氣缸端蓋壓鑄模設(shè)計(jì)

1、氣缸端蓋壓鑄模設(shè)計(jì)學(xué) 生：指導(dǎo)老師：xxxxx三峽大學(xué)機(jī)械與材料學(xué)院摘 要 ： 低壓鑄造具有鑄件尺寸精度較高充型平穩(wěn)易獲得優(yōu)質(zhì)鑄件以及后續(xù)加工量少節(jié)能降耗等許多優(yōu)點(diǎn) , 已成為生產(chǎn)汽車鋁合金鑄件的重要工藝 , 是缸蓋鑄造生產(chǎn)的發(fā)展趨勢" 低壓鑄造生產(chǎn)鋁合金缸蓋在中國剛剛起步 , 目前還沒有非常成熟的低壓鑄造生產(chǎn)鋁合金缸蓋的理論和技術(shù), 因而對(duì)鋁合金氣缸蓋低壓鑄造技術(shù)進(jìn)行研究具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值, 對(duì)中國的工業(yè)的快速發(fā)展也具有重要的意義首先 , 結(jié)合低壓鑄造及缸蓋本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)質(zhì)量要求, 對(duì)缸蓋進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究, 包括 : 模具整體結(jié)構(gòu)的確定模具分型面的確定以及

2、模具外形尺寸的確定原則模具壁厚與金屬型的熱平衡之間的關(guān)系鑄件的澆注系統(tǒng)的設(shè)定內(nèi)澆口截面積的計(jì)算冷卻系統(tǒng)的設(shè)置各種排氣方法的應(yīng)運(yùn)砂芯的定位以及砂芯射口的確定等內(nèi)容本文介紹了鋁合金帶輪低壓鑄造的實(shí)際試生產(chǎn)過程: 制芯、熔化、澆注、清理及后處理等以及各環(huán)節(jié)中需要注意的問題。 并提出缸蓋低壓鑄造中主要的質(zhì)量控制點(diǎn) , 如 : 縮孔與縮松的形成原因與解決措施、氧化夾雜的成因與解決措施等。解決了生產(chǎn)中的實(shí)際難題 , 積累了經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù), 縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期 , 使得該產(chǎn)品順利投入量產(chǎn)。關(guān)鍵詞 ： 低壓鑄造；鋁合金 ；氣缸蓋；模具設(shè)計(jì)abstract: low pressure die casting is

3、 an important process of aluminum alloy die casting for manufacturing industry with the advantage of high precision, smooth filling, easy to make high quality casting and small machining allowance, saving energy etc. which has been the development trend for cylinder head casting industry. in china,

4、as low pressure die casting for aluminum alloy cylinder head is still in the initial step now, and the theory and technology for low pressure die casting aluminum alloy cylinder head is not very maturity. so there will be important value for engineering application to perform the study on aluminum a

5、lloy cylinder head low pressure die casting process and technology, and also for our countryindustry rapid development.this article introduces al-alloy cylinder head low pressure die casting actual production processes, such as sand core making, melting, pouring, cleaning and post-treatment, as well

6、 as the main problems in each process.raise the key quality control points for al-alloy cylinder head low pressure die casting, such as: the reasons for shrinkage holes and porosity and its solutions,as well as oxide inclusion. this article solves the difficult problem during theproduction and provi

7、des the data and experience for later other die casting product developing to shorten the development lead time, which make thisproduct enter into the mass production smoothly.key words: low pressure die casting, aluminum alloy cylinder header, tooling design, process optimization1.1 低壓鑄造概述1.1.1 低壓鑄

8、造的工藝過程低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由 于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。其工藝過程（見圖1）是：在密封的地竭（或密封罐）中，通入干燥的壓縮空氣，金屬液 2在氣體壓力的作用下，沿開 液管4上升，通過澆口 5平穩(wěn)地進(jìn)入型腔8,并保持培竭內(nèi)液面上的氣體壓力， 一直到鑄件完全凝固為止。然后解除液面上的氣體壓力，使開液管中未凝固的金 屬液流地竭，再由氣缸12開型并推出鑄件。圖1低壓鑄造的工藝示意圖1 一保溫爐 2 液體金屬 3 增蝸4 一升液管 5 一澆口 6 密封蓋7 一下型 8一型腔 9 一上型 10 一頂桿 11 一項(xiàng)桿板 12 一氣缸 13 一石棉密封

9、墊低壓鑄造是一種特種鑄造工藝，是介于壓力鑄造和重力鑄造之間的一種新的 澆注工藝。在裝有合金液的密封容器（地竭）中，通入干燥的壓縮空氣（或者惰性氣 體），作用在保持一定澆注溫度的合金液面上，造成密封容器內(nèi)與鑄型型腔內(nèi)的壓 力差，使合金在較低的充型壓力（0.01 0.05mpa）作用下，沿著開液管內(nèi)孔自下而 上地經(jīng)開液通道、鑄型澆口、平穩(wěn)地充入鑄型中，待合金液充滿型腔后，增大氣壓, 使型腔里的合金液在較高的壓力作用下結(jié)晶凝固，然后卸除密封容器內(nèi)的壓力，讓升液管、澆道內(nèi)尚未凝固的合金液依靠自身的重力回落到培竭中，再打開鑄型取出鑄件。至此，成完成了一個(gè)低壓澆注工藝過程。低壓鑄造解決了重力鑄造中澆注系統(tǒng)

10、充型和補(bǔ)縮的矛盾。在重力鑄造中為了充型平穩(wěn)，避免氣孔、夾渣，常采用底注式，因此鑄型內(nèi)溫度場分布不利于冒口補(bǔ) 縮。低壓鑄造則巧妙地利用培竭內(nèi)氣壓，將金屬液由下而上充填鑄型，在低氣壓下保持澆道與補(bǔ)縮通道合二為,始終維持鑄型溫度梯度與壓力梯度的致性,從而解決了重力鑄造中充型平穩(wěn)性與補(bǔ)縮的矛盾,而且使鑄件品質(zhì)大大提高。同時(shí), 由于低壓鑄造有較高的補(bǔ)縮壓力和溫度梯度,有效地提高了厚大斷面鑄件的致密性,所以用低壓鑄造的方法可以獲得比般重力鑄造質(zhì)量更高的鑄件。 而且 ,低壓鑄造所用的澆注系統(tǒng)比較簡單,可使鑄件成品率大大提高,通?？稍?90%以上。1.2 低壓鑄造的國內(nèi)外發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)外發(fā)

