铝合金把手压铸模具毕业设计说明书.doc

安徽机电职业技术学院铝合金把手压力铸造毕业设计说明书系 别 机械工程系 专 业 材料成型与控制技术 班 级 姓 名 学 号 指导教师 铝合金把手压铸毕业任务书摘 要压力铸造是目前成型有色金属铸件的重要成型工艺方法。压铸的工艺特点是铸件的强度和硬度较高，形状较为复杂且铸件壁较薄，而且生产率极高。压铸模具是压力铸造生产的关键，压铸模具的质量决定着压铸件的质量和精度，而模具设计直接影响着压铸模具的质量和寿命。因此，模具设计是模具技术进步的关键，也是模具发展的重要因素。根据零件的结构和尺寸设计了完整的模具。设计内容主要包括：浇注系统设计、成型零件设计、抽芯机构设计、推出机构设计以及模体结构设计。根据铸件的形状特点、零件尺寸及精度，选定了合适的压铸机，通过准确的计算并查阅设计手册，确定了成型零件以及模体的尺寸及精度，在材料的选取及热处理要求上也作出了详细说明，并在结合理论知识的基础上，借助于计算机辅助软件绘制了各部分零件及装配体的立体图和工程图,以保障模具的加工制造。采用Pro/ENGINEER、AutoCad来实现铝合金把手的三维设计及模具成型零件设计，分析制件的成型质量和完成分型面的设计，再采用EMX组件来实现模架的装配，并在产品设计及模具装配过程中，辅助以必要的理论计算，为了使动、定模能够准确地动作, 导向定位机构利用导柱与导套的配合。顶出机构是推杆推出的一次脱出机构。通过计算和查阅相关参数，确定了浇注系统和溢流系统各部分的尺寸及压铸工艺参数，绘制了铸件毛坯图和工艺图。通过计算锁模力选定压铸机型号。根据确定的压铸工艺方案和压铸机类型设计了压铸型，对成形部分尺寸进行了详细的计算，通过查阅相关手册确定了压铸型主要零件的结构尺寸，并对压铸型总厚度、动模座板行程和压室充满度进行了校核，绘制了压铸型全套图纸。关键词：压力铸造；压铸模具；AutoCad；目 录1.前 言21.1选题背景和意义21.2相关文献综述22.零件设计52.1零件分析52.2初步确定设计方案63.压铸件工艺分析73.1 压铸合金工艺分析73.2 压铸件工艺分析73.3 分型面的选择74.排溢系统和浇注系统及冷却系统的设计84.1 浇注系统的设计84.1.1.1内浇口分为以下几种：84.2 排溢系统的设计144.3冷却系统的设计165.压铸模结构设计175.1压铸机的选择185.2型腔和型芯尺寸的设计205.3镶块、型芯、模板的设计215.4滑块的设计245.5斜销的设计245.6垫块的设计245.7导柱、导套的设计245.8浇口套的设计255.9推出机构、复位机构的设计255.10模具装配图设计275.11压铸模的技术要求276.压铸机校核286.1压室容量的核算286.2模具厚度的计算286.3动模行程的核算287.压铸工艺流程298.结论299.谢辞3010.参考文献311.前 言1.1选题背景和意义 压铸是最先进的金属成型方法之一，是实现少切屑，无切屑的有效途径，应用很广，发展很快。目前压铸合金不再局限于有色金属的锌、铝、鎂和铜，而且也逐渐扩大用来压铸铸铁和铸钢件。压铸件的尺寸和重量，取决于压铸机的功率。由于压铸机的功率不断增大，铸件形尺寸可以从几毫米到12m；重量可以从几克到数十公斤。国外可压铸直径为2m，重量为50kg的铝铸件。压铸件也不再局限于汽车工业和仪表工业，逐步扩大到其它各个工业部门，如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算机、医疗器械、钟表、照相机和日用五金等几十个行业。在压铸技术方面又出现了真空压铸、加氧压铸、精速密压铸以及可溶型芯的应用等新工艺。薄壁压铸件在压铸工艺技术中，普遍都认为是有一定难度的。由于壁薄就带来充型难；出模难；易变形；精度难以保证等等。因此对模具的浇注系统，排气系统，模具结构，压铸工艺参数都必须严格、周密的考虑，用于压铸生产的合金材料有铝合金、纯铝、锌合金、镁合金、铜合金、铅合金、锡合金等。 压铸该把手压铸件在浇注系统、模具结构、压铸工艺等方面有一细列技术问题。在本次设计中，解决了该把手压铸件浇注系统如何开设，如何保证充填过程中充填阻力最小，排气条件最好；模具结构如何满足该把手压铸件结构的需要；压铸工艺又如何适该把手压铸件工艺等要求。对于实际生产有重要意义。1.2相关文献综述 (一)压铸概念 压力铸造是液态和半固态金属在活塞的高压作用下以较高的速度充填铸型型腔，并在压力作用下凝固获得铸件的方法。