車輛工程畢業(yè)設(shè)計(jì)11景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院一汽車閥蓋設(shè)計(jì)

景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 共 32 頁(yè) 1 引言 模具在汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、家用電器 ,工程機(jī)械、動(dòng) .力機(jī)械、冶金機(jī)床、兵器、僅器儀表、軒上、日用五金等制造業(yè)中，起著極為重要的作用 ;模具是實(shí)現(xiàn)上述行業(yè)的鈑金件、鍛件、粉末冶金件、鑄件、壓鑄件、注塑件、橡膠件、玻璃件和陶瓷件等生產(chǎn)的主要工藝裝備 .。采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件，是材料成形的重要方式之一，與切削加上相比，具有材料利用率高、能耗低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點(diǎn)。 壓鑄是一種合金液在高壓作用下高速填充型腔，并在高壓下凝固形成鑄件的特殊鑄造方法，主要用于有色金屬，如鋅合金、鋁合 金、鎂合金、銅合金等。其主要特點(diǎn)是高壓和高速，常用壓力為數(shù)十甚至上百兆帕，填充速度（內(nèi)澆口速度）約為 16 80米 /秒，金屬液填充模具型腔的時(shí)間極短，約為 0.01 0.2 秒。作為一種少無(wú)切削的成形方法，壓鑄具有生產(chǎn)效率高，鑄件尺寸精度高，表面粗糙度好，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省大量機(jī)加工工序和設(shè)備，節(jié)約原材料。在節(jié)能降耗，追求可持續(xù)發(fā)展的浪潮中，壓鑄在制造業(yè)尤其是規(guī)?；a(chǎn)業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。 就世界范圍而言，壓鑄業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力是汽車業(yè)的發(fā)展，這是由于汽車生產(chǎn)商追求整車輕量化的原因。由于鋁的質(zhì) 量比較輕，在汽車業(yè)中，鋁合金是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的輕金屬。鋁合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用以壓鑄為主要工藝，壓鑄占全部鑄造方法的 55左右。我國(guó)鋁合金壓鑄件占主導(dǎo)地位，其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，年產(chǎn)量持續(xù)上升。過(guò)去，鋁合金鑄件多用于變速箱、汽缸頭、油泵、化油器等不受強(qiáng)烈沖擊的外殼。由于汽車需要更薄壁和更強(qiáng)韌的結(jié)構(gòu)件，能夠熱處理和焊接的高品質(zhì)壓鑄件的應(yīng)用范圍也越來(lái)越大，采用鋁合金真空壓鑄的底盤結(jié)構(gòu)件正在逐漸取代鋼鐵鑄件或鍛件。 伴隨著汽車壓鑄件的功能和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，壓鑄業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷 加劇，壓鑄件正在向大型化、復(fù)雜化及高性能的方向發(fā)展。在這種情況下，必須不斷提高壓鑄件產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，加速新品交付周期，才能提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。壓鑄模設(shè)計(jì)在壓鑄生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，高新技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)在壓鑄模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用明顯地提高了壓鑄設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)了壓鑄業(yè)的飛速發(fā)展。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè) 共 32 頁(yè) 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題及原始資料 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為廣東省東莞市大朗鎮(zhèn)的東升壓鑄模具廠所給的課題 ,產(chǎn)品為一汽車閥蓋 .此 閥蓋是汽車制動(dòng)系統(tǒng)上的重要零件，材料為鋁合金，其 3D如圖 1-1所示 .產(chǎn)品2D見附錄一 . 圖 1-1 產(chǎn)品 3D 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè) 共 32 頁(yè) 2.1 工藝分析 該零件是用于汽車制動(dòng)系統(tǒng)上的鋁合金零件，形狀較為復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)有：一，壁薄但在一定氣壓下有嚴(yán)格的密封性要求；二，有四處小直徑但深度大的孔 ,四處需要加工出螺紋的鑄孔；三，有三個(gè)成 90相交的鑄孔需要布置一個(gè)側(cè)向抽芯和兩個(gè)鑲針；四，該零件需要得到很好的冷卻，局部需要設(shè)置“點(diǎn)運(yùn)水”。此外，保持模具熱平衡，避免熱節(jié)，減少局部熱量集中，能降低模具材料的熱疲勞。 2.2 壓鑄模設(shè)計(jì)技術(shù)難點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)的閥 蓋零件具有形狀復(fù)雜、壁薄、加工面多和氣密性要求高的特點(diǎn)。熔融金屬進(jìn)入模具型腔中，氣體也隨其一起進(jìn)入到型腔，它不僅阻礙熔融金屬的流動(dòng)，而且，合金凝固后留在鑄件中會(huì)形成氣孔。特別是對(duì)此類薄壁但形狀復(fù)雜的零件，型腔對(duì)收縮的阻力大，其成型過(guò)程復(fù)雜，液體金屬在流動(dòng)過(guò)程中極易裹氣好形成紊流。鋁合金材料的熔點(diǎn)溫度高，粘模嚴(yán)重，流動(dòng)時(shí)對(duì)型腔的沖刷和侵蝕也較嚴(yán)重。而澆注系統(tǒng)的位置和大小是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵，因?yàn)橥ㄟ^(guò)控制內(nèi)澆口的截面尺寸可以不僅保證合金液的流向，還可以使其具有一定的流量流速和壓力，零件在成型過(guò)程中表面能得到很好 的冷卻，形成較厚的冷凝層，這也是保證氣密性的重要途徑。