11、展歷史低壓鑄造法的雛形可以追溯到上世紀(jì)初。適用于鋁合金是1917 年在法國，1924 年在德國提出的申請(qǐng)， 但并沒有形成大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。 為商業(yè)的目的而開始生產(chǎn)是在二戰(zhàn)以后的 1945 年，由英國的路易斯先生創(chuàng)立了阿魯馬斯庫公司，開始生產(chǎn)雨水管道、啤酒容器等。在那以后的五十年代里，奧地利和德國開始生產(chǎn)氣缸頭。1958 年美國的澤訥拉路默它斯在小型汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)零件上（氣缸頭、箱體、齒輪箱）大量運(yùn)用了鋁合金鑄件，并采用了低壓鑄造法。這件事對(duì)至今仍廣泛采用的低壓鑄造法而言是不可或缺的推動(dòng)，特別是在全世界的汽車工業(yè)界引起了極大的反響。低壓鑄造法被介紹進(jìn)我國是1957 年左右，但真正引起業(yè)界的注意，開

12、始進(jìn)行各種研究、引進(jìn)設(shè)備是從1960 年左右開始的。但是這種打破了以往常識(shí)的劃時(shí)代的工藝方法，幾乎沒有冒口，與已經(jīng)作為一種 “技術(shù) ”確立起來的重力金型鑄造的技術(shù)相比具有完全不同的難度，因此業(yè)界的反應(yīng)比較冷淡。在這種狀況下， 1961 年的輕型汽車用空冷氣缸頭的生產(chǎn)成為低壓鑄造法在我國實(shí)用化的開端。以后的發(fā)展非常迅速，在克服了多個(gè)技術(shù)難題后，利用低壓鑄造法所具有的材料利用率高、容易實(shí)現(xiàn)注湯自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，以汽車部件為中心，逐步確立了輕合金鑄件的主要鑄造法的牢固地位。在鋁合金鑄件的生產(chǎn)量中，低壓鑄造品已占了大約50%，并以其巨大的生產(chǎn)量和優(yōu)良的品質(zhì)而著稱于世。產(chǎn)品擴(kuò)大到汽車相關(guān)部件，如氣缸頭、氣缸

13、體、剎車鼓、離合器罩、輪轂、進(jìn)氣岐管等。特別是1970 年以后大量應(yīng)用在輪轂上，并且隨著汽車輕量化和提高性能等要求，在以往從未有過的復(fù)雜內(nèi)部品質(zhì)和機(jī)械性質(zhì)的嚴(yán)格要求下，氣缸頭、氣缸體上的使用也逐漸增加。我國是從 50 年代開始研究低壓鑄造的 , 經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展, 從簡單件到復(fù)雜零件 , 從鋁合金到銅合金, 從有色低壓鑄造到黑色低壓鑄造, 我國的低壓鑄造技術(shù)不斷發(fā)展, 日臻完善。 尤其是近年來, 隨著中國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和國際間技術(shù)合作與交流的增強(qiáng) , 如廣州肇慶本田金屬公司、昌河鈴木公司 （ 九江 ） 、天津豐田公司、煙臺(tái)大宇東岳動(dòng)力公司、沈陽三菱以及瑞明集團(tuán)等幾家公司紛紛引進(jìn)低壓鑄造工

14、藝用于生產(chǎn)氣缸蓋鑄件。六豐機(jī)械、扶順輪轂、秦皇島戴卡輪轂公司和廣東中南鋁合金輪轂公司等用低壓鑄造生產(chǎn)鋁輪轂。目前 , 我國己有許多科研單位如沈陽鑄造研究所、 中國兵器工業(yè)第五二研究所以及中國科學(xué)院金屬研究所等正在從事低壓鑄造的研究工作 , 并在擴(kuò)大其應(yīng)用范圍 , 尤其是對(duì)低壓鑄造的工藝參數(shù)和工藝控制的研究工作不斷深化 , 設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化和穩(wěn)定化水平也在迅速地提高。綜上所述 , 低壓鑄造在我國的研究和應(yīng)用雖然時(shí)間不長 , 但發(fā)展很快, 己經(jīng)從生產(chǎn)輕金屬發(fā)展到重金屬 , 又從有色合金發(fā)展到黑色金屬 , 鑄件從小到大、 從簡 單到復(fù)雜。低壓鑄造鑄件所占的比重不斷增加 , 工藝裝備日趨完善, 機(jī)

15、械化、自動(dòng)化水平不斷提高。因此, 低壓鑄造將展現(xiàn)更廣闊的應(yīng)用前景。1.2.2 低壓鑄造研究現(xiàn)狀低壓鑄造是目前較為廣泛應(yīng)用的鑄造成型工藝，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)低壓鑄造質(zhì)量的要求越來越高。目前低壓鑄造方面出現(xiàn)了多種新技術(shù)，如電磁泵低壓鑄造技術(shù)，新低壓鑄造技術(shù)，反重力鑄造技術(shù)等。隨著計(jì)算機(jī)硬件水平的提高，鑄造cae 軟件對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)作用日益顯著。低壓鑄造領(lǐng)域也開始使用它們來優(yōu)化和改進(jìn)工藝，以便提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低廢品率、減少冒口損耗、提高成品率、縮短試制周期、降低生產(chǎn)成本、減少工藝設(shè)計(jì)對(duì)人員經(jīng)驗(yàn)的依賴、保持工藝設(shè)計(jì)水平穩(wěn)定等。經(jīng)十多年開發(fā)的計(jì)算機(jī)模擬仿真中北大學(xué)鑄造中心castsoft 是分