高压和高速充填压铸型是压铸的两大特点。它常用的压射比压是从几千至几万kPa，甚至高达2105kPa。充填速度约在1050ms，有些时候甚至 可达100ms以上。充填时间很短，一般在0.010.2s范围内。(二)压铸机的选择实际生产中并不是每台压铸机都能满足压铸各种产品的需要，而必须根据具体情况进行选用，一般应从下述两方面进行考虑： （1）按不同品种及批量选择 在组织多品种，小批量生产时，一般要选用液压系统简单，适应性强，能快速进行调整的压铸机，在组织少品种大量生产时，要选用配备各种机械化和自动化控制机构的高效率压铸机；对单一品种大量生产的铸件可选用专用压铸机。 （2）按铸件结构及工艺参数选择 铸件外形寸尺，重量、壁厚等参数对选用压铸机有重要影响。 铸件重量（包括浇注系统和溢流槽）不应超过压铸机压定的额定容量，但也不能过小，以免造成压铸机功串的浪费。一般压铸机的额定容量可查说明书。压铸机都有一定的最大和最小型距离，所以压型厚度和铸件高度要有一定限度，如果压铸型厚度或铸件高度太大就可能取不出铸件。（三）压铸工艺在压铸生产中，压铸机、压铸合金和压铸型是三大要素。压铸工艺则是将三大要素作有权的组合并加以运用的过程。使各种工艺参数满足压铸生产的需要。 (四)压力和速度的选择压射比压的选择，应根据不同合金和铸件结构特性确定。对充填速度的选择，一般对于厚壁或内部质量要求较高的铸件，应选择较低的充填速度和高的增压压力；对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件，应选择较高的比历和高的充填速度。 （五）浇注温度浇注温度是指从压定进入型腔时液态金属的平均温度，由于对压室内的液态金属温度测量不方便，一般用保温炉内的温度表示。 浇注温度过高，收缩大，使铸件容易产生裂纹、晶粒粒大、还能造成粘型；浇注源度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。因此浇注温度应与压力、压铸型温度及充填速度同时考虑。 （六）压铸型的温度铸压型在使用前要预热到一定温度，一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。 在连续生产中，压铸型温度往往升高，尤其是压铸高熔点合金，升高很快。温度过高除使液态金属产生粘型外，铸件冷却缓慢，使晶粒粗大。因此在压铸型温度过高时，应采期冷却措施。通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。 （七）充填、持压和开型时间（1）充填时间 自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止，所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积的大小和复杂程度。对大而简单的铸件，充填时间要相对长 些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。充填时间与内浇口的截面积大小或内浇口的宽度和厚度有密切关系，必须正确确定。 （2）持压和开型时间 从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。 持压后应开型取出铸件。从压射终了到压铸打开的时间，称为开型时间，开型时间应控制准确。开型时间过短，由于合金强度尚低，可能在铸件顶出和自压铸型落下 时引起变形；但开型时间太长，则铸件温度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力亦大。一般开型时间按铸件壁厚1毫米需3秒钟计算，然后经试任调整。 （八）压铸用涂料压铸过程中，为了避免铸件与压铸型焊合，减少铸件顶出的摩擦阻力和避免压铸型过分受热而采用涂料。对涂料的要求： （1）在高温时，具有良好的润滑性； （2）挥发点低，在100150时，稀释剂能很快挥发； （3）对压铸型及压铸件没有腐蚀作用； （4）性能稳定在空气中稀释剂不应挥发过决而变稠； （5）在高温时不会析出有害气体； （6）不会在压铸型腔表面产生积垢。 (九)铸件清理铸件的清理是很繁重的工作，其工作量往往是压铸工作量的1015倍。