因此，本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于深刻理解澆注系統(tǒng)和鑄件成型的關(guān)系，冷卻系統(tǒng)和氣孔、粘模的關(guān)系，合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 共 32 頁(yè) 3 壓鑄機(jī)的選擇 設(shè)計(jì)壓鑄模與選用壓鑄機(jī)實(shí)際上是壓鑄系統(tǒng)的整合，除計(jì)算鎖模力、安裝尺一寸和壓射重量外，最重要的還有壓鑄機(jī)與壓鑄模之間的壓射能量供需關(guān)系，特別對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量要求高的壓鑄件或安全件。大型壓鑄件的壓鑄模，更需要進(jìn)行這方面的核算。壓鑄機(jī)與壓鑄模的壓射能量供需關(guān)系，或進(jìn)一步可說(shuō)成工藝優(yōu)化，可從機(jī)器的 pQ2圖 與模具特性中求得。根據(jù)鎖模力選用壓鑄機(jī)是最常用的方法，但對(duì)一些重大零件、安全件以及高質(zhì)量要求的零件僅依鎖模力一項(xiàng)不足以保證滿足要求，還必以壓射能量為基礎(chǔ)優(yōu)選壓鑄機(jī)。 3.1 壓機(jī)的初步選定 一般來(lái)說(shuō) ,根據(jù)鎖模力選用壓鑄機(jī)是最常用的方法，但對(duì)一些重大零件、安全件以及高質(zhì)量要求的零件僅依鎖模力一項(xiàng)不足以保證滿足要求，還必以壓射能量為基礎(chǔ)優(yōu)選壓鑄機(jī)。初步地選擇壓機(jī)可通過(guò)計(jì)算模具所需鎖模力來(lái)選用 . 3.1.1 主算壓鑄機(jī)所需的鎖模力 根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)要求和合金種類選用合適的比壓，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的考慮，估 算投影面積，便得到壓鑄該壓鑄件所需壓鑄機(jī)鎖模力。 F鎖 K F主 +F分 ) 3-1 式中 F鎖 壓鑄機(jī)應(yīng)有的鎖模力 (kN) ;K 安全系數(shù) (一般 K=1.25) F主 主脹型力、作用在分型面上的投 影面積，包括澆注系統(tǒng)、溢流排氣系統(tǒng)的面積的 力 kN)，按式 (3-2)算出 ; F分 分脹型力，作用在滑塊楔緊塊上的法向分力所引起的脹型力之和 (kN)按式 (3-3) 3.1.2 確定比壓 比壓是保證鑄件質(zhì)量的重要參數(shù) 之一。根據(jù)鑄件特征和要求以及合金種類按表選擇。根據(jù)壓鑄模設(shè)計(jì)大典推薦比壓 ,對(duì)于而氣密性年或大平面薄壁件 ,材料為鋁合金的推薦值為 80-120MPa,因而本次模具設(shè)計(jì)選用比壓 P=100MPa. 3.1.3 計(jì)算脹型力 計(jì)算主脹型力 F 主 =A*p/10 3-2 式中 F 主 主脹型力 (KN) A-鑄件在分型面上的投影面積，多腔模則為各腔投影面積景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 共 32 頁(yè) 之和，一般另加 30%作為澆注系統(tǒng)與溢流排氣系統(tǒng)的面積 (cm2) P 比壓 (MPa) 由 Pro/E分析 可知 ,鑄件與澆注系統(tǒng) ,溢流排氣系統(tǒng)在分型面上投影面積為 A=14808*10-2cm2 由上可知比壓 P=100MPa 則有 F 主 =A*p/10 =14808*10-2*100/10 KN =1481KN 3.1.4 計(jì)算分脹型力 有滑塊芯時(shí)計(jì)算分脹型力 F分 = (A芯 *P/10)*tan 3-3 式中 F分 由法向分力引起的脹型力，為各個(gè)型芯所產(chǎn)生的法向分力之和 (kN); A 側(cè)向活動(dòng)型芯成型端面 的投影面積 (cm2); P 比壓 (MPa) 楔緊塊的楔緊角 ( ) Pro/E分析得 A芯 =747.5cm2 楔緊塊的楔緊角 =12 P=100MPa 通過(guò)式 3-3主算可得 F分 =15.89KN 通過(guò)以上計(jì)算得得出壓鎖模力 F鎖 K F主 +F分 ) =1870KN 根據(jù)計(jì)算 ,選擇壓機(jī)為力勁壓鑄機(jī) -DCC500T 該壓機(jī)基本參數(shù)為 DCC500T 壓鑄機(jī)參數(shù)說(shuō)明： 鎖模力： 500T (5000KN) 最大模厚： 850 mm 最小模厚： 350 mm 錘頭伸出量： 250 mm 錘頭直徑： 70mm; 80mm; 90mm 射料套筒外徑： 165mm凸出機(jī)座 15mm 頂出距離 :120 mm 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 共 32 頁(yè) 4 澆注系統(tǒng)和溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的主要作用是把金屬液從熱室壓鑄機(jī)的噴嘴或冷室壓鑄機(jī)的壓室導(dǎo)人型腔內(nèi)。澆注系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)與金屬液進(jìn)入型腔的部位、方向、流動(dòng)狀態(tài)、型腔內(nèi)氣體的排出等密切相關(guān)，并能調(diào)節(jié)充填速度。充填時(shí)間，型腔溫度等充型條件。其設(shè)計(jì)是壓鑄模設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 金屬液在壓力作用下充城型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)主要由直澆 道、橫澆道、內(nèi)澆口所組成。 4.1.1 選擇澆注系統(tǒng)的種類 根據(jù)鑄件的工藝分析 ,此壓鑄模選用錐形切向澆道系統(tǒng) .該系統(tǒng)選擇適用于內(nèi)澆口較寬的壓鑄件內(nèi)澆口寬度可大于 0.5mm).在整個(gè)內(nèi)澆口寬度上金屬液的流向角變化很小，金屬液的流動(dòng)方向可控?？梢宰畲笙薅鹊販p小金屬液的流程，有利于薄壁壓鑄件的生產(chǎn)。但加工較復(fù)雜 .其形結(jié)構(gòu)如圖 4-1所示 圖 4-1 錐形切向澆道系統(tǒng) 圖 4-2 分流道截面形狀 4.1.2 內(nèi)澆口的設(shè)計(jì) 內(nèi)澆口在壓鑄模設(shè)計(jì)中非常重要，決定著金屬液 充填型腔時(shí)的流量、速度、充填順序和流動(dòng)狀態(tài)。內(nèi)澆口設(shè)計(jì)的好，會(huì)給壓鑄生產(chǎn)提供一個(gè)較為寬松的工藝范圍，容易壓出合格鑄件 ;反之，則會(huì)造成較高的廢品率，甚至模具報(bào)廢。在內(nèi)澆口設(shè)計(jì)的諸多因素中，位置、導(dǎo)入方向、截而大小與形狀最為重要。 a 內(nèi)澆口位置的選擇 內(nèi)澆口位置的選擇受鑄件結(jié)構(gòu)、壁厚變化、使用要求、壓鑄機(jī)種類等各方而影響。實(shí)際設(shè)計(jì)中很難全部滿足上述要求，所以在滿足質(zhì)量的前提下，往往采取折衷的方案。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 共 32 頁(yè) (1)盡量設(shè)計(jì)在鑄件的厚壁處。 實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，早期的幾種充填理論都有很大的局限 性。型腔的形狀復(fù)雜多變，充填形態(tài)多種多樣，不同型腔的部位有不同的充填形態(tài)，其決定因素是型腔截面的變化。根據(jù)流體力學(xué)的相應(yīng)觀點(diǎn)，金屬液從大截而流向小截而，應(yīng)近似全壁厚充填 ;反之，則呈噴射充填形式。