压铸模设计说明书

1、 学校代码：_ _ 学 号：_Hefei University本科毕业设计（论文）BACHELOR DISSERTATION 论文题目： 筒壳压铸模三维CAD设计及CAE仿真成型 学科专业：_材料成型及控制工程(模具方向)作者姓名：_ 汪国强_ _ 导师姓名：_ 赵茂俞、王勇_ _ 完成时间：_ 2011年6月8日_ 筒壳压铸模CAD设计及CAE仿真成型中文摘要压铸是压力铸造的简称，其实质是在高压作用下，是液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。本设计进行了一次筒壳的压铸模设计，对零件结构进行了工艺分析。通过对不同的压铸工艺方案分析,以及浇注系统、充填

2、速度、温度、压力等工艺参数设置，进行压铸模结构设计分析；通过Pre/E三维软件，对多筒壳零件进行三维造型，解决模具的结构设计，确定模具分型面。在此基础上，应用压铸CAE仿真筒壳充填、凝固过程，优化压铸模具结构设计。然后绘制模具装配图、零件工程图，同时校核模具关键零件的强度。进一步，编制型腔和型芯制造工艺卡片，最终表明该模具结构合理，制造工艺良好，工作可靠。关键词：压铸模；浇注系统；分型面；Pre/E；CAEShell of die-casting mold CAD design and CAE simulation formingABSTRACTDie casting is an improv

3、ed version of permanent mold casting. In die casting, the molten metal is forced into the mold or die under pressure. In this theise, the structure process of Shell of die-casting were analyzed. The structure of pressure die-casting mould was designed through the analysis of various process planning

4、 and the calculations of technological parameters of filling system, speed, temperature, pressure, etc. By using 3D Pre/E software, the die-casting model and the mould structure had been drawed when mould surface was designed. On the basis, the design of die-casting mould structure was optimized thr

5、ough the application of CAE simulating the presssure filling and solidification course. Then, the mould assembly, parts were drawed and the intensity of the key parts was checked. Furthermore, the formulation of cavity and core manufacture process card was made. Finally, the result demonstrates that

6、 the die-casting mould is optimizational structure, the manufacturing process is reasonable and the action is reliable.Keywords: Die-casting mould；Feed system；Mould surface；Pro/E；CAE目录第一章 前言11.1 问题的提出11.1.1零件的生产要求11.1.2压铸的特点及应用范围11.1.3筒壳生产工艺的选择21.2国内外研究的现状21.3设计的内容和目标41.3.1本课题的主要内容、重点解决的问题,完成任务可能思路和

7、方案。41.3.2设计的目标7第二章 筒壳压铸件设计的工艺分析82.1 压铸铝合金的化学成分和力学性能82.2 压铸件的尺寸精度82.3 压铸件的形位公差92.4 壁厚92.5 铸件外侧边缘的最小壁厚102.6 铸造圆角半径102.7 脱模斜度102.8 压铸件的表面质量102.9 加工余量11第三章 金属压铸工艺123.1 压射比压123.2 内浇口速度123.3 填充时间133.4 金属液浇注温度133.5 模具温度133.6 成型收缩率143.7 液态铝合金的密度153.8 压铸用涂料153.9 压铸件的清理、浸渗、后处理和表面处理16第四章 铸件基本参数的计算与压铸机的选用184.1

8、压铸机的种类和特点184.2 确定型腔数目及布置形式194.3 压铸机锁模力的确定194.4 确定压实压力204.5胀型力的计算204.6 核定投影面积214.7 压室实际容量的核算214.8初步选定压铸机22第五章 分型面的设计235.1分型面的位置选择23第六章 浇注系统和溢流、排气系统的设计256.1 浇注系统的结构256.1.1浇注系统种类的选择256.1.2 内浇口的设计266.2 溢流槽的设计316.3 排气槽的设计326.4预测可能出现的压铸缺陷及处理方法32第七章 模架与成形零件的设计357.1 模架的设计357.2 成形零件的结构设计367.2.1成型零件的主要尺寸计算367

9、.2.2 成型零件Pro/E三维设计过程407.3 加热与冷却系统的设计517.3.1 加热与冷却系统的作用517.3.2 加热系统的设计517.3.3 冷却系统的设计527.4 推出机构的设计537.5复位机构的设计54第八章 模具的总体结构558.1 压铸模的技术要求558.2 压铸模外形和安装部位的技术要求55第九章 校核模具与压铸机的有关尺寸579.1 锁模力的校核579.2 铸件最大投影面积校核579.3 压室容量校核589.4 模具厚度的校核589.5 压实压力的校核589.6 开模行程的校核58第十章 压铸CAE数值模拟分析5910.1概述5910.2 模拟分析过程5910.3