因此随压铸机生产率的提高，产量的增加，铸件清理工作实现机械化和自动化是非常重要的。 （1）切除浇口及飞边 切除浇口和飞边所用的设备主要是冲床，液压机和摩擦压力机，在大量生产件下，可根据铸件结构和形状设计专用模具，在冲床上一次完成清理任务。 （2）表面清理及抛光 表面清理多采用普通多角滚筒和震动埋入式清理装置。对批量不大的简单小件，可用多角清理滚筒，对表面要求高的装饰品，可用布制或皮革的抛光轮抛光。对大量生产的铸件可采用螺壳式震动清理机。2.零件设计2.1零件分析根据零件图得知，该零件材料：ZL102，最小壁厚：3mm，最大壁厚：4.5mm，铸造公差：IT14，该铸件是：最大直径：24mm，高：3mm的圆台跟直径：16mm，高：22mm的圆台组合在一起的零件且中心有一个直径：7mm，深：15mm的圆柱型腔具体形状如果下图： 图2.11零件三维图形 图2.12零件二维图形2.2初步确定设计方案（1） 此铸件的材料为ZL102，应在适当的温度下流动性较好是浇注，使能充满型腔（2）铸件的精度为IT14级，采用压力铸造的方法能达到此精度。（3）确定压铸工艺及模具制造能力。（4）确定压铸模结构（包括型腔数目，模板的尺寸设计，导柱、导套尽量使用国标能缩短制造周期，以及采用型芯、型腔镶块节约贵重金属）。（5）模具设计是要留收缩率尺寸3.压铸件工艺分析3.1 压铸合金工艺分析 铝合金压铸件具有以下特点：1） 铝合金有良好的压铸导电和导热性能，其密度较小=2.7kg/m,比强度和比刚度高，高温和低温的力学性能好。2） 铝合金熔铸工艺简单，成型及切削性能良好，有较高的力学性能及抗腐蚀性，是代替钢铸件的最具潜力的合金。3） 铝合金表面易形成一层与基体结合牢固的氧化膜，故大部分铝合金在淡水、海水、浓硝酸、硝酸盐、汽油及各种有机物中均有良好的耐腐蚀和抗氧化的化学稳定性及熔点都很高，故在高温工作时仍有良好的抗腐蚀和抗氧化性能。4） 铝有较大的比热容和凝固潜热，大部分的铸铝合金均有较小的结晶温度范围，组织中亦常含有相当数量的共晶体，其线收缩率较小，故具有良好的充填性能、较小的热裂倾向。但铸铝合金仍有相当大的体收缩，易在最后凝固处生成大的集中缩孔。5） 铝合金和铁有很强的亲和力，易粘度，应在冷室压铸机上压铸。3.2 压铸件工艺分析为了从根本上防止压铸件产生缺陷，比以低成本，连续不断地生产高质量的压铸件，必须使压铸件的结构适合于压铸。主要对铸件的壁厚、圆角、筋、出型斜度，孔，螺纹、加工余量、文字、标志、图案等进行分析。对次铸件壁厚均匀适合压铸。铸件本身有斜度且能减少出型时与型壁的摩擦。铸件边缘有孔且与型芯方向一致，所以在铸造时铸出。铸件上有螺纹与型芯方向垂直，不宜在铸造时铸出，且螺纹的铸造模具加工时相当的困难，所以螺纹在铸件铸出后进行加工。3.3 分型面的选择压铸模的动模和定模有一个接合面，这个接合面称为分型面。分型面受到压铸件在模具中的位置、浇注系统设计、压铸件的尺寸精度、嵌件的位置、压铸件的推出和模具的排气等各种因素的影响，因此，在选择分型面时应遵循以下几项基本原则：1） 分型面应选在压铸件外形轮廓尺寸最大的截面处。2） 分型面的选择应使压铸件开模后留在动模。3） 分型面的选择应保证压铸件的尺寸精度和表面质量。4） 分型面的选择应有利于排气。5） 分型面的选择应有利于模具的加工。6） 分型面的选择应尽量防止或减少侧向抽芯。7） 分型面的选择应尽量减小压铸件在分型面的投影面积。8） 分型面的选择应尽量考虑到金属液的流程不宜太长。该压铸件的分型面有以下几种：根据选择分型面的基本原则，选用（a）分型面比较合适。4.排溢系统和浇注系统及冷却系统的设计4.1 浇注系统的设计 浇注系统主要由：直浇道、横浇道、内浇口和余料等组成。4.1.1内浇口的分类与设计4.1.1.1内浇口分为以下几种： 直接浇口 侧浇口 中心浇口 点浇口4.1.1.2内浇口位置的选择 在浇注系统的设计中，内浇口的设计极为重要，在确定内浇口的位置之前，要根据压铸件型腔的基本要求情况和分型面的不同类型，合金的不同种类和收缩变形情况，压铸机设计及压铸件使用性能等因素，充分预计所选内浇口的位置队金属液充填型腔时流动状态的影响分析充填过程中可能出现的死角区和裹气部位，以便布置适当的溢流和排气系统，在选择内浇口的位置时 应遵循一下几项原则：1） 内浇口导入的金属液应首先充填型腔深处难以排气的部位，而不宜立即封住分型面，造成排气不畅。