畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書：摩托車氣缸體壓鑄模具設(shè)計(jì)

1、1 前言1.1課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容a.摩托車氣缸體結(jié)構(gòu)分析b.磨具結(jié)構(gòu)構(gòu)思c.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)d.模具材料選定e.Pro/E模具實(shí)體造型設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真f.CAD裝配圖繪制g.模具裝配工藝流程編制1.2課題背景 壓鑄是將熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)合金澆入壓鑄機(jī)的壓室，在高壓力的作用下，以極高的速度充填在壓鑄模的型腔內(nèi)，并在高壓下使熔融合金冷卻凝固而成形的高效益、高效率的精密鑄造方法。高壓力和高速度是壓鑄時(shí)熔融合金充填成形過程的兩大特點(diǎn)，也是壓鑄與其其他鑄造方法最根本的區(qū)別所在。作為壓鑄成型加工的主要工具之一的壓鑄模具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及壓鑄成型過程中的生產(chǎn)效率等方面水平的高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)

2、量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應(yīng)能力和速度。隨著合金新品種的不斷出現(xiàn)以及合金制品在結(jié)構(gòu)、外觀上要求的日益提高，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)過程變得越來越復(fù)雜。而傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)是在二維環(huán)境下采用手工繪圖的方式進(jìn)行的，已經(jīng)很難滿足這種發(fā)展變化的需要。過去模具設(shè)計(jì)工作主要依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，模具的加工制造又在很大程度上依賴于生產(chǎn)者的操作技能，因此存在模具設(shè)計(jì)水平低、加工質(zhì)量差、生產(chǎn)周期長、使用壽命短等缺陷。壓鑄模具CADCAM技術(shù)的應(yīng)用，從根本上改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)和模具加工方式，大大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短了開發(fā)周期、降低了生產(chǎn)成本、強(qiáng)有力地推動(dòng)了模具工業(yè)的發(fā)展。一些大型的商

3、品化CADCAM軟件，如ProEngineer、Cimatron、Flow-3D等，都已開發(fā)出專門用于壓鑄模具設(shè)計(jì)的功能模塊，為模具設(shè)計(jì)提供了十分方便的工具。有資料統(tǒng)計(jì)表明，采用CAD技術(shù)可以使模具設(shè)計(jì)時(shí)間縮短50。在歐美一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，CADCAM已經(jīng)成為模具行業(yè)一種普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段。在模具設(shè)計(jì)中采用三維CAD軟件的企業(yè)已經(jīng)接近90。目前，國內(nèi)也有不少企業(yè)開始應(yīng)用CAD軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。ProE、CAD等軟件在壓鑄模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，成功地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足，制品幾何造型、分型面的創(chuàng)建、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都是基于同一數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的，

4、既方便，又易保證制品的精度。1.3課題的來源及要求本課題來源于鹽城市江動(dòng)集團(tuán)。 a.產(chǎn)品的壓鑄加工工藝；b.制品測繪、工程圖繪制、三維造型及結(jié)構(gòu)優(yōu)化；c.制品模具設(shè)計(jì)（全套工程圖及三維造型）；d.上下型腔的加工工藝分析、工藝規(guī)程、數(shù)控仿真加工及下型腔的工藝卡片；1.4國內(nèi)外模具發(fā)展概況 模具,是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。壓鑄是一種精密的鑄造方法，經(jīng)由壓鑄而鑄成

5、的壓鑄件之尺寸公差甚小,表面精度甚高，在大多數(shù)的情況下，壓鑄件不需再車削加工即可裝配應(yīng)用，而且表面處理有多種方法可供選擇例如電著、電鍍噴沙等，螺紋的零件亦可直接鑄出。從一般的照相機(jī)件、打字機(jī)件、電子計(jì)算機(jī)件、衛(wèi)星零件及裝飾品等小零件，以及汽車、機(jī)車、等交通工具的復(fù)雜零件大多是利用壓鑄法制造的。壓鑄法有上述的優(yōu)點(diǎn)，但亦有下列缺點(diǎn)：a壓鑄合金受限制目前的壓鑄合金只有鋅、錫、鉛、銅、鎂、鋁等六種，其中以銅合金的熔點(diǎn)最高。最近亦有鑄鐵壓鑄的報(bào)告，但為了經(jīng)濟(jì)上的因素，仍須研究有關(guān)之材質(zhì)，模具材料及作業(yè)方法等。b設(shè)備費(fèi)用昂貴壓鑄生產(chǎn)所需之設(shè)備諸如壓鑄機(jī)、熔化爐、保溫爐及壓鑄模等費(fèi)用都相當(dāng)?shù)陌嘿F。c鑄件之氣

6、密性差由于熔液經(jīng)高速充填至壓鑄模內(nèi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生亂流之現(xiàn)象，局部形成氣孔或收縮孔，影響鑄件之耐氣密性。根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)專家預(yù)測，未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模

7、具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致的模具市場未來走勢的變化。2總體方案設(shè)計(jì)摩托車氣缸體散熱片薄,葉片之間間距小,壓鑄模動(dòng)模型芯若采用整體結(jié)構(gòu)難以加工制造。本次設(shè)計(jì)的壓鑄模動(dòng)模型芯采用鑲片組合結(jié)構(gòu),不僅解決了型腔制造困難的問題,而且改善了模具的填充、排氣性能,使鑄件組織致密,滿足了氣缸體對氣密性的要求。分析了氣缸體的工藝性,設(shè)計(jì)了氣缸體的模具結(jié)構(gòu),論述了其工作原理,并通過脹型力和鎖模力的計(jì)算,選擇壓鑄機(jī),給出了工藝參數(shù)。2.1 零件工藝分析 圖2-1 摩托車氣缸體零件圖圖2-1 所示為一種摩托車氣缸體零件，從圖可以看出此鑄件形狀復(fù)雜,屬不規(guī)則鑄件,需要前、后、左、右四個(gè)方向抽芯,抽芯機(jī)構(gòu)

8、設(shè)計(jì)有一定難度。散熱片部分型腔受鑄件形狀的限制,各散熱片腔體之間間距小,深度深,使模具型腔制造困難。同時(shí),壓鑄填充時(shí),由于型腔、壓室合金液中的氣體來不及全部排出,部分氣體被卷入到合金液中,使鑄件產(chǎn)生氣孔,組織疏松,嚴(yán)重影響鑄件氣密性,產(chǎn)生廢品?？紤]到型腔易于加工,便于排氣,簡化模具結(jié)構(gòu)等諸項(xiàng)要求,設(shè)計(jì)多片鑲片組成模具型腔,并由鉚釘連接成一體。鑲片間開有排氣槽,以保證型腔內(nèi)的空氣順利排出。為避免開模時(shí)損壞工件,確保氣缸體質(zhì)量,同時(shí)便于取出余料，采用雙分型面。根據(jù)尺寸并對其分析，采用Pro/E進(jìn)行三維造型，以方便模具設(shè)計(jì)。造型如圖2-2所示。圖2-2 摩托車氣缸體三維圖2.1.1鑄件尺寸精度 鑄件

