端蓋壓鑄模設(shè)計(jì)【一模兩腔】
端蓋壓鑄模設(shè)計(jì)【一模兩腔】,一模兩腔,壓鑄,設(shè)計(jì)
摘要:壓鑄工藝從上世紀(jì)90年代起在中國獲得了飛速發(fā)展,成為了金屬鑄造中的熱門產(chǎn)業(yè)。由于金屬壓鑄成型有簡短的工藝流程、工序簡單并集中、對工作場地的要求和設(shè)備的要求低;壓鑄件的質(zhì)量良好、精度較高;可節(jié)省不少的機(jī)械加工工序;壓鑄件的生產(chǎn)率較高、能源浪費(fèi)極少等優(yōu)點(diǎn),所以壓鑄在未來的生產(chǎn)生活中會占據(jù)較大的生產(chǎn)比例。 本次設(shè)計(jì)是端蓋壓鑄模設(shè)計(jì)。端蓋為長方體制件,考慮到安裝座的精度產(chǎn)量等因素,采用一模兩腔結(jié)構(gòu)。由于端蓋有側(cè)凹,需設(shè)計(jì)測抽芯機(jī)構(gòu)成型,采用中心澆口不易充滿型腔,所以采用外側(cè)澆口。模具采用鑲拼式結(jié)構(gòu),便于型芯型腔磨損后的更換。利用導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合,使動(dòng)模可以準(zhǔn)確地合在定模上。采用推桿推出,并設(shè)置冷卻水道以加速冷卻模具。 采用UG建模實(shí)現(xiàn)端蓋的三維建模、模具的設(shè)計(jì)及建模,建成三維模具后導(dǎo)出模具的裝配圖及零件圖。關(guān)鍵詞:端蓋,壓鑄模,UG建模設(shè)計(jì)目錄1壓鑄件工藝分析41.1 壓鑄件結(jié)構(gòu)分析41.1.1壓鑄件特點(diǎn)41.1.2壓鑄件基本結(jié)構(gòu)51.1.3壓鑄件精度分析51.2壓鑄件材料分析52分型面及澆注系統(tǒng)62.1確定分型面62.2 初選壓鑄機(jī)62.2.1型腔數(shù)量及布局82.2.2鎖模力計(jì)算82.2.3初選壓鑄機(jī)92.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)92.3.1直澆道設(shè)計(jì)92.3.2橫澆道設(shè)計(jì)102.3.3內(nèi)澆道設(shè)計(jì)112.3.4溢流槽設(shè)計(jì)123成型零件設(shè)計(jì)133.1成型零件設(shè)計(jì)133.2成型零件尺寸計(jì)算143.1.1收縮率153.1.2型腔尺寸計(jì)算153.1.3型芯尺寸計(jì)算163.1.4脫模斜度163.1.5壓鑄件的加工余量163.2成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)174 模架選擇及設(shè)計(jì)194.1支撐及固定零件設(shè)計(jì)194.2 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)204.3 加熱及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)224.3.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則224.3.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)225 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)235.1 推出力的確定236.2 推出零件設(shè)計(jì)235.3 導(dǎo)向和復(fù)位裝置設(shè)計(jì)23第1章 校核壓鑄機(jī)246.1 壓室容量校核246.2 開模行程校核256 模具零件材料和涂料的選擇267 模具總體結(jié)構(gòu)及工作原理278壓鑄工藝參數(shù)的選擇278.1壓鑄壓力的選擇278.2溫度參數(shù)的選擇288.3充填、持壓和開模時(shí)間289 設(shè)計(jì)心得小結(jié)29參考文獻(xiàn)311壓鑄件工藝分析1.1 壓鑄件結(jié)構(gòu)分析壓鑄件的結(jié)構(gòu)分析主要從壓鑄件的特點(diǎn),根據(jù)壓鑄件的基本功能結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計(jì)出合理的壓鑄件結(jié)構(gòu),在滿足使用功能的同時(shí)還需要能夠滿足生產(chǎn)工藝要求,同時(shí)保證產(chǎn)品的質(zhì)量和使用的精度,盡量減少后續(xù)的加工。