16、析優(yōu)化鑄造工藝的專用系統(tǒng)，是在生產(chǎn)實(shí)踐中完善的軟件產(chǎn)品：它以充型過程、凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)為核心。進(jìn)行鑄造工藝的分析，可完成多種合金材質(zhì)和鑄造方法的流動(dòng)分析、凝固分析、流動(dòng)和溫度的耦合分析。低壓鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢有以下幾個(gè)方面：1）采用新的加壓方式，提高氣體壓力和金屬液流量的控制精度和平穩(wěn)性；2）低壓鑄造工藝與多種鑄造工藝相結(jié)合；3）大型鑄件低壓鑄造技術(shù)；4）低壓鑄造設(shè)備向全自動(dòng)、高精度、大型化發(fā)展。低壓鑄造技術(shù)是一種多用途的先進(jìn)的鑄造工藝方法， 該技術(shù)鑄造的鑄件質(zhì)量優(yōu)良應(yīng)用范圍廣泛，并不斷地在擴(kuò)展，同時(shí)，越來越多的科研人員開始投入或關(guān)注低壓鑄造技術(shù)的研發(fā)，使得低壓鑄造技術(shù)的應(yīng)用前景更加廣闊。

17、1.3 鋁合金缸蓋低壓鑄造時(shí)存在的主要問題目前 ,鋁合金缸蓋低壓鑄造時(shí)存在的主要問題如下:1 .模具設(shè)計(jì)水平低低壓鑄造件模具設(shè)計(jì),目前國內(nèi)水平般憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)于合金液在鑄型中流動(dòng)情況、溫度分布和凝固大多是憑經(jīng)驗(yàn)。大部分模具設(shè)計(jì)無冷卻和加熱系統(tǒng),般很難保證鑄件各部位均能達(dá)到順序凝固和充分補(bǔ)縮。 且由于生產(chǎn)中模具各部分溫度變化 ,使原來預(yù)定的較好的加壓規(guī)范、 工藝參數(shù)并不能重復(fù)保證鑄件品質(zhì)。2 .低壓鑄造設(shè)備穩(wěn)定性差低壓鑄造液面加壓自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能和特點(diǎn) :分級(jí)加壓:對(duì)液體金屬升液、 充型、 結(jié)晶和保壓等各階段,系統(tǒng)能以不同的加壓規(guī)范給出不同的加壓工藝參數(shù)并實(shí)時(shí)顯示。目前國產(chǎn)低壓鑄造設(shè)備

18、大都不能保證原定鑄造工藝實(shí)現(xiàn)和重現(xiàn)。 最典型的是液面加壓系統(tǒng)。 低壓鑄造最重要的是工藝過程要靠液面加壓系統(tǒng)來保證 ,如升液曲線定是指保溫爐內(nèi)液面壓力和時(shí)間曲線。 但目前國內(nèi)數(shù)家工廠或公司出品的液面加壓系統(tǒng)均只能在控制柜試壓筒或控制柜反饋管內(nèi)實(shí)現(xiàn)預(yù)定加壓時(shí)間參數(shù)。 由于液面加壓系統(tǒng)不能保證原定最佳工藝實(shí)現(xiàn)和重現(xiàn),造成鑄件成品率下降。3 .低壓鑄造機(jī)零部件可靠性不高低壓鑄造機(jī)零部件存在以下問題如 :減壓閥流量小 ;升液管容易被侵蝕;保溫套熱效率低且壽命短,且經(jīng)常造成升液管最上端過早凝固堵塞;保溫電爐的電流電壓沖擊大,合金液溫度波動(dòng)大;液壓泵和電磁閥質(zhì)量差,經(jīng)常損壞。低壓鑄造機(jī)中很多元件并非低壓機(jī)專

19、用,它們與整個(gè)國家工業(yè)基礎(chǔ)和質(zhì)量保證體系水平相關(guān)。1.4 選題意義及本文的主要研究內(nèi)容1.4.1 選題意義當(dāng)今世界 , 隨著環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)和石油能源的不可再生性, 為了降低燃料消耗 , 轎車鑄件必須朝著輕量化、精確化、強(qiáng)韌化和復(fù)合化方向發(fā)展, 而擴(kuò)大鋁合金的應(yīng)用是轎車工業(yè)的重要發(fā)展趨勢。氣缸蓋、汽缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件 ,因而使用鋁合金材料可以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的重量 , 從而達(dá)到減輕整車重量的目的。目前 , 在國內(nèi)主要采用兩種鑄造工藝來生產(chǎn)鋁合金缸蓋, 種是利用重力鑄造, 另種就是低壓鑄造。由于低壓鑄造相對(duì)于重力鑄造有高質(zhì)量、高效率等優(yōu)點(diǎn) ,另外 , 由于缸體、 缸蓋這類復(fù)雜鑄件模具的設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)

20、雜的系統(tǒng)工程, 它不但涉及通常的模具設(shè)計(jì)、制造知識(shí) , 也涉及到鑄件的充型與凝固過程、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、砂芯與芯座的定位及溫度對(duì)模具材料的強(qiáng)度、硬度、變形量影響等諸多方面。 它要求設(shè)計(jì)者不但在本領(lǐng)域有較深的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) , 而且對(duì)相關(guān)領(lǐng)域也應(yīng)有所了解 , 屬于復(fù)雜的金屬型鑄造模具的設(shè)計(jì)。 這種技術(shù)在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)比較成熟 , 但目前在國內(nèi) , 金屬型鑄造模具的設(shè)計(jì)相對(duì)還較落后 , 且缺乏系統(tǒng)的理論依據(jù)。因此本論文的目的在于全面、系統(tǒng)地總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、闡明整套模具的設(shè)計(jì)過程并在某些方面進(jìn)行理論探討, 同時(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的工藝進(jìn)行模擬驗(yàn)證, 從而全面提升復(fù)雜金屬型鑄造模具的設(shè)計(jì)水平,

21、 并為今后復(fù)雜金屬型鑄造模具的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。1.4.2 本文的主要研究內(nèi)容本課題低壓鑄造鋁合金氣缸蓋實(shí)例 , 系統(tǒng)研究了缸蓋的模具設(shè)計(jì)、工藝模擬及生產(chǎn)驗(yàn)證等三個(gè)方面的主要內(nèi)容, 生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。低壓模具的設(shè)計(jì)是本課題中非常重要的環(huán)節(jié) , 本課題中的缸蓋鑄件就需要五套模具 , 包括套復(fù)雜的外形模具和四套芯盒模具, 因而這類模具的設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。整個(gè)鑄型包括鑄型系統(tǒng)、砂芯系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、鑄型排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)五大組成部分, 采用金屬型外模+內(nèi)腔砂芯模的工藝方案。根據(jù)低壓鑄造本身的特點(diǎn) , 考慮到鋁液的流動(dòng)方向、補(bǔ)縮方向、溫度梯度和凝固方向來設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。本課題以氣缸端蓋為機(jī)體