10、结果分析64第十一章 结论67参考文献70插图清单71表清单72致 谢73附 录74第一章 前言1.1 问题的提出1.1.1零件的生产要求铝合金筒壳为机械中用的一般件，对筒壳零件的生产过程要求较高。对筒壳零件的要求主要有以下几方面：（1）组织致密，具有较高的强度和硬度；（2）尺寸精度高，表面粗糙度值低；（3）形状规则，轮廓清晰。1.1.2压铸的特点及应用范围压铸是压力铸造的简称，其实质是在高压作用下，是液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。与其他铸造方法相比压铸有其自身的特点：优点：（1）压铸件的尺寸精度高，表面粗糙度值低 （2）材料利用率高 （3）

11、可以制造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件 （4）在压铸件上可以直接嵌铸其他材料的零件，以节省贵重材料和加工工时，这样既满足了使用要求，扩大产品用途，又减少了装配工作量，使制造工艺简化。 （5）压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度 (6)生产率极高 缺点：（1）压铸件常有气孔及氧化夹杂物存在 （2）不适合小批量生产 （3）压铸件尺寸受到限制 （4）压铸合金种类受到限制压铸是近代金属加工工艺中发展较快的一种高效率、少或无切削的金属成形精密铸造方法。由于上述压铸的优点，这种工艺方法已广泛地应用在国民经济的各行各业中。压铸件除用于汽车和摩托车、仪表、工业电器外，还广泛应用于家用电器、农机、无线电

12、、通信、机床、运输、造船、照相机、钟表、计算机、纺织器械等行业。其中汽车和摩托车制造业是最主要的应用领域，汽车约占70%，摩托车约占10%。目前生产的一些压铸零件最小的只有几克，最大的铝合金铸件质量达50kg，最大的直径可达2m 。目前，用压铸方法可以生产铝、锌、镁和铜等合金。1.1.3筒壳生产工艺的选择铝合金筒壳采用压铸工艺成型,不仅可以达到其组织结构，尺寸精度等各方面的要求，而且可以批量生产，对于筒壳这种使用率较高的零件较为适用。1.2国内外研究的现状模具CAD/CAE是一种新兴的综合性计算机应用技术。它以计算机作为主要技术手段，处理各种图形信息与数字信息，辅助完成产品设计和分析模拟。实践

13、证明模具CAD/CAE技术是当代最合理的模具生产技术，是改造传统模具设计的生产的关键技术，是一项高科技、高效率的系统工程，是模具发展的里程碑。随着压铸件的应用范围日益扩大，压铸模的设计和制造任务也日益繁重，由于压铸模的设计的复杂性，使其不仅设计周期长，而且对设计人员的要求高，因而对设计人员的培养时间也长。这些都有碍于产品的更新换代，有碍于企业的竞争力的提高。压铸模CAD/CAE技术就是为了适应这种形式而发展起来的。在国外发达国家，模具CAD/CAE系统的发展已经有20多年的历史，已经形成商业化程度高，可靠性强，功能多样化，集成性高的系统。压铸模具CAD/CAE技术已经得到广泛的应用，不仅缩短了

14、压铸模具设计教育制造的周期，优化了设计，提高了压铸模的质量，延长了压铸模的使用寿命，降低了生产成本，提高了产品的竞争力，而且促进了设计标准化、数据库化。在我国，压铸模CAD/CAE技术起步晚，只有10年多的历史，但由于借鉴其他模具CAD/CAE的经验，发展速度也相当快经历了有低级到高级、有研究到应用的过程。不过，建成的系统不全，迄今为止，还没建成一个完善的系统。只有通过系统与软件的引进，花费大量资金来实现，但在一定程度上促进我国的模具CAD/CAE技术的发展。目前发展起来的压铸模CAD开发方法主要有两种：一种是基于通用CAD软件平台进行开发，如Pro/E、UG等；另一种是根据在Windows环

15、境下可视化编程语言编写CAD核心程序，核心程序以外的部件有其他专业CAD软件开发，如对于图形处理功能，可采用UG、ProE、AutoCAD、Solidworks等软件来实现。当前的压铸模CAD研究方向主要包括三个：一是基于三维几何造型设计系统的专业模块开发研究，进行基于参数化特征的精确实体造型；二是基于工艺数据交换和接口技术的开发研究，以实现产品数据的描述、共享、集成以及存档等；三是基于软件系统实现的压铸工艺与模具现代设计理论方法的开发研究。其中，在第三个方向上的研究力度尤其显得薄弱。这方面的具体研究内容主要包括：面向对象设计技术；并行设计技术；智能设计技术；结合数值模拟分析的评价知识系统设计

16、技术。压铸模三维CAD设计及CAE仿真成型是用数字化设计与理论计算结合起来，可以大大缩短产品研发周期、模具设计周期，提高产品设计及模具设计的准确性、产品成型质量，降低产品研发、模具设计成本。在设计过程中制定了合理的工艺方案，满足了大批量生产要求。压铸模CAD/CAE技术的发展趋势：（1） 面向压铸件的建模技术；（2） 压铸工艺并行设计系统模型；（3） ES技术与CAD技术结合；（4） 基于BP神经网络的压铸工艺参数设计；（5） 模糊集合理论在压铸工艺中的应用；（6） 结合数值模拟分析的评价知识系统；（7） 网络化或协同化；采用压铸模CAD的三维设计及模具成型零件设计，借助于CAE技术可实现对连