同時(shí)需要根據(jù)生產(chǎn)的批量合理的選擇壓鑄的模具。1.1.1壓鑄件特點(diǎn)根據(jù)壓鑄件的二維圖(圖1.1.1-1)和三維圖(圖1.1.1-2),我們可以看到,制件的結(jié)構(gòu)相對比較簡單,壁厚相對比較均勻,對于模具的復(fù)雜程度而言是相對簡單的。制件為電器殼壓鑄件,材料為ZN鋅合金,相對尺寸不大。圖1.1.1-1 制件二維圖圖1.1.1-2制件三維圖1.1.2壓鑄件基本結(jié)構(gòu)薄壁鑄件的致密性好,可以提高強(qiáng)度和耐磨性。太厚容易出現(xiàn)內(nèi)部氣孔,縮孔等缺陷,在保證鑄件有足夠的強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)該盡量減少壁厚,并保持各個(gè)截面的厚薄均勻一致。但是太薄對于鑄件的填充有影響。1.1.3壓鑄件精度分析為了從根本上防止壓鑄件產(chǎn)生缺陷,比以低成本,連續(xù)不斷地生產(chǎn)高質(zhì)量的壓鑄件,必須使壓鑄件的結(jié)構(gòu)適合于壓鑄。主要對鑄件的壁厚、圓角、筋、出型斜度,孔,螺紋、加工余量、文字、標(biāo)志、圖案等進(jìn)行分析。對次鑄件壁厚均勻適合壓鑄。鑄件本身有斜度且能減少出型時(shí)與型壁的摩擦。鑄件邊緣有孔且與型芯方向一致,所以在鑄造時(shí)鑄出。鑄件上有螺紋與型芯方向垂直,不宜在鑄造時(shí)鑄出,且螺紋的鑄造模具加工時(shí)相當(dāng)?shù)睦щy,所以螺紋在鑄件鑄出后進(jìn)行加工。1.2壓鑄件材料分析ZN鋁硅合金,抗拉強(qiáng)度250N/mm2伸長率1%、布氏硬度80HB。鋁是鋅合金中的只要元素,它使鋅合金強(qiáng)度提高和形成細(xì)晶粒組織。另一方面含鋁還會提高晶間腐蝕性的敏感性。因此采用貼近亞共晶成分的合金進(jìn)行壓鑄。2分型面及澆注系統(tǒng)2.1確定分型面壓鑄模的定模與動(dòng)模表面通常稱為分型面,分型面是由壓鑄件的分型線決定的。而模具上垂直于鎖模力方向上的接合面,即為基本分型面。此殼體鑄件的分型面選擇如圖2.1所示。圖2.1分型面圖2.2 初選壓鑄機(jī)為了制造的方便性,選擇冷室壓鑄機(jī)。壓鑄機(jī)基本組成如圖2.2所示。圖2.2臥式冷室壓鑄機(jī)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)。壓射壓力、壓射速度等主要工藝參數(shù)都是通過它來控制的,其中包括壓室、壓射沖頭、壓射缸、增壓器和蓄能器。(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(dòng)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。(3)頂出機(jī)構(gòu)在壓鑄件冷卻固化成型并開啟模具后,頂出缸驅(qū)動(dòng)壓鑄模的推出機(jī)構(gòu),將成型壓鑄件及澆注余料從模具中頂出,并脫出模體,其中包括頂出缸和頂桿。(4)傳動(dòng)系統(tǒng)通過液壓傳動(dòng)或機(jī)械傳動(dòng)完成壓鑄過程中所需要的各種動(dòng)作。包括電機(jī)、各種液壓泵及機(jī)械傳動(dòng)裝置。(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(dòng)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(dòng)作,將液壓動(dòng)作和機(jī)械動(dòng)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。2.2.1型腔數(shù)量及布局根據(jù)設(shè)計(jì)要求,型腔采用一模2腔,如下圖圖2.2.1圖2.2.1型腔圖2.2.2鎖模力計(jì)算鎖模力是選用壓鑄機(jī)的主要確定參數(shù),按照鎖模力的計(jì)算公式計(jì)算如下:F鎖=K(F主+F分)F鎖壓鑄機(jī)應(yīng)有的鎖模力,NK安全系數(shù),K=1.25F主主脹型力,NF分分脹型力,NF主=APp壓射壓力,PaA鑄件在分型面上的投影面積,m2查表p取20MPa,K=1.25.計(jì)算的F鎖=13760*2*1.3*1.25*20*106=894.4kN2.2.3初選壓鑄機(jī)通過查簡明制造手冊(第三版)在保證滿足生產(chǎn)要求的前提下,考慮生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性,在這里選擇壓鑄機(jī)臥式冷壓室壓鑄機(jī)。