温度计座说明书.doc

材 料 科 学 与 工 程 学 院压铸模及压铸工艺课程设计任务书专业材料成型及控制工程铸造方向设计时间2011.12.1912.30姓名王超学号0805010320班级08050103题目温度计座压铸模课程设计设计任务1 根据所发图纸设计压铸件零件图一张。2 设计压铸件铸件图一张。3 设计压铸模装配图一张。4 设计压铸模零件图一张。5 填写压铸工艺卡一张（按工艺卡内容逐项填写），6 编写设计说明书一份。设计要求1 认真复习压力铸造等专业课，复习工程制图等专业基础课，为课程设计打下坚实的理论基础。2 理论联系实际，要求学生掌握铸造工艺设计方法。以便将来能在生产中解决实际问题。选择几个方案进行比较，特别是浇注位置、分型面、浇注系统等要认真设计，并通过理论计算，确定出最佳方案。3 所设计图纸要求视图正确，符合国家标准。4 设计说明书用钢笔书写或计算机打印，要求文字简练、语句通顺、字迹工整，并附有必要的插图，将并装订成册，与设计图纸一起形成一个完整的设计资料。进度安排第一周：下发任务书，课堂讲授，准备设计资料，并进行设计计算，确定设计方案，设计铸件图。第二周：完成装配图的设计。全面完成压铸模零件图、装配图等所有设计的绘图任务，填写工艺卡，编写设计说明书，打印图纸，答辩。签字指导教师专业负责人主管院长 年 月 日年 月 日 年 月 日 压铸模具的整体设计 铸件工艺性分析 铸件立体图及工程图所用零件为锌合金底盘座，材料ZL104，铸造精度CT5，铸件中心是一个型腔。铸件平均壁厚1.5mm，工程图如图1。 图1 铸件工程图铸件分型面确定压铸模的定模与动模表面通常称为分型面，分型面是由压铸件的分型线决定的。而模具上垂直于锁模力方向上的接合面，即为基本分型面。此壳体铸件的分型面选择现有三种方案如图2所示。选择1面，由于合模不严会使分型面处产生飞边，不易清除痕迹，也不利于浇注系统的放置.选择2面，铸件的同轴度不易保证。选择3面，使铸件整体放在定模中，保证了铸件的同轴度，有利于气体的排出，同时1面也是铸件的最大投影面。综上分析决定选取3面为该铸件的分型面。图2铸件分型面选择图2 分型面的确定浇注位置的确定铸件中心有型芯，所以不宜采用中心浇注，因此采用底端浇注，浇注位置选在平台的端面。压铸机选用压铸机型号的选用及其主要参数本课题设计的压铸件在分型面的投影面积为137cm2,为一小型压铸件,铝合金一般件的推荐压射比压为35MPa，动模板最小行程为108mm,采用常用的卧式冷室压铸机，其型号为J1163E。压铸机主要参数如下：压射力为368600kN；压室直径为70100mm；最大浇注量（铝）为9kg；浇注投影面积为4031649；动模板行程为600mm；拉缸内空间水平垂直为750mm750mm。浇注系统设计压铸模浇注系统是将压铸机压室内熔融的金属液在高温高压高速状态下填充入压铸模型腔的通道。它包括直浇道、横浇道、内浇口、以及溢流排气系统等。它能调节充填速度、充填时间、型腔温度，因此它决定着压铸件表面质量以及内部显微组织状态，同时也影响压铸生产的效率和模具的寿命。带浇注系统铸件图铸件图如图3所示，溢流槽设于分型面对角处，用于有序的排除型腔中的气体和排除并容纳冷污的金属液以及其他氧化物。图3 带浇注系统铸件内浇口设计 （1）内浇口速度 由铸造手册查得，铝合金铸件内浇口充填速度的推荐值为3040m/s，选取为35m/s。 （2）充填时间 经计算，压铸件的平均壁厚约为1.5mm，利用铸造手册中的经验公式。t=35(b-1) （2-1）式中t-充填时间，ms； b-压铸件平均壁厚，mm可求出t=35(1.5-1)=17.5ms0.1s。（3）内浇口截面积的确定内浇口截面积的确定可由公式（2-2）得出： (2-2)式中：内浇口横截面积，；通过内浇口金属液的总质量，；液态金属的密度，； 内浇口流速，； 型腔的填充时间，；V通过内浇口金属液的体积，；型腔的充填速度，。计算得出数值如下：(4)内浇口厚度、长度、宽度的确定由内浇口厚度、宽度和长度的经验数值表，适当选取此铝合金铸件内浇口厚度为2.5mm，长度为22.5mm，宽度为100mm。