對(duì)于壓鑄的氣孔缺陷而言，近似的全壁厚充填能夠在一定程度上克服這種缺陷，因此應(yīng)把內(nèi)澆口設(shè)置在厚壁處。同時(shí)，厚壁處容易產(chǎn)生氣孔，內(nèi)澆口離厚壁處愈近，對(duì)該處的增壓和補(bǔ)縮效果愈好，該處氣孔愈小。 (2)盡量設(shè)計(jì)在鑄件重要部位附近。 離澆口較近的地方是金屬液流經(jīng)段，流經(jīng)段的鑄件的內(nèi)、外部質(zhì)量都較好。而遠(yuǎn)離澆口的 位置往往是金屬液充填的終停段，往往料溫較低，是金屬液撞壁折返或多股液流匯合處，紊流嚴(yán)重，氣孔、夾渣、花紋、冷隔等缺陷較多。因此，盡量不把鑄件要求較高的部位放在終停段。 (3)盡量選用中心澆口。 中心澆口與邊澆口相比，從中心澆口到型腔末端的流程較短，轉(zhuǎn)折較少，動(dòng)能損失少。中心澆口一般都位于型腔中間，金屬液可以從型腔深處流向分型面，有利于排氣，能夠減少欠鑄、冷隔、氣孔等缺陷。所以即使在臥式壓鑄機(jī)上，也盡量設(shè)計(jì)成兩次分型的中心澆口。 b 內(nèi)澆口大小與形狀 內(nèi)澆口設(shè)計(jì)方法很多，其截 面的基木形狀是扁平矩形。在同一截而積卜可以有不同的寬度和厚度，而寬度和厚度的選擇，直接影響填充的速度和流量，進(jìn)而影響填充效率。 (1)內(nèi)澆口截而積。 我國(guó)壓鑄模設(shè)計(jì)手冊(cè)上推薦的式 (1)是通過(guò)金屬液以一定的速度和在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)充滿型腔而得來(lái)的 : A=G/ T (4-1) 式中 A 內(nèi)澆口而積， mm2 G 鑄件重量， g 內(nèi)澆口處金屬液的流速， m/s 液態(tài)金屬密度， g/cm3 T一充填型腔的時(shí)間 S 金屬液流速可以從圖 4-1 中查出，該圖是根據(jù)實(shí)際壓鑄經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)壁厚和充填長(zhǎng)度景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 共 32 頁(yè) 兩個(gè)因素來(lái)確定的。 圖 4-2 鑄件壁厚 ,充填長(zhǎng)度和流速的關(guān)系 圖 4-3 鑄件壁厚和充填時(shí)間的關(guān)系 由以上圖 4-2,4-3 中可查出此零件相對(duì)應(yīng)的內(nèi)澆口處流速 V=40m/s, 充填型腔的時(shí)間 T=40ms 從而可得內(nèi) 澆口面積為 A1=1356mm2 (2) 內(nèi)澆口厚度。內(nèi)澆口的厚度可用凝固模數(shù)法確定。 凝固模數(shù) M=V /A (4-2) 式中 V 壓鑄件體積， cm3 A 壓鑄件表而積， cm2 由 PROE 里模型分析可知 :壓鑄件體積為 0.27 cm3 壓鑄件表面積為 6.74cm2 可求得 M=3.2mm 澆口厚度 d A1 合金 : d=3.7M+0.5 ( mm ) (4-3) =3.7*3.2+0.5 mm=12.34mm 取厚度為 12mm 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 32 頁(yè) 4.2 溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 為了提高鑄件的質(zhì)量，在金屬液充填型腔的過(guò)程中，應(yīng)盡量排除型腔內(nèi)的氣體，也應(yīng)排除混有氣體和被涂料殘余物污染的金屬液，設(shè)置溢流槽和排氣槽是重要的措施之一。 4.2.1 排氣槽的設(shè)計(jì) 鋁合金壓鑄模設(shè)置排氣系統(tǒng)的目的，是為了在金屬液充填過(guò)程中將壓鑄時(shí)產(chǎn)生的氣體盡可能多地排出模具，以減少和防 _比壓鑄件中氣孔、充不滿等缺陷的產(chǎn)生，保證鑄件的質(zhì)量和性能。這些氣體包括每 一次壓鑄過(guò)程前滯留在型腔中的氣體，金屬液凝固而析出的氣體等。通過(guò)對(duì)壓鑄充填過(guò)程的全面認(rèn)識(shí)，分析其應(yīng)設(shè)置的位置，以及根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)原理確定排氣道最小截面等措施，以期達(dá)到優(yōu)化排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的。 本次壓鑄模設(shè)計(jì)的壓鑄件材料為鋁合金 ,根據(jù)鑄件材料選擇排氣槽的深度為0.1-0.15mm,排氣槽寬度為 8-25mm. 設(shè)置排氣槽時(shí)應(yīng)注意 : 1)排氣槽在離開型腔 20-30mm后，可將其深度增大至 0.3-0.4mm，以提高其排氣效果 2)在需要增加排氣槽面積時(shí)，以增大排氣槽的寬度和數(shù)量為宜，不宜過(guò)分 增加其探度， 以防金屬液濺出 4.2.2 溢流槽的設(shè)計(jì) a 溢流槽的作用 l) 排除型腔中的氣體，儲(chǔ)存混有氣體和涂料殘?jiān)睦湮劢饘僖?，與排氣槽配合，迅速引出型腔內(nèi)的氣體，增強(qiáng)排氣效果。 2) 控制金屬液充填流態(tài)，防止局都產(chǎn)生渦流。 3) 轉(zhuǎn)移縮孔、縮松、渦流裹氣和產(chǎn)生冷隔的部位。 4) 調(diào)節(jié)模具各部位的溫度，改善模具熱平衡狀態(tài)，減少鑄件流痕、冷隔和澆不足的現(xiàn)象。 5) 作為鑄件脫模時(shí)推桿推出的位置，防止鑄件變形或在鑄件表面留有推桿痕。 6) 當(dāng)鑄件在動(dòng)、定模型腔內(nèi)的包緊力接近相等時(shí)，為了防止鑄件在開模時(shí)留在定模內(nèi) .在動(dòng)模上部置溢流槽，增大對(duì)動(dòng)模的包緊力，使鑄件在開模時(shí)被動(dòng)模帶出。 7) 采用大容量的溢流槽，置換先期進(jìn)人型腔的冷污金屬液，以提高鑄件的內(nèi)部質(zhì)量。 8) 對(duì)于真空壓鑄和定向抽氣壓鑄，溢流槽處常作為引出氣體的起始點(diǎn)。 9) 作為鑄件存放、運(yùn)輸及加工時(shí)支撐、吊掛、裝夾或定位的附加部位。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 共 32 頁(yè) b 溢流槽的布置 選擇溢流槽布置在分型面上 ,這樣布置的溢流槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其截面形狀一般為梯形或半圓形。要求容量較大時(shí)，可采用動(dòng) 模、定模兩個(gè)型腔組成的溢流槽，并設(shè)置推桿 . 溢流槽的布置應(yīng)有利于排除型腔中的氣體，排除混有氣體、氧化物、分型劑殘?jiān)慕饘僖?，改善模具的熱平衡狀態(tài)。溢流槽的布置主要在以下部位 : 1. 在金屬液最先沖擊的部位和內(nèi)澆口兩側(cè) , 在金屬液最先沖擊的都位和內(nèi)澆口兩側(cè)設(shè)置檻流槽，排除金屬液流前頭的氣體、冷污金屬液、穩(wěn)定流態(tài)、減少渦流，并將折回澆口兩側(cè)的氣體、夾渣排除 ; 2. 型芯背面金屬液匯合處 . 型芯背面區(qū)域是金屬液在充填過(guò)程中被型芯阻止所形成的死痛，也是由氣體和夾渣形成鑄造缺陷之處，故經(jīng)常布置溢流槽，以改善鑄件的質(zhì)量 ; 3. 型腔內(nèi)金屬液匯合處 .