9、的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求確定的，但還必須充分考慮鋁合金的性能及成型工藝的特點(diǎn)。由于該鑄件要求其外表面光滑，在使用過程中保證其氣密性，還要考慮其外形的美觀。因此該鑄件取精度等級為3級。2.1.2模具材料的選擇壓鑄模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，組成一套模具的零件數(shù)目較多，而且由于各零件在工作中所處的地位、作用不同，對材料的性能要求也不同?？偟恼f來，用于制作壓鑄模具的材料，在質(zhì)量上首先要求具有一定的硬度和耐磨性，其次是有一定的強(qiáng)度和韌性，再次是易于加工。因此，應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、性能要求和使用條件、模具的制造方法，合理地選用模具材料。模具中各個(gè)零件的材料選擇如下：a導(dǎo)向零件的材料選擇包括導(dǎo)套和導(dǎo)柱，由于在開、

10、合模時(shí)有相對運(yùn)動(dòng)，成型過程中要承受一定的壓力，或偏載負(fù)荷，因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韌性，本設(shè)計(jì)中的導(dǎo)向零件選用T8A，經(jīng)過滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到46-48HRC；b澆注系統(tǒng)零件的材料選擇包括澆口套等，要求具有良好的耐磨表面、耐蝕性和熱硬性，本設(shè)計(jì)中的澆注系統(tǒng)零件選用3Cr2W8V，經(jīng)過滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到4550HRC；c頂出機(jī)構(gòu)零件的材料選擇包括推桿和復(fù)位桿，要求表面耐磨性好，并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，本設(shè)計(jì)中選用T8A，淬火處理后表面硬度達(dá)到4550HRC；d模體零件的材料選擇包括各種模板、推板、固定板、墊塊等，這些零件要求具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在本設(shè)計(jì)中選用45鋼，經(jīng)淬火處理

11、后表面硬度達(dá)到40-45HRC，可滿足上述要求；e定位零件的材料選擇包括定位塊和螺釘，要求其具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，耐磨性好，考慮上述要求，定位塊選用T8A，并表面淬火使硬度達(dá)到50-55HRC；螺釘選用45鋼。2.1.3脫模斜度脫模斜度主要是為了便于脫模。脫模斜度的大小與鑄件的形狀，脫模方向的長度，鑄件表面質(zhì)量有密切關(guān)系。一般規(guī)律為：a鑄件的壁厚大時(shí)，成形收縮大，脫模斜度要大；c形狀復(fù)雜的部分要比形狀簡單的部分有較大的脫模斜度；d型腔的深溝槽部分如加強(qiáng)筋、突臍，需要較大脫模斜度。一般選取3°5°。為了使鑄件易于從模具內(nèi)脫出，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證鑄件的內(nèi)外壁具有足夠的脫模斜度。由于

12、目前還沒有比較精確的脫模斜度計(jì)算公式，在選擇脫模斜度時(shí)，主要還是參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)ZL106的性質(zhì)在設(shè)計(jì)中選用3°的拔模斜度。2.1.4型腔的確定型腔越復(fù)雜時(shí)，精度也相對地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于金屬液在模具內(nèi)的流動(dòng)不勻所致。所以精密鑄件盡量不用多腔模形式且盡量簡化。按照SJ/T1062895標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，鋁殼體鑄件采用一模一腔。鑲片形組合型腔要求鑲片間內(nèi)定位和配合。2.2 壓鑄機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)中采用的是臥式冷室壓鑄機(jī)。a.計(jì)算鎖模力 鎖緊壓鑄模使之不被脹型力脹開的力，稱為鎖模力。為了防止壓鑄模被脹開，鎖模力要大于脹型力在合模方向上的合力，參見參考文獻(xiàn)6 壓鑄機(jī)的選用，

13、其計(jì)算公式為： （2-1）式中:壓鑄機(jī)應(yīng)有的鎖模力（KN）； k安全系數(shù)，K=1.25；主脹型力、鑄件在分型面上的投影面積，包括澆注系統(tǒng)、溢流、排氣系統(tǒng)的面積乘以比壓（KN）；分脹型力，作用在滑塊鎖緊面上的法向分力引起脹型力之和（KN）。主脹型力計(jì)算公式為： （2-2）式中:主脹型力（KN); A鑄件在分型面上的投影面積（cm），此處為103； p比壓（MPa），見表1。表2-1 壓實(shí)壓力推薦值壓鑄合金類型鋅合金鋁合金鎂合金銅合金一般件13-2030-5030-5040-50承載件20-3050-8050-8050-80耐氣密性件25-4080-12080-10060-100電鍍件20-30這

14、里壓射比壓選用90MPa。所以得：分脹型力計(jì)算公式： （2-3）式中：為分脹型力(作用在楔緊塊楔緊面上的法向分力引起脹型力之和)，（KN）;為側(cè)向活動(dòng)型芯的成型端面的投影面積,;為楔緊塊的楔緊角(度).計(jì)算得=870KN.所以KN.綜合考慮斜滑塊部分所需的鎖模力，模具的空間尺寸，選用國產(chǎn)的中等型號冷室臥式壓鑄機(jī)J1125進(jìn)行生產(chǎn)。表2-2 J1125型冷室臥式壓鑄機(jī)的主要參數(shù)項(xiàng)目名稱數(shù)值項(xiàng)目名稱數(shù)值鎖模力/KN2500模板間最小距離/mm700壓射力/KN125250和模行程/mm400壓室直徑/mm50/60/70壓室偏心距離/mm0150壓射比壓/MPa63.5127/4488/32.56

15、5液壓推出器推出力/KN120壓室內(nèi)最大合金容量/1.3/1.85/2.5壓射沖頭伸出定模距離/mm120鑄件最大投影面積/c190/270/370管路工作壓力/MPa120壓射沖頭最大行程/mm385工作循環(huán)次數(shù)(次/h）5075模板間最大距離/mm1050液壓推出距離/mm120模具最大尺寸/510×410J1125型壓鑄機(jī)鎖模力為2500 kN,大于所計(jì)算的模力2246 kN。取壓室直徑為50 mm,壓射力為180N,則其對應(yīng)的壓射比壓為92 MPa。經(jīng)校核得出實(shí)際所需的鎖模力為2296 kN,而J1125型壓鑄機(jī)的鎖模力為2500 kN,故鎖模力能滿足。2.3 繪制鑄件毛坯圖