横浇道设计横浇道的形式及尺寸根据铸件及内浇口特点，选用T形浇道，截面为矩形，浇道形状及尺寸如图4。（2）横浇道与内浇口的连接方式图4 横浇道立体图及具体尺寸为了防止金属液对型芯的正面冲击，横浇道与内浇口采用了端面联接的方式，见图5。图5 端面联接方式图2-8中具体尺寸为：；。直浇道设计直浇道尺寸由浇口套尺寸决定。浇口套内径与压室内径相同，由于压铸机选择型号为J1163E，其压室直径为70，80，100。选取100为浇口套内径，其他尺寸根据情况自行设计，具体尺寸见附录。排溢系统设计排溢系统由排气道、溢流槽、溢流口组成。如图6所示，选用半圆形结构的排溢系统。图6 排溢系统结构（1)溢流槽尺寸设计溢流槽尺寸选取：溢流口厚度h=0.5mm；溢流口长度l=4mm；溢流口宽度s=72mm；溢流槽半径r=15mm。（2）排气道设计排气道相关尺寸选取为：排气槽深度为0.12mm；宽度为15mm。压铸模具的总体结构设计压铸模由定模和动模两个主要部分组成。定模固定在压铸机压室一方的定模座板上，是金属液开始进入压铸模型腔的部分，也是压铸模型腔的所在部分之一。定模上有直浇道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上，随动模座板向左、向右移动与定模分开和合拢，一般抽芯和铸件顶出机构设于其内。压铸模具的基本结构及零件明细表如图7所示，它通常包括以下六个部分。（1）成型零件部分。在合模后，由动模镶块和型腔镶块形成一个构成压铸件形状的空腔，通常称为成型镶块。构成成型部分的零件即为成型零件。成型零件包括固定的和活动的镶块与型芯，如图中的镶块、主型芯、小型芯以及侧型芯等。有时成型零件还构成浇注系统的一部分，如内浇口、横浇道、溢流口和排气道等。（2）浇注系统。浇注系统是熔融金属由压铸机压室进入压铸模成型空腔的通道，如图中浇口套、浇道镶块以及横浇道、内浇口、排溢系统等。由于成型零件和浇注系统的零件均与高温的金属液直接接触，所以它们应选用经过热处理的耐热钢制造。（3）模体结构。各种模板、座架等构架零件按一定程序和位置加以组合和固定，将模具的各个结构件组成一个模具整体，并能够安装到压铸机上，如图中的垫块、支撑板、动模压板、定模套板、定模座板和动模座板等。导柱和导套是导向零件，又被称为导准零件。它们的作用是引导动模板与定模板在开模和合模时能沿导滑方向移动，并准确定位。（4）顶出和复位机构。将压铸件或浇注余料从模具上脱出的机构，包括推出零件和复位零件，如图中的推杆、推杆固定板和推板。同时，为使顶出机构在移动时平稳可靠，往往还设置自身的导向零件推板导柱和推板导套。为便于清理杂物或防止杂物影响推板的正确复位，还在推板底部设置限位钉。（5）侧抽芯机构。当压铸件侧面有侧凹或侧凸结构时，则需要设置侧抽芯机构，如图中斜滑块、侧型芯、斜滑块限位钉、弹顶销、弹簧等。（6）其它。除以上各结构单元外，模具内还有其它用于固定各相关零件的内六角螺栓以及销钉等。图7模具总装图成型零件及斜滑块结构设计成型零件设计概述成型零件是与高温金属液接触的零件，用于形成浇注系统和铸件。成型零件由浇注系统成型零件和铸件成型零件两部分组成。（1）浇注系统成型零件：浇道镶块、浇口套，用于形成浇注系统。（2）铸件成型零件：型芯、镶块、斜滑块块，用于形成铸件。成型零件的结构形式主要可以分为整体式和组合式两类。1）整体式结构 型腔和型芯都由整块材料加工而成，即型腔或型芯直接在模板上加工成型。2）整体组合式结构 型腔和型芯由整块材料制成，装入模板的模套内，再用台肩或螺栓固定。3）局部组合式结构 型腔和型芯由整块材料制成，局部镶有成型镶块的组合形式。4）完全组合式结构 由多个镶拼件组合而成的成型空腔。成型零件直接接触高温、高压、高速的液态金属，受机械冲击、磨损、热疲劳和化学侵蚀的反复作用，热应力和热疲劳导致的热裂纹则是破坏失效的主要原因，所以对成形零件的尺寸精度的要求尺寸精度高3-4级，对粗糙度的要求比铸件粗糙度高2级。浇注系统成型零件设计（1）浇口套的结构在浇口套中形成直浇道，常用浇口套的结构形式如图8所示。