于 在壓鑄過(guò)程中，由于鑄件結(jié)構(gòu)和工藝條件所限，往往不易完全達(dá)到理想的流態(tài)，在幾股金屬液的匯合處，也是氣體、冷污金屬液、涂料殘?jiān)罴械膮^(qū)域，應(yīng)設(shè)置溢流槽來(lái)改善充填、排氣條件 ; 4. 金屬液最后充填的部位 . 在金屬液最后充填的部位，合金溫度和模具溫度比較低，氣體、夾雜較集中，故應(yīng)設(shè)置溢流槽以改善模具熱平衡狀態(tài)，改善充填、排氣條件 ; 5. 鑄件局部厚壁處 . 鑄件厚璧處最易產(chǎn)生氣孔，縮松等缺陷，為了改善厚壁處的內(nèi)部質(zhì)量，經(jīng)常采用大容量的溢流槽和較厚的溢流口，以充分地排除氣體和夾渣。轉(zhuǎn)移縮松部位，改善內(nèi)部 質(zhì)量 ; 6. 主橫澆道端部 . 將冷污金屬液、涂料殘?jiān)蜌怏w貯藏在主橫澆道端部的大容量溢流槽中，同時(shí)對(duì)金屬液的流態(tài)有一定的穩(wěn)定作用 . 具體的溢流槽外形及尺寸見 2D圖 . 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 32 頁(yè) 5 成型零件的設(shè)計(jì) 根據(jù)廠家要求 ,這套模具使用壽命要達(dá)到 8萬(wàn)次以上 .因此 ,模具關(guān)鍵成型部分所選用的材料及成型零件的結(jié)構(gòu)形式的選擇都非常重要 .由以上工藝分析可知 ,壓鑄件底部有氣密性要求 ,要經(jīng)過(guò)后加工 ,可將分型面選在壓鑄件的底部 .這個(gè)閥蓋包含有底部四個(gè) 直徑較小的孔和頂面六個(gè)孔 ,其中 頂面的四 個(gè)是需要后加工出螺紋的通孔 ,一個(gè)直徑較大的通孔 .若 將凸模設(shè)計(jì)成整體形式 ,則以上孔位處在模具工作過(guò)程中很容易損壞 ,這樣將造成模具的報(bào)廢 .零件的側(cè)面有成型孔 ,要保證抽芯 方便 需在此處設(shè)置滑塊 .因而可對(duì)這些部位做成鑲針 ,若有損壞時(shí)只需 更換鑲針就可以了 .這就提高了模具壽命并且保證成型出來(lái)的零件合格率高 .前后模芯及鑲針材料根據(jù)使用壽命的要求 ,選用 DH31-S.熱處理 :46-48HRC.該材料 具有較高的耐磨 性和韌性 ,淬透性良好 .可用于制作大批量生產(chǎn)用的大型壓鑄模 . 5.1 主要成型零件的尺寸計(jì)算 影響鑄件精度的因素有很多如鑄件結(jié)構(gòu) ,模具結(jié)構(gòu)以及成型部分的制造誤差和配合間 隙 ,收縮率的選擇 ,壓鑄工藝和生產(chǎn)操作因素 ,壓鑄合金的化學(xué)成分 ,壓鑄機(jī)的性能等 .根據(jù)以上影響鑄件精度的因素 ,要對(duì)成型尺寸進(jìn)行精確計(jì)算較為困難 .為保證鑄件的尺寸精度在所規(guī)定的公差范圍內(nèi) ,在計(jì)算成型部分制造尺寸時(shí) ,主要以鑄件的偏差傎以及偏差方向作為計(jì)算的調(diào)整值 ,以補(bǔ)償因收縮率變化而引起的尺寸誤差 ,并考慮試模時(shí)有修正的余地以及正常生產(chǎn)過(guò)程中的模具磨損 .模具成型尺寸的基本計(jì)算公式為 : A+ =(A+A +n - )+ A-計(jì)算后的成型尺寸 (mm),A-鑄件的基本尺寸 (mm); -鑄件的計(jì)算收縮率 ; N-補(bǔ)償和磨損系數(shù) .當(dāng)鑄件為 GB1800-79中的 IT11-13級(jí)精度時(shí) ,壓鑄工藝不易穩(wěn)定控制或其它因素難以估計(jì)時(shí) ,取 n=0.5; -鑄件偏差 (mm); -模具成型部分制造偏差 (mm). 5.1.1 型芯尺寸的計(jì)算 為簡(jiǎn)化型芯尺寸計(jì)算公式 ,鑄件的偏差規(guī)定為上偏差 .當(dāng)偏差不符合規(guī)定時(shí) ,應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下 ,變換公稱尺寸及偏差值 ,(變?yōu)檎?)以適應(yīng)適應(yīng)計(jì)算公式 .型芯尺寸計(jì)算公式為 : d- =(d+d +0.7 )- d-型芯尺寸 (mm);d-鑄件內(nèi)形的最小極限尺寸 (mm) 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 共 32 頁(yè) -壓鑄件計(jì)算收縮率 (%); -鑄件公稱尺寸的偏差 (mm); -成型部分公稱尺寸的制造偏差 (mm) 前后模外形結(jié)構(gòu)可見附錄二 .前模上需要設(shè)置 6 個(gè)鑲針 ,CAD 圖上可見其鑲針編號(hào)為P6,P7,P8,P9,P10,P11.其中 P7,P8,P9,P10 完全一樣 .根據(jù)要求對(duì)其成型部分尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : 取 模具的制造公差為 =1/4 后模鑲針 P7型芯尺寸 : 11.1+0.4 mm d7- =(d+d +0.7 )- =(11.5+11.5*0.005+0.7*0.4) -0.1 mm =11.44-0.1 mm 后模鑲針 P6的型芯尺寸 : 14.27+0.4 mm d6- =(d+d +0.7 )- =(14.27+14.27*0.005+0.7*0.4)-0.1 mm =14.62-0.1 mm 后模鑲針 P11的型芯尺寸 : 31.62+0.254 mm d11- =(d+d +0.7 )- =(31.62+31.62*0.005+0.7*0.254)-0.064 mm =31.96-0.064 mm 此鑲針成型部分尺寸較長(zhǎng) ,直徑較大 ,需設(shè)置點(diǎn)運(yùn)水 .以提高模具的使用壽命 ,減少鑄件缺陷 . 前模鑲針 P2 的型芯尺寸 : 7.54 mm d2- =(d+d +0.7 )- =7.54+7.54*0.005 mm =7.87 mm 中心距 ,位置尺寸 L =(L+L ) L-成型部分的中心距離位置的平均尺寸 (mm) L-鑄件中心距離 ,位置的平均尺寸 (mm) -壓 鑄件計(jì)算收縮率 (%); -鑄件中心距離 ,位置尺寸的偏差 (mm); -成型部景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 共 32 頁(yè) 分中心距離位置尺寸的偏差 (mm) 中心尺寸 : 88.9 mm 則有 :L =(L+L ) =(88.9+88.9*0.005) 0.38/4mm =89.34 0.095mm 5.2 前后模芯部分的設(shè)計(jì) 前后模芯的設(shè)計(jì)外形如圖 5-1和 5-2所示 . 圖 5-1 上模 2D圖 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 5-2 下模 2D圖 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 共 32 頁(yè) 6 模架的設(shè)計(jì) 模架是固定和設(shè)置成形鑲塊 .、澆道線塊、澆口套以及抽芯機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向零件等的基體。主要構(gòu)件有動(dòng)、定模座板 .動(dòng)、定模套板， .支承板，卸料板以及定位銷、緊固零件等。設(shè)計(jì)模架時(shí)主要根據(jù)已確定的設(shè)計(jì)方案，對(duì)有關(guān)構(gòu)件進(jìn)行合理的計(jì)算、選擇和布置。 6.1 模架設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1) 模架應(yīng)有足夠的剛性、在承受壓鑄機(jī)鎖模力和金屬液壓力的情況下，不發(fā)生影響工作的變形。 