其型號為J1163E。壓鑄機(jī)主要參數(shù)如下:壓射力為368600kN;壓室直徑為70100mm;最大澆注量(Zn)為9kg;澆注投影面積為4031649;動(dòng)模板行程為600mm;拉缸內(nèi)空間水平垂直為750mm750mm。2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓鑄模澆注系統(tǒng)是將壓鑄機(jī)壓室內(nèi)熔融的金屬液在高溫高壓高速狀態(tài)下填充入壓鑄模型腔的通道。它包括直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、以及溢流排氣系統(tǒng)等。它能調(diào)節(jié)充填速度、充填時(shí)間、型腔溫度,因此它決定著壓鑄件表面質(zhì)量以及內(nèi)部顯微組織狀態(tài),同時(shí)也影響壓鑄生產(chǎn)的效率和模具的壽命14。2.3.1直澆道設(shè)計(jì)直澆道尺寸由澆口套尺寸決定。澆口套內(nèi)徑與壓室內(nèi)徑相同,由于壓鑄機(jī)選擇型號為J113。圖2.3.1 直澆道直澆道直徑D(mm)40直澆道長度H(mm)15表2.3.1 直澆道數(shù)據(jù)2.3.2橫澆道設(shè)計(jì)(1)橫澆道的形式及尺寸根據(jù)鑄件及內(nèi)澆口特點(diǎn),選用扁梯形橫澆道,澆道形狀如2.3.2-1圖所示,尺寸如表2.3.2-1所示圖2.3.2 橫澆道b(mm)5F內(nèi)(mm2)6.9h(mm)4H平(mm)2()15r(mm)2表2.3.2 橫澆道數(shù)據(jù)了防止金屬液對型芯的正面沖擊,橫澆道與內(nèi)澆口采用了端面聯(lián)接的方式,見圖2.3.2-2,其數(shù)據(jù)見表2.3.2-2。圖2.3.2-2 端面聯(lián)接方式L12h11表2.3.2-2 端面聯(lián)接方式2.3.3內(nèi)澆道設(shè)計(jì)(1)內(nèi)澆口速度由參考文獻(xiàn)壓鑄模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程P44表3-10查得,鋅合金鑄件內(nèi)澆口充填速度Vn的推薦值為3050m/s,選取為40m/s。(2)充填時(shí)間經(jīng)計(jì)算,壓鑄件的平均壁厚約為3mm,查設(shè)計(jì)手冊P96表4-6。t=35(b-1)式中t-充填時(shí)間,ms;b-壓鑄件平均壁厚,mm可求出t=35(3-1)=135ms0.05s。(3)內(nèi)澆口截面積的確定內(nèi)澆口截面積的確定可由設(shè)計(jì)手冊P96公式(4-1)得出:Ag=Ggt=vvnt式中:Ag內(nèi)澆口橫截面積,;通過內(nèi)澆口金屬液的總質(zhì)量,;液態(tài)金屬的密度,;g內(nèi)澆口流速,;t型腔的填充時(shí)間,;V通過內(nèi)澆口金屬液的體積,cm3;Vn型腔的充填速度,。計(jì)算得出數(shù)值如下:Ag=13.810240000.056.9cm2(4)內(nèi)澆口厚度、長度、寬度的確定由內(nèi)澆口厚度、寬度和長度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值表,適當(dāng)選取此鋅合金鑄件內(nèi)澆口厚度為1.5mm,長度為2mm,寬度為8mm。2.3.4溢流槽設(shè)計(jì)排溢系統(tǒng)由排氣道、溢流槽、溢流口組成。如圖2.3.4所示,選用半圓形結(jié)構(gòu)的排溢系統(tǒng)。圖2.3.4排溢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)溢流槽尺寸設(shè)計(jì)溢流槽尺寸選取:溢流口厚度h=0.5mm;溢流口長度l=3mm;溢流口寬度s=6mm;溢流槽半徑r=2mm。3成型零件設(shè)計(jì)3.1成型零件設(shè)計(jì)采用鑲拼式結(jié)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)在于:a) 采用整體鑲塊簡化加工工藝,提高模具制造質(zhì)量,易滿足成型部位的精度要求;b) 合理使用熱作模具鋼,降低成本;c) 易損件有利于更換和修理;d) 壓鑄件的局部結(jié)構(gòu)改變時(shí),不致使整套模具報(bào)廢;e) 可按鑄件的幾何形狀在鑲塊上構(gòu)成復(fù)雜的分型面,而在套板上仍為平直分型面;3.2成型零件尺寸計(jì)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。