2） 内浇口位置的应使流入型腔的金属液尽量减少曲折和迂回，避免产生过多的涡流，减少包卷气体。3） 内浇口一般设置在压铸件的厚壁处，有利于金属液充满型腔后补缩流的压力传递。4） 内浇口的位置应考虑到减少金属液在型腔中的分流，防止分流的金属液在汇合处造成冷接痕或冷隔现象。5） 内浇口的位置应尽量避免金属液直冲芯型，减少动能损失，防止冲蚀和产生粘膜，尤其应避免冲击细小型芯或螺纹型芯，防止产生弯曲和变形。6） 根据压铸件的技术要求，凡精度要求较高、表面粗糙度值低且不加工的部位，不宜布置内浇口，以防止去除浇口后留下痕迹。7） 内浇口的设置应考虑模具温度场的发布，以便使型腔远端充填良好。8） 在设计内浇口时，还应考虑浇注系统的切除方法。 根据内浇口的选择原则选择侧浇口为该压铸件的内浇口 如果下图：4.1.1.3内浇口的尺寸计算（1） 内浇口截面积的计算： AgUg=A1V1=V/ 式中：Ag内浇口的横截面积， Ug内浇口处金属液充填型腔的充填速度，m/s A1压室横截面积， V1压室内金属液的流动速度，m/s V型腔和溢流槽的体积，m3 充填时间，s不同壁厚的压铸件，其内浇口出金属液充填时间和充填速度的经验数据刻参考下表：推荐的充填时间和充填速度（此表摘抄于压铸成型工艺玉模具设计）压铸件的平均壁厚, /mm充填时间 /s充填速度Vg/（m/s）10.0100.01446551.50.0140.020445320.0180.02642502.50.0220.032404830.0280.04038463.50.0340.050364440.0400.060344250.0480.0723240则可选=0.050s，Vg=40m/s 溢流槽内金属液的质量约占零件质量的30%所以V3.141223+3.14827+3.1415(82-3.52)(1+0.3) 6760.8125mm3所以Ag6.7610-6/0.05403.3810-6m23.38mm2由于该压铸件较小所以 先定为一模6件所以内浇口的总结面积A总Ag620.28mm2（2）内浇口的尺寸计算：内浇口的深度见下表（此表摘抄于压铸成型工艺玉模具设计）铸件壁厚，/mm0.61.51.53366合金种数复杂件简单见复杂件简单见复杂件简单见复杂件简单见内浇口深度/mm铅、锡合金0.40.80.41.00.61.20.81.51.02.01.52.02040锌合金0.40.80.41.00.61.20.81.51.02.01.52.02040铝、镁合金0.61.00.61.20.81.51.01.81.52.51.83.04060铜合金0.81.21.01.81.02.01.83.02.04.04060根据上表可以查得，内浇口深度取，2.0mm Ag（D+d）h1/2 则 可取h2mm，d1.38mm，D2mm4.1.2 横浇道的设计 横浇道是金属液从直浇道末端向内浇口之间的一段通道，其作用是将金属液引入内浇口，同时当压铸件冷却时用来补缩合传递静压力。4.1.2.1 横浇道的设计横浇道主要的设计要点如下：1） 横浇道的横截面积从直浇道的末端到内浇口止，应逐渐缩小，否则横浇道中出现横截面积扩大使流过该处的金属液出现负压，由此必然会吸收分型面上的空气，并增加金属液流动过程中的涡流。2） 多型腔压铸模的一次横浇道截面积应大于二次横浇道的截面积之和。3） 横浇道截面积在任何情况下均应大于内浇口的截面积。4） 为了减少金属流动阻力，达到均衡流速，横浇道不宜突然收缩与扩张。5） 为了改善模具的热平衡条件，根据工艺需要可以设置盲浇道，同时盲浇道兼有容纳冷金属和气体的作用。4.1.2.2横浇道的结构形势横浇道的结构有以下几种： 因为该压铸件设计为一摸多件，所以选择（e）式作为该压铸件的横浇道。4.1.2.3横浇道的截面积形状与尺寸 横浇道的截面积形状根据压铸件的结构特点而定，一般以扁梯形为主，特殊情况下才用双扁梯形、长梯形、窄梯形、圆形或半圆形。根据该压铸件的结构，这里选择扁梯形横浇道截面积。其计算如下： Ar（34）Ag（33.3843.38）10.14mm213.52mm2，横浇道截面积如图所示：因为该压铸件为铝合金压铸件所以hb/3所以取 b5mm，h3mm4.1.3直浇道的设计 直浇道是传递压力的首要部位，由于该压铸件的材料是铝合金 所以才用冷室压铸机，而选择的内浇口为侧浇口，所以选用 压室偏置时的直浇道。 卧室冷室压铸机用直浇道 根据零件所需的金属液质量等相关计算 确定D为20mm。