2) 為便于模架的吊運(yùn)和裝配，在動(dòng)、定模模架上應(yīng)安裝吊環(huán)螺釘。 3) 型腔的反壓力中心應(yīng)盡可能接近壓鑄機(jī)合模力中心，以免壓鑄機(jī)受力不均 .造成合模不嚴(yán)。 4) 模架在壓 鑄機(jī)上的安裝位置應(yīng)與壓鑄機(jī)的規(guī)格一致，推出機(jī)構(gòu)受力中心要求與壓鑄機(jī)的推出裝置基本一致。當(dāng)推出機(jī)構(gòu)偏心時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)推板導(dǎo)柱的剛性，以保持推板推出時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 5) 鑲塊到模架邊緣的模面上需留有足夠的部位以設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘、緊固螺釘。對(duì)設(shè)有抽芯機(jī)構(gòu)的模具，模板邊框應(yīng)滿足導(dǎo)滑長(zhǎng)度和設(shè)置楔緊塊的要求。 5) 連接模板用的緊固螺釘和定位銷釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量，應(yīng)根據(jù)受力大小選取。位置分布應(yīng)均勻。 7)模具的總厚度必須大于所選用壓鑄機(jī)的最小合模距離。 6.1.1 模架基本要求 1.模架分形表面需光亮 ,平整 ,無(wú)明顯的劃傷 ,碰傷 ; 2.所有垂直面垂直度不得超過(guò) 0.02MM; 3.模架上下平行度應(yīng)小于 0.05MM; 4.復(fù)位桿配合段為 40-60MM,其它避空 ; 5.復(fù)位桿頭部不能倒角 ,復(fù)位孔口不能倒角 ; 6.吊環(huán)孔深大于 40MM. 6.2 模架的選擇 根據(jù)所設(shè)計(jì)的前后模的最大外形尺寸 ,選用 4555 的角架式模座 ,其結(jié)構(gòu)如圖 6-1 所示 . 角架式模座是模座中最簡(jiǎn)單的一種結(jié)構(gòu) .制造方便，重量輕，節(jié)省材料。推板導(dǎo)柱固定在套板 (不通孔式 )上。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 共 32 頁(yè) 模座的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足推 出距離的要求，必要時(shí)還可用以調(diào)整模具的總高度，滿足壓鑄機(jī)對(duì)模具最小高度的要求。 圖 6-1 角架式模架 動(dòng)模應(yīng)能可靠地固定于壓鑄機(jī)的動(dòng)模安裝板上，如使用緊固螺釘，可在模座上設(shè)里U形槽，如使用壓板固定，則可在模座上設(shè)置安裝槽俗稱碼模槽 .其尺寸為A=30mm,B=50mm,C=30mm.動(dòng)定模板為便于安裝和搬運(yùn) ,需設(shè)置吊環(huán) .根據(jù)模板重量和模具安裝好后的整體重量 ,選用 M30的吊環(huán) ,上下模板對(duì)稱分布各布置四個(gè)吊環(huán)孔 . 這套模具中 ,前后模采用不通式模板固定 .模具外形較大 ,要承受的壓力也較大 ,因而需在兩模腳之間設(shè)置撐頭 .撐頭設(shè)計(jì)置在模具最受力的位置 ,合模時(shí)可防止動(dòng)模板變形 .在動(dòng)模板底部增設(shè)計(jì)四個(gè)撐頭 ,具體布置可見模具總裝圖 . 撐頭外形尺寸為 : 40mm*185mm 材料為 45#鋼 .撐頭上開有 M12的螺釘固定孔 ,用 M12的螺景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 共 32 頁(yè) 釘將撐頭固定在動(dòng)模板上 . 根據(jù)模具整體要求 ,模腳采用 6個(gè) M22的螺釘固定 ,螺釘總長(zhǎng)為 195mm,其中有效螺紋段長(zhǎng)度為 (2-3)*M22,取有效長(zhǎng)度為 50mm.模腳上也應(yīng)開設(shè)吊環(huán)孔 ,根據(jù)設(shè)計(jì)需要選用 M16的吊環(huán)孔 . 模架及其它標(biāo)準(zhǔn)件的選用如下 : 上模板： L/mm*B/mm*H/mm =550mm*450mm*175mm 下模板： L/mm*B/mm*H/mm =550mm*450mm*200mm 導(dǎo)柱： d/mm L/mm= 40mm 265mm 導(dǎo)套： d/mm L/mm h/mm= 40mm 197mm 55 mm 頂針固定板： l/mm*b/mm*h/mm =445mm*234mm*25mm 頂針板： l/mm*b/mm*h/mm =445mm*234mm*30mm 頂針導(dǎo)柱 : d/mm L/mm= 30mm 190mm 頂針板導(dǎo)套 : d/mm L/mm h/mm= 30mm 50mm 40 mm 6.3 模具厚度及動(dòng)模板行程核算 6.3.1模具厚度核算 Hmin+10mm H設(shè) Hmax-10mm Hmin-說(shuō)明所給定的模具最小厚度 (mm),H設(shè) -設(shè)計(jì)厚度 (mm),Hmax-說(shuō)明所給模具最大厚度 . 這套壓鑄模中 ,H設(shè) =H上 +H下 +H模腳 H上 -上模板高度 (mm),H下 -下模板高度 (mm),H模腳 -模腳高度 (mm) 則有 H設(shè) =175+200+185 mm=560mm 有 Hmin+10mm H設(shè) Hmax-10mm所選壓鑄機(jī)符合該模具設(shè)計(jì)要求 . 6.3.2 下模座行程核算 L取 L行 L取 -一查后能取出鑄件的分型面之間最小距離 (mm),L行 ,動(dòng)模座板行程(mm) 對(duì)于推板推出時(shí) ,有 L取 L芯 +L件 +K L芯 -型芯高出分型面尺寸 L件 -鑄件高度 K-安全值 ,一般取 10mm L芯 =39.95 mm,取 L芯 =40mm.L件 =67.9mm取 L件 =68mm 則有 L取 =40+68+10mm = 118mm 模具閉合時(shí)厚度為 560mm,開模時(shí)的最大厚度為 :560+118mm=680mm 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) 共 32 頁(yè) 所選壓鑄機(jī)的頂出距離也符合設(shè)計(jì)要求 . 6.4 結(jié)構(gòu)零件及固定方式 ,配合的設(shè)計(jì) 6.4.1 上下模導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì) a 導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)的驀本要求主要有 : 1)應(yīng)具有一定的剛度，以引導(dǎo)動(dòng)模按一定的方向移動(dòng)，保證動(dòng)、定模在安裝和合模時(shí)的正確位置。在合模過(guò)程中保持導(dǎo)柱、導(dǎo)套首先起定向作用，防止型腔、型芯錯(cuò)位。 2)導(dǎo)柱應(yīng)高出型芯高度，以避免模具搬運(yùn)時(shí)型芯受到損壞。 3)為了便于取出鑄件，導(dǎo)柱一般裝置在定模 上。 4)如模具采用卸料板卸料時(shí)，導(dǎo)柱必須安裝在動(dòng)模上。 