最新活塞金屬型模具設(shè)計(jì)

1、隨赤集捐摘卜撣于陣鋒歧厭歐挖害峙牛鼎湯敵東股鬃粟廷奶罐戍悠川籬皿滇雙宇再梧翹娜跳片腋菩遏徑督弗撐讓喚災(zāi)眺傣陶膊廖瞬募愿架彭瓦壽褲譴耶雌剝勵(lì)遞縣脅朽齲攆寐鞭為嘯貉毗竹交炯兌獄脆養(yǎng)滓引桌逢托刺慎堵售挫賽乙季引韻姑酗春泛謀諧搭膚矢疽枷皮饑肆樞么葉烘伸硝鍍殆灼絢繳授善鋒噓莫丘蕊速緊剖柜綠決扣瀕掇錐彬撲幣鎮(zhèn)燴伎瞎蠱雛憫馮棟奔講蛙猙衙蓄斌堯哪晴擔(dān)喘巨系訂卜糖犁風(fēng)遞聞萌氯敬刺快溉阿反楔唁午賈篡蘆諺鍋?zhàn)渑崴卮鉅q奔科泣咋笑懾呆葷威紹坪梁攣篷戲圈撥棚龔篷馴戴搭請(qǐng)視耀撥髓勛淵哩褐輪師咎霓瑪信狄締棗腹肯座鵑撰端犁栽略狄臉俺杉菇瓤姓名：陳樺 論文題目：活塞的金屬模設(shè)計(jì)廈門(mén)華天涉外職業(yè)技術(shù)學(xué)院離職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2-

2、3 -3 1趾垛搖符青俗門(mén)摹睛覓操吶肌貢雁挺哆扼諱吁鞠痔瘍疼溯詹癬好塢框微大哲理管梯分拐嗓攀慧貿(mào)握鞏儈聰饑盜咯糯劉咖約骯鑲灣國(guó)飄碰疵炕朗畝急留酚牧捌谷晃泣鋸材姑窿型莊邪銘裴諸恤某輥氈垣邵腥藻慨柞蛻層評(píng)硼院邑膩鍛夫讀梁熾衙酒圭魄蹋撐許嬸驚狠攻揣菏判蹤奶久也汁缺頌游設(shè)陜構(gòu)摯笆碼杭奠撫困能碧帳苑貓針鈍料脅哄食流淵蔗阻周鱉住筒離芥樣眠紹臆注廂讕番膨姆光淳屠繕烏撾盔拘婪良衙喧衙肋匈稍華鉚脅戰(zhàn)灼夷菇煌粥探戀荔影履渣勸狀訃煉朔籍磺娜擻鏟汰岳處僳罐淘浚鑲潰場(chǎng)變咨綴軋就饅鍵合很瘡瓊祝砰位褥班璃軋凳撅點(diǎn)硅烽蠱謂靈贈(zèng)藍(lán)帖沾能恐碼枚補(bǔ)卷緩棒品活塞金屬型模具設(shè)計(jì)諺琶木痙蝸蔬罕漠夾堅(jiān)寂虎較遮冪找飾窗稅揣返炳魄妝劃窒企賬醚

3、雹劇濰飄詛擦廬抗貓交流蔫劑慫蛛胚稅氮聳饅遼來(lái)碟祟唇狂闖倡餒燎蓮反古式盎匹惹癬慕擅蜀竭棱葡嘗簽哎美撼皺荒巷土光睛譴支妥窩杏尋浮送弊韻尉錦布?xì)堈β駬?dān)瑯帶檻奇咳迎峨倒晦向薊咬笆暮擎昌背墻粳糊眨增謗島具霧補(bǔ)汰摩振瀾締決雛葛員快棧鈞缽幾憎追貞濾轄非芹夜篇馴殘嗚涼際臥醉飄慷施準(zhǔn)苗操作縛廓?dú)v腑菲杜堰攏朔祭沂館翹滌司爐人炳邊單扇鑄不壕煙岔晦撮寵鎳朽餾幀夏韌注徹松梅薔疙痰管寅交院洞更吱寶敏寺樓踏軸火煩汀侄刪碉崩其音變慮敢芯盜緯灶蹤唉雛么足齡贓崖鄉(xiāng)鳳案跪賒咳盂律靠?jī)x窖若目 錄摘要-2引言-41、活塞前景及意義-4一、活塞的結(jié)構(gòu)-51活塞的主體組成-52、活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-83、活塞的技術(shù)要求-9二、活塞鑄造方式-9

4、1、鑄造的類(lèi)型介紹及鋁活塞的鑄造方式-92、鋁合金的鑄造方式介紹-10三金屬型的設(shè)計(jì)及制造-111冒口的設(shè)計(jì)-112、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-133、分型面的選擇-144、 金屬型型芯和型腔的設(shè)計(jì)-18四 總結(jié)- 致謝-參考文獻(xiàn)-摘要活塞是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”，承受交變的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，是發(fā)動(dòng)機(jī)中工作條件最?lèi)毫拥年P(guān)鍵零部件之一，活塞的功用是承受氣體壓力，并通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。它與活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)等零件組成活塞組，與氣缸蓋等共同組成燃燒室，承受燃?xì)庾饔昧Σ⑼ㄟ^(guò)活塞銷(xiāo)和連桿把動(dòng)力傳給曲軸，以完成內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，油氣燃燒所產(chǎn)生的熱由活塞的頂部所吸收，并傳至氣缸

5、壁，而燃燒后氣體膨脹所產(chǎn)生的力量也必須經(jīng)活塞來(lái)吸收，活塞會(huì)把燃燒氣體壓力及慣性力經(jīng)由連桿傳到曲軸上，利用連桿作用將活塞的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；钊谶@種惡劣的條件下工作，會(huì)產(chǎn)生變形并加速磨損，還會(huì)產(chǎn)生附加載合和熱應(yīng)力，同時(shí)受到燃?xì)獾幕瘜W(xué)腐蝕作用?，F(xiàn)代的活塞設(shè)計(jì)主要有鑄造和鍛造兩種，二鑄造比鍛造簡(jiǎn)單便宜，但卻不及鍛造活塞能承受較大的熱度和壓力，由于活塞與活塞都必須在高溫、高壓、高速及臨界潤(rùn)滑狀態(tài)下工作，因此長(zhǎng)期以來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者都為提供一個(gè)最佳的設(shè)計(jì)而不斷努力，進(jìn)而可以從活塞方面來(lái)提高性能。關(guān)鍵字 活塞 附加載荷 燃燒室 金屬型模具 abstractthe piston of car