4.2 排溢系统的设计排溢系统是排气系统和溢流系统的总称。4.2.1 溢流槽的设计4.2.1.1溢流槽的作用1） 容纳最先进入型腔的冷污金属液和混入其中的气体与氧化夹杂，防止压铸件产生冷隔、气孔和夹渣。2） 在选定浇注系统的情况下，溢流槽的设置可与浇注系统一起，共同起到控制金属液流动状态的作用，防止局部产生涡流，造成有利于避免压铸件缺陷的充填。有时也用来转移缩孔、缩松、涡流包气和产生冷接痕的部位。3） 调节模具的温度分布，改善模具的热平衡状态，尤其对薄壁或充填较长的压铸件，可以减少压铸件表面流痕、冷隔和充填不足的现象。4） 在某些情况下，溢流槽可作为压铸件脱模时推杆推出的位置，防止压铸件变形及避免压铸件表面留有推杆的痕迹。5） 在压铸件对动、定模部分的包紧力接近相等时，为了防止压铸件留在定模，此时可在动模上设置溢流槽，增大压铸件对动模的包紧力，使分型时压铸件确保留于动模，便于推出机构推出脱模。4.2.1.2 溢流槽位置的选择 溢流槽位置的选择应遵循以下一些原则：1） 溢流槽应开设在金属液最先冲击的部位，排除金属液流前头的气体和冷污金属液，稳定流态状态，减少涡流。2） 溢流槽应开设在两股金属液流会合的地方，清除集中于该处的气体、冷污金属液和涂料残渣等。3） 溢流槽应开设在内浇口两侧或金属液不能顺利充填的死角区域，起到引流充填的作用。4） 溢流槽应开设在压铸件局部壁厚的地方，并且增大其容量和溢流口的厚度，以便将气体、夹渣和缩松转移到该处，改善压铸件壁厚处的质量。5） 溢流槽应开设在金属液最晚充填的地方，以改善模具的热平衡状态和充填排气条件。6） 溢流槽应开设在防止压铸件的变形。4.2.1.3 溢流槽的形状与尺寸的确定 根据选择原则 该压铸件的溢流槽开设在分型面上，其基本形式如图： 选择(a) ，其尺寸如下 对于铝、镁合金 查相关资料可得：t取0.50.8，R取1mm4.2.2 排气槽的形式1） 分型面上开设的排气槽。2） 推杆与模具的配合间隙排气。3） 利用固定型芯的前端配合间隙排气。4） 利用型芯的固定部分制出排气沟槽排气。5） 深型腔处利用镶入的排气塞排气。4.2.2.2排气槽的截面积与尺寸的确定 排气槽的截面积对于常用的锌、铝合金，在内浇口出充填速度、充填时间、压射比压机模具温度等有关工艺参数选定的情况下，可以认为：a.排除气体的流速与气体压力、气体热状态的性质、气体的密度以及气体在型腔内的比容等有关。b.气体通过排气槽逸出遵循连续流动原理。c.排气时间近似等于金属液充填时间。d.排出的气体包括型腔内、浇注系统内及压室内流入金属液后尚未充满的部分。e.认为空气密度在温度90315之间不变。f.假定充填型腔过程中型腔内流动气体的温度等于模具型腔温度。g.考虑在型腔充填过程中排气槽的开放度会影响排气。根据上述要求通过推导、排气槽面积的计算公式： A2.2410-3V/k 式中：A排气槽总的截面积mm2 V型腔、浇注系统、溢流槽及压室注入金属液后尚未充满部分的容积之和cm3 排气时间，即等于充填时间s k 排气槽开放度，金属液充填分型面上的型腔时容易先堵塞排气槽，k取0.10.3。取k0.2压铸件的平均壁厚与充填时间的推荐表（此表摘抄于压铸成型工艺玉模具设计）铸件平均厚度/mm充填时间/s铸件平均厚度/mm充填时间/s10.0100.01450.0480.0721.50.0140.02060.0550.06420.0180.02670.0660.1002.50.0220.03280.0760.11630.0280.04090.0880.1383.50.0340.050100.1000.16040.0400.060 取0.050 A2.2410-3（6760+2028）6+4021510-3/（0.0500.2）25.32mm24.3冷却系统的设计4.3.1压铸模的冷却方法 压铸模的冷却方法主要有：风冷和水冷两种。4.3.1.1风冷： 风冷冷却的锋利通常来自鼓风机或压缩空气。冷却的方法式奖压缩空气对准压铸模动模和定模的成型部分进行反复喷吹，以使模具热量尽快散发到空气中，从而降低模具温度。 风冷得优点是压缩空气能将模具内涂刷的涂料吹匀并加速驱散涂料所挥发出的气体，减少压铸件因涂料挥发出的其他所造成的气孔。 风冷的缺点是冷却速度较慢，通常才用人工方法进行，不能实现自动化，生产效率低，仅适用于低熔点合金和成型中小型薄壁压铸件等散热量较小的模具。