5)在臥式壓鑄機(jī)上采用中心澆口的模具，則導(dǎo)柱必須安裝在定模座板上 . b 導(dǎo)柱的導(dǎo)滑段直徑及導(dǎo)滑長(zhǎng)度的確定 導(dǎo)柱、導(dǎo)套需有足夠的剛性，導(dǎo)柱為四根時(shí)，選取導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑的經(jīng)驗(yàn)公式為 : D=K*A1/2 式中 D 導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑 (cm); A-模具分型面上的表面積 (cm2); K 比例系數(shù)，一般為 0.07-0.090 根據(jù)所選框架 ,有 D=0.08*(55*45)1/2mm=39.7mm 標(biāo)準(zhǔn)模架中所選導(dǎo)柱為 40mm,符合設(shè)計(jì)要求 導(dǎo)柱的導(dǎo)滑段長(zhǎng)度應(yīng)大于高出分型面的型芯及鑲塊長(zhǎng)度與導(dǎo)柱的導(dǎo)滑段直徑 D之和。 則取導(dǎo)滑段長(zhǎng)度為 90mm. 導(dǎo)柱的形狀選用帶頭導(dǎo)柱 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,加工方便 .導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面 ,堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯 .因而導(dǎo)柱材料選用 20Cr,硬度為 50-55HRC.導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra0.8 m,導(dǎo)向部分表面粗糙度 Ra0.8 m. 導(dǎo)柱導(dǎo)套在導(dǎo)滑段配合精度選用 H7/f7的間隙配合 ,導(dǎo)柱固定端與模板之間的配合精度選用 H7/m6過(guò)渡 配合 . 圖 6-2 型帶頭導(dǎo)套 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 共 32 頁(yè) 選用型導(dǎo)套 ,如圖 6-1所示 .結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 ,用于精度較高的場(chǎng)合 ,導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時(shí)加工 .為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套 ,在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角 .導(dǎo)柱孔最好作成通孔 ,以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料 .模板較厚 ,導(dǎo)柱孔必須作成盲孔時(shí) ,可在盲孔的側(cè)面打一小孔排氣 .導(dǎo)套材料選用 20Cr,導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8 m.型導(dǎo)套有 H7/m6配合鑲?cè)肽０?.導(dǎo)柱導(dǎo)套的配用形式如圖 6-2所示 ; 圖 6-3導(dǎo)柱導(dǎo)套的配用形式 6.5 推板導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 6.5.1 推板導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 將頂針板導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模座板上 .與動(dòng)模支承板采用間隙配合或不伸入支承板內(nèi)，可以避免或減少因支承板與推板溫度差造成熱膨脹不一致的影響。 6.5.2 頂針板導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ,導(dǎo)套結(jié)構(gòu)如圖 6-4所示 ,材料為 20Cr,HRC50-55,規(guī)格為 30*50. 頂針板導(dǎo)柱導(dǎo)套在導(dǎo)滑段配合精度選用 H7/f7的間隙配合 ,導(dǎo)柱固定端與模板之間的配合精度選用 H7/m6過(guò)渡配合 . 圖 6-4 推板導(dǎo)套 6.5.3 推桿固定板和推板 根據(jù)模架標(biāo)準(zhǔn)選用 . 頂針固定板： l/mm*b/mm*h/mm =445mm*234mm*25mm 推板： l/mm*b/mm*h/mm =445mm*234mm*30mm 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 共 32 頁(yè) 其結(jié)構(gòu)形式和孔位如圖 6-5和 6-6所示 . 圖 6-5 頂針固定板 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 6-6 頂針推板 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 共 32 頁(yè) 7 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.1 抽芯機(jī)構(gòu)的組成 抽芯機(jī)構(gòu)主要由以下幾部分組成 : 1)成形元件形成壓鑄件上側(cè)孔，凹凸臺(tái)階或曲面。如型芯、型塊等。 2)運(yùn)動(dòng)元件連接并帶動(dòng)型芯或型塊并在模套導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如滑塊、斜滑 塊等。 3)傳動(dòng)元件帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)元件作抽芯和插芯動(dòng)作。如斜銷、齒條、液壓抽芯器等 ,本次設(shè) 計(jì)采用的是液壓抽芯。 4)鎖緊元件合模后壓緊運(yùn)動(dòng)元件，防止壓鑄時(shí)受到反壓力而產(chǎn)生位移。如鎖緊塊 . 5)限位元件使運(yùn)動(dòng)元件在開模后，停留在所要求的位置上，保證合模時(shí)傳動(dòng)元件工 作順利 ,如限位塊 ,限位釘?shù)?. 7.2 抽芯力和抽芯距離的確定 7.2.1 抽芯力 壓鑄時(shí)，金屬液充填型腔，冷凝收縮后，對(duì)被金屬包圍的型芯產(chǎn)生包緊力，抽芯機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)有各種阻力即抽芯阻力，兩者 的和即為抽芯開始瞬時(shí)所需的抽芯力。繼續(xù)抽芯時(shí)，只需克服抽芯阻力。影響抽芯力的主要因素有 : 1)型芯的大小和成形深度是決定抽芯力大小的主要因素。被金屬包圍的表面積愈大，所需抽芯力也愈大。 2)加大成形部分出模斜度，可避免成形表面的擦傷，有利于抽芯口 3)成形部分的幾何形狀越復(fù)雜，鑄件對(duì)型芯的包緊力越大。 4)鑄件側(cè)面孔穴多且布置在同一抽芯機(jī)構(gòu)上，因鑄件的線收縮大，增大對(duì)型芯包緊力。 5)鑄件成形部分壁較厚，金屬液的凝固收縮率大，增大包緊力。 6)活動(dòng)型芯表面粗糙度低，加工紋路與抽拔方向一致，可減少 抽芯力。 7)壓鑄合金的化學(xué)成分不同，線收縮率也不同，線收縮率大包緊力也人。 抽芯力的大小可根據(jù)型芯尺寸查表計(jì)算得來(lái) .