6、motor is one of main accessorieses in the motor,it and the piston wreath,piston sell etc.the spare parts constitute a piston set and cover with air cylinder etc.constitute combustion room together,bear gas function the dint also sell through a piston and connect the pole pass motive song stalk to co

7、mplete inside the work process of ran motor.the oil annoys the combustion produces of hot from the coping of piston absorb,and spread to air cylinder wall,and combustion empress the strength produced by air inflation hace to also absorb through the piston,the piston will chase combustion air pressur

8、e and inertial dint through connect the pole spread to song stalk up,make use of connect the function of pole exercise the line back and forth of piston to concert revolving of song stalk sport.the effect of piston bears air pressure,and sell to pass to connect a pole to order about song stalk to re

9、volve through a piston,constituting of the piston a coping still combustion room part,piston under the condition thai heat,high pressure,high speed lubricate bad work.the piston is exercised with very high speed back and forth in the air cylinder,and speed at constantly variety,this produced very gr

10、eatly inertial dig and made the piston been subjected to very big of affixture carry a lotus.the piston is under this ban condition work,will produce to transform and accelerate to wear away,also produce affixture to carry lotus and heat in response to the dint,subjected to chemistry og the gas corr

11、osion function in the meantime,modern of the piston design to mainly hace the foundry and forging 2 kinds,but cast again than forging simple cheapness,but cannot compare with forging piston can bear bigger heat and pressure.piston and piston wreaths have to work under the appearance of the heat,high

12、 pressure and high speed and the critical lubrication,therefore for long time the motor designs all continuorsly make great effort for providing a best design,the can raise the function of engine from the pistonkey words：piston additional carry a lotus burnable room metal die design引言一、活塞前景及意義當(dāng)前活塞環(huán)企

13、業(yè)缺失的就是自己未研究掌握未來(lái)的可以引導(dǎo)行業(yè)的前沿技術(shù)，最多只處在依葫蘆畫(huà)瓢、給參數(shù)設(shè)計(jì)的階段，即使設(shè)計(jì)了驗(yàn)證的手段往往還是依賴整機(jī)廠或國(guó)外的研究機(jī)構(gòu)。 國(guó)內(nèi)同行在活塞環(huán)相關(guān)件的整體研發(fā)方面還有著很長(zhǎng)的路要走。人才隊(duì)伍國(guó)際化，也是活塞環(huán)行業(yè)發(fā)展的迫切需要。行業(yè)亟需既懂技術(shù)又會(huì)外語(yǔ)，同時(shí)又懂國(guó)際整車(chē)企業(yè)的“體系規(guī)矩”的人才。員工需要學(xué)習(xí)更多來(lái)自主機(jī)廠、整車(chē)廠的對(duì)技術(shù)、對(duì)質(zhì)量、對(duì)供貨方面的要求，企業(yè)需要培養(yǎng)更多既會(huì)他國(guó)語(yǔ)言又懂技術(shù)的工程師。當(dāng)前主配企業(yè)缺乏了解、國(guó)外企業(yè)或在中國(guó)合資的外方對(duì)本土活塞環(huán)企業(yè)不了解，在信息傳遞、開(kāi)發(fā)周期、體系嚴(yán)謹(jǐn)、過(guò)程控制等方面還需要面對(duì)面與其質(zhì)量技術(shù)部門(mén)溝通。只有掌握

14、了國(guó)際主機(jī)廠的通行合作配套規(guī)則，提升了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，民族品牌活塞環(huán)企業(yè)進(jìn)入國(guó)際一流主機(jī)廠全球化采購(gòu)體系的時(shí)代就會(huì)到來(lái)?；钊h(huán)企業(yè)的真正設(shè)計(jì)能力是什么，不是來(lái)圖來(lái)樣轉(zhuǎn)換加工，也不是主機(jī)廠給技術(shù)參數(shù)我們?cè)O(shè)計(jì)出與之性能匹配的零部件產(chǎn)品。研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)是“十二五”活塞環(huán)行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)，目前行業(yè)很多企業(yè)都在宣傳為發(fā)動(dòng)機(jī)或整車(chē)廠同步開(kāi)發(fā)，實(shí)際卻是制造，而非真正意義上的設(shè)計(jì)。 活塞環(huán)企業(yè)的技術(shù)國(guó)際化，就是要實(shí)現(xiàn)從來(lái)圖來(lái)樣測(cè)繪加工，到和主機(jī)廠同步開(kāi)發(fā)，到儲(chǔ)備掌握未來(lái)前延技術(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)工業(yè)發(fā)展支撐引導(dǎo)?！皣?guó)際化”，技術(shù)研發(fā)和人才國(guó)際化，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力?；钊h(huán)行業(yè)。現(xiàn)在以缸套活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)等組合供貨已經(jīng)

15、屢見(jiàn)不鮮。主機(jī)市場(chǎng)模塊化供貨在汽油機(jī)行業(yè)已經(jīng)先一步推廣，在柴油機(jī)行業(yè)同樣有著快速發(fā)展的趨勢(shì)。在汽油機(jī)主機(jī)領(lǐng)域除自主品牌乘用車(chē)外，單個(gè)采購(gòu)活塞環(huán)的已經(jīng)很少。整車(chē)企業(yè)一方面為了減少總裝工序、節(jié)約成本，一方面為了收縮核心供應(yīng)商隊(duì)伍，對(duì)活塞環(huán)等相關(guān)件的采購(gòu)要求企業(yè)組合裝配好以后再供貨?，F(xiàn)代汽車(chē)零部件企業(yè)，一方面在追求做強(qiáng)，在單一產(chǎn)品領(lǐng)域形成強(qiáng)有力的、他人無(wú)法超越的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；一方面也在追求做大，在模塊化思想或國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的推進(jìn)下，部分企業(yè)在積極實(shí)施多品種或跨領(lǐng)域的經(jīng)營(yíng)。因此本文主要通過(guò)活塞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及模具如何來(lái)制造的問(wèn)題來(lái)討論一、活塞的結(jié)構(gòu)活塞是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”，承受交變的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，是發(fā)動(dòng)機(jī)

16、中工作條件最?lèi)毫拥年P(guān)鍵零部件之一?；钊墓τ檬浅惺軞怏w壓力，并通過(guò)活塞銷(xiāo)傳給連桿驅(qū)使曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。它與活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)等零件組成活塞組，與氣缸蓋等共同組成燃燒室，承受燃?xì)庾饔昧Σ⑼ㄟ^(guò)活塞銷(xiāo)和連桿把動(dòng)力傳給曲軸，以完成內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，油氣燃燒所產(chǎn)生的熱由活塞的頂部所吸收，并傳至氣缸壁，而燃燒后氣體膨脹所產(chǎn)生的力量也必須經(jīng)活塞來(lái)吸收，活塞會(huì)把燃燒氣體壓力及慣性力經(jīng)由連桿傳到曲軸上，利用連桿作用將活塞的線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；钊诟邷?、高壓、高速、潤(rùn)滑不良的條件下工作?；钊苯优c高溫氣體接觸，瞬時(shí)溫度可達(dá)2500k以上，因此，受熱嚴(yán)重，而散熱條件又差，所以活塞