17、续多周期生产全过程模拟分析，便未知因素为可知因素，并分析易变因素的影响，实现对压铸过程的金属液体充型凝固模拟、压铸模温度场模拟、压铸模应力场模拟，评价模具冷却工艺和判断模温平衡状态，评价可能出现的缺陷类型、位置和程度，设计合理的铸件、铸型结构及浇铸系统，选择恰当的压住工艺参数，然后围绕此方案进行模具的力学分析和结构设计，保证其合理的力学结构。这种具有过程和质量前瞻性的科学的设计方法，不仅节省了模具开发制造的费用和周期，同时也有力的保证了模具及其所实现的铸造工艺质量1.3设计的内容和目标1.3.1本课题的主要内容、重点解决的问题,完成任务可能思路和方案。1.3.1.1毕业设计（论文）主要内容1.

18、 英文资料翻译一份（不少于5000汉字）。2. 压铸件测绘、三维建模、压铸件结构工艺分析。按照充填理论以及经验公式对压铸件零件的成形工艺性进行分析，校核其尺寸的合理性。筒壳零件的二维、三维结构图如图1-2，所示图1-2。图1- 1筒壳压铸零件二维结构图1-2筒壳压铸零件三维结构3. 对浇注系统的选择与计算、压铸机型号的选择。根据压铸件的形状及精度要求，设计浇注系统的尺寸，尤其是内浇道尺寸的选择；根据浇注系统以及压铸件选择压铸机型号。4. 对加热以及冷却系统的设计根据压铸件及浇道系统的数量、布置形式，计算加热功率以及冷却水道的尺寸、数量。5. 选择合理的模具结构,绘制装配图。根据模具结构的选择和

19、绘制，应该以生产批量的大小、零件的复杂程度、精度以及使用要求等方面综合考虑，绘制压铸模三维装配图，对主要的零件（型腔、型芯）强度校核。6. 绘制压铸模二维装配图以及型腔、型芯等工程图的绘制。7. 对主要模具工作零件（型腔、型芯）进行制造工艺编制（包括数控加工程序）。8. 进行初步数值模拟仿真成型，优化模具结构。1.3.1.2重点需要研究的问题：（1）通过依据液态金属充填理论，通过研究开关盒盖压铸件的充填、凝固顺序，设计合理的压铸工艺。（2）CAD设计该件的压铸模具，优化设计模具结构。（3）对主要的零件（型腔、型芯）等强度校核，完成绘制装配图和零件工程图。（4）对主要模具工作零件（型腔、型芯）等

20、进行制造工艺编制（包括数控加工程序）。（5）进行初步数值模拟成型。（6）对大学阶段的知识进行总结和应用，培养创新能力1.3.1.3完成任务可能思路和方案：由于筒壳压铸件结构较复杂，尺寸精度要求较高，筒壳的零件材料为YL112，内部质量要求严格特点，成型时要保证压铸件的质量，克服成型缺陷，因此对压铸件的成型工艺选择要求科学、合理，压铸模结构具有良好的工艺性。为提高生产效率且保证零件质量，预采用一模两腔，对称分布在浇注系统两侧成型。零件内部有侧凹，为使铸件能够脱开型芯，完成脱模，以便取出铸件，型芯部分必须采用内部侧抽芯结构，且随着开模过程的进行，内部侧抽芯部分可以向内运动。型芯做成中空结构。侧抽芯

21、的运动可以通过多种方法来实现，譬如：采用斜导柱、曲柄连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条机构、液压或气动系统、弯销结构等。分型面的选择也有多种方案：方案一，分型面取在铸件两端端面，则型腔部分需要采用哈夫块形式，铸件外表面会有毛刺，铸件在拼接处的质量差；外表面的粗糙度大，且打磨困难，增加了精加工工序。方案二，分型面取在零件的对称面上，则需要两侧侧抽芯，抽芯距大，模具体积增大，模具较复杂，且不易取件。方案三，分型面取在零件最大圆周截面上，则零件型腔有小部分在定模上，影响零件的上下型腔成型部分的同心度，但可以通过采用动定模上的型腔同时加工，采用附加导柱定位合模精度的方法消除同轴度误差问题。综合考虑，分型面的

22、选择采用方案三较为合理。1.3.2设计的目标由于筒壳压铸件结构较复杂，尺寸精度要求较高筒机壳的零件材料为YL112，表面质量和内部质量要求严格等特点，成型时要保证压铸件的质量，克服成型缺陷，因此对压铸件的成型工艺选择要求科学、合理，压铸模结构具有良好的工艺性。利用三维设计软件设计模具的装配结构，通过液态金属充填理论和数值仿真模拟合理设计浇注系统和优化设计参量。通过本毕业设计，掌握压铸原理及模具结构，掌握压铸模设计的步骤，模具制造工艺的编制能力，具有较强的从事压铸工艺及模具技术工作的能力，组织模具生产管理的能力。第二章 筒壳压铸件设计的工艺分析2.1 压铸铝合金的化学成分和力学性能压铸铝合金是目