設(shè)計(jì)中側(cè)型芯直徑為 23.5mm,型芯長(zhǎng)度為 40mm,則查表可知 F=4*1050N=4.2KN 7.2.2 抽芯距離 抽芯后活動(dòng)型芯應(yīng)完全脫離鑄件的成形表面 ,并使鑄件能順利推出型腔 .各種側(cè)向成形孔 ,抽芯距離的計(jì)算公式為 : S抽 =h+K (mm) 7-1 其中 S抽 -抽芯距離 (mm),h-抽芯處鑄件壁厚或 成形深度 (mm),K-安全值 . 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 共 32 頁(yè) 取 K=10,h=40mm 則 S抽 =50mm 綜合各項(xiàng)要求 ,選用液壓抽芯機(jī)構(gòu) ,合模狀態(tài)時(shí) ,抽芯器借助于抽芯器座裝在模具上 ,連軸器將滑塊連桿與抽芯器連成一體 ,高壓液從抽芯器后腔進(jìn)入 ,推動(dòng)活塞 ,將活動(dòng)型芯插入型腔 .合模時(shí)由定模楔緊塊封鎖滑塊 ,模具處于壓鑄狀態(tài) .開模時(shí) ,楔緊塊脫離滑塊 ,開模中停 ,高壓液在抽芯器前腔進(jìn)入 ,開始抽出活動(dòng)型芯抽芯狀態(tài)時(shí) ,繼續(xù)開模抽出鑄件 . 7.3 滑塊及滑塊楔緊的設(shè)計(jì) 7.3.1 滑塊的設(shè)計(jì) 滑塊的結(jié)構(gòu)形式如圖 7-1所示 : 滑塊材料選用 H13電渣滑塊 在模套內(nèi)的導(dǎo)滑長(zhǎng)度 ,需滿足一定的要求 : L2/3L+S抽 7-2 式中 L-導(dǎo)滑槽最小配合長(zhǎng)度 (mm),S抽-抽芯距離 (mm),L-滑塊實(shí)際長(zhǎng)度(mm) 滑 塊 的 實(shí) 際 長(zhǎng) 度 為 69.65mm,S 抽 =50mm, 則有 L 100mm 圖 7-1 滑塊的結(jié)構(gòu)形式 7-2 鎖緊塊的結(jié)構(gòu)形式 圖 7-3 型芯的防轉(zhuǎn)形式 7.3.2 滑塊鎖緊裝置的設(shè)計(jì) 鎖緊塊材料選用 H13電爐 ,鎖緊塊的結(jié)構(gòu)形式如圖 7-2所示 : 7.3.3 滑塊和型芯的連接 由于滑塊和型芯的工作條件不同 ,對(duì)材料和熱處理要求不同 ,因此在一般情況下 ,型芯和滑塊皆采用鑲接 .型芯的固定可采用將型芯頭部設(shè)計(jì)成防轉(zhuǎn)的形式 ,如圖 7-3所示 : 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 共 32 頁(yè) 8 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)一般由推出元件 (如推桿 ,推管等 ),復(fù)位元件 ,限位元件 ,導(dǎo)向元件 ,結(jié)構(gòu)元件組成 .推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的 原則 : 1.推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) ;2.保證鑄件不因推出而變形損壞 ;3.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 ;4.良好的鑄件外觀 ;合模時(shí)正確復(fù)位 ,并保證不與其他模具零件相干涉 . 8.1 推出距離的確定 直線推出結(jié)構(gòu)時(shí) ,如圖 8-1所示 :H20mm時(shí) , 有 1/3H S推 H 8-1 H-滯留鑄件的最大成型長(zhǎng)度 (mm).S推 -直線推出 距離 (mm) 根據(jù)鑄件可可 H=67.36mm 則取 S推 =45mm 圖 8-1 直線推出機(jī)構(gòu)的形式 一般常用的是推桿推出機(jī)構(gòu) ,這種機(jī)構(gòu)設(shè)置推桿位置自由度較大 .選用圓形截面推桿 ,使用圓形推桿較容易達(dá)到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度 ,另外 ,圓形推桿還具有減少運(yùn)動(dòng)阻力 ,防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn) ,損壞后便于更換 . 8.1.1 推桿位置的設(shè)置 合理布置推桿的位置分布 ,可大大減小鑄件產(chǎn)生變形或被頂壞的可能性 .因而在模具結(jié)構(gòu)中 ,推桿設(shè)置 的要求有 : 1.設(shè)置在脫模力大的地方 ;2.推桿均勻布置 ;3.推桿設(shè)在鑄件強(qiáng)度剛度較大處 推桿在推出時(shí)要有足夠的剛性 ,以承受推出力 ,所以在條件 允許時(shí)要盡可能使用大直徑推桿 .設(shè)計(jì)中 ,推桿數(shù)為 15支 ,其中有6*300的頂針 6支 ,8*350的 8支 ,10*350的一支 .材料選用 SKD61,是一種熱作模具工具鋼 ,熱處理硬度為 53HRC.由于推桿的工作端面在合模時(shí)是模腔底面的一部分 ,若推桿的端面低于型腔底面 ,則在壓鑄件上會(huì)留下一突臺(tái) ,影響鑄件的使用 .因而推桿裝入模具后 ,其端面應(yīng)與型腔底面平齊或高出型腔底面 0.05-0.1mm.頂針與模具的 配合長(zhǎng)度為頂針直徑的4-5 倍，其余避空 1mm。 選用直推桿的形式如圖 8-2所示 : 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 8-2 1型推桿 推桿直徑與 模板上的推桿孔采用 H7/e8的間隙配合 .推桿固定端與推桿固定板采用單邊0.5mm的間隙 . 8.2 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位 為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中靈活 ,平穩(wěn) ,每次合模后 ,推出元件能回到原來(lái)的位置 ,通常還需設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位裝置 . 8.2.1 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向零件 ,由推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套組成 .導(dǎo)向零件使各推出元件得以保持一定的配合間隙 ,從而保證推出和復(fù)位動(dòng)作順利進(jìn)行 .導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式如圖 8-3所示 .推板導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)滑部位采用 H9/e8的配合 .此種導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)是將前限位元件與導(dǎo)柱做成一體的結(jié)構(gòu)形式 ,因而不需要再設(shè)計(jì)前限位零件 . 8.2.2 復(fù)位零件的設(shè)計(jì) 圖 8-3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 推出元件合模后要能回到原來(lái)的位置 ,推桿固定板上同時(shí)裝有復(fù)位桿 ,復(fù)位桿采用圓形截面 ,設(shè)置四根復(fù)位桿 ,位置布置在固定板的四周 .這樣才能使推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn) ,復(fù)位桿端面與所在動(dòng)模分型面平齊 ,推出機(jī)構(gòu)推出后 ,復(fù)位桿便高出分型面 .