16、 對產(chǎn)品零件圖的工藝分析、對模具型腔結(jié)構(gòu)的分析、對壓鑄設(shè)備配置的選擇，這些方面的綜合考慮及供需各方的協(xié)商結(jié)果，都反映在壓鑄毛坯圖的圖形、數(shù)字、文字和符號的表達(dá)中。用AutoCAD進(jìn)行毛坯圖的二維繪制繪制毛坯圖需要表述的主要內(nèi)容如下：a. 壓鑄件的形狀、尺寸及精度；b. 指明留有加工余量的表面；c. 機(jī)械加工時(shí)定位用的毛坯基準(zhǔn)表面，可用網(wǎng)狀細(xì)實(shí)線表示范圍和用特定符號指明位置；d. 鑲嵌件的圖號及鑲鑄的位置和尺寸；e. 主要分型面位置、動(dòng)模及定模的開模方向；f. 推桿位置坐標(biāo)及其頂端尺寸；g. 余留澆口、溢流槽殘根的位置及大??；h. 壓鑄工藝附加物形狀及尺寸（如肋、凸臺(tái)、過道、補(bǔ)貼）；i. 壓鑄工

17、藝上圖案、文字、制造標(biāo)記、廠家代號、生產(chǎn)年月等的形狀、尺寸及位置；j. 未注明出模斜度的數(shù)值及其取值方向；k. 未注明圓角半徑的數(shù)值；l. 未注明尺寸公差的標(biāo)準(zhǔn)代號及所屬公差級別；m. 壓鑄件驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)代號、要求的類別及允許的缺陷級別；n. 壓鑄件需進(jìn)行特殊檢驗(yàn)的內(nèi)容，如力學(xué)性能、承壓致密性試驗(yàn)等；o. 合金種類、牌號及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)代號；p. 壓鑄毛坯重量；q. 所屬的產(chǎn)品零件圖號及名稱；r. 訂貨單位的名稱或代號。根據(jù)毛坯圖設(shè)計(jì)要求及摩托車的實(shí)際要求，繪制摩托車氣缸體毛坯如圖。2.4 對模具結(jié)構(gòu)的初步分析2.4.1 分型面的選擇分型面是從模具中取出鑄件和凝料的動(dòng)、定模接觸面，通常指的是壓鑄模的

18、定模與動(dòng)模表面，分型面是由壓鑄件的分型線所決定的。而模具上垂直與鎖模力方向上的接合面，即為基本分型面。壓鑄模的分型面同時(shí)還是在制造壓鑄模時(shí)的基準(zhǔn)面。因此，在選擇分型面時(shí)，除根據(jù)壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合澆注系統(tǒng)安排形式外，還應(yīng)對壓鑄模的加工工藝合裝配工藝以及壓鑄件的脫模條件等諸多因素統(tǒng)籌考慮確定。確定分型面主要根據(jù)以下的原則：a. 開模時(shí)，能保持鑄件隨動(dòng)模移動(dòng)方向脫出定模，使鑄件保留在動(dòng)模內(nèi)。b. 有利于澆注系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的合理布置。c. 要求不影響鑄件的尺寸精度。d. 使壓鑄模的結(jié)構(gòu)簡化并有利于加工。e. 其他：如考慮鑄造合金的性能、避免壓鑄機(jī)承受臨界負(fù)荷。f. 應(yīng)選在壓鑄件外形輪廓

19、尺寸的最大斷面處,使壓鑄件順利從模具型腔中取出。根據(jù)摩托車氣缸體零件的形狀特點(diǎn)和使用要求， 將零件底面設(shè)置為分型面如圖2-3所示。為了考慮方便冷料取出考慮在鑲塊與定模固定板間設(shè)置為另一分型面。圖2-3 分型面確定示意圖2.4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的主要作用是把金屬從熱室壓鑄機(jī)的噴嘴或冷室壓鑄機(jī)的壓室導(dǎo)入型腔內(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)。壓鑄模的澆注系統(tǒng)是金屬液在壓力作用下充填型腔的通道。由直流道、橫流道、內(nèi)澆口所組成。壓鑄模的澆注系統(tǒng)是金屬液在壓

20、力作用下充填型腔的通道。臥式冷壓室壓鑄機(jī)普通澆注系統(tǒng),由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口組成,余料與直澆道合為一體,開模時(shí),整個(gè)澆注系統(tǒng)和壓鑄件隨動(dòng)模一起脫離定模; 臥式冷壓室壓鑄機(jī)采用中心澆口時(shí)的澆注系統(tǒng),由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口及余料組成,在設(shè)計(jì)模具時(shí),定模部分必須增加一個(gè)分型面,開模時(shí),定模部分首先分型,在分型的過程中將余料切斷或拉斷,然后再在另一個(gè)分型面分型,將鑄件脫出。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容a. 分析鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和壓鑄工藝性。b. 根據(jù)鑄件的外形尺寸和復(fù)雜程度，合金種類、鑄件重量和投影面積等，確定所采用的壓鑄機(jī)的種類和型號，為確定澆注系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。c. 了解鑄件的使用場合、內(nèi)部和表

21、面質(zhì)量要求、尺寸精度、承受負(fù)荷狀況以及耐壓要區(qū)別鑄件上有特殊要求的尺寸，基準(zhǔn)面和機(jī)械加工要求。d. 確定金屬液進(jìn)入型腔的位置和流向。e. 確定澆注系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和各組成部分的尺寸。整個(gè)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中最重要的是內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)。由于鑄件的形狀復(fù)雜多樣，涉及的因素很多，設(shè)計(jì)時(shí)難以完全滿足應(yīng)遵循的原則，內(nèi)澆口的截面積目前尚無切實(shí)可行的精確計(jì)算方法，因此進(jìn)行內(nèi)澆口設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)驗(yàn)是很重要的因素。澆注系統(tǒng)按金屬液進(jìn)入型腔的部位和內(nèi)澆口形狀，大體可分為下列幾種形式：側(cè)澆口、中心澆口、頂澆口、環(huán)形澆口、縫隙澆口、多支點(diǎn)澆口和點(diǎn)澆口，以適應(yīng)不同壓鑄件的需要。a. 側(cè)澆口 側(cè)澆口的特點(diǎn)是金屬液流入型腔部位的適應(yīng)性強(qiáng)，