22、，研究并進(jìn)行鋁合金壓鑄模具的設(shè)計(jì)。結(jié)合材料成型及控制工程專業(yè)的學(xué)習(xí)，對(duì)于鞏固課堂所學(xué)相關(guān)知識(shí)，了解壓鑄模結(jié)構(gòu)，熟悉壓鑄模設(shè)計(jì)的具體流程和操作具有重要作用， 同時(shí)也為為今后從事該類設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。1.4.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容是鋁合金鑄件壓鑄模具設(shè)計(jì)，主要包括澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)，成形零件，抽芯機(jī)構(gòu)，推出機(jī)構(gòu)以及模架結(jié)構(gòu)等，研究并進(jìn)行鋁合金壓鑄模具的設(shè)計(jì)。結(jié)合材料成型及控制工程專業(yè)的學(xué)習(xí)，對(duì)于鞏固課堂所學(xué)相關(guān)知識(shí)，了解壓鑄模結(jié)構(gòu)，熟悉壓鑄模設(shè)計(jì)的具體流程和操作具有重要作用，同時(shí)也為為今后從事該類設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。2 壓鑄模的總體方案設(shè)計(jì)2.1 鑄件工藝性分析2.1.1 鑄件的零件圖本課題設(shè)計(jì)的零

23、件結(jié)構(gòu)簡單，尺寸對(duì)稱，材料為鋁合金yl104,鑄件精度要求為ct5。圖2.1氣缸端蓋立體圖2. 1 .2鑄件型腔數(shù)及分型面確定考慮到氣缸端蓋尺寸中等，保證鑄件尺寸精度的要求和工廠設(shè)備及生產(chǎn)條 件，綜合各方面的因素，選擇一模一腔式結(jié)構(gòu)接下來，我們需要選取分型面。分型面是指兩者在閉和狀態(tài)時(shí)能接觸的部分, 也是將工件或模具零件分割成模具體積塊的分割面，具有更廣泛的意義。同時(shí)分 型面的設(shè)計(jì)直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)和操作的難易程度，它是模具設(shè)計(jì)成 敗的關(guān)鍵因素之一。分型面是處于壓鑄模的定模與動(dòng)模表面，一旦選擇合理的確定分型面，不但 能簡化壓鑄模的結(jié)構(gòu)，而且能保證鑄件的質(zhì)量。根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)和形狀，我們

24、一 般選擇直線分型面。此鑄件的分型面選擇現(xiàn)有三種方案如圖2-2所示圖2-2鑄件分型面選擇方案i ,使鑄件整體放在定模中，保證了鑄件的同軸度，有利于氣體的排出。方案ii ,鑄件的同軸度不易保證，由于合模不嚴(yán)會(huì)使分型面出產(chǎn)生飛邊，不 易清除痕跡，也不利于澆鑄系統(tǒng)的放置。方案iii ,影響鑄件的外觀，也不利于澆鑄系統(tǒng)的放置。綜上分析，決定選取ii面為該鑄件的分型面。1.1.3 澆注位置的確定鑄件中心有型芯，所以不宜采用中心澆注，由于鑄件結(jié)構(gòu)比較對(duì)稱，采用側(cè) 面澆鑄，澆鑄位置選在側(cè)面的分型面上1.1.4 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

25、 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 a取0 °15 ",內(nèi)表面最小脫模斜度b取0 °30 非

26、配合面外表面最小脫模斜度 a取0咫0內(nèi)表面最小脫模斜度b取1°。1.1.5 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。鑄件的加工余量選取根據(jù)參考文獻(xiàn)3中推薦的加工余量選擇，平面按最大 邊長確定，孔按直徑確定。加工余量的選用如表表2-1 機(jī)械加工余量基本尺寸& 100>100 -250> 250-400> 400-600>

27、;630-1000每面余量0.50.751.01.52.0表2-2較孔的加工余量孔徑<6>6-10>10-1818-3030-5050-80加工余量0.050.10.150.20.250.32.2 壓鑄機(jī)設(shè)備的選擇2.2.1 壓鑄機(jī)的選擇1 .本課題設(shè)計(jì)的壓鑄件在分型面的投影面積為368.91 cm2 ,考慮到澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的存在，增加 30%總投影面積479.58 cm2,壓射比亞p=110map2 .初選注射機(jī)根據(jù)壓鑄機(jī)選用的基本原則，初選壓鑄機(jī)為臥式冷壓壓鑄機(jī)型號(hào)為j1170a。其工藝參數(shù)如下3:鎖模力：7000kn拉桿之間的內(nèi)尺寸：750mm x 750mm拉桿直

28、徑： 壓鑄模厚度： 壓射力：壓室直徑： 壓射比壓： 最大澆鑄量： 一次空循環(huán)時(shí)間: 動(dòng)座板行程：160mm350mm850mm650kn70/80/90/100mm 80120map 10kg<12s650mm2.3 澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì)將壓鑄機(jī)室內(nèi)熔融的金屬液在高溫高壓高速狀態(tài)下引入到型腔的通道稱為澆 鑄系統(tǒng)。它主要包括直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口以及溢流排溢系統(tǒng)。直澆道是指從 澆口套起到橫澆道為止的一段澆道，它是傳遞金屬液壓力的首要澆道，其尺寸大 小可以影響金屬液的流動(dòng)速度、充型時(shí)間、氣體的存儲(chǔ)空間和壓力損失大小，起 到能否使金屬液平穩(wěn)引入橫澆道和控制金屬液充型條件的作用。澆鑄系統(tǒng)在引導(dǎo) 金屬液填