图（a）由于制造和装卸比较方便，在中小型模具中应用比较广泛。图（b）是利用台肩将浇口套固定在两模板之间，装配牢固，但拆装均不方便。图（c）是将压铸模的安装定位孔直接设置在浇口套上。图（d）、（e）型式用于中心进料图 （f）是导入式直浇道的结构型式。本课题选用图（a）的形式。图8 浇口套结构形式（2）浇口套与压室的连接方式连接方式如图9所示。图3-2（a）为平面对接：为了保证同轴度应提高加工精度和装配精度。图3-2（b）保证了它们的同轴度要求。图9 浇口套与压室连方式接本课题采用（a）类连接，即平面对接的方式，此类连接便于装卸。（3）浇口套的尺寸与配合精度浇口套尺寸根据具体情况设计，具体尺寸参见附录。配合精度：取、取、取 、取、取。（4）浇注系统成型零件的材料和硬度的要求压铸模具的浇注系统成型零件直接与高温、高压、高速填充的液态金属液接触，在短时间内温度变化很大，压铸模的工作环境十分恶劣，因此对浇注系统成型零件材料的选择应慎重。底座铸件模具设计按国家标准选取的材料为4Cr5MoSiV1,热处理要求为4448HRC。铸件成型零件设计成型收缩率成型收缩率是指铸件收缩量与成型状态铸件尺寸之比，收缩分三种情况（见图10）：（1）自由收缩 在型腔内的压铸件没有成型零件的阻碍作用，图中。（2）阻碍收缩 如图中，有固定型芯的阻碍作用。（3）混合收缩 如图中，这种情况较多。图10 压铸件收缩率的分类由铸造手册中查得铝合金的自由收缩率为0.6%0.8%，阻碍收缩率为0.3%0.4%，混合收缩率为0.4%0.6%。取YX041锌合金的自由收缩=0.7%，阻碍收缩为，混合收缩为=0.5%。脱模斜度（1）脱模斜度的选取标准1）不留加工余量的压铸件。为了保证铸件组装时不受阻碍，型腔尺寸以大端为基准，另一端按脱模斜度相应减少；型芯尺寸以小端为基准，另一端按脱模斜度相应增大。 2）两面均留有加工余量的铸件。为保证有足够的加工余量，型腔尺寸以小端为基准，加上加工余量，另一端按脱模斜度相应增大；型芯尺寸以大端 为基准，减去加工余量，另一端按脱模斜度相应减少。3）单面留有加工余量的铸件。型腔尺寸以非加工面的大端为基准，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脱模斜度相应减少。型芯尺寸以非加工面的小端为基准，减去斜度尺寸差及加工余量，另一端按脱模斜度相应放大。（2）脱模斜度的尺寸配合面外表面最小脱模斜度取，内表面最小脱模斜度取。非配合面外表面最小脱模斜度取， 内表面最小脱模斜度取1。由于底座内腔深度50mm，则脱模斜度可取小。铸件成型尺寸的计算成型零件表面受高温、高压、高速金属液的摩擦和腐蚀而产生损耗，因修型引起尺寸变化。把尺寸变大的尺寸称为趋于增大尺寸，变小的尺寸称为趋于变小尺寸。在确定成型零件尺寸时，趋于增大的尺寸应向偏小的方向取值；趋于变小的尺寸应向偏大的方向取值；稳定尺寸取平均值。根据铸造手册，成型零件尺寸的计算公式如下： 式中：成型件尺寸；成型零件制造偏差；压铸件尺寸（含脱模斜度、加工余量）；收缩率；n补偿系数；压铸件尺寸偏差。n为损耗补偿系数，由两部分构成，其一是压铸件尺寸偏差的，其二是磨损值，一般为压铸件尺寸偏差的，因此。成型零件尺寸制造偏差=。已知铸件尺寸公差等级为CT5，根据参考文献查表可得铸件基本尺寸的相应尺寸公差。由铸件图可知型腔尺寸有：100，h270，4R25，190，h224，h6。型芯尺寸有：182.5，80，430.2，h210,4R50，h2。中心尺寸有：L121，L220。(1)型腔尺寸计算型腔的尺寸是趋于增大尺寸，应选取趋于偏小的极限尺寸。计算公式为： (2)型芯尺寸计算型芯的尺寸是趋于减小的尺寸，应选取趋于偏大的极限尺寸。计算公式为： (3)中心距位置尺寸计算中心距离尺寸是趋于稳定的尺寸，其偏差规定为双向等值。公式为： 推出机构开模后，是压铸件从成形零件上脱出的机构称为推出机构。推出机构一般设置在动模部分。推出机构一般由下列部分组成：（1）推出元件。直接推动压铸件脱落，如推杆、推管、以及卸料版、成型推块等。（2）复位元件。