22、可靈活利用鑄件的形狀特點(diǎn)選擇位置，也適用于多型腔模具，去澆口方便，可以設(shè)計(jì)成切線方式改善流動(dòng)條件。b. 中心澆口 中心澆口的特點(diǎn)是金屬液進(jìn)入型腔后，從型腔深處推向分型面，有利于排氣；流程均勻，有利于熱平衡；流程短，動(dòng)能損失少，有利于壓力傳遞；澆道金屬消耗少，壓鑄機(jī)受力狀況好，能提高壓鑄模有效面積利用率；但一般只適用于單型腔模具，去澆口較困難。c. 頂澆口 頂澆口的特點(diǎn)與中心澆口相似，不同之處是沒有分流錐，直澆口與鑄件連接處即為內(nèi)澆口，截面大，有利于靜壓力傳遞，但同時(shí)會(huì)有金屬液沖擊型芯產(chǎn)生飛濺。當(dāng)鑄件頂部面積大、壁較薄時(shí)易引起鑄件變形，去澆口困難。d.環(huán)形澆口 環(huán)形澆口的特點(diǎn)是金屬液沿型腔壁填充

23、型腔，流動(dòng)通暢，排氣條件好。環(huán)形澆口和溢流槽處可設(shè)推桿，有利于鑄件外觀。但這種澆口金屬消耗多，去澆口困難。e.縫隙澆口 縫隙澆口的特點(diǎn)是它相當(dāng)于側(cè)澆口的方向與分型面垂直狀態(tài)，內(nèi)澆口從型腔深處填充型腔，有利于排氣和壓力傳遞，但澆口需要切除。f.點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口的特點(diǎn)是金屬液從頂部填充型腔，流程短且均勻，能改善壓鑄機(jī)的受力狀況，提高壓鑄模有效面積利用率。適用于外形基本對稱的薄壁鑄件，但金屬液直接沖擊型芯，產(chǎn)生飛濺，容易粘模，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：填充時(shí)，應(yīng)盡可能不產(chǎn)生渦流、紊流、噴霧，避免卷入空氣；填充時(shí)，首先進(jìn)入的金屬液不應(yīng)封閉排氣槽；在滿足排氣條件下，應(yīng)減少彎折，選取最短流程；應(yīng)

24、盡可能避免金屬液正面沖擊型芯或型腔，防止產(chǎn)生粘模；應(yīng)盡可能避免金屬液進(jìn)入型腔后因受阻停滯，產(chǎn)生回流；薄壁框形鑄件，開設(shè)澆口時(shí)，要防止鑄件產(chǎn)生變形；一般選擇在鑄件厚壁處開設(shè)澆口，有利于壓力傳遞減少或避免產(chǎn)生縮孔；在某些情況下，應(yīng)開設(shè)盲澆道，以改善模具熱平衡條件，更有利于填充成形。 本模具采用中心交口，內(nèi)設(shè)有分流錐是金屬液體更快更好的流入型腔內(nèi)。為避免紊流現(xiàn)象交口中心偏離鑄件中心一定距離。2. 5 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5.1 溢流槽的設(shè)計(jì)溢流槽的作用 a. 排除型腔中的氣體，存儲(chǔ)混有氣體和涂料的冷污金屬液，與排氣槽配合，迅速引出型腔內(nèi)的氣體，增強(qiáng)排氣效果。b. 控制金屬液充填流態(tài)，防止局部產(chǎn)生渦流。c

25、. 轉(zhuǎn)移縮孔、縮松、渦流裹氣和產(chǎn)生冷隔的部位。d. 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、冷隔和澆鑄不足的現(xiàn)象。e. 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。f. 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，增大對動(dòng)模的包緊力，使鑄件在開模時(shí)隨動(dòng)模帶出。g. 采用大容量的溢流槽，置換先期進(jìn)入型腔的冷污金屬液，以提高鑄件的內(nèi)部質(zhì)量。h. 對于真空壓鑄和定向抽氣壓鑄，溢流槽處常作為引出氣體的氣始點(diǎn)。溢流槽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：a.設(shè)計(jì)溢流槽時(shí)要注意便于從壓鑄件上去除后盡量不損壞鑄件的外觀。b.在溢流槽上開設(shè)排氣

26、槽時(shí)，應(yīng)合理設(shè)計(jì)溢流槽，避免過早堵塞排氣槽。c.注意避免在溢流槽和鑄件之間產(chǎn)生熱節(jié)。d.不應(yīng)在同一溢流槽上開幾個(gè)溢流口或一個(gè)很寬的溢流口，以免金屬液產(chǎn)生倒流，部分金屬液從溢流槽流回型腔。e.溢流口的截面積應(yīng)大于連接在溢流槽或的排氣槽截面積，否則排氣槽的截面積將被削減。f.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)慕饘僖海纳颇＞叩臒崞胶鉅顟B(tài)。2.5.2 排氣槽的設(shè)計(jì)排氣槽是充型過程中型腔內(nèi)受到排擠的氣體得以溢出的通道。其主要作用是將型腔中的氣體排溢到型腔外面去。排氣槽的位置選擇原則上與溢流槽基本相同，但還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a. 排氣槽應(yīng)盡量分布在分型面上，以便脫模。

27、b. 排氣槽應(yīng)盡可能開設(shè)在一個(gè)半模上，以便于制造。c. 當(dāng)需要增加排氣量時(shí)，可增加排氣槽的數(shù)量和寬度，切忌增加其深度，以免造成金屬液堵塞或向外噴射。d. 溢流槽尾部應(yīng)開排氣槽。e. 在型腔深處可利用型芯和推桿的間隙排氣。根據(jù)排氣槽的設(shè)計(jì)要點(diǎn),壓鑄模的排氣槽的設(shè)置方案主要有以下三個(gè)方面:a. 利用配合間隙排氣 通常中小型模具的簡單型腔可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙排氣，其間隙為0.03mm0.05mm。 b. 分型面上開設(shè)排氣槽排氣 分型面上開設(shè)排氣槽的形式與尺寸有兩種，A是排氣槽在離開型腔的58mm后設(shè)計(jì)成開放的燕尾式，以使排氣順利、通暢；B是為了防止在排氣槽對著

28、操作工人的情況注射時(shí)，熔料從排氣槽噴出而發(fā)生人身事故，因此將排氣槽設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)彎的形式，這樣還能降低熔料溢出時(shí)的動(dòng)能。c. 用排氣塞排氣 如果型腔最后充填的部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動(dòng)型芯時(shí)，可在型腔深處鑲排氣塞，排氣塞可用燒結(jié)金屬塊制成。根據(jù)表3本模具取排氣槽寬度為8mm，深度取0.15mm。表2-3 排氣槽尺寸合金種類排氣槽深度(mm)排氣槽寬度(mm)825說明 1.排氣槽在離開型腔2030mm后，可將其深度增大至0.30.4mm，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，不宜過分增加其深度，以防金屬液濺出。鉛合金0.050.10鋅合金