29、充型腔過程中，對(duì)金屬液的流動(dòng)狀態(tài)、速度和壓力的傳遞、排氣效果以 及壓鑄模的熱平衡狀態(tài)等起著控制和調(diào)節(jié)的作用。因此，澆鑄系統(tǒng)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。2.3.1 內(nèi)澆口設(shè)計(jì)內(nèi)澆口是引導(dǎo)熔融的金屬液以一定的速度、壓力和時(shí)間填充成型型腔的通道， 它的重要作用是形成良好填充壓鑄型腔所需要的最佳流動(dòng)狀態(tài)。因此，內(nèi)澆口的 設(shè)計(jì)主要是：確定內(nèi)澆口的位置、方向以及內(nèi)澆口的形狀和截面尺寸；預(yù)計(jì)金屬 液在填充過程中的流態(tài)，分析可能出現(xiàn)的死角區(qū)或裹氣部位，從而在適當(dāng)部位設(shè) 置有效的流溢槽和排氣槽30(1)內(nèi)澆口速度由參考文獻(xiàn)3查得，鋁合金鑄件內(nèi)澆口充填速度 力

30、的推薦值為2060m/s, 由于氣缸端蓋與氣缸缸體配合面質(zhì)量要求較高，需選用較大的值，故選取為60m/so(2)充填時(shí)間經(jīng)計(jì)算，壓鑄件的平均壁厚約為5.3mm,利用參考文獻(xiàn)中的充填時(shí)間t推薦 值為 0.080.30,取 0.25s。(3)內(nèi)澆口截面積的確定內(nèi)澆口截面積的確定可根據(jù)以下公式3ga =目 p v t 自(式2-1)式中：a 一內(nèi)澆口橫截面積，cm2； g 通過內(nèi)澆口金屬液的總質(zhì)量，g； p液態(tài)金屬的密度，g/cm3; %一內(nèi)澆口流速，m/s;一型腔的填充時(shí)間， s;。計(jì)算得出數(shù)值如下： _ ._2=3 =3600/ (2.4x60x0.25) =100 mm2(4)內(nèi)澆口厚度、長度

31、、寬度的確定查經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，適當(dāng)選取鋁合金鑄件內(nèi)澆口厚度為 2.0mm,寬度為20mm,長 度為2.5mm。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)，選用等寬橫澆道，截面為梯形。表2-3橫澆道截面形狀及尺寸的計(jì)算表截面形狀計(jì)算公式說明ag一內(nèi)澆口截面積，mm2ar=(34)agar一橫澆道截面積，mm2d= (58) td一橫澆道深度，mm?=1015°t內(nèi)澆口深度，mmw=dtan?+ar/d?一脫模斜度r=23r圓角半徑，mmw澆道寬度，mm由表 2-1 算出，d=10mm, w=76.76mm, ar=750mm2由公式l=0.5d+(2535)(mm)

32、 (式 2-2)d一直澆道導(dǎo)入口出直徑，mm圖2-3橫澆道長度計(jì)算圖計(jì)算橫澆道的長度l=35mm。(2)橫澆口與內(nèi)澆口的連接方式內(nèi)澆口和壓鑄件在一側(cè)，橫澆道在另一側(cè)，故采用如下圖的鏈接方式圖2-5連接方式2.3.3 直澆道設(shè)計(jì)直澆道是指金屬液從壓室進(jìn)入型腔前首先經(jīng)過的通道，這時(shí)需要設(shè)計(jì)澆口套。 澆口套(英文翻譯為：ingate sleeved是讓熔融的材料從注塑機(jī)的噴嘴注入到模具 內(nèi)部的流道組成部分，用于連接成型模具與注塑機(jī)的金屬配件。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j1170a,其壓室直徑為70/80/90/100mm。選取90mm為澆口套內(nèi)徑，澆

33、口套的長度一般應(yīng)小 于壓鑄機(jī)壓射沖頭的跟蹤距離，以便于余料從壓室中脫出。橫澆道入口應(yīng)開設(shè)在 壓室上部2/3以上的部分，避免金屬液在重力作用下進(jìn)入橫澆道而提前開始凝固。 分流器上形成余料的凹腔的深度等于橫澆道的深度，直徑與澆口套相等，沿圓周 的脫模斜度為5。澆口套如圖所示圖2-6澆口套2.3.4 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)排溢系統(tǒng)是熔融的金屬在填充過程中，排出氣體、冷污金屬液以及氧化夾雜 物的通道和存儲(chǔ)器，用以控制金屬液的填充流態(tài)，消除某些壓鑄缺陷，是澆注系 統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。排溢系統(tǒng)包括溢流槽和排氣道兩個(gè)部分，主要由 溢流口、溢流槽和排氣道組成。(1)溢流槽的設(shè)計(jì)溢流槽的截面形狀有三種，如圖所示：

34、一般i型在分型面上的投影面積比，n田型要小。將金屬液從型腔流出至 溢流槽的通道稱為溢口，為便于脫模，溢口脫模斜度為 300 45°。溢口與鑄件 連接處應(yīng)有(0.3-1) mm*45°的倒角，以便清除。全部溢流槽的溢口截面積的總 和應(yīng)等于內(nèi)澆口截面積的60%75%。溢口的厚度應(yīng)小于內(nèi)澆口的厚度，以保證溢 口內(nèi)澆口早凝固，使型腔中正在凝固的金屬液，形成一個(gè)與外界不相通的密閉部 分而得到最終壓力的壓實(shí)作用。溢流槽選用i型，設(shè)置在分型面上，結(jié)構(gòu)為弓形，尺寸初選為：a=15.72mm, b=32mm , r=8mm, h=6.5mm, a=5mm, c=0.8mm, h=0.8mm,

35、 b=16mm。(2)排氣道設(shè)計(jì)根據(jù)參考文獻(xiàn)4,當(dāng)金屬液注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順 利地排出，將在制品上形成氣孔、灰霧、銀絲、表面輪廓不清、接縫、型腔不能 安全充滿等弊?。煌瑫r(shí)還會(huì)因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動(dòng)前沿物料溫度過高， 粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷鑄件，而產(chǎn)生焦痕。而且型 腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力會(huì)降低充模速度，影響壓鑄周期和產(chǎn)品質(zhì)量。因此設(shè) 計(jì)型腔時(shí)必須充分地考慮排氣問題。根據(jù)壓鑄件的特點(diǎn)，查閱鑄模設(shè)計(jì)手冊，選取排氣道尺寸如下：采用曲折的排氣槽，尺寸初選如下：深度 0.10mm,排氣槽寬度為15mm,長 度為 30mm。2.4 壓鑄模具的總體結(jié)構(gòu)