把尺寸變大的尺寸稱為趨于增大尺寸,變小的尺寸稱為趨于變小尺寸。在確定成型零件尺寸時(shí),趨于增大的尺寸應(yīng)向偏小的方向取值;趨于變小的尺寸應(yīng)向偏大的方向取值;穩(wěn)定尺寸取平均值。表3.2 合金收縮率成型零件尺寸的計(jì)算公式如下:式中:成型件尺寸;成型零件制造偏差;壓鑄件尺寸(含脫模斜度、加工余量);收縮率;n補(bǔ)償系數(shù);壓鑄件尺寸偏差。n為損耗補(bǔ)償系數(shù),由兩部分構(gòu)成,其一是壓鑄件尺寸偏差的,其二是磨損值,一般為壓鑄件尺寸偏差的,因此。成型零件尺寸制造偏差=。已知鑄件尺寸公差等級為CT5,根據(jù)參考文獻(xiàn)查表可得鑄件基本尺寸的相應(yīng)尺寸公差。由鑄件圖可知型腔尺寸有:28,h10。中心尺寸有:L9。3.1.1收縮率成型收縮率是指鑄件收縮量與成型狀態(tài)鑄件尺寸之比,收縮分三種情況(見圖3.1.1):(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。(2)阻礙收縮如圖中,有固定型芯的阻礙作用。(3)混合收縮如圖中,這種情況較多。圖3.3.1 壓鑄件收縮率的分類查得鋅合金的自由收縮率為0.6%0.8%,阻礙收縮率為0.3%0.4%,混合收縮率為0.4%0.6%。取ZN鋅合金的自由收縮=0.7%,阻礙收縮為,混合收縮為3=0.5%。3.1.2型腔尺寸計(jì)算型腔的尺寸是趨于增大尺寸,應(yīng)選取趨于偏小的極限尺寸。計(jì)算公式為:A0+,=(A+A-0.7)0+,160-0.820:A0+,=(160+1600.5%-0.70.82)00.225=160.8530+0.08486-0.320:A0+,=(86+860.5%-0.70.42)00.225=86.540+0.0843.1.3型芯尺寸計(jì)算(2)型芯尺寸計(jì)算由鑄件圖可知型芯尺寸有:,80,120。型芯的尺寸是趨于減小的尺寸,應(yīng)選取趨于偏大的極限尺寸。計(jì)算公式為:A-,0=(A+A+0.7)-,01200+0.66:A-,0=(120+1200.5%+0.70.66)-0.1650=120.69-0.0720800+0.54:A-,0=(80+800.5%+0.70.54)-0.150=80.65-0.07203.1.4脫模斜度(1)脫模斜度的選取標(biāo)準(zhǔn)1)不留加工余量的壓鑄件。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。2)兩面均留有加工余量的鑄件。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。3)單面留有加工余量的鑄件。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。型芯尺寸以非加工面的小端為基準(zhǔn),減去斜度尺寸差及加工余量,另一端按脫模斜度相應(yīng)放大。(2)脫模斜度的尺寸配合面外表面最小脫模斜度取,內(nèi)表面最小脫模斜度取。非配合面外表面最小脫模斜度取,內(nèi)表面最小脫模斜度取1。由于底座內(nèi)腔深度50mm,則脫模斜度可取小。3.1.5壓鑄件的加工余量由于鑄件具有較為精確的尺寸和良好的鑄造表面,所以一般情況下,可以不進(jìn)行機(jī)械加工。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。但是,某些部位還是應(yīng)該進(jìn)機(jī)械加工。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。底座鑄件的加工余量選取推薦的加工余量選擇,平面按最大邊長確定,孔按直徑確定。3.2成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件是與高溫金屬液接觸的零件,用于形成澆注系統(tǒng)和鑄件。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。(1)澆注系統(tǒng)成型零件:澆道鑲塊、澆口套,用于形成澆注系統(tǒng)。(2)鑄件成型零件:型芯、鑲塊、斜滑塊塊,用于形成鑄件。成型零件的結(jié)構(gòu)形式主要可以分為整體式和組合式兩類。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)整體組合式結(jié)構(gòu)型腔和型芯由整塊材料制成,裝入模板的模套內(nèi),再用臺肩或螺栓固定。