29、0.050.12鋁合金0.100.15鎂合金0.100.15銅合金0.150.20黑色金屬0.200.30綜上所述設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)，排氣和溢流系統(tǒng)是壓鑄模設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。摩托車氣缸體壓鑄模具是由各鑲片和鑲塊組合而成本身具有一定的排氣性，所以本模具排氣通道設(shè)置在鑲片之間以及鑲片與鑲塊之間再通過鑲片與滑塊之間的較大間隙排氣。2.6 摩托車氣缸體壓鑄模具總體方案設(shè)計(jì)工作原理：模具動(dòng)模和定模由四根導(dǎo)柱(導(dǎo)套)導(dǎo)向,保證合模時(shí)動(dòng)模和定模對正;推板頂料時(shí)由四根推板導(dǎo)柱導(dǎo)向,并由推板導(dǎo)柱端部的螺母限制推板的上極限位置。定模座板上裝有四根拉桿,每根拉桿頂端帶兩螺母,開模時(shí),壓頭上帶有倒鉤是澆口套中余料餅在

30、澆口套中斷開一道口子，定模座板隨動(dòng)模上移動(dòng)一定距離后,依靠螺母帶動(dòng)定模套板,實(shí)現(xiàn)第一次分型。動(dòng)模上裝有四根復(fù)位桿,合模時(shí)復(fù)位桿通過推桿固定板使推桿復(fù)位,避免合模時(shí)推桿留在型腔中,影響金屬液填充。由于開模需要四個(gè)方向抽芯,故設(shè)計(jì)四根斜銷提供抽芯力。同時(shí),設(shè)計(jì)四個(gè)楔緊塊,保證有足夠的鎖模力克服壓鑄金屬液時(shí)的脹型力。 模具工作過程:合模時(shí),模具在壓鑄機(jī)作用下動(dòng)、定模閉合,復(fù)位桿通過推桿固定板使推桿復(fù)位,避免推桿碰撞鑲片而受損。模具閉合并由楔緊塊楔緊后,金屬液在壓鑄機(jī)沖頭作用下快速壓入模具型腔,留模后開模。開模時(shí),四個(gè)滑塊在斜銷作用下開始分型側(cè)抽芯。由于此時(shí)鑲片未完全抽出,鑲片阻止鑄件脫離動(dòng)模的力和鑄

31、件對分流錐包緊力產(chǎn)生的摩擦力之和,遠(yuǎn)大于余料餅與澆口套之間的摩擦力,同時(shí)分型面處環(huán)形余料的拉斷力及分型面處外澆口余料的拉斷力也大于余料餅與澆口套之間的摩擦力,故分型面不分型,分型面分型,余料餅從澆口套脫出。地此一分型至一定距離時(shí),裝在拉桿上的螺母與定模套板相碰,迫使第二次分型。因分第二分型面處環(huán)形余料橫截面(簡稱截面)的面積大于第一分型處余料橫截面(簡稱截面)面積,同時(shí)截面壁薄,冷卻快,強(qiáng)度比截面大,故澆口套余料餅在鑲塊的作用下拉斷,直澆道余料從鑲塊脫出。因此,鑄件和直澆道余料仍留在分流錐上。當(dāng)分型面繼續(xù)分型至一定距離,抽芯結(jié)束,鑄件連同直澆道余料在推桿的作用下從分流錐上下。2.6.1 設(shè)計(jì)壓

32、鑄模的基本要求 壓鑄模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如下的基本要求：a.所生產(chǎn)的壓鑄件，應(yīng)符合壓鑄毛坯圖上所規(guī)定的形狀尺寸及各項(xiàng)術(shù)要求，特別是要保證高精度和高質(zhì)量部位達(dá)到要求；b.模具應(yīng)適合壓鑄生產(chǎn)工藝的要求，并且技術(shù)經(jīng)濟(jì)性合理；c.在保證壓鑄件質(zhì)量和安全生產(chǎn)的前提下，應(yīng)采用合理、先進(jìn)、簡單的結(jié)構(gòu)，使動(dòng)作準(zhǔn)確可靠、構(gòu)件剛性良好、易損件拆換方便，并有利于延長模具工作壽命；d.模具上各種零件應(yīng)滿足機(jī)械加工工藝和熱處理工藝的要求。e.掌握壓鑄機(jī)的技術(shù)特性，充分發(fā)揮設(shè)備的技術(shù)功能和生產(chǎn)能力，模具與壓鑄機(jī)的連接安裝要既方便又準(zhǔn)確可靠；f.選用模具零件時(shí)，盡可能推廣標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。2.6.2 總體方案的設(shè)計(jì) 從零件

33、的形狀進(jìn)行初步的分析,不規(guī)則零件,有大量的散熱片,所以初步確定需要四面?zhèn)瘸樾?根據(jù)參考文獻(xiàn)6壓鑄模架尺寸系列,選擇了模具的基本模架,確定了基本模架，然后再根據(jù)零件形狀特點(diǎn)選擇相應(yīng)的抽芯機(jī)構(gòu)，得到如圖5 所示模具結(jié)構(gòu)圖。2.7 模架與成形零件的設(shè)計(jì)壓鑄模的模架是固定和設(shè)置成形鑲塊、澆道鑲塊、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，支撐板，卸料板以及定位銷，緊固零件等。模架的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有：a. 模架應(yīng)有足夠的剛度，在承受壓鑄機(jī)鎖模力時(shí)，不發(fā)生變形。b. 模架不宜笨重，一便裝卸、運(yùn)輸和修理，并減輕壓鑄機(jī)負(fù)荷。c. 模架在壓鑄機(jī)上的安裝位置應(yīng)與壓鑄機(jī)規(guī)格或者通用模座規(guī)

34、格相一致,安裝必須牢固可靠。 d. 型腔的反壓力中心應(yīng)盡可能接近壓鑄機(jī)合模力中心，防止壓鑄機(jī)受力不均，導(dǎo)致鎖模不嚴(yán)；推出機(jī)構(gòu)的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)柱的剛度，確保在推出工件時(shí)平穩(wěn)。e. 鑲塊到模架邊緣的模面應(yīng)留有足夠的部位設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘、緊固螺釘?shù)奈恢茫＜苓吘壍膶挾葢?yīng)進(jìn)行計(jì)算，對設(shè)有抽芯機(jī)構(gòu)的模具，模板邊框應(yīng)滿足導(dǎo)滑長度和設(shè)置楔緊塊的要求。f. 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)受力大小來選取，位置分布均勻。g. 為了便于壓鑄模的吊運(yùn)和裝配，在動(dòng)、定模模架上設(shè)有吊環(huán)螺釘，對于大、中型壓鑄模，在模板兩側(cè)均鉆有螺孔，以擰入握柄或