4.3.1.2水冷水冷是指在模具内开始冷却水的通道，将冷却水循环通入成型镶块或型芯内从而实现冷却。水冷速度比风冷速度快的很多，因此能有效提高生产效率，所以模具一般才用水冷方法。4.3.2冷却通道的布置 在冷却水通道时应注意以下几点： 1）冷却水道要求布置在型腔内温度最高、热量比较集中的区域，流到要通畅，无堵塞现象。2）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等，水道壁离型腔表面距离一般取1215mm。3）冷却水道孔的直径一般取816mm，视压铸件大小和壁厚而定。4）为了使模温尽量均匀，设计冷却水道时，应考虑使水道出、入口德温差尽量小。5）冷却水道通过两块或多块模板或零件时，要求采取密封的措施，防止泄漏。6）水管接头应尽可能设置在模具的下方或操作者的对面一侧，其外径尺寸应统一，以便接装输水的橡皮胶管。 根据该压铸件的特点 设计冷却通道的直径为8mm，其分布 如下图： 5.压铸模结构设计5.1压铸机的选择压铸机的选择原则：1） 首先对压铸产品零件进行工艺分析，根据压铸件的合金种类、结构、尺寸和技术要求选用压铸机的类型，铝、铜等熔点较高的合金选用冷压室压铸机。2） 选择压铸机的技术参数应满足压铸件生产的要求，同时其精度、性能等必须符合相关标准的规定。3） 在满足生产需要的前提下尽量减少压铸件的品种与规格，生产的组织与管理和设备的维护保养。4） 压铸自动伦可以提高压铸件质量，降低生产成本和改善劳动条件，是压铸生产的发展方向，但必须根据具体情况进行全面分析论证，以便取得最佳技术经济效果。5.1.1锁模力的计算 F锁k(F主+F分) 式中：F锁压铸机应有的锁模力（KN） k安全系数（一般取k11.3） 取k1 F主主胀型力（KN） F分分胀型力（KN） 主胀型力计算公式： F主10A 式中：F主主胀型力（KN） 压射比压（MPa） A铸件在分型面上的投影面积（cm2），一般多加30%作为浇注系统与溢流系统的面积。 压射比压推荐值（此表摘抄与压铸模设计应用实例）压铸合金类型锌合金铝合金镁合金铜合金一般件1320305030504050承载件2030508050805080耐气密性件或大平面薄壁件2540801208010060100电镀件2030根据上表 选取40MPa A122（1+0.3） 587.808mm25.88cm2 F主105.88402352KN 由于该压铸件结构简单，所以不需要侧抽芯，故F分0 F锁kF主2352KN5.1.2压铸机压室容量的确定 V1+V2+V3（70%80%）V 式中：V压铸机的压室和浇口套的容量之和cm3 V1压铸件的体积 cm3 V2浇注系统及溢流槽的容积 cm3 V3分料部分所需容积 cm3 则 V16.768 cm3 V2+V3大约占V1的30% 所以 V1（1+30%）（70%80%）V V87.88100.43 cm3 根据相关数据得出 选择压铸机J1125D型卧室冷室压铸机，选择压室直接为60mmJ1128G型卧室冷室压铸机相关数据如下：锁模力/KN2500顶出力/KN120压室压射力/KN125280顶出行程/mm100压室直径/mm50，60，75系统工作压力/MPa14压室位置/mm0，80，160空循环周期/s8压铸模厚度/mm250650机器净重量/t11拉杆內间距离/（mmmm）520520一次金属浇入量/kg3.2（Al）动模板行程/mm外形尺寸/（长/mm宽/mm高/mm）640018002340压室法兰直径/mm120压室法兰凸出高度/mm155.1.3 确定压射比压 Fy/A4Fy/（D2） 式中：压射比压.MPa Fy压射力.N A压室面积.mm2 D压室直径.mm 所以： 28.31142.68MPa 所以： 40MPa符号条件5.1.4压铸件收缩率偏差的影响 k（Lm-Lz）/Lz100% 式中：k计算收缩率 Lm计算的模具成型零件的尺寸 Lz计算的压铸件的公称尺寸压铸件收缩率推荐表如果下表合金种类阻碍收缩混合收缩自由收缩铅锡合金0.20.30.30.40.40.5锌合金0.30.50.50.70.70.9铝硅合金0.30.40.40.60.60.8铝硅铜合金、铝镁合金、镁合金0.40.60.60.80.81.05.2型腔和型芯尺寸的设计 型腔即凹模，型芯即凸模。 凹凸模的基本结构形式有：整体式、整体镶入式、组合镶拼式等。 