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。4)完全組合式結(jié)構(gòu)由多個(gè)鑲拼件組合而成的成型空腔。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3-4級,對粗糙度的要求比鑄件粗糙度高2級。3.2.1型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用整體組合式型腔結(jié)構(gòu),這樣可以節(jié)省貴重材料,節(jié)約成本。如下圖3.2.1 圖3.2.1型腔尺寸圖3.2.2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖3.2.2圖3.2.2型型尺寸圖4 模架選擇及設(shè)計(jì)4.1支撐及固定零件設(shè)計(jì)構(gòu)成模體的支撐及固定零件:定模座板、定模套板、動(dòng)模套板、支承板、墊塊、動(dòng)模座板。(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(yīng)設(shè)置定模座板。在設(shè)計(jì)定模座板時(shí),考慮到以下問題:澆口套安裝孔的位置與尺寸應(yīng)與壓鑄機(jī)壓室的定位法蘭配合。定模座板上應(yīng)留出緊固螺釘或安裝壓板的位置。(2)定模板定模板的主要作用:固定成型型腔安裝導(dǎo)向零件的固定載體。設(shè)置澆口套,形成澆注系統(tǒng)的通道。承受金屬液填充壓力的沖擊,而不產(chǎn)生型腔變形。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。(3)動(dòng)模板動(dòng)模板的主要作用是:固定成型型芯安裝導(dǎo)向零件的固定載體。設(shè)置壓鑄件脫模的推出元件,如推桿、推管、卸料板以及復(fù)位桿等。設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。在不通孔的模體結(jié)構(gòu)中,起支承板的作用。(4)動(dòng)模壓板動(dòng)模壓板主要作用是:在通孔的模體結(jié)構(gòu)中,將成型鑲塊壓緊在動(dòng)模板內(nèi)。(5)動(dòng)模支承板動(dòng)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。因此,不通孔的模體結(jié)構(gòu),有時(shí)也可設(shè)置支承板。(6)模座模座是支承模體和模體承受機(jī)器壓力的構(gòu)件,其主要作用是:1)與動(dòng)模板、動(dòng)模支承板連成一體,構(gòu)成模具的動(dòng)模部分。2)與壓鑄機(jī)的動(dòng)座板連接,并將動(dòng)模部分緊固在壓鑄機(jī)上。3)模座的底端面,在合模時(shí)承受壓鑄機(jī)的合模力,在開模時(shí)承受動(dòng)模部分自身重力,在推出壓鑄件時(shí)又承受推出反力。因此,模座應(yīng)有較強(qiáng)的承載能力。4)壓鑄機(jī)頂出裝置的作用通道。(7推出板推出板包括推桿固定板和推板。在設(shè)計(jì)推出板時(shí),主要考慮到以下幾點(diǎn):1)推出板應(yīng)有足夠的厚度,以保證強(qiáng)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。2)推出板各個(gè)大平面應(yīng)相互平行,以保證推出元件運(yùn)行的穩(wěn)定性。4.2 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)模具的導(dǎo)向零件有導(dǎo)柱導(dǎo)套和復(fù)位桿。模板導(dǎo)向零件的尺寸和位置,如圖4.2所示。導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑,d=20mm。導(dǎo)柱導(dǎo)滑長度, e=25mm。導(dǎo)向位置設(shè)置在模板的四個(gè)角上。起模槽深度n=7mm,便于將動(dòng)、定模撬開。排氣槽c=0.5mm,以消除合模時(shí)導(dǎo)向孔內(nèi)的氣體反壓力。圖4.2-1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)布置圖圖4.2-2 模板導(dǎo)向零件(1)零件表面粗糙度模體構(gòu)件件表面粗糙度選?。