23、前应用最广泛的压铸材料，而大多使用高硅铝合金。因为它们允许有相当数量的杂质，可以用旧铝作回收利用，提高原材料的利用率。压铸铝合金的主要特点有： 密度较小，比强度高。 在高温和常温下都具有良好的力学性能，尤其时冲击韧性好。 有较好的导电性和导热性。机械切削性能也很好。 耐腐蚀性能好。 具有良好的压铸性能，较好的表面粗糙度以及较小的热裂性。但是，铝合金的体积收缩率较大，在压铸件冷却凝固时易在最后凝固处形成较大的集中缩孔。同时铝合金对模具具有较强的黏附性，在脱出压铸件时，会产生黏附现象3。压铸铝合金的化学成分和力学性能：见表2-1。表2- 1压铸铝合金的化学成分和力学性能（摘自GBT15115-19

24、94）合金牌号合金代号化学成分（质量分数）（%）力学性能（不低于）SiCuMnMgFeNiTiZnPbSnAl(%)硬度HBSYZAlSi12YL1127.59.53.04.00.50.31.20.30.10.1其余2401852.2 压铸件的尺寸精度1.影响压铸件的精度的主要因素压铸件的空间轮廓尺寸基本尺寸模具结构对该尺寸的影响，主要取决于分型面或活动成形的锁紧状况及脱模斜度合金种类设计模具选用收缩率与该尺寸实际表现收缩率的差值压铸工艺参数的变动，主要是模温和脱模时的铸件温度模具直至达到工作寿命，制造维修对其精度的保证压铸机合模系统的结构精度和刚性2. 根据要求，零件配合部位高精尺寸选取IT

25、11，外部严格的尺寸采用IT12。型腔尺寸有：80、82.5、18、4、R6、41、12、5、3。型芯尺寸有：78、75、15、7、6、4、8。2.3 压铸件的形位公差（1）压铸件的平行度公差：见表2-2。 表2- 2 压铸件的平行度公差 (单位：mm)基本尺寸两个半型内的公差250.15631600.2（2）压铸件的同轴度公差：见表2-3。 表2- 3压铸件的同轴度公差 (单位：mm)名义尺寸同一半型内的公差约180.118500.15501200.252.4 壁厚压铸件的合理壁厚取决于铸件的具体结构，合金性能和压铸工艺等许多因素，为了满足各方面的要求，以正常、均匀壁厚为佳。大面积的薄壁成型

26、比较困难；壁厚过大或严重不均匀则易产生缩陷及裂纹。随着壁厚的增加，压铸件材料力学性能明显下降。根据设计零件要求，壁厚接近均匀。2.5 铸件外侧边缘的最小壁厚为了保证铸件良好的成形条件，外侧边缘壁厚应保持一定的壁厚，边缘壁厚s与深度h的关系见表2-4。表2- 4边缘壁厚s与深度h的关系壁厚范围/mms(1/41/3)h当h4.5时，s1.5压铸件边缘深度h=8mm,则壁厚s(1/41/3)h=8/48/3mm因为s(82.5-78)/22.25mm,故符合工艺要求。2.6 铸造圆角半径铸造圆角可以使金属液流畅，气体容易排出，并可避免因锐角而产生裂纹。不同壁厚，内圆角取值为：r取0.51mm。2.

27、7 脱模斜度脱模斜度大小与铸件几何形状如高大或深度、壁厚机型腔或型芯表面形状如粗糙度、加工纹路方向有关。取筒壳外表面脱模斜度=30，内表面脱模斜度=1。2.8 压铸件的表面质量用新模具压铸可以获得Ra0.8m表面粗糙度的压铸件。在模具正常使用寿命内，铝合金压铸件大致在Ra3.2Ra6.3m范围。筒壳内表面为1级，Ra0.8m；外表面为2级，Ra1.6Ra3.2m；其他表面为3级，Ra3.2Ra6.3m。2.9 加工余量当压铸件的尺寸精度与形位公差达不到设计要求而需要机械加工时，应优先考虑精整加工，以便保留其强度较高的致密层。加工余量，见表2-5。 表2- 5机械加工余量 (单位：mm)尺寸30

28、3050508080120120180180260260360360500每面余量0.30.40.50.60.70.81.01.2第三章 金属压铸工艺金属压铸工艺过程是压铸合金、压铸模和压铸机三大基本要素协调运用的过程。压铸工艺则是将这三大要素有机地组合起来，并加以运用，生产出合格的压铸件来。压铸工艺包括压铸过程中的压射比压、充填速度、合金的浇注温度、模具温度以及铸件的收缩率等。它们对高效率地获得优质压铸件都有重要的影响。3.1 压射比压压射比压是压射过程中金属液在压室中单位面积所受到的压力。它是压铸机的压射力与压射冲头截面积之比。常用压射比压的推荐值范围见表3-1。表3- 1常用压射比压的推