35、吊環(huán)螺釘。h. 壓鑄模的總厚度必須大于所選用的壓鑄機(jī)的最小合模間距。2.7.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在高效生產(chǎn)及大型厚壁鑄件壓鑄時(shí)，往往要用強(qiáng)制冷卻來保持模具的熱平衡。合理地設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，對提高壓鑄生產(chǎn)率、改善鑄件質(zhì)量及延長模具使用壽命是十分重要的。模具的冷卻方法有：A.風(fēng)冷法 風(fēng)冷法的的風(fēng)力來自鼓風(fēng)機(jī)或者壓縮空氣機(jī)，靠風(fēng)力加強(qiáng)模具的散熱，模具內(nèi)不需設(shè)置冷卻裝置。因此結(jié)構(gòu)簡單，但是冷卻速度比較慢，生產(chǎn)效率較低，適用于內(nèi)部復(fù)雜而脫模時(shí)與外界接觸面較大同時(shí)生產(chǎn)率要求不是很高的模具。B.水冷法 在模具內(nèi)增設(shè)冷卻水管道，使循環(huán)水通入成型鑲片或型芯內(nèi)，冷卻速度比風(fēng)冷快，生產(chǎn)效率高，控制比較方便，適用于要求散熱量

36、較大的模具。本模具，由于鑄件的不規(guī)則，模具內(nèi)部比較復(fù)雜且單獨(dú)零件不是很大。模具采用四面抽芯，整體大多以鑲塊和鑲片組成，脫模是與外界接觸面積大故采用風(fēng)冷法。2.7.2導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì)A. 動(dòng)、定模導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)的基本要求a.應(yīng)具有一定的剛度引導(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。b.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。c.為了便于取出鑄件，導(dǎo)柱一般裝置在定模上。d.如模具采用卸料板卸料時(shí)，導(dǎo)柱必須安裝在動(dòng)模上。e.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。導(dǎo)柱基

37、本形式和尺寸如圖2-4所示：圖2-4 導(dǎo)柱基本形式和尺寸導(dǎo)套的基本形式和尺寸如圖2-5所示：圖2-5 導(dǎo)套的基本形式和尺寸導(dǎo)柱、導(dǎo)套必須有足夠的剛度，當(dāng)導(dǎo)柱為四根時(shí)，選取導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑的公式參見參考文獻(xiàn)19，第244頁公式如下： （2-4）式中 D導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑（cm）； A壓鑄模分型面上的表面積（cm）； K比例系數(shù)，一般K=0.07-0.09,當(dāng)A>2000cm時(shí),K取0.07A=400-2000cm時(shí)，k取0.08；A400cm時(shí)，K取0.09。根據(jù)參考文獻(xiàn)19P243-244，再根據(jù)所設(shè)計(jì)模具的需要，分別選取了導(dǎo)柱的固定段的直徑D1=30mm，導(dǎo)柱的臺(tái)階段的直徑D2=35mm，臺(tái)

38、階h=5mm。導(dǎo)套的尺寸：導(dǎo)套內(nèi)孔直徑D=30mm，導(dǎo)套外徑D1=40mm,導(dǎo)套外徑臺(tái)階的尺寸D2=45mm，臺(tái)階的高度h=8mm。導(dǎo)柱、導(dǎo)套一般都布置在模板四個(gè)角上，保持導(dǎo)柱之間有最大開檔尺寸，便于取出鑄件。B. 推板導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 將推板導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模座板上，與動(dòng)模支撐板上采用間隙配合或不伸入到支承板內(nèi)，可以避免或減少因支承板與推板溫度造成熱膨脹不一致的影響，推板導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模支承板上，不宜于合模力大于6000KN的壓鑄機(jī)。推板導(dǎo)柱間的距離大于1500mm的大型壓鑄模，為避免熱膨脹不同對導(dǎo)向精度的影響，最好采用方導(dǎo)柱和導(dǎo)塊，并布置在推板對稱線上。同樣根據(jù)參考文獻(xiàn)19P249-250，選取

39、推板導(dǎo)柱、導(dǎo)套的尺寸：導(dǎo)柱的固定段的直徑D1=20mm導(dǎo)柱的臺(tái)階段的直徑D2=25mm，臺(tái)階h=5mm；導(dǎo)套的尺寸：導(dǎo)套的內(nèi)孔直徑D=20mm，導(dǎo)套外徑D1=24mm。2.7.3 模板的設(shè)計(jì)A. 定模座板的設(shè)計(jì)定模座板一般不作強(qiáng)度計(jì)算，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：a. 定模座板上要留出緊固螺釘或安裝壓板的位置，借此使定模固定在壓鑄機(jī)定模安裝板上。使用緊固螺釘時(shí)，應(yīng)在定模座板上設(shè)置“U”形槽，“U”形槽的尺寸視壓鑄機(jī)定模板的“T”形槽尺寸而定。b. 澆口套安裝孔的位置與尺寸要與素選用的壓鑄機(jī)精確配合。c. 當(dāng)定模套板為不通孔時(shí)，要在定模套板上設(shè)置安裝槽。根據(jù)參考文獻(xiàn)19P255模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列表6-4

40、9，定模座板尺寸：A=500mm,B=450mm,H=50mm;動(dòng)模座板尺寸：A=500mm,B=450mm,H=30mm。B. 動(dòng)、定模套板的設(shè)計(jì) 套板一般受拉伸、彎曲、壓縮三種壓力，變形后會(huì)影響型腔的尺寸精度。因此，在考慮套版尺寸時(shí)，應(yīng)兼顧模具結(jié)構(gòu)與壓鑄生產(chǎn)中的工藝因素。當(dāng)采用滑塊時(shí)，動(dòng)、定模套板邊緣厚度應(yīng)增加到h。h計(jì)算如下： (2-5)式中 h動(dòng)、定模套版邊緣增加厚度（mm）；抽芯距離（mm）； L包括端面鑲塊中T形槽成形部分在內(nèi)的滑塊總長度（mm）。 根據(jù)參考文獻(xiàn)19P252表6-47及P255表6-49，定模套板的尺寸：長為410mm，寬為410mm，高為130mm；動(dòng)模套板的尺寸

41、：長為450mm，寬為390mm，高為106mm。C. 模座的設(shè)計(jì) 模座的墊塊（或整體模座的相應(yīng)部位）應(yīng)沿動(dòng)模支承板或套版的長邊設(shè)置，必要時(shí)沿四周設(shè)置，以提高動(dòng)模支承板或套板的剛度。模座是支承模體承受機(jī)器壓力的構(gòu)件，其一端與動(dòng)模體結(jié)合組成動(dòng)模部分，另一端則緊固在壓鑄機(jī)的動(dòng)模安裝板上。模座的兩端面在合模時(shí)承受壓鑄機(jī)的合模力，所以兩端面應(yīng)有足夠的受壓面積。推出鑄件時(shí)模座又受較大的推出反力，因此模座與壓鑄機(jī)動(dòng)模安裝板及模具動(dòng)模支承板或套板的緊固必須可靠。模座的墊塊（或整體模座的相應(yīng)部位）應(yīng)沿動(dòng)模支承板或套版的長邊設(shè)置，必要時(shí)沿四周設(shè)置，以提高動(dòng)模支承板或套板的剛度。模座的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足推出距離的要求，必

