄機(jī)及輔助設(shè)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(xué)會等其他單位合計(jì)112 個，占總數(shù)的 %。目前，我國擁有壓鑄廠點(diǎn)及相關(guān)企業(yè)2600 余家，壓鑄機(jī)近萬臺，年產(chǎn)壓鑄件 50 余萬 噸。 我國壓鑄工業(yè)在近半個世紀(jì)的發(fā)展中有了長足的進(jìn)步。 20 世紀(jì) 50 年代大型壓鑄機(jī)誕生，為壓鑄業(yè)開拓了許多新的領(lǐng)域。 1927 年捷克工程師約瑟夫但這種設(shè)計(jì)是生產(chǎn)鋁合金鑄件的第一次嘗試。隨后瓦格納（ Wagner）設(shè)計(jì)了鵝頸式氣壓壓鑄機(jī)，用于生產(chǎn)鋁合金鑄件。 1904 年英國的法蘭克林（ H. H. Fr