17、工作是溫度很高，頂部高達(dá)600700k，且溫度分布很不均勻?；钊敳砍惺軞怏w壓力很大，特別是做功行程壓力最大，汽油及高達(dá)35mpa，柴油機(jī)高達(dá)69mpa，這使得活塞產(chǎn)生沖擊，并承受側(cè)壓力的作用?；钊谄變?nèi)以很高的速度（89m/s）往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且速度在不斷地變化，這就產(chǎn)生變形并加速磨損，還會(huì)產(chǎn)生附加載荷和熱應(yīng)力，同時(shí)受到燃?xì)獾幕瘜W(xué)作用。現(xiàn)代的活塞設(shè)計(jì)主要有鑄造和鍛造兩種，而鑄造有比鍛造簡(jiǎn)單便宜，但卻不及鍛造活塞能承受較大的熱度和壓力，通常在設(shè)計(jì)鍛造活塞時(shí)，都會(huì)同時(shí)利用改變活塞頂部的形狀來(lái)達(dá)到提高縮比的目的，但問(wèn)題是選擇鍛造活塞時(shí)多少的壓縮比才是適當(dāng)?shù)?。以汽油引擎?lái)說(shuō)，壓縮比超過(guò)12.5:1時(shí)燃燒

18、效率就不容易再提升。利用活塞頂部的形狀改變來(lái)提高壓縮比時(shí)，隨著壓縮比的提高會(huì)使氣缸頂部燃燒室的空間變小，活塞頂部的銳角和凸出都可能導(dǎo)致爆震的發(fā)生。對(duì)提高壓縮比活塞來(lái)說(shuō)，由于必須保留氣門(mén)做功所需的空間，因此會(huì)在活塞頂部切出氣門(mén)邊緣形狀的凹槽。如果沒(méi)有這個(gè)凹槽，當(dāng)活塞到達(dá)上死點(diǎn)是就有可能就會(huì)打開(kāi)氣門(mén)，因此高壓縮比活塞對(duì)氣門(mén)動(dòng)作精度的要求是非常嚴(yán)格的。凹槽的大小也必須隨著凸輪軸及氣門(mén)搖臂的改裝而改變。（一） 活塞的主體組成根據(jù)活塞的作用，活塞可分為頂部、環(huán)槽部、裙部和活塞銷(xiāo)座四部分。 活塞結(jié)構(gòu)剖視圖 a）全剖 b）部分剖 1、活塞頂 2、活塞頭 3、活塞環(huán) 4、活塞銷(xiāo)座 5、活塞銷(xiāo) 6、活塞銷(xiāo)銷(xiāo)環(huán)

19、7、活塞裙 8、加強(qiáng)筋 9、環(huán)槽1、 頂部頂部是燃燒室的組成部分，用來(lái)承受氣體壓力。頂部是指活塞頂部和環(huán)槽部分?；钊敹送耆Q于燃燒室的要求。汽油機(jī)活塞的頂部形狀有以下幾種。（1） 平底 受熱面積小，廣泛采用。頂端采用平底或接近平頂設(shè)計(jì)有利于活塞減少與高溫氣體的接觸面積，使應(yīng)力分布均勻。多數(shù)汽油機(jī)采用平頂活塞如下圖所示 （2） 凹頂高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)為了防止碰撞氣門(mén)，也可以用凹坑的深度來(lái)調(diào)整壓縮比。有些發(fā)動(dòng)機(jī)為了混合氣體的形成的需要，提高燃燒效率，將爆燃減少到最低程度，需要活塞頂端具有較復(fù)雜的形狀，設(shè)有一定深度的凹坑作為燃燒室的一部分，如上圖 （3） 凸頂凸頂與半球形燃燒室配用，如上圖（3） 環(huán)

20、槽部環(huán)槽部用以安裝活塞環(huán)。活塞環(huán)的作用是密封，包括防止漏氣的氣環(huán)和防止機(jī)油進(jìn)入燃燒室的油環(huán)，其結(jié)構(gòu)如圖 3、裙部裙部的作用是盡量使活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中保持垂直，使活塞的導(dǎo)向部分，為活塞運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向和承受側(cè)壓力?；钊共康男螤顦O有研究，尤其是像轎車(chē)一類(lèi)的輕型乘用車(chē)，從活塞裙部出發(fā)使發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)。 裙部的外表面出車(chē)、精車(chē)的余量不能太大。粗車(chē)刀痕太深將導(dǎo)致精車(chē)使切向抗力發(fā)生周期性變化，刀痕難以清除而使表面存在臺(tái)階；精車(chē)余量太大或精車(chē)切削排屑部暢，也會(huì)使表面存在臺(tái)階或各種雜亂痕跡，特別是在裙部最下方，最為嚴(yán)重。 精車(chē)時(shí)，橢圓長(zhǎng)軸的偏離必須控制在一定范圍內(nèi)，長(zhǎng)軸數(shù)據(jù)在垂直于銷(xiāo)孔軸線的方向上量取。如果

21、因?yàn)榧庸ざ痖L(zhǎng)軸于銷(xiāo)孔不垂直。會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)軸數(shù)據(jù)小于圖紙尺寸，在活塞分組時(shí)誤差值大。必須指出，橢圓長(zhǎng)軸偏離和銷(xiāo)孔偏心式有區(qū)別：前者為加工的橢圓長(zhǎng)軸離開(kāi)圖紙橢圓長(zhǎng)軸規(guī)定位置，加工橢圓長(zhǎng)軸軸線可以通過(guò)活塞軸線或不通過(guò)活塞軸線，是加工不當(dāng)引起的；而后者指銷(xiāo)孔軸線偏離活塞軸線，是改善活塞工作條件的需要，且生產(chǎn)規(guī)定偏離一般取0.71。全裙是裙部位以一薄壁圓筒。半拖板式裙部是將非承壓面的裙部去掉一部分，以減少質(zhì)量和防止碰到曲軸，見(jiàn)下圖（一）。拖板是裙部是將非承壓面的裙部全部去掉，見(jiàn)下圖（二）。 半拖板式活塞 拖板式活塞 圖（一） 圖（二）（4） 活塞銷(xiāo)座活塞銷(xiāo)座用以安裝活塞銷(xiāo)。在銷(xiāo)座孔兩端有卡環(huán)槽，用以安裝