42、要時(shí)還可用以調(diào)整模具的總高度，滿足壓鑄機(jī)對最小高度的要求D. 推板與推板固定板的設(shè)計(jì) 推板與推板固定板的厚度尺寸參照表2-4。表 2-4 推板與推桿固定板的厚度推薦尺寸推板的平面面積（mm×mm）推板的厚度mm推桿固定板厚度mm200×20016201216>200×200250×63025321216>250×630630×90032401620>630×900900×160040501620>900×160050632532根據(jù)參考文獻(xiàn)19P256推板與推桿固定板的標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列

43、表6-50以及本模具的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)和輪廓尺寸需要，設(shè)計(jì)中選取推板和推桿固定板的長為250mm，寬為200mm,推板的厚度尺寸為20mm，選取推桿固定板的厚度尺寸為20mm。E.安裝槽的設(shè)置動(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)置“U”形槽，如使用壓板固定，則在模座上設(shè)置安裝槽。安裝槽的尺寸及定位根據(jù)J1125型壓鑄機(jī)模板尺寸確定。2.8 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)壓鑄模中使鑄件從模具的成形零件中脫出的機(jī)構(gòu)，稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)一般設(shè)置于動(dòng)模上。2.8.1 推出機(jī)構(gòu)的組成推出機(jī)構(gòu)一般由推出元件（推桿、推管、卸料、成形推塊、斜滑塊等）、復(fù)位元件、限位元件、導(dǎo)向元件、結(jié)構(gòu)元件組成。

44、2.8.2 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)推出三種。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；按機(jī)構(gòu)形式分為推桿推出、推管推出、推板推出、斜滑塊推出和齒輪傳動(dòng)推出機(jī)構(gòu)等。此保護(hù)蓋壓鑄模具設(shè)計(jì)中采用的是機(jī)動(dòng)推出形式，機(jī)動(dòng)推出形式的特點(diǎn)是：a. 利用開模動(dòng)作，由壓鑄機(jī)上推桿推出機(jī)構(gòu)；b. 推出時(shí)，對于鑄件有沖擊，但在正常情況下，不會(huì)產(chǎn)生不良后果。開模、鑄件隨動(dòng)模移動(dòng)，壓鑄機(jī)推桿與推板接觸，動(dòng)模繼續(xù)后移，鑄件被推出。2.8.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)a. 推出距離的確定 在推出元件的作用下，鑄件與相應(yīng)的成形零件表面的直線位移或角位移稱為推出距離。當(dāng)

45、抽芯或壓鑄模結(jié)構(gòu)等方面需要增大推出距離時(shí)，允許推出距離響應(yīng)增大。b. 推出力的確定 推出過程中，使壓鑄件脫出成形零件時(shí)所需要的力，稱為推出力。c. 受推面積和受推力 在推出力的 推動(dòng)下，鑄件受推出零件所作用的面積，稱為受推面積。而單位面積上的壓力稱為受推力。根據(jù)本模具設(shè)計(jì)的適用性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也結(jié)合設(shè)計(jì)零件的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，考慮推出元件形狀較簡單,制造維修方便；推出動(dòng)作簡單、準(zhǔn)確，不易發(fā)生故障，安全可靠；可根據(jù)壓鑄件對模具包緊力的大小，選擇推桿直徑和數(shù)量，使推出力均衡；推桿設(shè)置在動(dòng)模或定模深腔部位，兼起排氣、溢流作用。因此，本模具采用了推桿與復(fù)位彈簧兩種方法綜合運(yùn)用。2.8.4 推桿的設(shè)計(jì)推桿推出

46、部位設(shè)置要點(diǎn)：a.推桿應(yīng)合理分布，使鑄件各部位的受推壓力均衡。b.推桿應(yīng)設(shè)在深腔和包緊力大的部位，要選擇推桿的直徑和數(shù)量，同時(shí)推桿兼排氣、溢流作用。c.避免在鑄件重要表面和基準(zhǔn)表面設(shè)置推桿，可以在增設(shè)的溢流槽上設(shè)置推桿。d.推桿的推出位置盡可能避免與活動(dòng)型芯發(fā)生干涉。e.必要時(shí)，在澆道上合理布置推桿；有分流錐時(shí)，在分流錐部位應(yīng)設(shè)置推桿。f.推桿的布置應(yīng)考慮成型零件有足夠的強(qiáng)度。g.推桿直徑d應(yīng)比成型尺寸d0小0.40.6mm；推桿邊緣與成型立壁保持一個(gè)小距離s；形成一個(gè)小臺(tái)階，可以避免竄入金屬。根據(jù)參考文獻(xiàn)19，常用推桿形式有型，型，型三種形式，結(jié)合本模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，二次推桿的基本形式如圖2-

47、9和尺寸：圖2-7 二次推桿的基本形式和尺寸常見推桿的尺寸系列參照參考文獻(xiàn)19，再根據(jù)零件機(jī)構(gòu)形狀，推桿分別選用了工作段直徑d為5mm、8mm兩個(gè)系列的推桿。2.9 推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位與導(dǎo)向在壓鑄生產(chǎn)過程的每一次循環(huán)中，推出元件推出壓鑄件后，都必須準(zhǔn)確地回到原來的位置。這個(gè)動(dòng)作通常是借助復(fù)位桿來實(shí)現(xiàn)的，并用擋釘作最后定位，使推出機(jī)構(gòu)在合模狀態(tài)下處于準(zhǔn)確可靠的位置。推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位形式有模外和模內(nèi)復(fù)位兩種，其復(fù)位是在合模過程中，定模分型面推動(dòng)復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。2.10 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)鑄件上具有與開模方向不同的內(nèi)側(cè)凹或側(cè)孔等阻礙壓鑄件直接脫模時(shí)，必須將成形側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成活動(dòng)型芯。開模時(shí)，先使

48、模具在側(cè)面分型，將活動(dòng)型芯抽出，然后再從模具中取出鑄件。合模時(shí)，又必須使推出機(jī)構(gòu)及抽芯機(jī)構(gòu)回復(fù)到原來位置，以便進(jìn)行下一次壓鑄過程。側(cè)向分型與抽芯方式一般分為：手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液壓或氣動(dòng)分型抽芯。本模具設(shè)計(jì)中選用機(jī)械側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)中的斜銷分型抽芯機(jī)構(gòu)，借據(jù)機(jī)床的開模力，通過斜導(dǎo)柱和劃塊機(jī)構(gòu)與斜銷和滑座來改變運(yùn)動(dòng)的方向完成側(cè)向分型抽芯動(dòng)作，合模時(shí)利用合模力使其復(fù)位。為順利地脫出鑄件、斜銷式側(cè)型芯從成型位置外移到不妨礙制件平行推出的位置，此移動(dòng)距離稱為抽拔距。在設(shè)計(jì)模具時(shí)還應(yīng)加上25mm的安全距離作為實(shí)際抽拔距。該模具實(shí)際抽芯距S=S+5=39+5=44mm。2.11確定各模板尺寸各模板部件尺寸如表2