簞?dòng)模和定模座板與壓鑄機(jī)的安裝面,排氣槽表面,其他非配合面。(2)材料選擇導(dǎo)柱、導(dǎo)套的材料選用T8A,熱處理要求5055HRC,其他零件的材料選用45鋼,熱處理要求2532HRC。4.3 加熱及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則(1)冷卻水孔的數(shù)量盡可能多,截面尺寸盡量大;(2)一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大約為68mm;(3)水孔通過鑲塊時(shí),防止鑲套管等漏水;4.3.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖4.3.2 模具俯視水道型腔的冷卻共設(shè)有一條水道,一條水道用于冷卻型腔鑲塊。進(jìn)水方向?yàn)?,左進(jìn)右出,上進(jìn)下出。5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 推出力的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)查得,鋅合金的許用受推力p為40MPa,設(shè)計(jì)中共使用4個(gè)限位板,而F推可由公式:F推KF包確定,其中K=1.2,而F包=163N,因此取F推=356N。6.2 推出零件設(shè)計(jì)5.2.1 尺寸設(shè)計(jì)由于鑄件為圓筒形薄壁零件,且推出力較大,所以采用推件板推件。5.3 導(dǎo)向和復(fù)位裝置設(shè)計(jì)采用如圖5.3-1的導(dǎo)向布局,采用導(dǎo)柱導(dǎo)套配合導(dǎo)向。圖5.3-1導(dǎo)向布局圖復(fù)位桿采用圖5.3-2的方式圖5.3-2復(fù)位桿第1章 校核壓鑄機(jī)6.1 壓室容量校核壓鑄機(jī)初步選定后,壓射比壓和壓室直徑相應(yīng)尺寸應(yīng)得到相應(yīng)的確定,壓室可容納的金屬液的質(zhì)量也為定值,但是否能夠容納每次澆注的金屬液質(zhì)量,必須按照公式進(jìn)行核算,即G室G澆式中 G室壓室容量,kg;G澆每次澆注的金屬液的質(zhì)量,包括鑄件、澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)的質(zhì)量,kg。壓室容量可按下式計(jì)算G室=D室2LK/4式中 G室壓室容量,kg;D室壓室直徑,m;L壓室長度(包括澆口套長度),m;液態(tài)合金密度;K壓室充滿度,60%80%取=6.5103(kg/m3),查表得G澆=0.6kgG室=(3510-3)232010-36.510380%/4=1.60kg滿足要求。6.2 開模行程校核通過查手冊已知J1163E臥式冷壓室壓鑄機(jī)的壓鑄模厚度最大/最小為200/450cm,設(shè)計(jì)的模具最小厚度為170cm,開模所需要的最小厚度為210cm。滿足要求。6 模具零件材料和涂料的選擇在金屬的壓力鑄造生產(chǎn)過程中,壓鑄模直接與高溫高壓高速的金屬液相接觸。一方面它受到金屬液的直接沖刷,磨損、高溫氧化和各種腐蝕;另一方面由于生產(chǎn)的高效率,模具溫度的升降非常的劇烈,并形成周期性變化。所以對于模具的材料要求非常高,通過查表選擇的材料如下表零件型腔、型芯澆道套、分流錐導(dǎo)柱、導(dǎo)套復(fù)位桿模架結(jié)構(gòu)原件材料3Gr2W8V3Gr2W8VT8AT8A457 模具總體結(jié)構(gòu)及工作原理注射機(jī)開合模機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下,動(dòng)模向下移動(dòng),模具從動(dòng)模和定模分型面分開。制件包在凸模上隨動(dòng)模一起后移,移動(dòng)一定距離后在限位板的作用下,推板停止向下運(yùn)動(dòng),凸模和分流錐繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),在推件板的作用下將制件從動(dòng)模中推出。模具合模時(shí),在開合模機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下,由于復(fù)位桿和導(dǎo)柱的作用下,進(jìn)行精確復(fù)位。