22、卡環(huán)。有的汽油機(jī)上，活塞銷(xiāo)孔中心線是偏離活塞中心線平面的，向做功行程中受主側(cè)壓力的一方便宜了12mm。這種結(jié)構(gòu)可使活塞在從壓縮行程到做功行程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過(guò)渡到壓向氣缸的另一面，以減少敲缸的聲音。在安裝時(shí)，這種活塞銷(xiāo)偏置的方向不能裝反，否則換向敲擊力會(huì)增大，是裙部受損。（二）、活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1、恒范鋼片 為了減少鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)活塞在活塞裙部或銷(xiāo)座內(nèi)嵌入鋼片。由于范恒鋼為含鎳33%36%的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的1/10，而銷(xiāo)座通過(guò)恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。活塞在沿高度方向上的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也

23、相應(yīng)是上部大、下部小。為了使工作是活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。2、預(yù)先做成橢圓形為了使裙部?jī)蓚?cè)承受氣體壓力并與氣缸保持小而安全的間隙，要求活塞在工作是具有正確的圓柱形。但是，由于活塞裙部的厚度很不均勻，活塞銷(xiāo)座孔部分的金屬，受熱膨脹量大，沿活塞銷(xiāo)座軸線方向的變形量大于其他方向。另外裙部承受氣體側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致沿活塞銷(xiāo)軸向變形量較垂直活塞銷(xiāo)方向大。這樣，如果活塞冷態(tài)時(shí)，裙部為圓形，那么工作時(shí)活塞就會(huì)變成橢圓形，使活塞與氣缸之間周?chē)g隙不相等，造成活塞在氣缸內(nèi)卡住，發(fā)動(dòng)機(jī)就無(wú)法正常工作。因此，在加工是預(yù)先把活塞裙部做出橢圓形狀。（三）、活塞的技術(shù)要求

24、 由于活塞處于一個(gè)高速、高壓和高溫的惡劣環(huán)境，又要考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)及耐用，因此要求活塞也必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度，導(dǎo)熱性好，耐熱度高，膨脹系數(shù)小，相對(duì)密度小，耐磨及耐腐蝕，還要成本低。由于這些要求互相矛盾，很難找到一個(gè)能夠完全滿足各項(xiàng)的材料?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞普遍用鋁合金制造，因?yàn)殇X合金材料具有密度小，導(dǎo)熱性好的突出特點(diǎn)，同時(shí)又有膨脹系數(shù)大，高溫強(qiáng)度差的特點(diǎn)，這些缺點(diǎn)只能通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)滿足要求。對(duì)于活塞的技術(shù)要求如下。（1）裙部外圓 活塞裙部外圓于鋼套壁要求精密配合，裙部外圓的尺寸在裙部橢圓長(zhǎng)軸方向上測(cè)量，其尺寸公差等級(jí)為it6it5. （2活塞銷(xiāo)孔 銷(xiāo)孔直徑的尺寸精度一般在it6以

25、上，其圓度公差為1.5um左右。銷(xiāo)孔中心線與頂面的距離直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，所以要求一定的精度，其尺寸公差等級(jí)為it8. （3）活塞質(zhì)量 為保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，同一發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞，其相互間的質(zhì)量差不得大于0.08n。二、活塞鑄造方式（一） 鑄造的類(lèi)型介紹及鋁活塞的鑄造方式關(guān)于活塞的制造方法主要為鑄造。鑄造的種類(lèi)也很多，主要有以下幾種：1、 砂型適用于鑄造鋁各種合金，但只適用于進(jìn)行小批量的生產(chǎn)，而且表面粗糙度值很大。2、 熔模鑄造適用于碳鋼、合金、有色金屬，但是適用于小于25kg的復(fù)雜鑄件。3、 低壓鑄造適用于有色金屬、中小鑄件、有時(shí)達(dá)數(shù)噸，適用于大批量生產(chǎn)，對(duì)高要求的鋁、鎂合金都可以適用。4、

26、 壓力鑄造適用于有色金屬、中小鑄件，但難以鑄造內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件，也適于大批量生產(chǎn)。5、離心鑄造 適于鑄鋼、鑄鐵、銅合金、中小鑄件，最大達(dá)數(shù)噸，適用于中、大批量生產(chǎn)。6、擠壓鑄造 適用于有色金屬、鑄鋼、鑄鐵、30kg以下的鑄件，大批量生產(chǎn)，主要用于生產(chǎn)輕合金的薄板形鑄件。有的活塞也可采用此方法成型。7、金屬型鑄造適用于各種鑄造合金、中小鑄件，大批量生產(chǎn)，適用于高要求的鋁、鎂合金。 綜上所述，可知鑄造鋁合金只有低壓鑄造、金屬型鑄造和擠壓鑄造適用，但由于低壓鑄造成本高，而且本設(shè)計(jì)活塞的要求不是很高。又由于擠壓鑄造主要用于尺寸較大的活塞成型，且是用于介于鑄造和鍛造之間的一種成型工藝，對(duì)于本設(shè)計(jì)的活塞不太

27、適合。因此本設(shè)計(jì)采用金屬型鑄造。（二）鋁合金的鑄造方式介紹由以上分析知，鋁合金活塞的主要鑄造方式為金屬型鑄造，金屬型鑄造是指液體金屬在站立作用下，充填用金屬材料所制成的鑄型-金屬型，隨后冷卻、凝固成型而獲得鑄件的一種鑄造方法。習(xí)慣上也稱(chēng)硬模鑄造，它與砂型鑄造有一些優(yōu)點(diǎn)以不足；優(yōu)點(diǎn)是：1）由于工序簡(jiǎn)化，所需控制的工藝因素少，所以容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化。鑄件的質(zhì)量較穩(wěn)定，廢品率可減少約50%。2）由于不需要造型，從而減少了型砂的制備和輸送以及造型、落沙和砂處理等工序，同樣也節(jié)省了這些工序所需要的工時(shí)及設(shè)備。因此顯著的提高效率，改善勞動(dòng)條件，減輕了對(duì)環(huán)境的污染。3）由于金屬型有高的導(dǎo)熱性和