36、設(shè)計(jì)壓鑄模由定模和動(dòng)模兩個(gè)主要部分組成。 定模固定在壓鑄機(jī)壓室一方的定模座板上， 是金屬液開始進(jìn)入壓鑄模型腔的部分， 也是壓鑄模型腔的所在部分之一。定模上有直澆道直接與壓鑄機(jī)的噴嘴或壓室連接。 動(dòng)模固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)模座板上，隨動(dòng)模座板向左、向右移動(dòng)與定模分開和合攏，一般抽芯和鑄件頂出機(jī)構(gòu)設(shè)于其內(nèi)。壓鑄模具的基本結(jié)構(gòu)，根據(jù)參考文獻(xiàn)4 ，它通常包括以下六個(gè)部分。（ 1）成型零件部分。（ 2）澆注系統(tǒng)。（ 3）模架結(jié)構(gòu)。（ 4）頂出和復(fù)位機(jī)構(gòu)。（ 5）側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。（ 6）其它。除以上各結(jié)構(gòu)單元外，模具內(nèi)還有其它用于固定各相關(guān)零件的內(nèi)六角螺栓以及銷釘?shù)取? 成型零件及側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 成型零件設(shè)計(jì)

37、概述構(gòu)成模具型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括凸模、凹模、型芯、鑲塊、各種成型環(huán)、各種成型桿。由于型腔直接與高溫高壓的金屬液相接觸，它的質(zhì)量直接影響制件殼的質(zhì)量，因此要求型腔有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性，以承受金屬液的擠壓力和流動(dòng)力、摩擦力，有足夠的精度和適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙?，以保證鋁合金質(zhì)表面的光亮美觀、容易脫模。一般來說，成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，或預(yù)硬化處理，使其具有一定的硬度。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。3.2 鑄件成型零件設(shè)計(jì)3.2.1 成型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 3-3） ：（ 1）自由收縮在型腔內(nèi)的壓鑄件

38、沒有成型零件的阻礙作用，圖中 l1 。（2）阻礙收縮如圖中l(wèi)2 ，有固定型芯的阻礙作用。（3）混合收縮如圖中l(wèi)3 ，這種情況較多。圖3-3壓鑄件收縮率的分類由參考文獻(xiàn)16中查得鋁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%。取鋁合金的自由收縮 尸0.7%,阻礙收 縮為%=0.4% ,混合收縮為 =0.5%。3.2.2 鑄件成型尺寸的計(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

39、小 的尺寸應(yīng)向偏大的方向取值；穩(wěn)定尺寸取平均值。根據(jù)參考文獻(xiàn)1,成型零件尺寸的計(jì)算公式如下：'閭a 1 1i j i=（a + a中 + na/（式 3-1 ）式中：a一成型件尺寸；'一成型零件制造偏差；a壓鑄件尺寸（含脫模 斜度、加工余量）；邛一收縮率；n補(bǔ)償系數(shù)；一壓鑄件尺寸偏差。n為損耗補(bǔ)償系數(shù)，由兩部分組成，其一是壓鑄尺寸偏差的1/2,其二是磨損值，一般為壓鑄尺寸偏差的1/4 ,因此因此|ni| = 0.7i| o成型零件尺寸制造偏差：（式 3-2）二（151. 4）:根據(jù)參考文獻(xiàn)查表可得鑄件基本尺寸的相應(yīng) 100, 160, 200, 15, h60。型芯尺寸 中心尺

40、寸有：l160, l80。已知鑄件尺寸公差等級(jí)為 ct5, 尺寸公差。由鑄件圖可知型腔尺寸有: 有：22,45,75, h15,h35 。 c.型腔壁厚的計(jì)算型腔模在注射成形過程中，由于注射壓力很高，型腔內(nèi)部承受熔融塑料的巨 大壓力，這就要求型腔要有一定的強(qiáng)度和剛度。模具型腔如果強(qiáng)度不夠，將產(chǎn)生 塑性變形或斷裂破壞；如剛度不夠，將產(chǎn)生較大的彈性變形，使模具貼合面處出 現(xiàn)較大的間隙，由此發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象。另外，當(dāng)成型后成型壓力消失時(shí)，型 腔因彈性恢復(fù)而收縮，當(dāng)收縮量大于塑件的收縮時(shí)，型腔就會(huì)緊緊地包住塑件， 造成開模困難或塑件殘留在定模上而損壞塑件或塑件質(zhì)量不良。因此，有必要對(duì) 模具型腔進(jìn)行強(qiáng)

41、度和剛度的計(jì)算。型腔側(cè)壁所受的壓力應(yīng)以型腔內(nèi)所受最大壓力 為準(zhǔn)，對(duì)于大型模具型腔，常由于剛度不足而彎曲變形，應(yīng)按剛度計(jì)算；對(duì)于小型模具的型腔，型腔常常在彎曲變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往已經(jīng)超過了材料的許用應(yīng) 力，所以應(yīng)以強(qiáng)度計(jì)算為主。方黨是長方形型腔，并且為矩形整體式1）型腔壁厚。由剛度計(jì)算（式 3-3）2）型腔底板厚度。由剛度計(jì)算s _3 c'pb4she5（式 3-4）上兩式中，l是型腔長度；a是型腔深度；b是型腔寬度；c是l/a決定的常 數(shù)；c是l/b決定的常數(shù)；e是彈性模量，鋼材取2.lml05mpa； p是型腔內(nèi)熔體 的壓力，一般取2545mpa,此處取25mpa； 6是允許變形量，

42、為保證尺寸精度， 5可取塑件允許公差的1/5左右，取0.56。查17表 4-6 和 4-7 得，c=0.93, c' = 0.0138由上兩式計(jì)算得：sc= 9.85mm, sh = 25.23mm成型零件尺寸計(jì)算見表型腔和型芯工作尺寸計(jì)算。表3-1成型零件尺寸計(jì)算表類別模具計(jì)算公式型腔或型芯的工作尺寸/mm零件名稱制件尺寸/mm型100100.13800.112月空型160160.41400.124的200暝=（a+a（p-oja）ti，200.556o0.144月空計(jì)1514.81400.076算6059.96800.100型型芯22a'= 0+金022.4110.084-