8壓鑄工藝參數(shù)的選擇8.1壓鑄壓力的選擇從壓鑄工藝出發(fā),如何合理的確定和選擇壓射比壓和填充速度是一個(gè)重要的問題。為了提高鑄件的致密性,增大壓射比壓無疑是有效的。但是過高比壓會使壓鑄機(jī)模受熔融合金流的強(qiáng)烈沖刷和增加合金粘膜的可能性,降低壓鑄模的使用壽命。在當(dāng)前的壓鑄條件下,壓射比壓得選擇應(yīng)該根據(jù)壓鑄件的形狀、尺寸、復(fù)雜程度、壁厚、合金的特性、溫度及排溢系統(tǒng)等確定,一般在保證壓鑄件成形和使用要求的前提下選用較低的比壓。根據(jù)壓鑄模設(shè)計(jì)手冊壓鑄速度的選擇15m/s。8.2溫度參數(shù)的選擇澆注溫度是指從壓室進(jìn)入型腔時(shí)液體金屬的平均溫度。澆注溫度過高,合金收縮大,使鑄件容易產(chǎn)生裂紋,鑄件晶粒粗大,還能造成脆性;澆注溫度過低,易產(chǎn)生冷隔、表面流紋和澆不足等缺陷。因此,澆注溫度應(yīng)與壓力、鑄型溫度及填充速度同時(shí)考慮。根據(jù)鋅合金簡單結(jié)構(gòu)件選擇420440度。壓鑄模在使用前要預(yù)熱一定的溫度,預(yù)熱的作用有兩個(gè)方面:其一是避免高溫液體金屬對冷壓鑄模的“熱沖擊”,以延長壓鑄模使用壽命。在連續(xù)生產(chǎn)中,壓鑄模溫度往往升高,尤其是壓鑄高熔點(diǎn)合金時(shí),溫度升高很快。溫度過高除產(chǎn)生液體金屬粘型外,還可能出現(xiàn)鑄件因來不及完全凝固、推出溫度過高而導(dǎo)致變形、模具運(yùn)動(dòng)部件卡死等問題。同時(shí)過高的壓鑄模溫度會使鑄件冷卻緩慢,造成晶粒粗大而影響其力學(xué)性能。8.3充填、持壓和開模時(shí)間8.3.1充填時(shí)間自液體金屬開始進(jìn)入型腔起到充滿型腔為止,所需的時(shí)間稱為充填時(shí)間。充填時(shí)間長短取決于鑄件的體積、壁厚的大小及鑄件形狀的復(fù)雜程度。在此根據(jù)制件的實(shí)際情況填充時(shí)間取0.0180.026S8.3.2持續(xù)時(shí)間從液態(tài)金屬充填型腔到內(nèi)澆道完全凝固時(shí),繼續(xù)在壓射沖頭下的持續(xù)時(shí)間為持壓時(shí)間。持壓的作用是使壓力傳遞給未凝固的金屬,保證鑄件在壓力下結(jié)晶,以獲得致密的組織。持壓時(shí)間的長短取決于鑄件的材質(zhì)和壁厚。取1.5s。8.3.3停留時(shí)間從壓射終了到壓鑄模打開的時(shí)間,稱為鑄件在型中的停留時(shí)間。取6s。9 設(shè)計(jì)心得小結(jié)光陰荏苒,白駒過隙,一周的壓鑄模課程設(shè)計(jì)即將過去。但這并不意味著結(jié)束,相反,我們覺得著僅僅是個(gè)開始,因?yàn)楹竺孢€有更大的挑戰(zhàn)等著我們迎接。 在這兩周時(shí)間里,我們設(shè)計(jì)了一套模具,我們首先定產(chǎn)品壓鑄件,材料性能,然后畫二位模具圖,繪制圖紙。每一步都經(jīng)過團(tuán)隊(duì)的思考和討論,其中也得到老師的熱心幫助,最后設(shè)計(jì)出了一套完整的模具。 在這次壓鑄模設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料,請教老師有關(guān)模具方面的問題,特別是模具在實(shí)際中可能遇到的具體問題,使我在這短暫的時(shí)間里,對模具的認(rèn)識有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從簡單的模具到復(fù)雜的模具,我們都要一步一步的設(shè)計(jì),所謂一步錯(cuò),步步錯(cuò),不只是設(shè)計(jì)模具,做任何事情都應(yīng)該這樣。模具在當(dāng)今社會生活中運(yùn)用得非常廣泛,掌握模具的設(shè)計(jì)方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。 這次課程設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),我們運(yùn)用了AutoCAD二維制圖,這不僅給我們節(jié)約了時(shí)間,把我們的設(shè)想轉(zhuǎn)化為立體的模型,更讓我們進(jìn)一步熟練這些軟件,認(rèn)識到這些軟件強(qiáng)大的功能。除了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)之外,也是我們對學(xué)過的機(jī)械制圖、壓鑄工藝制作、模具設(shè)計(jì)等專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)基礎(chǔ)知識的總結(jié)和運(yùn)用。 