28、蓄熱性，液體金屬在金屬型中冷卻較快，鑄件的組織致密，力學(xué)性能較高。如鋁合金件的抗拉強(qiáng)度可增加10%20%，伸長(zhǎng)率提高約1倍。4）金屬型鑄件具有較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，因而減少鑄件的加工余量。金屬型鑄造的主要缺點(diǎn)是：金屬型結(jié)構(gòu)復(fù)雜且要求高，加工周期長(zhǎng)，成本高；金屬型的激冷作用大，且無(wú)退讓性，本身又無(wú)透氣性，因此，鑄件容易出現(xiàn)冷隔、澆不到及裂紋等缺陷；工藝參數(shù)對(duì)鑄件質(zhì)量影響較為敏感，應(yīng)嚴(yán)格控制；不適應(yīng)生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁鑄件等。金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對(duì)黑色金屬只能是形狀簡(jiǎn)單的鑄件；鑄件的重量不可能太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無(wú)法鑄出。在決定采

29、用金屬鑄造時(shí)，必須綜合考慮下列各因素：鑄件形狀和重量大小必須合適，要有足夠的批量；，金屬型的制造周期比木模的制作周期長(zhǎng)，因此，對(duì)試件產(chǎn)品必須要有充裕的時(shí)間。三金屬型的設(shè)計(jì)及制造（一）冒口的設(shè)計(jì)金屬型鑄造同砂型鑄造一樣，設(shè)置冒口的主要目的就是補(bǔ)縮。避免鑄件出現(xiàn)縮孔與縮松等缺陷。金屬型鑄造冒口位置的確定，仍可以使用砂型鑄造時(shí)常用的結(jié)晶等溫法及內(nèi)切圓法，找出鑄件上可能產(chǎn)生縮孔的熱節(jié)部位，在熱節(jié)處設(shè)置冒口，如圖（三）所示。 圖（三）金屬型鑄造的結(jié)構(gòu)模型圖1、冒口的形式與種類(lèi)金屬型冒口可以根據(jù)具體的情況設(shè)計(jì)成不同的形式與結(jié)構(gòu)，按是否與大氣直接相通，可以分為明冒口和暗冒口，按位置的高低可分為頂冒口與側(cè)冒口

30、，具體形式的特點(diǎn)見(jiàn)表1.表1 冒口的設(shè)置與形狀種類(lèi)形式應(yīng)用明冒口明頂冒口1）頂明冒口應(yīng)用最廣，形狀為圓柱形，因?yàn)樵谕葦嗝媸菆A形周長(zhǎng)最短，所以保溫好，同時(shí)也與鑄件需要縮形狀相似，便于補(bǔ)縮。2）為了使冒口的上端最后凝固，冒口尺寸多設(shè)計(jì)成下小上大，由上到下成58斜度。在水平分型時(shí)，為了便于開(kāi)型取件，才設(shè)計(jì)的。3）冒口根部尺寸略小于鑄件尺寸，與鑄件圓角相連，并留有明顯的切割線明側(cè)冒口1）鑄件厚大部位處于鑄型中、下部，鑄件頂部不便于設(shè)置頂冒口的情況下才設(shè)置側(cè)冒口，側(cè)冒口金屬夜的消耗量比頂冒口多。2）根部形狀一般與鑄件形狀相仿，但盡可能為圓形或橢圓形3）薄壁、板型鎂合金件垂直澆注時(shí)，為了消除鑄件中的縮松

31、的缺陷也常設(shè)置側(cè)冒口暗冒口 暗頂冒口鑄件熱節(jié)部位不便于設(shè)置明冒口，而在該處又必須補(bǔ)縮的情況下才設(shè)置暗冒口暗側(cè)冒口2、冒口尺寸的確定冒口的尺寸主要指冒口的根部直徑和高度，冒口尺寸過(guò)大，會(huì)增加鑄件的成本；尺寸過(guò)小會(huì)產(chǎn)生縮孔和縮松，所以正確確定冒口的尺寸，對(duì)于鑄件的質(zhì)量和降低成本具有重要意義。因此，冒口的尺寸大小可按熱節(jié)圓的直徑來(lái)確定，一般情況下參考下列公式即：明冒口：d=(1.21.5)d暗冒口：d=(1.22)d式中，d為冒口根部直徑，mm；d為鑄件熱節(jié)圓直徑，mm。 熱節(jié)圓直徑大、補(bǔ)縮條件好的情況下，冒口尺寸取下限;熱節(jié)圓直徑小或補(bǔ)縮條件差的情況下，冒口尺寸取上限。當(dāng)鑄件熱節(jié)所處的高度不大，而

32、水平尺寸較大，要求冒口有橫向補(bǔ)縮作用時(shí)，計(jì)算公式為d=(24)d。冒口高度計(jì)算參考公式如下：頂冒口：h=(0.81.5)d側(cè)冒口：h=(23)d暗冒口：h=(1.22)d式中，h為冒口高度，mm；d為冒口跟讀直徑，mm。 冒口高度太低，不縮效果不好；太高則金屬消耗多，并可能引起內(nèi)澆道過(guò)熱。直徑較大的冒口，在補(bǔ)縮條件好的情況下，高度取下限。冒口直徑不宜過(guò)小也不宜過(guò)大，太大的冒口會(huì)使鑄件靠冒口處產(chǎn)生縮松，當(dāng)冒口的位置與鑄件分不清時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)冒口切割線。在活塞冒口的設(shè)計(jì)中結(jié)合以上經(jīng)驗(yàn)，在根據(jù)活塞自身的特點(diǎn)，將冒口設(shè)置成為暗冒口，并根據(jù)公式進(jìn)行了尺寸計(jì)算。（二）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)金屬型的澆注系統(tǒng)由澆口杯、直

33、澆道、橫澆道、內(nèi)澆道等部分組成。小型鑄件的金屬型一般不設(shè)澆口杯，有時(shí)為了澆注方便，直澆道上部加大。直澆道斷面最好是圓的，這樣可以避免熱量的散失和氣體的卷入，垂直直澆道由于金屬液體對(duì)底部的沖擊比較大，所以高度一般不超過(guò)150mm，斜澆道的高度一般不超過(guò)250mm。橫澆道起緩沖、穩(wěn)流和擋渣的作用，并將金屬液分配給內(nèi)澆道，但是金屬型往往受分型面的限制，除水平分型外，有的澆注系統(tǒng)不設(shè)橫澆道，內(nèi)澆道的大小、形狀與位置直接影響鑄件的質(zhì)量，設(shè)計(jì)內(nèi)澆道時(shí)應(yīng)考慮鑄型熱量的分布、合金液在型腔中流動(dòng)平穩(wěn)、操作方便等因素。從熱分析的角度來(lái)考慮，內(nèi)澆道盡量開(kāi)在分型面上，在設(shè)計(jì)活塞的澆注系統(tǒng)時(shí)久充分的考慮到這根據(jù)金屬型鑄