49、-5表2-5 各模板尺寸序號名稱長度/mm1定模固定板500×450×502定模座板500×450×403定模套板410×410×364動(dòng)模套板450×390×1065動(dòng)模固定板500×390×506推桿固定板250×200×207推板250×200×20根據(jù)上述的設(shè)計(jì)，最后設(shè)計(jì)出的模具的裝配圖。2.12成形零件尺寸計(jì)算2.12.1 型芯、鑲塊結(jié)構(gòu)形式 對于極為簡單的形狀可以采用整體式的型芯或鑲塊外，往往采用鑲拼方法組合成型芯或鑲塊。本模具采用鑲拼式。2.

50、12.2 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算在一般情況下，影響壓鑄件尺寸精度的因素以鑄件構(gòu)造、壓鑄模結(jié)構(gòu)和壓鑄。模制造、壓鑄件收縮率、壓鑄工藝參數(shù)和生產(chǎn)操作、壓鑄機(jī)性能。因此，在計(jì)算尺寸之前，首先要確定使用制品的壓鑄收縮率。本次使用的材料為ZL106，自由收縮率為0.7%。A.型腔尺寸鑲塊為成形鑄件外觀或外輪廓、凸出部分的。從所成形的鑄件上看，這一類尺寸的公差一般為下偏差，鑲塊在使用時(shí)有磨損，磨損后尺寸增大。 型腔尺寸的計(jì)算公式為： 型腔尺寸： (2-6) 深度： (2-7)B.型芯尺寸型芯為成形鑄件的內(nèi)輪廓、孔、溝槽的。從所形成的鑄件上看，這一類尺寸的公差一般為上偏差。型芯在使用時(shí)有磨損，磨損后尺寸減小

51、。 型芯尺寸的計(jì)算公式為： 徑向尺寸： (2-8) 深度： (2-9)C.中心距尺寸這一類尺寸為不受磨損影響的尺寸，它僅與加工精度和收縮率有關(guān)。 中心距尺寸的計(jì)算公式為：(2-10)通過Excel軟件計(jì)算得到了型腔，型芯的具體尺寸，打開ProE進(jìn)行三維造型的尺寸修改，完成模具裝配。3 型腔工藝分析及加工仿真3.1定模的工藝性審查A.定模型腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 定模型腔（零件圖見附圖），該零件是壓鑄模的型腔部分，以矩形配合面與定模固定板配合，凹進(jìn)部分與動(dòng)模型芯形成閉合空間，注入金屬液ZL106經(jīng)冷卻后形成所需的鋁殼體。 零件的主要工作平面有矩形配合面、分模面、不規(guī)則平面型腔等。由于型腔在壓鑄時(shí)需要承受一

52、定的壓力和溫度，故該零件需要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性和韌性。B.主要技術(shù)要求 零件圖上的主要技術(shù)要求有：熱處理：50-55 HRC；銳角去毛刺倒鈍。 加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度Ra=0.8 m，側(cè)面的表面粗糙度Ra=3.2 m,內(nèi)輪廓表面的粗糙度為Ra=0.4m。C.零件材料 零件的材料為45鋼，可以通過熱處理來獲得所需的機(jī)械性能和力學(xué)性能。D.毛坯選擇 a.考慮到零件所需的性能，選用鍛件作毛坯； b.確定毛坯的形狀、尺寸：選用45鋼鍛件455×300×95（mm）。E.基準(zhǔn)選擇 加工中的一次裝夾希望能夠進(jìn)行在該基準(zhǔn)下的全部加工，這樣可以降低由于基準(zhǔn)不重合而

53、導(dǎo)致的基準(zhǔn)不重合度誤差。根據(jù)對工件的加工的初步分析，在毛坯的初次裝夾后可以完成加工，故選用毛坯的初始輪廓面為裝夾基準(zhǔn)。F.機(jī)床的選擇 根據(jù)本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)綱領(lǐng)，本模具的加工機(jī)床選擇通用機(jī)床。本模具中加工平面選用通用銑床，加工孔時(shí)選用通用鉆床。由于定模具型腔比較復(fù)雜，用普通機(jī)床難以加工，所以本設(shè)計(jì)中還選用數(shù)控銑床。G.刀具的選擇 本設(shè)計(jì)中，加工平面時(shí)選用端銑刀和砂輪；加工直孔時(shí)選用麻花鉆，擴(kuò)孔刀和鉸刀；加工與斜導(dǎo)柱配合的斜孔時(shí)，因此孔中有沉孔，為了保證其同軸度，所以選用組合刀具（鉆刀與锪刀的組合）；加工分流倒槽時(shí)，由于其截面為半圓狀，所以選用球形銑刀；加工型腔時(shí)選用立式銑刀。H.夾具的選擇 考慮其經(jīng)

54、濟(jì)性，本設(shè)計(jì)中除加工型腔抽芯處的矩形槽時(shí)選用專用夾具外，其他的都選通用夾具。J.切削用量的選擇本設(shè)計(jì)中的所有切削用量都參考文獻(xiàn)15K.型芯、型腔的仿真加工采用Pro/E軟件進(jìn)行仿真加工，由于本模具設(shè)計(jì)由鑲片、鑲塊拼合而成所以型腔加工工作比較大，在此只介紹重要部件（動(dòng)模套板）的加工。 首先，打開Pro/E，新建中選擇制造子類型選擇NC組建，名稱默認(rèn)為mgf0001，去掉缺省點(diǎn)擊確定。在彈出的新建文件選項(xiàng)中選擇mmns_mfg_nc后確定進(jìn)入Pre/E操作界面。然后按步驟進(jìn)行操作，大概步驟如下：a加入?yún)⒖寄Ｐ?；b加入工件模型；c加工參數(shù)設(shè)置，其中包括：a） 機(jī)床設(shè)置；b） 刀具設(shè)置。dNC（粗加工）序列；eNC序列的演示；fNC檢測；gNC序列過切檢測；h.后置處理調(diào)出加工程序文件。按步驟完成過程中進(jìn)行各部分截圖打印出裝入附錄中圖片集。4 三維裝配圖及爆炸視圖在本設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了pro/E對我所設(shè)計(jì)的各個(gè)部分進(jìn)行了三維造型,并對其進(jìn)行了裝配，進(jìn)而生成爆炸視圖,以指導(dǎo)生產(chǎn)。 打開P