29、荐值范围 (单位：MPa)合金种类铝合金一般件3050承载件50803.2 内浇口速度熔融的金属液在压铸机压射冲头压力作用下，以压射冲头的速度推进熔融的金属液经过浇注系统到达内浇口处，然后填充型腔。在同一条件下，熔融的金属液通过内浇口处的速度可以认为是不变或变化很小的，通过内浇口处的线速度称为内浇口速度。熔融的金属液在通过内浇口进入型腔以后，由于型腔的厚度和形状的不同以及压铸热状态的变化，它们的流动速度也随之发生变化，这种随环境变化的速度称为在型腔某处的填充速度。内浇口速度对压铸件的表面粗糙度和内部组织的致密度有很大影响。铝合金内浇口速度见表3-2。表3- 2内浇口速度的推荐值 /ms-1压铸

30、合金简单厚壁单件一般件复杂薄壁件铝合金2535354545603.3 填充时间填充时间是金属液最初从内浇口压入型腔开始到型腔充满的时间。填充时间主要取决于压铸件的壁厚和金属液的流动长度。在一般情况下填充时间的推荐值见表3-3。表3- 3填充时间推荐值压铸件平均壁厚b/mm填充时间/s 2.530.0220.0323.4 金属液浇注温度从广义说，金属液的浇注温度包括金属液注入压室前的温度，在压室内停留时的温度，通过内浇口时的温度以及在填充型腔时的温度。通常以金属液注入压室前的温度来表示金属液的浇注温度。在压铸成型过程中，金属液的浇注温度对填充状态、成型效果、压铸件的强度、成型的尺寸精度、模具的热

31、平衡状态以及压铸效果等方面都起着重要的作用。合适的浇注温度应当是：在保持良好的填充流动性并保证充满型腔的前提下，采用较低的温度。铝合金的浇注温度见表3-4。 表3- 4 铝合金的浇注温度 /合金 铸件壁厚3mm 铸件壁厚3mm结构简单结构复杂结构简单结构复杂铝合金含硅的610630640680590630610630含铜的620650640700600640620650含镁的640660660700620660640670通过表格提供的数据，本次浇注温度选择650。3.5 模具温度模具温度分预热温度和工作温度。（1） 模具预热温度 在开始压铸前，为了有利于金属液的填充，成型，提高压铸效率，需要

32、将压铸模加热到某一温度，这一温度即为模具的预热温度。（2） 模具工作温度 在正常的压铸过程中，模具应达到热平衡状态，使模具各部分的温度均保持在一个适当的温度范围内。模具工作温度较高时，可提高压铸件的表面质量，但是过高的模具温度，会因金属液冷却缓慢，使内部组织晶粒粗大，影响压铸件的强度，延长成型周期，降低压铸效率。同时易产生粘膜现象，影响压铸件的脱模。模具工作温度较低时，将影响金属液的流动，出现填充不足或容易造成表面冷纹、冷隔等压铸缺陷，而且由于金属液流激冷过快而降低压铸件的质量。同时，高温的金属液流对低温模具的热冲击；也会影响模具的使用。铝合金在压铸时压铸模的预热温度和工作温度见表3-5。表3

33、- 5压铸模的预热温度和工作温度 /合金 铸件壁厚3mm 铸件壁厚3mm结构简单结构复杂结构简单结构复杂铝合金预热温度150180200230120150150180连续工作温度1802402502801501801802003.6 成型收缩率压铸件的收缩率是指压铸件的收缩量与压铸件在压铸成型状态下的直线尺寸之比。按百分比表述，这个比值即为压铸件的成型收缩率。1压铸件的收缩率的影响因素有：压铸合金的种类压铸件结构影响。形状复杂的，收缩率较小，反之则收缩率较大。薄壁的压铸件收缩率较小，壁厚的压铸件收缩率较大。模具温度高，与室温的温差越大，则收缩率也越大。2铝合金的计算收缩率见表3-6。表3- 6

34、铝合金的计算收缩率合金种类收缩条件自由收缩阻碍收缩混合收缩铝硅合金0.70.90.30.50.50.73.7 液态铝合金的密度液态铝合金的密度：=2.4g/cm3。3.8 压铸用涂料在压铸过程中，为了避免压铸模与铸件粘合、减少顶出铸件时的摩擦阻力和避免压铸模过分受热，对型腔壁面、型芯表面、模具和机器的摩擦部分(滑块、顶出元件、冲头和压室)等所喷涂的润滑材料和稀释剂的混全物，通称为压铸涂料。对于压铸涂料的谨慎选用与合理的喷涂操作是保证铸件质量、提高压铸模寿命的一个重要因素。1压铸涂料的作用：(1) 高温时保持良好的润滑性能；(2) 减少模具的热导率，保持熔融金属的流动性，从而改善金属的成形性；(