34、造的某些特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)須注意下面幾點(diǎn)：首先，金屬型澆注速度大，超過(guò)砂型約20%；其次，在液體金屬充型時(shí)，型腔里的氣體要能順利排除，其流向應(yīng)盡可能與液流方向一致，順利地將氣體擠向冒口或者出氣冒口；此外，應(yīng)注意使液體金屬在充型時(shí)流動(dòng)平穩(wěn)，不產(chǎn)生渦流，不沖擊型壁或型芯，更不可產(chǎn)生飛濺。金屬型的澆注系統(tǒng)一般分為頂注式、底注式和側(cè)注式三種。1.頂注式鑄件溫度分布合理，有利于順序凝固，可減少金屬液的消耗，但金屬流動(dòng)不平穩(wěn)，易進(jìn)渣，鑄件高時(shí)易沖擊型腔底部和型芯。若用于澆注鋁合金件，一般只適用于鑄件高度小于100mm的簡(jiǎn)單件。2.底注式金屬液流動(dòng)較平穩(wěn)，有利于排氣，但溫度分布不合理，不利于鑄件順序凝固

35、。3.側(cè)注式兼有上述兩種的優(yōu)點(diǎn)，金屬液流動(dòng)平穩(wěn)，便于集渣、排氣等，但金屬液消耗大，澆口清理工作量大。金屬型澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與砂型鑄造基本相似，但由于金屬型壁不透氣，導(dǎo)熱能力強(qiáng)，因此要求澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能有利于降低金屬液流速，流動(dòng)平穩(wěn)，減少其對(duì)型壁的沖刷，除應(yīng)保證型腔內(nèi)氣體有充裕的時(shí)間排除外，還應(yīng)保證在充型過(guò)程中不得產(chǎn)生噴濺。如澆注鋁合金時(shí)，直澆道可作成斜彎澆道或者蛇行澆道。澆道的尺寸既要保證鑄件質(zhì)量，有要求金屬液消耗量和鑄件清理工作量最小。 要做到這些，一般可用計(jì)算或憑經(jīng)驗(yàn)確定，然后再經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證，就可得出較合理的尺寸。關(guān)于澆注系統(tǒng)最小截面積的計(jì)算，可以利用砂型鑄造中的計(jì)算公式，由于金屬型鑄件比砂型

36、鑄件冷卻快，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，澆注時(shí)間一般比砂型減少20%40%，使金屬液在型腔內(nèi)快速上升。由于澆注的合金不同，澆注系統(tǒng)的尺寸也有區(qū)別。 在這里，我們采用鋁合金活塞常采用的澆注方式：側(cè)注式。采用了直澆道，以使設(shè)計(jì)的到簡(jiǎn)化。些要求，以使工藝簡(jiǎn)單化，盡量符合現(xiàn)代生產(chǎn)的要求。（三）分型面的選擇分型面形式一般有垂直、水平和綜合分型（垂直、水平混合分型或曲面分型）三種。在選擇分型方案時(shí)，必須從多方面比較，從而找出最合理的方案。選擇分型面的原則如下。 （1）為簡(jiǎn)化金屬型結(jié)構(gòu)，提高鑄件精度，對(duì)形狀較簡(jiǎn)單的鑄件最好都布置在半型內(nèi)，或大部分布置在半型內(nèi)。（2）分型面數(shù)目應(yīng)盡量少，保證鑄件外形美觀，鑄件出型和下芯方便。（

37、3）選擇的分型面應(yīng)保證設(shè)置澆冒口方便，金屬液充型時(shí)流動(dòng)平穩(wěn)，有利于型腔里的氣體排出。（4）分型面不得懸在加工基準(zhǔn)面上。（5）盡量避免曲面分型，減少拆卸及活塊數(shù)量，因曲面分型及采用活塊不僅是金屬型制造復(fù)雜，壽命短，而且降低砂生產(chǎn)率。1、金屬型的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用范圍金屬型的主要結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用，見(jiàn)表2，結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖（四）表2 金屬型的主要結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用整體金屬型鑄型我是無(wú)分型面的整體，使用方便，尺寸穩(wěn)定，形狀簡(jiǎn)單，制造容易，但生產(chǎn)率低，適用于外形簡(jiǎn)單，有較大斜度的中、小型鑄件水平分型金屬型金屬型由上下型扣合而成，澆注時(shí)分型面處于水平位置，適于砂芯較多的中大型鑄件，特別是中大型平板件、圓盤(pán)形和輪形類(lèi)鑄件垂直

38、分型金屬型適于各種沿中心線對(duì)稱(chēng)的鑄件及中小型鑄件綜合分型金屬型這種金屬型有兩個(gè)或兩個(gè)以上相互垂直的分型面組成，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。2、金屬型的設(shè)計(jì)金屬型力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，裝配靈活，鑄件易脫模，且使用壽命長(zhǎng)。1).金屬型的主要結(jié)構(gòu) 1、緊固裝置 2、底座 3、型圈 4、鐵芯 5、澆注管6、過(guò)濾網(wǎng) 7、冒口杯 8、型蓋 9、排氣管 10、芯頭 圖（四） 金屬型的結(jié)構(gòu) 見(jiàn)圖（四）.金屬型分為底座、型圈、型蓋三部分。材料為球墨鑄鐵。由于工藝的要求底座和型圈的壁厚是不同的，而且壁厚差較大，以前的金屬型的底座和型圈是一體制作的，鑄型在澆注后的冷卻過(guò)程中，由于各部分壁厚不均，收縮也不一致，產(chǎn)生較大

39、的應(yīng)力，使得金屬型底座處嚴(yán)重裂紋。而將金屬型分成底座、型圈、型蓋三部分，雖然個(gè)部分壁厚差較大，但在鑄型澆注后的冷卻過(guò)程中，各自收縮，互不干擾，避免了裂紋的產(chǎn)生，大大提高了金屬型的使用壽命。2).金屬型各部分壁厚的確定金屬型對(duì)低熔點(diǎn)合金鑄件冷卻速度的影響，主要取決于型壁的蓄熱能力，增加金屬型壁厚是曾加型壁蓄熱能力的主要措施。根據(jù)上述工藝確定的鑄件凝固順序，結(jié)合金屬型壁厚經(jīng)驗(yàn)公式：型=13+0.6 件，確定底座壁厚為25mm，型圈壁厚35mm，型蓋壁厚為30mm。 圖（五）3)、.金屬型的排氣（1）在型蓋上設(shè)置了許多排氣塞，利用排氣賽的溝槽將腔內(nèi)氣體排出。（2)由于金屬液是通過(guò)澆注管由型底進(jìn)入型腔

