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一、零件圖
如圖1-1所示制件為電機(jī)端蓋,材料為鋅合金,屬大批量生產(chǎn)。
圖1-1
一、該壓鑄件的材料分析和工藝性分析
1. 材料分析
該產(chǎn)品的成型材料是鋅合金，該材料密度大，鑄造性能好，可壓鑄復(fù)雜的零件，壓鑄時不粘模，壓鑄件表面易鍍Cr、Ni等金屬，機(jī)械切削性能好，但易老化，抗腐蝕性能不高。
2. 工藝性分析
1）鋅合金壓鑄，其鋅不容易就粘在模具表面上。
2）該壓鑄件壁厚比較均勻，各個孔小且淺，工藝性好。
3）為了方便加工與成型及脫模，型腔、型芯均采用組合式結(jié)構(gòu)。
4）該壓鑄件是一般精度等級。為降低設(shè)計難度和設(shè)計周期，應(yīng)采一模一腔，且需要對壓鑄件去除澆口廢料。
二、擬定的成型工藝
1.成型方法
該壓鑄件采用沖頭下壓式全立式壓鑄機(jī)壓鑄。
2.各工藝參數(shù)
1）經(jīng)查教材（壓鑄成型工藝與模具設(shè)計）第32頁表3.2可知壓射比壓為30Mpa
2）經(jīng)查教材第33頁表3.4可知壓射沖頭空行程壓射速度為0.3～0.5m/s
3）經(jīng)查教材第34頁表3.5可知充填速度為15 m/s
4）經(jīng)查教材第36頁表3.7可知持壓時間3～4s
5）經(jīng)查教材第36頁表3.8可知留模時間推薦值為7～12s
6）經(jīng)查教材第37頁表3.9可知澆注溫度為410～540
7）經(jīng)查教材第38頁表3.10可知模具預(yù)熱溫度130～180和工作溫度180～200
3. 確定型腔數(shù)目
1)為降低設(shè)計難度和設(shè)計周期，應(yīng)采單型腔，且需要對壓鑄件去除澆口廢料。
2）計算壓鑄的體積和重量
通過三維制圖PRO/E軟件測量得:
單件壓鑄件投影面積 S=14257㎜2；體積V=153645㎜3
查有關(guān)資料可知Al的密度為6.8g/cm3 則壓鑄件重量m=1044.8g
三、初選壓鑄機(jī)
1.壓鑄機(jī)的鎖模力
模具型腔脹型力中心與壓鑄機(jī)壓力中心重合時壓鑄機(jī)鎖模力
式中 —壓鑄機(jī)鎖模力，N；
—作用于模具型腔且垂直與分型面方向的脹型力，N；
—作用于滑快楔緊塊面上的法向壓力，N；
K—安全系數(shù)（一般取K=1～1.3）
型腔脹型力
=P（）
式中 P—最終的壓射比壓，Pa；
—鑄件在分型面上的投影面積，㎡；
—澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積與壓鑄件投影面積不重疊部分，㎡；
—溢流槽在分型面上的投影面積，㎡；
壓鑄機(jī)所容許的壓射比壓
式中 —壓鑄機(jī)所容許的壓射比壓，Pa；
F—壓射力，N；
D—壓室直徑，m。
=9500N÷（0.785×）35MPa
= 35MPa×18256㎜263MPa
=1.15×(63 MPa +0)=72.5 MPa
2.選壓鑄機(jī)
根據(jù)以上計算結(jié)果,經(jīng)查教材第65頁表4.1可選用熱壓室壓鑄機(jī)型號為
SHD—75相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表所示：
型號
規(guī)格
SHD—400
型號
規(guī)格
SHD—75
鎖模力/KN
400
液壓頂出器頂出力/KN
25
拉桿之間的內(nèi)尺寸（水平×垂直）/㎜
335×285
最大金屬澆注量/Kg
0.75，0.9（Zn）
拉桿直徑/㎜
55
一次空循環(huán)時間/S
2.5
移動模板行程/㎜
195
管路工作壓力MPa
10
壓鑄模厚度/㎜
130～340
坩有效容量/Kg
70
壓射位置/㎜
0～50
噴嘴加熱功率/KW
4
壓射力/KN
42
外型尺寸（長㎜×寬㎜×高㎜）
3200X1300X1700
四、澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設(shè)計
1.澆注系統(tǒng)設(shè)計
1）確定澆口形式及位置。為了提高成型效率，設(shè)計與制造簡單，采用應(yīng)用最為普遍的側(cè)澆口。它開設(shè)在壓鑄件最大輪廓處。
2）澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算
式中 —澆口橫截面積，㎡；
m—壓鑄件及溢流槽內(nèi)金屬的總質(zhì)量，㎏；
—液態(tài)金屬密度，㎏/；
—額定充填速度，常取15m/s；
—額定充填時間，常取0.06s；
分別代表各種修正系數(shù)；
=18
3）直澆道設(shè)計
分流錐的圓角半徑通常取4～5㎜，直澆道錐通常取～，分流錐通常取～。
2. 排溢系統(tǒng)的設(shè)計
1）溢流槽設(shè)計
溢流槽應(yīng)開設(shè)在金屬最先沖擊的部位，排除金屬液流前頭的氣體和冷污金屬液，穩(wěn)定流動狀態(tài)，減少渦流；溢流槽應(yīng)開設(shè)在兩股金屬液流會合的地方，清除集中于
該處的氣體、冷污金屬液和涂料殘渣。如圖所示
2）排氣槽設(shè)計
對于小型模具，可利用分型面間隙排氣，但分型面須位于容體流動末端。由于本制品尺寸不大，
利用分型面和推桿的配合間隙排氣即可。
五、壓鑄模零部件設(shè)計
1.分型面的選擇
該塑件的結(jié)構(gòu)如圖1—1所示，根據(jù)其特點和表面質(zhì)量
要求，應(yīng)采用曲面分型面。分型面設(shè)在零件大端面下一面。
2.成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
為了方便加工與成型及脫模，型腔、型芯均采用組合式結(jié)構(gòu)
3.成型零部件工作尺寸計算
1）型腔的徑向和深度尺寸
式中 —模具型腔的徑向尺寸；
