【正文】 mm。 （ 1）定模座板 除不通孔的模體結(jié)構(gòu)外，凡通孔的模體結(jié)構(gòu)均應設置定模座板。 ②定 模座板上應留出緊固螺釘或安裝壓板的位置。 ②設置澆口套，形成澆注系統(tǒng)的通道。 ④在不通孔的模體結(jié)構(gòu)中，兼起安裝和固定定模部分的作用。 ②設置鑄件脫模的推出元件，如推桿、推管、卸料板以及復位桿等。 ④在不通孔的模體結(jié)構(gòu)中，起支承板的作用。 （ 5）動模支承板 動模支承板的主要作用是： 承受金屬液填充壓力的沖擊，而不產(chǎn)生不允許范圍內(nèi)的變形。 （ 6）模座 模座是支承模體和模體承受機器壓力的構(gòu)件，其主要作用是： ①與動模板、動模支承板連成一體，構(gòu)成模具的動模部分。 ③模座的底端面，在合模時承受壓鑄機的合模力，在開模時承受動模部分自身重力，在推出壓鑄件時又承受推出反力。 ④壓鑄機頂出裝置的作用通道。 在設計推出板時，主要考慮到以下幾點： ①推出板應有足夠的厚度，以保證強度和剛度的需要，防止因金屬液的間接沖擊或脫模阻力產(chǎn)生的變形。 模架尺寸 根據(jù)半固態(tài)擠壓件分型面的尺寸，型腔深度計算值，套板的邊緣厚度，查閱《標準系列模架尺寸》，可確定模架的主要尺寸如下： 模 架 長 450mm，高 450mm，寬 定模座板 寬 40mm； 定模套板 寬 80mm； 動模套板 寬 102mm； 支 撐 板 寬 63mm； 動模座板 寬 40mm； 墊 塊 寬 125mm，厚 63mm； 推 板 寬 32mm，高 314mm； 推桿固定板 寬 16mm，高 314mm； 復 位 桿 直徑Ф 20mm； 導 柱 導向段直徑Ф 40mm； 導 套 固定段直徑Ф 50mm； 推板導柱 導向段直徑Ф 32mm； 定模套板螺釘 8 M12； 33 動模套板螺釘 8 M12； 推板螺釘 M10； 模座螺釘 6 M20。同時需要在定模套板上開設起模槽，設計該起模槽深度為 3mm。成形尺寸的確定，直接影響壓鑄件的精度。 由此可見，影響鑄件精度的因素很多，確定成形尺寸時，應綜合考慮各種因素，其中合金的凝固收縮則是成形尺寸計算工作的基礎。 34 鋁合金的半固態(tài)擠壓是一個有半固態(tài)至固態(tài)的收縮過程，考慮收縮的因素，模具型腔的尺寸往往要大于壓鑄件的基本尺寸。收縮分三種情況： （ 1）自由 收縮 在型腔內(nèi)的壓鑄件沒有成型零件的阻礙作用，圖中 1L 。 （ 3）混合收縮 如圖中 3L ，這種情況較多。取該課題中半固態(tài)擠壓鋁合金的自由收縮 1? =%，阻礙收縮為 %?? ，混合收縮為 錯誤 !未找到引用源。 各方向?qū)τ诖罅可a(chǎn)的鑄件，應通過試生產(chǎn)測量鑄件的實際尺寸，求出鑄件各部位、的實際收縮率，修正模樣。 成型尺寸計算 成型零件表面受高溫、高壓、高速金屬 液的摩擦和腐蝕而產(chǎn)生損耗，因修型引起尺寸變化。在確定成型零件尺寸時，趨于增大的尺寸應向偏小的方向取值；趨于變小的尺寸應向偏大的方向取值；穩(wěn)定尺寸取平均值。A — 成型件尺寸； ?? — 成型零件制造偏差； A — 壓鑄件尺寸（含脫模斜度、加工余量）； ? — 收縮率； n— 補償系數(shù)； ? — 壓鑄件尺寸偏差。成型零件尺寸制造偏差‘? = ?）（ 4151 ～ 。由鑄件圖可知型腔尺寸有： Φ100， h270， 4R25， Φ190， h224， h6。中心尺寸有： L121， L220。計算公式為： (2)型芯尺寸計算 型芯的尺寸是趨于減小的尺寸，應選取趨于偏大的極限尺寸。公式為： 36 型腔尺寸計算公式： ? ??? ?? ???? 0000 )( ?DDD ?????? ???? 0000 )( ?HHH 式中， D,H型腔尺寸或型腔深度尺寸（ mm）； 00HD 鑄件外形（如軸徑、長度、寬度或者高度）的最大極限尺寸（ mm）； ? 鑄件計算收縮率（ %）； ? 鑄件公稱尺寸的偏差（ mm）； ?? 成形部分公稱尺寸的制造偏差 （ mm）。所以有： 5/ )% 0 01 0 0( ?? ?? ?????D = ? )%( ??? ?? ??????H 推出機構(gòu)概述 開模后，使壓鑄件從成形零件 上脫出的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)。 