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(guó)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(jiǎn)短的工藝流程、工序簡(jiǎn)單并集中、對(duì)工作場(chǎng)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(huì)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(zhǎng)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(cè)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 4 1.1 壓鑄件結(jié)構(gòu)分析 4 1.1.1壓鑄件特點(diǎn) 4 1.1.2壓鑄件基本結(jié)構(gòu) 5 1.1.3壓鑄件精度分析 5 1.2壓鑄件材料分析 5 2分型面及澆注系統(tǒng) 6 2.1確定分型面 6 2.2 初選壓鑄機(jī) 6 2.2.1型腔數(shù)量及布局 8 2.2.2鎖模力計(jì)算 8 2.2.3初選壓鑄機(jī) 9 2.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 2.3.1直澆道設(shè)計(jì) 9 2.3.2橫澆道設(shè)計(jì) 10 2.3.3內(nèi)澆道設(shè)計(jì) 11 2.3.4溢流槽設(shè)計(jì) 12 3成型零件設(shè)計(jì) 13 3.1成型零件設(shè)計(jì) 13 3.2成型零件尺寸計(jì)算 14 3.1.1收縮率 15 3.1.2型腔尺寸計(jì)算 15 3.1.3型芯尺寸計(jì)算 16 3.1.4脫模斜度 16 3.1.5壓鑄件的加工余量 16 3.2成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4 模架選擇及設(shè)計(jì) 19 4.1支撐及固定零件設(shè)計(jì) 19 4.2 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì) 20 4.3 加熱及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 4.3.1冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 22 4.3.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 5.1 推出力的確定 23 6.2 推出零件設(shè)計(jì) 23 5.3 導(dǎo)向和復(fù)位裝置設(shè)計(jì) 23 第1章 校核壓鑄機(jī) 24 6.1 壓室容量校核 24 6.2 開模行程校核 25 6 模具零件材料和涂料的選擇 26 7 模具總體結(jié)構(gòu)及工作原理 27 8壓鑄工藝參數(shù)的選擇 27 8.1壓鑄壓力的選擇 27 8.2溫度參數(shù)的選擇 28 8.3充填、持壓和開模時(shí)間 28 9 設(shè)計(jì)心得小結(jié) 29 參考文獻(xiàn) 31  1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(duì)比較簡(jiǎn)單，壁厚相對(duì)比較均勻，對(duì)于模具的復(fù)雜程度而言是相對(duì)簡(jiǎn)單的。制件為電器殼壓鑄件，材料為ZN鋅合金，相對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(zhǎng)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(huì)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，N K——安全系數(shù)，K=1.25 F主——主脹型力，N F分——分脹型力，N F主=AP p——壓射壓力，Pa A——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=894.4kN 2.2.3初選壓鑄機(jī) 通過查《簡(jiǎn)明制造手冊(cè)(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(hào)為J1163E。 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（Zn）為9kg；澆注投影面積為403～1649；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(hào)為J113。 圖2.3.1 直澆道 直澆道直徑D(mm) 40 直澆道長(zhǎng)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) 5 F內(nèi)(mm2) 6.9 h(mm) 4 H平(mm) 2 α(°) 15° r(mm) 2 表2.3.2 橫澆道數(shù)據(jù) 了防止金屬液對(duì)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 L1 2 h1 1 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30～50m/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(cè)》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)=135ms≈0.05s。 （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(cè)》P96公式（4-1）得出： Ag=Gρνgt=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，； νg—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=13.8×1024000×0.05≈6.9cm2 (4)內(nèi)澆口厚度、長(zhǎng)度、寬度的確定 由內(nèi)澆口厚度、寬度和長(zhǎng)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(zhǎng)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?。阂缌骺诤穸萮=0.5mm；溢流口長(zhǎng)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(jiǎn)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(jí)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：Φ28，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φ3=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+Aφ-0.7?)0+?， 160-0.820:A0+Δ，=(160+160×0.5%-0.7×0.82)00.22∕5=160.8530+0.084 86-0.320:A0+Δ，=(86+86×0.5%-0.7×0.42)00.22∕5=86.540+0.084 3.1.3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+Aφ+0.7?)-?,0 1200+0.66:A-?,0=(120+120×0.5%+0.7×0.66)-0.16∕50=120.69-0.0720 800+0.54:A-?,0=(80+80×0.5%+0.7×0.54)-0.1∕50=80.65-0.0720 3.1.4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α取，內(nèi)表面最小脫模斜度β取。非配合面外表面最小脫模斜度α取，內(nèi)表面最小脫模斜度β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(zhǎng)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(tái)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(duì)成形零件的尺寸精度的要求尺寸精度高3-4級(jí)，對(duì)粗糙度的要求比鑄件粗糙度高2級(jí)。 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： ①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。 ②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： ①固定成型型腔安裝導(dǎo)向零件的固定載體。 ②設(shè)置澆口套，形成澆注系統(tǒng)的通道。 ③承受金屬液填充壓力的沖擊，而不產(chǎn)生型腔變形。 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。 （3）動(dòng)模板 動(dòng)模板的主要作用是： ①固定成型型芯安裝導(dǎo)向零件的固定載體。 ②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。 ③設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 ④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(zhǎng)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)件件表面粗糙度選取：動(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50~55HRC,其他零件的材料選用45鋼，熱處理要求25~32HRC。 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6~8mm； （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=πD室2LρK/4 式中 G室——壓室容量，kg； D室——壓室直徑，m； L——壓室長(zhǎng)度（包括澆口套長(zhǎng)度），m； ρ——液態(tài)合金密度； K——壓室充滿度，60%~80% 取ρ=6.5×103(kg/m3)，查表得G澆=0.6kg G室=π×(35×10-3)2×320×10-3×6.5×103×80%/4=1.60kg滿足要求。 6.2 開模行程校核 通過查手冊(cè)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(duì)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 3Gr2W8V 3Gr2W8V T8A T8A 45  7 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(huì)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(cè)》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(jiǎn)單結(jié)構(gòu)件選擇420~440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(duì)冷壓鑄模的“熱沖擊”，以延長(zhǎng)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(huì)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(zhǎng)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0.018~0.026S 8.3.2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(zhǎng)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?cè)O(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(qǐng)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(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。從簡(jiǎn)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(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計(jì)方法對(duì)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(shí)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(duì)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(shí)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(shí)的缺乏和不足?，F(xiàn)在所得的知識(shí)都是來自書本上的，每個(gè)人都學(xué)得會(huì)，關(guān)鍵是能不能把學(xué)過的知識(shí)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(duì)于企業(yè)來說，光有這些死知識(shí)是沒有用的，要學(xué)會(huì)運(yùn)用這些知識(shí)。 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?cè)O(shè)計(jì)的模具難免會(huì)有不足之處，敬請(qǐng)老師批評(píng)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(huì)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(duì)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(duì)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(huì)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(duì)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(duì)企業(yè)又更近了一步，這對(duì)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(duì)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(huì). 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. 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