35、3) 保护模具，避免熔融金属对模具的冲刷作用，改善模具工作条件，延长模具的使用寿命；(4) 预防粘模；(5) 减少铸件与模具成形部分(尤其是型芯)之间的摩擦，从而减少型芯和型腔被磨损并提高铸件表面质量。2对涂料的要求：(1) 在高温状态下具有良好的润滑性；(2) 挥发点低，在100150时，稀释剂能很快挥发，不增加型内气体；(3) 对压铸模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快而变稠，存放期长；(5) 在高温时不会析出有害气体，并不会在压铸模型腔表面产生积垢；(6) 配制工艺简单，材料来源丰富、价廉。压铸用涂料及配制方法如表3-7 压铸用涂料及配制方法。表3- 7压

36、铸用涂料及配制方法涂料名称配比(%)配制方法适用范围胶体石墨(油剂)成品用于铝合金，防粘型效果好；压射冲头、压室和易咬合部分。石墨机油5-1095-90将石墨研磨过筛(200#)加入40左右的机油中搅拌均匀用于铝合金部件；压射冲头、压室部分效果良好。聚乙烯煤油3-597-95将聚乙烯小块泡在煤油中，加热至80左右熔化而成。用于铝合金、镁合金成形部分。氧化锌水玻璃水51.293.8将水和水玻璃一起搅拌，然后倒入氧化锌搅匀。用于大中型铝合金、锌合金铸件。硅橡胶汽油铝粉3-5余量1-3硅橡胶融于汽油中，使用时加入1%-3%铝粉用于铝合金、表面要求光洁场合。综合考虑压铸涂料选择胶体石墨(油剂)。3.9

37、 压铸件的清理、浸渗、后处理和表面处理压铸件的清理包括取出浇口、排气槽、飞边及毛刺等，有时还需要修整经上述工序后留下的痕迹。压铸件的清理是十分繁重的工作，其工作量往往是压铸工作量的几倍至十几倍。由于压铸机的生产效率很高，因此，在大量生产时实现铸件清理工作机械化和自动化是非常重要的。1压铸件浸渗处理压铸件内部缺陷如气孔、针孔或疏松等，可压入密封剂(浸渗剂)使其具有耐压性(气密性、防水性)，这种方法叫浸渗处理。2压铸件的表面处理为了提高压铸件的耐蚀性和美观，有时进行表面处理。3压铸件的后处理主要指时效退火和负温时效处理，目的是消除内应力，稳定压铸件的尺寸，提高其力学性能，适应在负温条件下工作等，其

38、处理如表3-8。表3- 8 压铸件时效退火和负温时效处理规范合金处理方法加热温度/保温时间/h冷却方法铝合金时效17552.03.0空冷第四章 铸件基本参数的计算与压铸机的选用压铸机是压铸生产最基本的要素之一。金属压铸模是通过压铸机的运行而实现压铸成型的。4.1 压铸机的种类和特点压铸机的种类和型号很多。一般说来，根据压铸机压室的温度状态，可分为热压室压铸机和冷压室压铸机。冷压室压铸机又根据其结构形式分为立式压铸机，全立式压铸机和卧式压铸机。目前，热压室压铸机通常仅适用于压铸铅、锌等低熔点合金，国外正在研究铝、镁等较高熔点合金的压铸技术。1. 立式冷压室压铸机的特点：适宜于压射可设置或必须设置

39、中心浇口的压铸件。金属液注入直立的压室中，操作比较方便，占地面积少。在操作时，只有在浇注余量切断后，方可开模，生产效率较低。金属液进入型腔时，经过90角的转折，压力损失较大。2. 全立式冷压室压铸机的特点：压射冲头与直浇道方向相同，金属液进入型腔的流程短，压力损失和热量损失较小。压射冲头垂直方向运行，运动平稳。模具水平放置，活动型芯和嵌件安放方便、稳定、可靠。占地面积少。压铸件推出后需用手工取出，生产效率较低，不容易实现自动化操作。3. 卧式冷压室压铸机的特点：压室与压射冲头均为水平放置，金属液注入型腔时，浇道转折少，其压力损失小，有利于发挥增压机构的作用。模具安装方便，卧式压铸机一般设有中心

40、和偏心多个浇注位置，或在偏心和中心间设置可任意调节位置的扁孔。便于操作，便于调整，压铸效率较高，是目前广泛应用的压铸设备。压室内表面容易氧化。金属液在压室内暴露在大气的表面积较大，压射时容易将空气、氧化物质及其它杂质带入型腔，引起压铸缺陷。机壳压铸件的生产要求很高的生产效率且自动化程度要求高，综合考虑，选用卧式冷压室压铸机。4.2 确定型腔数目及布置形式根据铸件图样及产量等要求，确定该模具的型腔数为一模两腔。采用一模两腔，铸件在同一水平线上成型，利于金属液充填型腔。4.3 压铸机锁模力的确定锁模力是选用压铸机时首先确定的参数。锁模力的作用主要是为了克服压射时的反压力，即胀型力。以锁紧模具的分型