推出機構(gòu)一般由下列部分組成： （ 1）推出元件。 （ 2）復位元件。但在側(cè)抽芯機構(gòu)是斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)時，合模時，在定模板的推動作用下，斜滑塊沿斜向?qū)Щ蹨蚀_復位，所以無需設置推出機構(gòu)的復位元件。調(diào)整和控制復位裝置的位置，起止退限位作用，并保證推出機構(gòu)在壓射過程中，受壓射力作用時不改變位置，如限位釘及擋圈等。引導推出機構(gòu)往復運動的移動方向，并承受推出機構(gòu)等構(gòu)件的重量，防止移動時傾斜，如推板導柱和推板導套等。將推出機構(gòu)各元件裝配并固定成一體，如推桿固定板和推板以及其它輔助元件和螺栓等連接件。 推桿設計 （ 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。 圖 推桿的整體沉入式固定 （ 3） 推桿尺寸及配合 推桿的直徑是有推桿端面在壓鑄件上允許承受的受推力決定的，由參考文獻 [16]查得，其截面積計算公式為： 38 式中 A— 推桿前端截面積（ 錯誤 !未找到引用源?！?推桿承受的總推力（ N）； n— 推桿數(shù)量； [p]— 許用受推力（ MPa）。 可由公式： 壓鑄時，金屬液充填型腔 ，冷凝收縮后，對被金屬包圍的型芯產(chǎn)生包緊力，抽芯機構(gòu)運動時有各種阻力即抽芯阻力，兩者的和即為抽芯開始瞬時所需的抽芯力，也叫包緊力。所以有： = 4)1s in1c o ( ????? 對于（ 42）式中，取 K=，而 錯誤 !未找到引用源。 =170N。 。 （ 1）推板的限位裝置 限位機構(gòu)如下圖所示，利用限位釘對推板進行精確定位。 圖 推板導柱與導套 復位機構(gòu)設計 （ 1） 復位機構(gòu)的復位原理 開模時，復位桿隨推出機構(gòu)同時向前移動，推桿將壓鑄件推出；合模時，定模套板觸及復位桿，推出機構(gòu)復位；合模動作完成 時，在限位釘?shù)淖饔孟峦瞥鰴C構(gòu)回復到原來的位置。如下圖所示： 40 圖 鑲塊布置示意圖 推出復位零件的表面粗糙度材料及熱處理強度 （ 1）零件表面粗糙度 根據(jù)參考文獻 [15]，推桿與金屬液接觸表面粗糙度為 ? ，推桿，復位桿和推板導柱配合表面粗糙度為 ? ，推板和推板固定板配合表面粗糙度為 ? ，其他非工作的非配合表面 ? 。 在半固態(tài)擠壓生產(chǎn)過程中，模具應保持在一個適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，其目 的是避免半固態(tài)漿料中的液態(tài)部分激冷過劇而使填充條件變壞；改善型腔的排氣條件； 避免半固態(tài)擠壓件成形后產(chǎn)生大的線收縮，引起裂紋和開裂；避免模具因激烈而漲裂；縮小模具工作時冷熱交變的溫度差，延長模具壽命。加熱模具的方法有噴燈、噴槍、煤氣加熱、電加熱器加熱、電感應、紅外線加熱 圖 電加熱棒示意圖 等。因此，目前最常采用的是使用電 加熱器從模體內(nèi)部加熱的方式。根據(jù)需要在動，定模部分分別布置 48 個電加熱元件安裝孔，布置時應避免與活動型芯或推桿發(fā)生干涉。 根據(jù)以上原則，在該模具上采用電加熱器加熱，布排方式為，分別在動，定模套板的上下端面各對稱放置兩個加熱器，共計 8 個加熱元件。 成形套板壁厚的校核 套板的鑲塊安裝孔邊至套板的外側(cè)的距離稱為套板的邊框?qū)挾?，也可簡稱為套板壁厚。套板變形后，會影響型腔和型芯的尺寸精度。套板由于直接承受壓射或增壓過程帶來的型腔脹型力，因此，必須對套板的壁厚進行校核。 中文部分 近乎純凈的半固態(tài)金屬加工 P. KapranosU, . Ward, . Atkinson, . Kirkwood Department of Engineering Materials, The University of Sheffield, Sir Robert Hadfield Building, Mappin Street, Sheffield S1 3JD, UK 摘要 觸變成形或半固態(tài)金屬加工（ SSM）是金屬材料在半固態(tài)狀態(tài)下塑造成型的。但是，我們 應該清楚的意識到，在北美、歐洲、日本所有鋁鑄件的產(chǎn)量達到 2500 萬噸，但是半固態(tài)成形的只占約 1%。