在合模过程中，驱动推出机构准确地回复到原来的位置，如复位杆、卸料板等。但在侧抽芯机构是斜滑块侧抽芯机构时，合模时，在定模板的推动作用下，斜滑块沿斜向导滑槽准确复位，所以无需设置推出机构的复位元件。（3）限位元件。调整和控制复位装置的位置，起止退限位作用，并保证推出机构在压射过程中，受压射力作用时不改变位置，如限位钉及挡圈等。（4）导向元件。引导推出机构往复运动的移动方向，并承受推出机构等构件的重量，防止移动时倾斜，如推板导柱和推板导套等。（5）结构元件。将推出机构各元件装配并固定成一体，如推杆固定板和推板以及其它辅助元件和螺栓等连接件。推出机构常按照推出元件的结构特征不同可分为推杆推出、推管推出、卸料板推出、推块推出和综合推出等多种推出形式。推杆设计（1）推杆的结构采用圆形截面的推杆结构，如图11所示。（2）推杆的固定形式固定形式为整体沉入式，如图12所示。图11 圆形截面推杆结构 图12 推杆的整体沉入式固定（3）推杆尺寸及配合推杆的直径是有推杆端面在压铸件上允许承受的受推力决定的，由铸造手册查得，其截面积计算公式为：式中 A推杆前端截面积，；推杆承受的总推力，N；n推杆数量；p许用受推力。根据铸造手册查得，铝合金的许用受推力p为40MPa，设计中共使用4个推杆，而可由公式：确定，其中K=1.2，而=9000N，因此取=12000N。由截面积计算公式可求出，推杆前端的截面积应不小于75,由于本课题压铸模增加了动模压板，因此推杆较长，为保证推杆的稳定性，将推杆的前端直径选为26mm，配合精度为H7/f7，具体尺寸参见附录。推板导向及限位装置设计（1）推板的限位装置选择机构如图13所示，利用限位钉对推板进行精确定位。图13推板限位钉（2）推板的导向采用图14的推板导向机构，将导柱安装在动模压板与动模座板之间，保证了刚性要求，推板导柱尺寸见附录。图14 推板导柱及导套推出、复位零件的表面粗糙度、材料及热处理后的硬度零件表面粗糙度根据铸造手册，推杆与金属液接触表面粗糙度为，推杆，复位杆和推板导柱配合表面粗糙度为，推板和推板固定板配合表面粗糙度为，其他非工作的非配合表面。材料及热处理后硬度导柱,复位杆采用材料T8A，热处理后强度要求为5055HRC，推杆采用4Cr2W8,热处理后要求强度为4550HRC,推板和推板固定板采用45钢，热处理要求回火。 推出机构装配工程图及立体图推出机构的装配图如图15。图15 推出机构装配图1动模压板；2内六角螺钉；3支撑板；4垫块；5动模座板；6推杆；7内六角螺钉；8限位钉；9导柱；10导套；11推板固定板；12推板；13内六角螺钉模体设计模体设计概述构成模体的结构件主要包括：定模座板、定模板、动模板、动模压板、支承板、垫块、动模座板；导柱、导套23。（1）定模座板除不通孔的模体结构外，凡通孔的模体结构均应设置定模座板。在设计定模座板时，考虑到以下问题：浇口套安装孔的位置与尺寸应与压铸机压室的定位法兰配合。定模座板上应留出紧固螺钉或安装压板的位置。（2）定模板定模板的主要作用：成型镶块、成型型芯以及安装导向零件的固定载体。设置浇口套，形成浇注系统的通道。承受金属液填充压力的冲击，而不产生型腔变形。在不通孔的模体结构中，兼起安装和固定定模部分的作用。（3）动模板动模板的主要作用是：固定成型镶块、成型型芯、浇道镶块以及导向零件的载体。设置压铸件脱模的推出元件，如推杆、推管、卸料板以及复位杆等。设置侧抽芯机构。在不通孔的模体结构中，起支承板的作用。（4）动模压板动模压板主要作用是：在通孔的模体结构中，将成型镶块压紧在动模板内。（5）动模支承板动模支承板的主要作用是：承受金属液填充压力的冲击，而不产生不允许范围内的变形。因此，不通孔的模体结构，有时也可设置支承板。（6）模座模座是支承模体和模体承受机器压力的构件，其主要作用是：1)与动模板、动模支承板连成一体，构成模具的动模部分。2)与压铸机的动座板连接，并将动模部分紧固在压铸机上。3)模座的底端面，在合模时承受压铸机的合模力，在开模时承受动模部分自身重力，在推出压铸件时又承受推出反力。因此，模座应有较强的承载能力。4)压铸机顶出装置的作用通道。（6