41、面，防止因模具松动，引起金属液飞溅,导致伤人和影响压铸件的尺寸精度的现象发生。因此，锁模力必须大于金属液在压射时产生冲击顶开模具的胀型力。所以，由于筒壳成型时需要侧抽芯，压铸机锁模力可按式4-1计算： （4-1） 式中 ：压铸机的锁模力，kN；安全系数，一般取k=1.25；压射比压，MPa；-弯销的角度（）压铸件在主分型面上的正投影面积，多型腔模则为各型腔正投影面积之和，cm2 ；浇注与溢流排气系统的正投影面积之和，一般情况下也可取=0.3 cm2 。即215.60=31.2 cm21.2540（31.2+0.331.2）/10 +1.25(3.140.5+)40/10202.8（KN）4.4

42、 确定压实压力压实压力是确保铸件质量的重要参数之一，根据合金种类并按铸件特征及要求选择。见表4-1。表4- 1 压实压力推荐值 (单位：MPa)合金种类铝合金一般件3050承载件50804.5胀型力的计算由于筒壳压铸件成型时需要侧抽芯，有分胀型力。所以，胀型力可由式4-2计算： (4-2)式中主胀型力（kN）；铸件在分型面上的投影面积，多腔模为各腔投影面积之和，一般另加30%作为浇注系统与溢流排气系统的面积（cm2)；压比压（MPa）。4.6 核定投影面积在选择压铸机时，必须使实际浇注的投影面积小于压铸机标定的成型面积，才能获得较好的浇注效果。即应满足下列要求： （4-3）式中： 实际浇注的正

43、投影面积(cm2)；压铸机标定的最大投影面积(cm2)。则18.84+0.318.8424.492 mm24.7 压室实际容量的核算在选用压铸机时，应根据压铸机和浇注系统的总体积，并换算出它们的总质量，从而核算出压铸机的压室容量能否容纳每次浇注时所需的金属液的质量。那么 （4-4）式中每次浇注时所需的金属液的质量，g；压铸件的体积,cm3；浇注（含溢流槽）系统的体积和，cm3；余料的体积，cm3；金属液的密度，g/cm3。=2.4 g/cm3。144.31则 通过Pro/E建模分析测得单个压铸件体积=，一模两腔浇注系统及溢流槽总体积。从而可算出质量分别为84g和364.5g。4.8初步选定压铸

44、机初步选定J1118H型（180t）1800kN卧式冷室压铸机。J1118H型（180t）1800kN卧式冷室压铸机主要技术参数见表4-2。表4- 2J1118H型卧式冷室压铸机主要技术参数参数名称数值参数名称数值合模力/kN1800一次金属注入量（铝）/kg2.2动模座板尺寸（水平垂直）/mm720700铸件投影面积/cm2360拉杆内间距（水平垂直）/mm480450压实压力（小大）/ MPa50101模具厚度（最小/最大）200/550压射行程/mm350动模座板行程/mm350空循环周期/s7顶出行程/mm80管路工作压力/ MPa12顶出力/kN100电动机功率/kW15压射力/kN

45、200140机器重量/kg6700压室直径/mm50、60机器外形尺寸（长宽高）/mm528014202240第五章 分型面的设计为了加工和组装成型零件，以及安放嵌件和其它活动型芯，为了将成型的压铸件从模体中取出，必须将模具分割成可以分离的两部分或几部分。在合模时，这些分离的部分将成型零件封闭为成型空腔。压铸成型后，使它们分离，取出压铸件和浇注余料以及清除杂物。这些可以分离部分的相互接触的表面称为分型面。压铸模的分型面是模具设计和制造的基准面。它直接影响着模具加工的工艺及压铸成型的效果和效率。5.1分型面的位置选择分型面的选择有多种方案：方案一，分型面取在铸件端面，如图5-1。则型腔部分需要采

46、用哈夫块形式，铸件外表面会有毛刺，铸件在拼接处的质量差；外表面的粗糙度大，且打磨困难，增加了金加工工序。方案二，分型面取在零件的对称面上，如图5-2。则需要两侧侧抽芯，抽芯距大，模具体积增大，模具较复杂，且不易取件。方案三，分型面取在零件最大圆周截面上，如图5-3。则零件型腔有小部分在定模上，影响零件的上下型腔成型部分的同心度，但可以通过采用动定模上的型腔同时加工，采用附加导柱定位合模精度的方法消除同心度误差问题。根据铸件结构，选用单分型面，分型面位置选在铸件最大截面处。实际选用位置为图5-3所示位置。图5- 1分型面取在零件的端面上图5- 2分型面取在零件的对称面上图5- 3分型面取在零件最