半固態(tài)成形必須克服的障礙之一是缺乏可供公眾查閱的量化數(shù)據(jù)以證明觸變組員是“近凈成形”。這是通過一個指示組件的觸變的研究 —— 電動機終板。 2020 Elsevier 科學有限公司保留所有權(quán)利。合金必須有一個明顯的熔點范圍以及在形成顯微結(jié)構(gòu)之前必須由在液體基體的固態(tài)金屬球體組成。但如果允許站立它會再次變厚。這個非同尋常的行為第一次被發(fā)現(xiàn)在麻省理工學院并引發(fā)了有關合金漿料觸變和加工利用的大量工作，利用灌裝模具溫度較低的泥漿以 43 非湍流方式流動的優(yōu)點。但是，我們應該清楚的意識到，在北美、歐洲、日本所有鋁鑄件的產(chǎn)量達到 2500 萬噸，但是半固態(tài)成形的只占約 1%。 因為它是一個相對較新的加工工藝，半固態(tài)成形必須通過已經(jīng)開發(fā)的合金建立自己的。如果需要業(yè)界接受使用新的或陌生的合金，以及應對制造工藝本身的新穎性，這本身就是觸變成形中及其困難的?，F(xiàn)在的階段是有數(shù)百萬汽車零部件在我們?nèi)粘ｑ{駛的汽車上使用。專門為觸變成形工藝設計的合金需要發(fā)展。 第二個障礙是缺乏一個能夠說明觸變組件真的是“近凈形”的公開的可獲得的定量數(shù)據(jù)。這是通過一個指示組件的觸變的研究 —— 電動機終板。 2 觸變成形的電動馬達終板 模具設計的優(yōu)化 運動終板與轉(zhuǎn)子軸中心孔和邊緣的插口是 安裝到 到磁盤電機的 內(nèi)部 。這些引起了壓力鑄造的諸多問題，特別是如果是短期內(nèi)的需求的話，定制的終板往往要進行灰口鑄鐵的砂型鑄造。工業(yè)中的意圖是削減成本方面的壓力，快讀的非硬化“半死”或注入，以適應定制 安 裝 法 蘭 ， 與 鑄 鐵 方 式 相 比 ， 壓 力 鑄 造 能 減 少 交 貨 時 間 44 45 圖 1 適用于電動馬達終板的模具 如圖 1，由我們的合作伙伴布魯克澆鑄是從一側(cè)而不是中心，這樣的話定子不需要鉆孔。此配置是最好的觸變終板的照片 圖 2. 模具材料為 H13（非硬化），使用的合金是 Alr 7Sir 和 Alr 6Sir 3Cur ，這是磁流體動力學攪拌的商業(yè)化生產(chǎn)，這是一個獲得的球狀微觀結(jié)構(gòu)的方法。壓力的垂直配置允許在原位加熱，這意味著，柱狀合金不需要在半熔化下轉(zhuǎn)移到壓力下。感應加熱的余料是由中頻發(fā)電機提供（泰勒梅感應有限公司貝克韋爾）。 46 圖 2 觸變成形電動馬達終板。 建立可再 生的團狀加熱體和 ram 速度以及模具溫度的感應加熱和觸變成 47 形試驗對于確保完成模具的填充是必要的。部分模具的填充是為了看到流動狀形態(tài)。 再生產(chǎn)的流通模式采用 CFD 實驗發(fā)現(xiàn)。 然而，人們發(fā)現(xiàn)，最初模具設計中的 錐形澆口導致漿料優(yōu)先從組件的中心流出來，過早的填充了溢出部位，然后在回流到入口。 圖 4a 流建模和部分填充的研究結(jié)果進行比較。計算機模型的粘度進行了調(diào)整，這樣使得從局部填充中獲得的模具填充圖案是可以重復生產(chǎn)的。與測量值 1020KN相比，該模具開始給了 6KN 的初始填充力。 該模具可以在實用范圍內(nèi)用于優(yōu)化模具填充圖形。伴隨著驗證部分的充型，在流道更寬大的模具上的模擬結(jié)果如圖 4b 所示。溢出填充持續(xù)：在模具的盡頭漿料不會反流回來。 48 圖 4 （ a）錐形流 道的部分填充 （ b）扇形流道的部分填充 產(chǎn)品質(zhì)量和可重復性的研究 用修改后的模具運行 25 終板被提出來了。樣本被送到布魯克觸變的 25 桿，用 X 光照相技術(shù)發(fā)現(xiàn)有大量的內(nèi)部空隙，此后就被否決了。 這些缺陷的原因?qū)⒃谙挛挠懻摗? 49 圖 5 觸變終板的三位測量位置 圖 6 （ a）觸變成形的 X 光片 （ b）模具鑄造終板的 X 光片 為了研究重復性，構(gòu)造了一個專用夾具安裝在分度頭終板。一個重要的偏差就意味著轉(zhuǎn)子不會真正的運行，并且會導致電機使用壽命的減少。布什 插口距離和內(nèi)布什直徑的平均值都進行了評價。通過這些，由于不準確的模具制造或終板變形而引起的任何變化都可以被隔離，這是