43、h-心4545.58900.100的7575.7901112計(jì)1515.3460.076算3535.5080.092160160.848 _ 0.124中心矩l'_m= l l : . .：'8080.424 _ 0.1124推由機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1推出機(jī)構(gòu)概述壓鑄模必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)構(gòu)，以便在每一循環(huán)中將鑄件從型腔內(nèi)或 型芯上自動(dòng)地脫出模外，脫出鑄件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)用 于卸除鑄件對(duì)型芯的包緊力，所以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞，直接影響鑄件的質(zhì)量。因此， 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，是壓鑄模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。推出機(jī)構(gòu)一般由下列部分組成：(1)推出元件：推出鑄件，使之脫模，包括

44、推桿、推管、卸料板、成形推塊、 斜滑塊等。(2)復(fù)位元件：控制推出機(jī)構(gòu)，使之在合模時(shí)回到準(zhǔn)確的位置，如復(fù)位桿及能 起復(fù)位作用的卸料板、斜滑塊等。(3)限位元件：保證推出機(jī)構(gòu)在壓射力的作用下，不改變位置，起到止退的作 用，如擋釘、擋圈等。(4)導(dǎo)向元件：引導(dǎo)推出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向，防止推板傾斜和承受推板等元件的 重量，如推板導(dǎo)柱(導(dǎo)釘、導(dǎo)桿支柱卜推板導(dǎo)套等。(5)結(jié)構(gòu)元件：使推出機(jī)構(gòu)各元件裝配成一體，起固定的作用，如推桿固定板、 推板、其他連接件、輔助零件等。推出機(jī)構(gòu)的分類：推出機(jī)構(gòu)的基本傳動(dòng)形式有機(jī)動(dòng)推出、液壓推出器推出和手動(dòng)推出3種。推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式按動(dòng)作分為直線推出、旋轉(zhuǎn)推出和擺動(dòng)推出；推出

45、機(jī)構(gòu)常按照 推出元件的結(jié)構(gòu)特征不同可分為推桿推出、推管推出、卸料板推出、推塊推出和 綜合推出等多種推出形式7。4.2推桿設(shè)計(jì)(1)推桿結(jié)構(gòu)采用圓柱形推桿，具截面形狀如圖 4-1所示。圖4-1推桿推出端截面形狀(2)推桿的固定形式采用沉入式的固定形式。(3)推桿尺寸及配合推桿直徑是按推桿端面在鑄件上允許承受推力p決定的，由參考文獻(xiàn)3查得,推桿截面積計(jì)算：慶=旦（式4-1）np式中a推桿前端截面積，mm2f推一推桿承受的總推力，nn一推桿數(shù)量；p許用推力。由參考文獻(xiàn)1查表得，鋁合金的許用受推力p為50mpa,設(shè)計(jì)中共使用2個(gè)推 桿，推出力f推由公式：f推 > kf=k >alpsin

46、a（式 4-2）確定，其中 k=1.2, f推 >25091.61n, a>250.92mm2。由 a =加2 /4 得d 2 17.89mm，取 d 為 18mm。為保證推桿的穩(wěn)定性，需要根據(jù)單個(gè)推桿的細(xì)長比調(diào)整推桿的截面積，心=”2（式 4-3）f推l式中，k穩(wěn)一穩(wěn)定安全系數(shù)；“一穩(wěn)定系數(shù)，4=20.19;e一彈性模量f推一推桿承受的實(shí)際推力（n）;l 推桿全長（mm）j一推桿最小截面處的抗彎截面矩量（cm4） o計(jì)算后，選擇基本尺寸為，d=18mm, d = 24mm , l =223mm , h = 6mm。（i 型推桿）。4.3推板限位裝置設(shè)計(jì)（1）推板的限位裝置選擇機(jī)才

47、如圖4-2所示，利用限位釘對(duì)推板進(jìn)行精確定位圖4-2推板限位釘4.4復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）復(fù)位機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過程復(fù)位機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過程如圖4-3所示。圖（a）,開模時(shí)，復(fù)位桿隨推出機(jī)構(gòu)同 時(shí)向前移動(dòng)，推桿將壓鑄件推出；圖（b）,合模時(shí)，定模板觸及復(fù)位桿，推出機(jī) 構(gòu)復(fù)位；圖（c）,合模動(dòng)作完成時(shí)，在限位釘 2的作用下，推出機(jī)構(gòu)回復(fù)到。圖4-3復(fù)位機(jī)構(gòu)動(dòng)作圖（2）復(fù)位桿的布置復(fù)位桿應(yīng)對(duì)稱布置，常取24根，但最好多于2根。與復(fù)位桿頭部接觸的定 模板應(yīng)淬火或局部鑲?cè)氪慊痂倝K。采用復(fù)位桿復(fù)位時(shí)只有當(dāng)模具完全閉合時(shí)，復(fù) 位動(dòng)作才完成。某些模具要求在模具完全閉合之前完成復(fù)位動(dòng)作，這時(shí)應(yīng)采用特 殊的先行復(fù)位裝置。采用如圖

48、4-4的復(fù)位桿布置，在成型鑲塊外設(shè)置對(duì)稱的復(fù)位桿圖4-4復(fù)位桿的布置4.5推出、復(fù)位零件的表面粗糙度、材料及熱處理后的硬度(1)零件表面粗糙度根據(jù)參考文獻(xiàn)9,推桿與金屬液接觸表面粗糙度為 ra =0.2,推桿，復(fù)位桿 和推板導(dǎo)柱配合表面粗糙度為r=0.8,推板和推板固定板配合表面粗糙度為ra =0.8 ,其他非工作的非配合表面 ra =6.3。(2)材料及熱處理后硬度導(dǎo)柱，復(fù)位桿采用材料t8a,熱處理后強(qiáng)度要求為5055hrc,推桿采用 4cr2w8,熱處理后要求強(qiáng)度為4550hrc,推板和推板固定板采用45鋼，熱處理要 求回火。圖4-5復(fù)位桿5 模架設(shè)計(jì)5.1 模架設(shè)計(jì)概述壓鑄模模架是設(shè)置、