整体式凹凸模是指直接在整块模板上分别加工出凹、凸形状的结构形式； 整体镶入式结构是指构成模腔的凹模和凸模分别在单一的镶块上制造出来，然后镶入定模或动模套板中的形式； 组合镶拼式是由两块或两块以上的镶件组合起来然后镶入模具套板内加以固定的形式。由于该压铸件结构关系所以采用：组合镶拼式型腔尺寸计算：Y+a（Y0+kY0-n）+a型芯尺寸计算：Y-a（Y0+kY0+n）-a 式中：Y0铸件的公称尺寸 n补偿和磨损系数，取n=0.7 铸件偏差 a模具成型部分的制选偏差5.3镶块、型芯、模板的设计5.3.1镶块的尺寸确定 由于压铸模对镶块的抗载荷力要求很大，所以材料的硬度要求要高 采用铍青铜材料作为该压铸模的镶块材料。热处理：HRC43485.3.2型芯的设计 材料：3Gr2W8V，热处理HRC43485.3.3动定模的设计5.3.3.1动模的设计 动模是压铸模的另一个重要组成部分,动模是和定模形成压铸模成型部分的另一个整体，它一般固定在压铸机中板上，随中板作并合运动，与定模分开合拢。一般抽芯机构和顶出机构大多在这个部分。模板设计是要合理，能使模具制造出来安装在所选的压铸机上。并且要满足： H行程H1+H2+b+a 式中：H行程压铸机开模行程; H1动模零件高度; H2定模零件高度; b铸件浇道总厚度 a取件时铸件与动、定模之间的最小距离。 为了节约成本且在没有对压铸件的设计带来影响的前提下，这里采用标准模架1)套板尺寸： 套板的壁厚根据镶块的尺寸来确定，取动模套板的壁厚为50mm2）动模支撑板厚：选择35mm3）推杆固定板的尺寸：长为166mm，厚为12mm4） 模板的设计（1） 动模板主视图：俯视图：（2） 定模板 定模是压铸模的主要组成部分,定模和压铸机的压射部分相连，并固定在压机压射部分和浇注系统相通，是压铸件型腔的重要组成部分。 其尺寸如果下图：主视图：俯视图：5.4滑块的设计 由于该压铸件结构简单，所以不需要设计滑块。5.5斜销的设计 作用:在开模过程中,强制滑块运动,抽出芯型。有内抽芯和外抽芯两种，其断面形多采用扁圆形，防止抽芯时拉伤滑块，据模具结构不同有延时抽芯。由于该压铸件结构简单，所以不需要斜销。5.6垫块的设计标准模架 垫块尺寸如下图：主视图：俯视图：5.7导柱、导套的设计作用：起导向作用,保证动、定模在安装和合模时的正确位置,导柱和导套应有足够的刚性和耐磨性,要求配合间隙合理，模具较大时应开设储油槽，防止冷焊。材料：T10A热处理：HRC5055.导柱、导套其基本尺寸如下图：5.8浇口套的设计作用：浇口套构成直浇道，保证压射冲头动作顺畅，确保金属液压力传递和填充平稳，浇口套的直径据铸件所需比压和铸件的重量选定。要求内側面表面光度高对于冷室压铸机模具的制作精度求更高，影响锤头寿命。浇口套的材料用3Gr2W8V，经淬火后硬度4550HRC。其结构形式及尺寸如图：5.9推出机构、复位机构的设计推出机构主要由推出元件、复位元件、限位元件、导向元件及结构元件等组成。5.9.1推出机构的分类按基本传动形式分类：机动推出、液压推出及手动推出。按推出元件的类别分类：推杆推出、推管推出、推件板推出。按模具结构特征分类：简单推出机构和复杂推出机构。5.9.2脱模斜度的确定为了方便脱模，一般取2105.9.3脱模力的估算压铸件脱模时，其脱模力可按下式估算 FtKpA 式中：Ft压铸件脱模所需的脱模力，N p挤压力，对于铝合金，一般取（1012）106Pa A压铸件抱紧型芯的侧面积，m2 K安全系数，一般取1.2左右。 Ft101061.2（1620+255+157）10-6 20734.51N20.735KN5.9.4推出机构的设计当压铸件的形状式圆筒形或压铸件上有较深的带孔凸台时，可以才用推管推出机构。该压铸件的形状正是圆筒形，所以这里采用 推管推出机构。推管推出机构尺寸：材料选用：3Cr2W8V 热处理：4250HRC5.9.5推出机构的复位为了使推出机构能回复到原来的位置，通常采用将复位杆安装在固定板上，利用合模动作来完成复位。材料：3Cr2W8V 热处理：4250HRC5.10模具装配图设计1.动模座板，2.螺钉M12，3.复位杆，4.推板，5.型芯，6.推管，7.螺钉M8，8.推管固定板，9.垫块，10.导柱，11.支撑板，12.动模板，13.导套，14.定模板，15.定模座板，16.冷却通道，17.压铸件毛胚，18.嵌件，19.