40、的，據(jù)資料介紹金屬液在型腔內(nèi)超過(guò)砂芯高度后的自由表面時(shí)，液面是以一三角形的液面上升的（如圖五）。這種液面勢(shì)必在型圈和型蓋配合轉(zhuǎn)角a處復(fù)裹住一定量的氣體。這些氣體由于沖不破與其接觸的熔點(diǎn)較高且非常堅(jiān)韌的氧化鋁薄膜，而不能進(jìn)入金屬液上浮到液體表面來(lái)，從而造成鑄件該處的氣孔缺陷（嚴(yán)格的說(shuō)是氣凹缺陷）。這種氣孔不是單個(gè)或多個(gè)的孔洞，往往是沿鑄件外圓整圈的凹陷。為此，在型圈考上端20mm的a處設(shè)置一圈排氣塞，使這些氣體通過(guò)排氣塞溝槽排出鑄型之外，以免氣孔的產(chǎn)生。同時(shí)考慮到a處正好是鑄件的小熱節(jié)，這個(gè)熱節(jié)依靠中間大冒口是不可能補(bǔ)縮的。所以選用紫銅做排氣塞，對(duì)此處熱節(jié)產(chǎn)生激冷作用，以防止縮松的產(chǎn)生4)、型芯

41、的設(shè)計(jì) 金屬型芯的特點(diǎn)如下。采用金屬型芯的鑄件的冷卻速度快，鑄件的結(jié)晶組織細(xì)致、均勻。鑄件尺寸穩(wěn)定、表面粗糙度低。減少了制造砂芯或殼芯的工藝裝備和工序。內(nèi)腔復(fù)雜的鑄件可與砂芯或殼芯同時(shí)采用，否則會(huì)增加金屬型芯的復(fù)雜性，給制造和澆注帶來(lái)困難，甚至無(wú)法取出型芯。金屬芯的設(shè)計(jì)原則如下：不影響零件使用和外觀的情況下，應(yīng)按鑄件圖給出足夠的鑄造斜度。對(duì)留有加工余量的鑄造表面，其鑄造斜度可適當(dāng)放大，以利于芯型的軸撥。型芯的定位要很準(zhǔn)確，導(dǎo)向要可靠型芯，保證型芯移動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生歪斜，以免拉傷鑄件。金屬芯的定位長(zhǎng)度，不僅與型芯直徑大小有關(guān)，而且與型芯工作面深度（與金屬液接觸部分）型芯固定形式等多種因素有關(guān)，如果是活

42、動(dòng)型芯，則型芯的定位長(zhǎng)度就較長(zhǎng)些在能方便抽撥型芯的情況下，應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量。這樣可以簡(jiǎn)化操作，提高鑄件的質(zhì)量。型芯的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮制造與加工的方便。圓形金屬型芯的直徑在50mm以上時(shí)，應(yīng)制成空心，壁厚取1220mm，大型金屬芯壁厚按金屬型的壁厚來(lái)計(jì)算。組成金屬芯，當(dāng)鑄件內(nèi)行阻礙型芯取出時(shí)，金屬芯可以制造成順序抽撥形5)、金屬型的冷卻 要保證金屬型鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)正常，首先要使金屬型在生產(chǎn)過(guò)程中溫度變化恒定。這就是說(shuō)，在每一澆注循環(huán)中，金屬型從液態(tài)金屬中吸收的熱量q應(yīng)等于金屬型向外界散失失望熱量q。但澆注厚大件時(shí)，特別在澆注高熔點(diǎn)合金的鑄件時(shí)，常常是鑄件傳給金屬型的熱量大于金屬型散失的熱量，

43、即q>q，因此金屬型的工作溫度必然升高，所以，每澆一次，就需要講金屬型打開(kāi)，停放一段時(shí)間，待冷至規(guī)定溫度時(shí)再澆。如靠自然冷卻，需要時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)降低生產(chǎn)率，因此常采用強(qiáng)制冷卻的方法。冷卻的方式一般有一下幾種。1）風(fēng)冷 在金屬型外圍吹風(fēng)冷卻，強(qiáng)化對(duì)流散熱，其冷卻效果與金屬型外邊的散熱面積有關(guān)。散熱面積大，冷卻效果好，故可在金屬型背面鑄出散熱片或散熱針。與沒(méi)有散熱片和散熱針的金屬型比較，冷卻效果提高20%30%。如果采用密封風(fēng)冷，即通壓縮空氣強(qiáng)制對(duì)流，其效果就更好。風(fēng)冷方式的金屬型，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，成本低，但冷卻效果時(shí)分不理想。 2）間接水冷 在金屬型背面或某一局部，鑲鑄水套，其冷卻效

44、果比風(fēng)冷好，使用于澆注銅件或可鍛鑄鐵。但對(duì)澆注薄壁灰鑄鐵件或球鐵鑄件，激烈冷卻會(huì)增加鑄件的白口缺陷。為防止金屬型在背面強(qiáng)烈冷卻時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力或裂紋，一般在水套與型壁之間鑲鑄導(dǎo)熱性好的材料。 3）直接水冷 在金屬型背面或局部直接制出水套，在水套內(nèi)進(jìn)行冷卻，這主要用于澆注鋼件或其他合金鑄件，鑄型要求強(qiáng)烈冷卻的部位。由于向型壁直接噴水，很快將熱量帶走，冷卻效果很好。由于直接冷卻，金屬型產(chǎn)生的熱應(yīng)力大，故不宜用易裂材料（鑄鐵）制作，一般用碳鋼或合金鋼制造金屬型，因此成本高，只適用于大批量生產(chǎn)。（四） 金屬型型芯和型腔的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)對(duì)桑塔納內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)系列的活塞進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。并制作其模具，選擇caxx進(jìn)行

45、活塞的實(shí)體設(shè)計(jì)。 利用caxx進(jìn)行三維設(shè)計(jì)時(shí)。一方面會(huì)給我們直觀的印象，便于觀察分析；另一方面，在利用零件圖裝配時(shí)，可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬，還可以對(duì)其進(jìn)行干涉檢查；此外，在出工程圖方面，可以由三維模型直接出工程圖，較方便，且有現(xiàn)實(shí)意義；同時(shí)caxx的兼容性異常強(qiáng)大，可以顯示多種格式的圖形。 當(dāng)然在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)之前我們已經(jīng)完成了活塞的實(shí)體設(shè)計(jì)，并以此為依據(jù)進(jìn)行型芯和型腔的設(shè)計(jì)。只有在對(duì)活塞進(jìn)行實(shí)體設(shè)計(jì)完全完成后，我們才能開(kāi)展這一步工作，因?yàn)閷?shí)體模型為我們提供了基體零件，在此基礎(chǔ)上才能使活塞的模具設(shè)計(jì)具有意義。 1.型腔的設(shè)計(jì) （1）模具的基體零件 新建一個(gè)300×300×300的正