49、安裝和固定澆注系統(tǒng)、成形零件、推出機(jī)構(gòu)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的裝配載體以及安裝在壓鑄機(jī)上進(jìn)行正常運(yùn)作的基體。因此，在設(shè)計(jì)模架時(shí)應(yīng)根據(jù)已確定的設(shè)計(jì)方案，對(duì)有關(guān)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行合理的布局，對(duì)主要承載件進(jìn)行必要的計(jì)算，并根據(jù)所選用的壓鑄機(jī)的技術(shù)規(guī)格確定模架的安裝尺寸。構(gòu)成模架的結(jié)構(gòu)件主要包括：定模座板、定模板、動(dòng)模板、支承板、墊塊、動(dòng)模座板；導(dǎo)柱、導(dǎo)套4 。（ 1）定模座板定模座板與定模套板構(gòu)成了壓鑄模定模部分的模架， 由于定模座板與壓鑄機(jī)的固定模板大面積接觸，故一般不作強(qiáng)度計(jì)算。（ 2）定模板定模板一般受拉伸、彎曲、壓縮 3 種應(yīng)力，變形后會(huì)影響型腔的尺寸精度。因此，在考慮套板的尺寸時(shí)，應(yīng)兼顧模具結(jié)

50、構(gòu)與壓鑄工藝。（ 3）動(dòng)模板動(dòng)模板的主要作用是：固定成型鑲塊、成型型芯、澆道鑲塊以及導(dǎo)向零件的載體。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)。在不通孔的模架結(jié)構(gòu)中，起支承板的作用。（ 4）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，不通孔的模架結(jié)構(gòu)，有時(shí)也可設(shè)置支承板。（ 5）模座動(dòng)模座板與墊塊組成動(dòng)模的模座。模座與動(dòng)模套板、動(dòng)模支承板及推出機(jī)構(gòu)組成了動(dòng)模部分的模架。壓鑄時(shí)，動(dòng)模部分模架通過動(dòng)模座板連接固定在壓鑄機(jī)的移動(dòng)模板上，因此動(dòng)模座板上也必須留出安裝壓板或緊固螺釘?shù)奈恢谩|塊的作用是支承動(dòng)模支承板，用來形

51、成推出機(jī)構(gòu)工作的活動(dòng)空間。對(duì)于中小型模具，還可以用墊塊的厚度來調(diào)節(jié)模具的合模高度墊塊在壓鑄模鎖緊時(shí)， 承受壓鑄機(jī)的鎖模力，所以必須有足夠的受壓面積（ 6）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。5.2 模架尺寸查閱參考文獻(xiàn)3,依據(jù)動(dòng)模套板尺寸，選用標(biāo)準(zhǔn)模架500 m 560 ,其尺寸如下:定模座板：長560mm,寬 500mm,厚 50mm；動(dòng)模座板：長560mm,寬 500mm,厚 50mm；定模套板：長5

52、60mm,寬 500mm,厚 140mm；動(dòng)模套板：長560mm,寬 500mm,厚 100mm；支撐板：長560mm,寬 500mm,厚 63mm；墊塊：長560mm,寬 80mm,厚 120mm。推板：長560mm,寬 330mm,厚 40mm。推桿固定板：長560mm,寬330mm, 厚20mm。5.3 模架構(gòu)件的表面粗糙度和材料的選擇(1)零件表面粗糙度模架構(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ra=0.8叩,排氣槽表面ra=1.6 pm,其他非配合面ra=3.2叩。(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

53、2532hrc6 壓鑄機(jī)的校核1 .由參考3, 鎖模力的校對(duì)：一般情況下鎖模力可按下式計(jì)算fkp（a 件+a 澆）/10（式 6-1）式中 f 鎖壓鑄機(jī)的鎖模力， kn;k安全系數(shù)，一般取k=1.25;p壓射比壓， mpa;a 件 壓鑄件在主分型面上的正投影面積，多型腔模則為各型腔下投影面積之和， cm2a 澆 澆注與溢流，排氣系統(tǒng)的正投影面積之和，一般也可能取a 澆=0.3 a 件, cm2將數(shù)據(jù)代入（6-1） f 鎖>1.25x 110（1.3x 368.91）/10=6594.27knf鎖=7000 kn >6594.27kn,所以鎖模力符合要求2 .核算壓室容量壓鑄機(jī)初步選

54、定后，壓射壓力和壓室的尺寸也相應(yīng)得到確定，壓室可容納金屬液的質(zhì)量也為定值，但是否能夠容納每次澆注的金屬液的質(zhì)量，需要按下式進(jìn)行核算 3g室>6澆（式6-2）式中， g 室 壓室容量， kgg 澆 每次澆注的金屬液的質(zhì)量，包括鑄件、澆注系統(tǒng)、溢排系統(tǒng)的質(zhì)量，kg。g澆q1.96kg,壓室質(zhì)量可按下式計(jì)算g 主=九0 室2lpk/4（式 6-3）式中， g 主 壓室容量， kgd 室 壓室直徑， ml壓室長度（包括澆口套長度），mp 一液態(tài)金屬合金密度，鋁合金尸2.4m03kgm-3k壓室充滿度，60%80%。j1170a型臥式冷室壓鑄機(jī)壓室直徑d=70/80/90/100mm,壓室長度l=

55、0.3m,計(jì)算得g主=3.39kg> g澆q1.96kg,校核滿足要求。3 . 模具閉合高度和開模行程校核壓鑄機(jī)給定了壓鑄模厚度的范圍。 它是通過模具高度的調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)動(dòng)座板的相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)的；而動(dòng)模座板可調(diào)節(jié)的最大距離是給定的，即調(diào)節(jié)的范圍不超過壓鑄機(jī)所允許的最小模具厚度和最大模具厚度。因此，壓鑄模的閉合高度必須符合下列條件:hmin < h < hmax（式 6-4）式中hmin-最小模具厚度，mm；h 壓鑄模的設(shè)計(jì)閉合高度，mm；hmal 最大模具厚度，mm。h=a b c d e f g h 二50 140 100 63 120 50 40 20 =583mmj1170a型臥式冷室壓鑄機(jī)厚度范圍為 350850mm,故符合要求。壓鑄機(jī)的開模行程是有限制的，壓鑄件從模具中取出時(shí)所需的開模距必須小 于壓鑄機(jī)的最大開模距離，否則壓鑄件無法從模具中取出。經(jīng)測得壓鑄件從模具中取出時(shí)所需的