47、大圆周截面上第六章 浇注系统和溢流、排气系统的设计浇注系统的主要作用是把金属液从热室压铸机的喷嘴或冷室压铸机的压室导入型腔内。浇注系统和溢流、排气系统与金属液进入型腔的部位、方向、流动状态，型腔内气体的排出等密切相关，并能调节充填速度、充填时间、型腔温度等充型条件，其设计是压铸模设计的重要环节。6.1 浇注系统的结构浇注系统是由直浇道、横浇道、内浇道所组成。6.1.1浇注系统种类的选择由筒壳压铸件的结构分析知，筒壳为环形铸件。浇注系统可采用以下几种形式：切向浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口。1 侧浇口的特点：（1） 适应性强，可按铸件的结构特点，布置在外侧面；(2)为了改善充填条件，可设置辅助

48、性的外侧分支浇口；(3) 铸件内孔有足够位置时，可布置在内侧面，使模具结构紧凑，又可保持良好的热平衡条件，如环形、框形等铸件； (4)适用于多腔模，提高生产效率； (5)去除浇口方便。2中心浇口的特点：(1) 金属液由铸件的顶部充填型腔，流程短且均匀；(2) 改善压铸机的受力状况，提高压铸模有效面积的利用率；(3) 模具结构复杂；(4) 金属液导入型腔处，直接受到冲击，容易产生飞溅和粘膜现象，影 响压铸件的质量。（5）模具结构复杂； 由于该模具的型腔数为一模两腔，则中心浇口不适用。切向浇口适用于中小型环形铸件，当环形铸件高度较大时，将内浇口搭在铸件端面上。由于铸件直径和高度较大且分型面不能取在

49、铸件端面，所以切向浇口在此不适用。环形浇口排气良好，但浇注系统金属消耗量大，浇口需要切除，不利于自动化生产。侧浇口的适应性强，去除浇口较方便，且可以实现一模两腔的配置形式。综合分析，浇注系统采用侧浇口形式，侧浇口布置在铸件的分型面上。6.1.2 内浇口的设计内浇口的设计主要是确定内浇口的位置、形状和尺寸。1. 内浇口设计的原则：1）金属液从铸件壁厚处向壁薄处填充。2）内浇口的设置要使进入型腔的金属液先流向远离浇口的部位。3）金属液进入型腔后不宜立即封闭分型面、溢流槽和排气槽。4）从内浇口进入型腔的金属液，不宜正面冲击型芯和型腔。5）浇口的设置应便于切除。6）金属液进入型腔后的流向要沿着铸件的肋

50、和散热片。7）避免在浇口部位产生热节。8）选择内浇口位置时，应使金属液流程尽可能短。对于形状复杂的大型铸件最好设置中心浇口。9）采用多股内浇道时，要注意防止金属液进入型腔后从几路汇合，相互冲击，产生涡流、裹气和氧化夹渣等缺陷。10）薄壁压铸件内浇口的厚度要小一些，以保持必要的充填速度。11）根据铸件的技术要求，凡精度、表面粗糙度要求较高且不再加工的部位，不宜设置内浇口。12）管形铸件最好围绕型芯设置环形浇口。2. 内浇口厚度浇口厚度的经验数据见表6-1。表6- 1内浇口厚度的经验数据铸件壁厚1.5336合金种类复杂件简单件复杂件简单件内浇口厚度/mm铝0.81.51.01.81.52.51.5

51、3.0根据铸件结构，内浇口的厚度a取1.3mm。3. 内浇口宽度内浇口宽度的经验数据见表6-2。表6- 2内浇口宽度的经验数据内浇口进口部位铸件形状内浇口宽度说明矩形压铸件铸件边长的0.60.8倍内浇口以切线注入再由内浇口截面积的经验公式：A=0.18G=0.180.084Kg9.8N/Kg=18宽度b：18/1.3=14mm所以内浇口宽度取为14mm合适，同时为了减少压力损失，内浇口长度：23mm,取=3mm。4.直浇道的设计：卧式冷室压铸机直浇道一般由压铸机上的压室和压铸模上的浇口套组成。在直浇道上的一段称为余料。(1) 直浇道的设计要点：1) 直浇道直径D根据压铸件所需的压射比压和压室充

52、满度确定。D=50mm；2) 直浇道厚度H一般取直径D的。H=25mm；3) 为保证压射冲头动作顺畅，有利于压力的传递和金属液充填平稳压室内径与浇口套内径应保持同轴度；4) 压室和浇口套宜制成一体，如分开制造时应选择合理的配合精度和配合间隙；5) 为了使直浇道从浇口套中顺利脱出，可在靠近分型面一端长度为1525mm范围的内径孔处，设有1302的出模斜度；6) 压室和浇口套的内孔，应在热处理和精磨后，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙度不大于Ra0.4m；7) 与直浇道相连结的横浇道一般设置在浇口套的上方，防止金属液在压射前流入型腔。(2) 直浇道部分浇口套的结构形式如图6-1,图6-2所示：图6- 1浇口套的二维结构 图6- 2浇口套的三维结构(3) 浇口套、压室和压射冲头的配合尺寸见表6-3：表6- 3浇口套、压室和压射冲头的配合尺寸(单位：mm)压室基本尺寸D0尺寸偏差压室D0(H7)压射冲头d(e8)85+0.060-0.14-0.166横浇道的设计：横浇