在受益的同時(shí),我們也發(fā)現(xiàn)了自身知識的缺乏和不足?,F(xiàn)在所得的知識都是來自書本上的,每個(gè)人都學(xué)得會,關(guān)鍵是能不能把學(xué)過的知識運(yùn)用起來,運(yùn)用得好不好是其次,最重要的是能解決企業(yè)的實(shí)際問題。對于企業(yè)來說,光有這些死知識是沒有用的,要學(xué)會運(yùn)用這些知識。 最好的東西都是改進(jìn)出來的,沒有誰能一次設(shè)計(jì)出完美的產(chǎn)品,我們設(shè)計(jì)的模具難免會有不足之處,敬請老師批評指正。 課程設(shè)計(jì)按時(shí)完成了,其中的設(shè)計(jì)過程只有自己才能體會到,有成功,有失敗。受益固然良多,但能看到自身的欠缺才是最大的成功之處。 在設(shè)計(jì)過程中,我們也遇到了很多困難。我們先是小組討論研究,一般都能解決問題。自己組不能解決的問題,我們就和其它組討論,在這里要感謝同學(xué)們熱心的幫助。對于一些生產(chǎn)實(shí)際的問題,我們要特別感謝我的指導(dǎo)老師。我們遇到的實(shí)際問題,指導(dǎo)老師都一一解答,給了我們很大的幫助,對我們也是很細(xì)致的指導(dǎo)。當(dāng)然我們也查閱了大量有關(guān)資料,與同學(xué)們交流經(jīng)驗(yàn)與設(shè)計(jì)心得,在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,建立了我們工作能力的信心,使我們充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。設(shè)計(jì)過程中雖有坎坷,但對整體來說還是蠻順利的。通過這次課程實(shí)踐項(xiàng)目,自身的能力得到了質(zhì)的飛躍,使我們對企業(yè)又更近了一步,這對我們以后的工作和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),是我們對未來前景充滿了信心。參考文獻(xiàn)1 模具使用技術(shù)叢書編委會. 壓鑄模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社. 2005.2 盧宏遠(yuǎn), 董顯明, 王峰. 壓鑄技術(shù)與生產(chǎn)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 2008.6.3 付宏生, 張景黎. 壓鑄成型工藝與模具M(jìn). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 2008.3.4 賴華清. 壓鑄工藝及模具M(jìn). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社. 2004.6.5 吳春苗. 中國壓鑄業(yè)的規(guī)模、產(chǎn)品及市場前景J. 特種鑄造及有色合金: 2003(5): 34-35.6 Eisuke.NIYAMA. Recent Developments in Die Casting SimulationgA. 李榮德. 第二屆中國國際壓鑄會議論文集.沈陽: 東北大學(xué)出版社. 2002-4: 7-10.7 寧志良, 周彼德, 薛祥等.壓鑄模具失效分析J.哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào): 2001(5):33-35.8 河內(nèi)裕明, 最新的鎂壓鑄系統(tǒng)A. 第三屆中國國際壓鑄會議論文集. 沈陽: 東北大學(xué)出版社. 2002.4: 220-223.9 宋才飛. 壓鑄工業(yè)世紀(jì)展望A.李榮德. 第二屆中國國際壓鑄會議論文集沈陽:東北大學(xué)出版社. 2002.4: 12-15.10 宋才飛. “入世”后的中國壓鑄業(yè)A. 李榮德主編. 第三屆中國國際壓鑄會議論文集. 沈陽東北大學(xué)出版社. 2002.4: 33-38.11 唐玉林, 徐爽, 蘇仕方. 我國壓鑄業(yè)的歷史地位及分析A.李榮德. 第三屆中國國際壓鑄會議論文集. 沈陽: 東北大學(xué)出版社. 2002.4:38-43.38
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