合模時(shí) ,復(fù)位桿先于動(dòng)模分型面與定模分型面接觸 ,在動(dòng)模向定模逐漸合攏的過(guò)程中 ,推 出機(jī)構(gòu)便被復(fù)位桿頂住 ,從而與動(dòng)模產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng) ,直到分型面合攏時(shí) ,推出機(jī)構(gòu)便回復(fù)到原來(lái)的位置 .合模和復(fù)位同時(shí)完成 .復(fù)位桿和孔之間采用 H7/e8的配合 . 合模過(guò)程中還需要有限位裝置 ,以保證合模后的位置 .可設(shè)置四個(gè)后限位塊 ,布置在四個(gè)復(fù)位桿下面各一個(gè) .限位塊材料選用 H13電爐 ,硬度不能過(guò)高 ,所以不需要進(jìn)行熱處理 . 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 共 32 頁(yè) 9 加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9.1 加熱與冷卻系統(tǒng)的作用 模具在壓鑄生產(chǎn)前應(yīng)進(jìn)行充分的頂熱，并在壓鑄過(guò)程中保持在一定溫度范圍內(nèi)。壓鑄生產(chǎn)中模具的溫度由加熱與冷卻系統(tǒng)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。根據(jù)模 具的預(yù)熱規(guī)范 ,鋁合金壓鑄模的預(yù)熱溫度是 180-300C. 加熱與冷卻系統(tǒng)作用如下 : 1)使模具達(dá)到較好的熱平衡和改善鑄件順序凝固條件，使鑄件凝固速度均勻并有利于壓力傳遞，提高鑄件的內(nèi)部質(zhì)量。 2)保持壓鑄合金充填時(shí)的流動(dòng)性，具有良好的成型性和提高鑄件表面質(zhì)量。 3)穩(wěn)定鑄件尺寸精度，改善鑄件力學(xué)性能。 4)提高壓鑄生產(chǎn)率。 5)降低模具熱交變應(yīng)力，提高模具使用壽命。 9.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 壓鑄過(guò)程中，金屬液在壓鑄模中凝固并冷卻到頂出溫度，釋放的熱量被模具吸 收，同時(shí)模具通過(guò)輻射、導(dǎo)熱和對(duì)流，將熱盆傳出，在模具分型面上噴涂的分型劑揮發(fā)時(shí)也帶走部分熱量。正常生產(chǎn)過(guò)程中傳入模具的熱量和從模具中傳出的熱量應(yīng)達(dá)到平衡。在高效生產(chǎn)及大型厚壁鑄件壓鑄時(shí)，往往要用強(qiáng)制冷卻來(lái)保持模具的熱平衡。合理地設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)對(duì)提高壓鑄生產(chǎn)率，改善鑄件質(zhì)量及延長(zhǎng)模具使用壽命是十分重要的。 9.2.1 模具的冷卻方法 模具的冷卻方法有水冷和風(fēng)冷 .水冷是在模具內(nèi)設(shè)置冷卻水通道，使冷卻水通入模具帶走熱量。水冷的效率高，易控制，是最常用的壓鑄模冷卻方法。對(duì)于壓鑄模中難以用水冷卻的部位，可采用風(fēng)冷 的方式。本次壓鑄模采用水冷的方式 . 9.2.2 冷卻水道設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 1) 同一模具盡量采用較少的冷卻水道和水嘴的規(guī)格，以免增加設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性。 2) 冷卻水道的直徑一般為 6 14mm。采用數(shù)條直徑小的水道冷卻效果要比采用一條大直徑的水道好。 3) 對(duì)于鋁合金 ,水道和型腔之間的距離取 19mm,水道與分型面間的距離取 16mm,水道與推桿孔之間的距離取 13mm,見圖 7-1,圖中 A 值對(duì)鋁合金取 20-30mm. 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 9-1 冷卻水道的間距 4) 銅水管安 裝不能碰到頂桿，排位清晰、整潔； 5) 軟水管走線整齊，長(zhǎng)短一致不凌亂； 6) 模架側(cè)面刻有進(jìn)出水管編號(hào)； 7) 集中水頭截面積不能小于分水頭截面積之和； 8) 激光雕刻運(yùn)水管總布置 圖，設(shè)置在模具操作側(cè)； 9) 整個(gè) 運(yùn)水系統(tǒng)出廠前必須經(jīng)過(guò)水壓測(cè)試，以防止漏水； 根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,應(yīng)在以下位置設(shè)置點(diǎn)運(yùn)水 : 1)頂針位置過(guò)多時(shí) ,裝直通運(yùn)水致使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ; 2)產(chǎn)品位置過(guò)高 ,或有突出部分 ; 3)壁厚不均勻 ,產(chǎn)品有死角 ,且料位較高 . 因此 ,在前模設(shè)置 5個(gè)點(diǎn)運(yùn)水 ,后模設(shè)置 5個(gè)點(diǎn)運(yùn) 水 .冷卻水密封螺紋采用 PT1/4. 具體的冷卻系統(tǒng)布置見附錄總裝圖及前后模圖紙 .因壓鑄過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的熱 ,在一些尺寸稍大的鑲針中也就設(shè)計(jì)點(diǎn)運(yùn)水 .否則容使鑲針受熱膨脹 ,在取出鑄件時(shí)無(wú)法取出或使鑄件毀壞而報(bào)廢 ,同時(shí)也降低了鑲針的使用壽命 . 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè) 共 32 頁(yè) 10 結(jié) 論 初拿到課題時(shí) ,有點(diǎn)茫然 ,不知道從何處下手 .于是 ,先根據(jù)指導(dǎo)老師列的提綱找一些壓鑄模方面的資料 .雖然 ,在學(xué)校有修過(guò)模具專業(yè)上課程 ,但對(duì)壓鑄模卻幾乎沒有接觸過(guò) ,無(wú)疑會(huì)覺得難度有點(diǎn)大 .就當(dāng)一切從零開始吧 .當(dāng)然 ,也因?yàn)槭窃趯?shí)踐中去做的 ,外面 車間里有許多的做好的 ,沒做好的模具 ,可以參考一下 ,看一下工程師設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu) ,這樣 ,腦子里對(duì)模具的外形及一些機(jī)構(gòu)的分布就好理解多了 . 本次課題為一個(gè)汽車閥蓋壓鑄模的設(shè)計(jì) .汽車閥蓋 ,產(chǎn)品對(duì)于氣密性要求比較高 .分型面的選擇及推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也必須去考慮這些要求 .找好相關(guān)資料后便開始畫圖 ,先是用 PRO/E 對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行 3D 造型 ,然而用型腔組件進(jìn)行分模 .中間遇到了一些困難 ,產(chǎn)品只要用到一些簡(jiǎn)單的拉伸切剪特征就可以造型出來(lái) ,但最后倒圓角和拔的時(shí)候老是會(huì)出錯(cuò) ,剛開始對(duì)軟件也不是很熟悉 ,不知道出錯(cuò)的原因 .后來(lái)是同事教我一些方法 及出錯(cuò)的