浇口套，20.压室，21.螺钉M8。5.11压铸模的技术要求1模具的外形尺寸315200230；2选用的机器型号J1125D型卧式冷室压铸机；3选用的压室直径为60。4要求个活动部位灵活可靠，无卡死现象；5浇注系统试模后修至填充良好；6.压铸机校核6.1压室容量的核算压铸机初步选定后，压射比压和压室的尺寸也相应得到初定，现在需核算其容量能否满足每次金属浇注量得要求，即： G室G浇 式中：G室压室容量（kg）； G浇每次浇注重量（kg），应为铸件重量、浇注系统重量、溢流排气系统重量之和： G浇(V1+V2) 式中：V1压铸件件的总体积，cm3 V2浇注系统及排溢系统的总体积cm3 铝合金的密度，=2.7g/cm G浇（5200.6256+14082.1075）10-32.7122.27g G室602/44010-32.7305.208g 所以符合条件。6.2模具厚度的计算 由于选择的事标准模架，所以模具厚度25+25+25+35+25+6325+160+160+35+25+100171505mm所设计的模具厚度为230mm符合条件。6.3动模行程的核算 动模座板行程实际上就是压铸机开模后，模具分型面之间的最大距离。设计模具时，根据铸件形状、浇注系统和模具结构核算是否能满足取出巨剑的要求，见公式 L行L取L1+L件+k 式中：L行动模板行程,mm。 L取开模后分型面之间能取出铸件的最小距离,mm。 L1最小推出距离，mm. L件铸件高度（包括浇注系统）,mm。 k安全值（取10）。 L取25+40+1075mm因为J1125D型号卧式压铸机动模行程没有固定，所以该设计的动模行程符合条件。7.压铸工艺流程8.结论 本设计完成了薄壁壳体压铸工艺与压铸型设计，所设计的模具结构合理，布局紧凑，在本次设计中，解决了该压铸件浇注系统如何开设，如何保证充填过程中充填阻力最小，排气条件最好；模具结构如何满足该薄壁压铸件结构的需要；压铸工艺又如何适应该薄壁压铸件工艺等要求。模具工作安全可靠，维修、清理方便，充填、排气情况良好，脱模顺畅。用该模具生产的压铸件组织致密，尺寸精度和形位精度符合设计标准，满足使用要求。对于实际生产有重要意义。9.谢辞 经过一个月的查资料、整理材料、模具设计、写说明书，今天终于可以顺利的完成设计。想了很久，要写下这一段谢辞，表示可以进行毕业答辩了，自己想想求学期间的点点滴历历涌上心头，时光匆匆飞逝，两年多的努力与付出，随着毕业设计的完成，终于让学生在大学的生活，得以划下了完美的句号。 设计得以完成，要感谢太多的人，首先要感谢罗老师，因为设计是在罗老师的悉心指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。本设计从选题到完成，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了罗老师大量的心血。 在此，谨向罗老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。 另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的各位老师，我在这里表示由衷的感谢。最后还要感谢我的父母、同学，谢谢给我的帮助和支持。 谢谢！10.参考文献1屈华昌.压铸成型工艺与模具设计M.高等教育出版社.2012.2模具使用技术丛书编委会.压铸模设计应用实例M.机械工业出版社.2005.3张银郎压铸模技术的探讨J铸造，20084袁华我国压力铸造面临的机遇与挑战J铸造设备研究，20035罗蓬，胡侨丹，杨屹压力铸造工艺及模具技术的设计理论方法研究J铸造技术，2004，25(1)：55576黄汉云，唐春林设计铝合金压铸模具浇注系统类型的原则J特种铸造及有色合金，2006，26(8)：500-5017黄恢元铸造手册M北京：机械工业出版社，20038金蕴琳，许宝成最新实用压铸技术M，19939袁华提高压力铸造产品合格率的途径J重庆工商大学学报(自然科学版)，2004，21(1)：72-7410吴光峰铸造工艺装备设计手册M北京:机械工业出版社，198911杨裕国压铸工艺与模具设计M北京：机械工业出版社，199712范建蓓，压铸模与其他模具M.机械工业出版社，2006.袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