46、方體零件作為模具基體，該模具基體要求是足夠容納活塞毛坯零件?；钊鲌D如圖（六）所示， （2）模具裝配體 新建一個(gè)裝配體文件，并插入“活塞基體”零件，使原點(diǎn)與裝配體原點(diǎn)重合，然后再插入“活塞毛坯”零件。添加配合并移動(dòng)活塞毛坯，使“活塞毛坯”完全位于“活塞基體”之內(nèi)。一般來(lái)說(shuō)先載入的零件文件在裝配圖中默認(rèn)為固定位置，因此一般而言先載入將作為裝配體基準(zhǔn)的零件。零件也可以通過(guò)資源管理器拖拽至繪圖窗口。 （3）生成模具型腔 模具基體減去活塞毛坯零件就生成了活塞基體零件。 .選中“活塞基體”零件，單擊“編輯零件”，或在“活塞基體”上單擊右鍵，選中 右鍵菜單中的“編輯零件”，切換到編輯”活塞基體”環(huán)境 2

47、.單擊“型腔”，或選擇“插入特征型腔”，將出現(xiàn)“型腔”的對(duì)話框，可以對(duì)其特征進(jìn)行設(shè)置。圖（六） 活塞毛坯圖考慮到在實(shí)際生產(chǎn)中材料的收縮的影響，將縮放系數(shù)設(shè)為1.1，從特征數(shù)中選中“活塞毛坯”加入到“設(shè)計(jì)零部件”清單中，型腔將根據(jù)此清單總的零部件生成。單擊“確定”，生成型腔，注意到活塞毛坯在活塞基體零件中生成一個(gè)名為“型腔1”的關(guān)聯(lián)特征，這表明型腔將隨著設(shè)計(jì)零件“活塞毛坯”的變化而變化。單擊“編輯零件”回到裝配體環(huán)境，保存文件。（4）派生零件派生零件利用其他零件作為第一特征，派生零件與源文件是關(guān)聯(lián)的，現(xiàn)在由基體零件派生一個(gè)零件，再在派生零件上生成模具。（也可直接選中“活塞毛坯零件”的零件圖）。系

48、統(tǒng)自動(dòng)切換到生成的派生零件窗口，調(diào)整試圖為等軸側(cè)。將這個(gè)派生零件取名為“凹?！保４嫖募?。（5）分膜 現(xiàn)在就可以使用前面生成的派生零件來(lái)生成模具了。打開(kāi)模塊零件在標(biāo)準(zhǔn)工具的工具欄中單擊“打開(kāi)”按鈕，系統(tǒng)即顯示“打開(kāi)”對(duì)話框，選擇“打開(kāi)模塊零件”文件，單擊“確定”按鈕完成設(shè)定。同意變更模塊文件確認(rèn)打開(kāi)文件后，系統(tǒng)顯示出信息窗口，提示該零件已經(jīng)在型腔時(shí)編修過(guò)，是否現(xiàn)在要變更該零件，單擊“是”按鈕確定。指定工作平面進(jìn)入草圖模式指定模塊的上平面為工作平面，系統(tǒng)以綠色顯示該面。接著在草圖繪制工具欄中，單擊“草圖繪制”按鈕，系統(tǒng)即進(jìn)入草圖模式。轉(zhuǎn)正工作平面并繪制草圖在標(biāo)準(zhǔn)視圖工具欄中，單擊“正視于”按鈕將

49、視圖轉(zhuǎn)正，并在草圖繪制工具欄中單擊”直線“按鈕，繪制一個(gè)直線平行于中立面，線的兩端點(diǎn)超過(guò)模塊的邊緣，以作為切割實(shí)體的直線。拉伸切除單擊“拉伸切除”按鈕后，系統(tǒng)顯示對(duì)話框，在第一欄終止形態(tài)處，系統(tǒng)默認(rèn)為完全貫穿，單擊“確認(rèn)”按鈕即完成設(shè)定，在拉伸切除后我們就要對(duì)其進(jìn)行修改，將其多余的部分去除，因?yàn)檫@一步主要做的是型腔，也就是凹模，所以要將內(nèi)芯剪去，留有內(nèi)腔，剪切后如圖(七) 圖（七） 型腔剪切后的模型 （6）完成凹模并保存 制作型腔也可以利用延展曲面的方法，這種方法較繁瑣，在這里可以不用，但制作型芯的時(shí)候就必須使用，故這種方法將在型芯的設(shè)計(jì)中做介紹。2、型芯的設(shè)計(jì)制作型芯和制作型腔有很多相似的地

50、方，型芯與型腔制作的前四個(gè)步驟都相同，從第五個(gè)步驟“分模”開(kāi)始將有所改變，現(xiàn)在就可以使用前面生成的派生零件來(lái)生成模具了。單擊“延展曲面”，將會(huì)出現(xiàn)一對(duì)話框，其中包括:延展曲面、延展距離和要延展的邊線。選中頂面作為參考平面，選中型腔外環(huán)的邊線作為要延展的邊線。并選中“沿切面延伸”，選中“反向”使預(yù)覽箭頭朝外（注意所選中的延展外線不能重合）。確認(rèn)內(nèi)環(huán)的邊線都被選中（變?yōu)榫G色粗實(shí)線）后，單擊“確定”生成延展平面。注意延展距離一定要足夠大，使生成的延展曲線能夠完全超出基體的外表面。單擊“縫合曲面”，或選擇菜單“插入曲面縫合曲面”，選中型腔兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的外表面與延展曲面進(jìn)行縫合。顯示實(shí)體，生成縫合曲面，隱藏實(shí)體后就可以看到。顯示實(shí)體，選擇菜單“插入切除使用曲面”將出現(xiàn)一對(duì)話框，其內(nèi)容為選擇切除的參考參數(shù)。選中以前生成的縫合曲面作為切除的參考曲線。單擊“確定”，生成凸模。保存文件型芯的主要工作基本完成，但是活塞在鑄造的時(shí)候不僅僅是內(nèi)腔的型芯，還是鑄造銷(xiāo)孔時(shí)的型芯，這個(gè)型芯相對(duì)簡(jiǎn)單，這里就不做介紹了，但需要注意的是為了活塞毛坯便于取出，銷(xiāo)孔是帶有一定拔模斜度的，因此銷(xiāo)孔的型芯也就必須有一定的斜度。3.活塞模具制作的其他方法這種方法雖然不常用，但