—壓鑄件外部形狀的徑向尺寸；
—模具型腔的深度尺寸；
—壓鑄件外部形狀的高度尺寸；
k—壓鑄件平均收縮率；
—壓鑄件尺寸偏差；
—模具的制造偏差。
2）型芯的徑向尺寸和高度尺寸
式中 —模具型芯的徑向尺寸
—壓鑄件內(nèi)部形狀的徑向尺寸
—模具型芯的高度尺寸
—壓鑄件內(nèi)部形狀的深度尺寸
3）中心距尺寸
式中 —模具上型腔或型芯的中心距尺寸；
—壓鑄件凸臺或凹槽的中心距尺寸
各工作部位尺寸計算結(jié)果見零件圖紙
通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部位不需要進(jìn)行收縮率計算。
4.結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計
1）動、定模板一般受拉伸、彎曲、壓縮三種變形力，變形后會影響型腔的尺寸精度。因此，在考慮各板的尺寸時，應(yīng)考慮模具結(jié)構(gòu)與壓鑄工藝。
動、定模板邊框厚度經(jīng)查教材第121頁的經(jīng)驗數(shù)據(jù)推薦值表6.4
2）合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計
1.為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。
2.導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。
3.一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/k6。
4.除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運動。
5.導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。
一次分型導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計：導(dǎo)柱固定在固定模板上，與固定模板為H7/m6的過渡配合。導(dǎo)柱直徑參考標(biāo)準(zhǔn)，取D=12mm，導(dǎo)柱頭部做成半圓形。導(dǎo)柱長度與主流導(dǎo)長度點澆口長度以及塑件長度等有關(guān)。
Lg= L型芯固板+20=36+20=56mm
六、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計
1.脫模力的確定
脫模力的估算:
式中 —壓鑄件脫模所需的脫模力，N；
P—擠壓力，鋁合金一般?。?0～12）×
A—壓鑄件的包緊型芯的側(cè)面積，㎡；
K—安全系數(shù)，一般取1.2左右
=1.2×（11×）×1200
2. 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計
壓鑄成型每一循環(huán)中，壓鑄必須準(zhǔn)確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成模具脫模。脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循下述原則：
1） 壓鑄件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結(jié)構(gòu)簡單。
2） 推桿設(shè)置不能影響模具的強度。防止壓鑄件結(jié)構(gòu)變形或損壞，正確分析壓鑄件對模腔的粘附力的大小及所部位，有針對性的選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。
3） 推桿應(yīng)設(shè)置在壓鑄件受包緊力最大的地方。由于壓鑄件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于壓鑄件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防壓鑄件變形或損壞。
4） 推桿應(yīng)與型芯的表面齊平。力求良好的塑件外觀，在選擇頂相互位置時，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗绊懖淮蟮牟课?。在采用推桿脫模時，尤其要注意這個問題。
5） 結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模結(jié)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易，且有足夠的強度和剛度。
根據(jù)制件的形狀，本模具可用設(shè)計為推桿推出
3. 推桿直徑和數(shù)量的確定
式中 A—推桿工作截面積，；
—壓鑄件推出時總的壓力，N；
N—推桿數(shù)量；
[]—壓鑄件的許可壓力，MPa。鋅合金一般取50 Mpa
設(shè)計4根推桿，則推桿工作截面積A=78.5 ，可計算出推桿直徑為㎜。
4. 復(fù)位桿長度尺寸：
L4=L頂桿固定板+L支撐板+L型芯板+40
=20+25+30+40=115mm
復(fù)位桿徑向尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)見尺寸，取d=10mm
八、壓鑄模的冷卻設(shè)計
由于壓鑄件平均厚度為4㎜，壓鑄件尺寸不大，確定水孔直徑為8㎜。
由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水的傳遞，精確計算比較困難。實際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求。
九、參考文獻(xiàn)
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