基于UG的EQ-153发动机活塞浇注模设计

全套设计（图纸）加扣扣1945354552015届湖北汽车工业学院毕业设计（论文） 摘要本课题是基于UG的EQ-153发动机活塞浇注模设计，通过对活塞结构功能材料分析，选择金属型重力铸造的铸造工艺来进行设计的。在充分考虑到活塞活塞从毛坯到成品零件的铸造工艺、机加工艺和金属熔液在冷却过程中的缩尺和拔模斜度等因素后，遵守以往活塞设计的理论和生产经验得出得到模具基本尺寸，再通过三维软件UG实现该模具的实体建模，进行运动分析，而设计出该活塞的铸造模具。关键词：活塞，浇注工艺，重力铸造，结构设计，UG；

AbstractThisthesisisbasedonEQ-153UGenginepistoncastingmolddesign,throughtheanalysisofthepistonstructurefunctionmaterial,metalgravitycastingcastingprocesstodesign.Afterscalingandthedraftandotherfactorsinfullconsiderationofthepistonfromtheblanktofinishedpartsofthecastingprocess,themachineprocessandmoltenmetalincoolingprocess,abidebythepreviouspistondesigntheoryandproductionexperiencegetmoldbasicsize,thenthesolidmodelingofthemoldthroughthethree-dimensionalsoftwareUG,motionanalysis,designofthepistoncastingmold.Keywords:Piston,Pouringtechnology,Gravitycasting，Structuredesign,UG;TOC\o"1-3"\h\u目录3598摘要 ⑥钢的铸造性能差（流动性差、收缩大），要特别注意铸钢件的结构工艺性（壁厚不能过薄、热节要小并便于通过顺序凝固来补缩；为防止热裂，筋、辐的布置要合理）。铸件毛坯的确定要考虑到铸件应有足够的加工余量，保证非加工面的精度，铸件的铸造工艺分析→铸造方式及造型方法选择→浇注位置及分型面的确定→选用工艺参数→确定浇注系统的形状、位置和尺寸→设计冒口、冷铁和型芯→编制铸造工艺文件（如：铸造工艺图）→设计制造铸造工艺装备（模样、模板、芯盒、砂箱和辅助工艺装备）→铸造（制芯、造型、合箱、浇注、落砂）。铸件毛坯图见图图2.2：活塞毛坯图2.3金属型的设计本课题的设计包括活塞的结构分析和模具的结构设计改进两部分。模具结构的设计指导老师已经给出一个大致设计思路，在老师给出的图纸基础上进行改进和建模，本次设计通过对产品的功能性能及加工工艺进行详细分析，综合各种因素进行修正，再通过NX-UG软件进行空间结构的设计。2.3.1分型面的确定分型面的选择不仅关系着零件的脱模和成型，而且和模具的成本和结构密切相关，所以说分型面的选择是至关重要的，总的来说分型面的选择一般有三个原则[10]：(1)保证铸件质量能够达到工作要求，这条要求是最重要的。(2)有利于铸件脱模，铸件脱模的过程中不能产生变形和损坏。(3)能够简化模具结构的设计，一个合格的分型面的选择往往能使模具结构得到很大的简化。分型面形式一般有垂直、水平和综合分类（垂直、水平混合分型或曲面分型）三种。分型面的选择取决于铸件的形状、大小等因素。水平式分型面一般适用于薄壁圆盘状铸件，设置垂直分型面的金属型便于开设冒口和排气系统，操作简单便于实现自动化生产，一般用于生产小铸件。混合分型面一般有两个或两个以上分型面组成，多用于结构较为复杂的铸件的金属型。分析该铸件特点，根据该活塞模具设计要求，以下三中分型面的方案，并分析了各自的特点。方案一：选择与活塞顶面垂直，且通过销孔轴线的平面。这样有利于开型但活块较多，且销孔精度难于保证。方案二：选择与活塞顶面垂直，且垂直于销孔轴线的平面。这样便于开型，且活块较少，可以保证销孔的精度。方案三：选择平行于活塞顶面，且过销孔轴线的平面。这样选择，活块较多，不便安放浇冒口，不便于开型。经分析比较，选择方案二。活塞的外形很特殊，带有2个凹面，其中各有一个销孔，因而需要采用2个水平分型面和1个垂直分型面。其水平分型面处在活塞底部及活塞止口圈处。垂直分型面通过活塞的轴线见图6。图2.3.1分型面2.3.2浇注系统的设计金属型浇注系统又直浇道、横浇道、浇口杯、内浇道等组成。小铸件的金属型模具一般不需要设置浇口杯，常常为了方便浇注就把浇道口上部开大，直浇道的横截面一般做成圆形的，可以减少热量的流失和带入空气，影响浇注质量。由于铝合金在流动的过程中温度下降快易氧化，因此要求浇道不宜过长，充型过程要平稳，易于控制充型的流量。金属型的浇注系统一般可分为三种：顶注式、底注式和侧注式[11]。A.顶注式热分布较为合理，有利于顺序凝固，但是流速不平稳容易参入空气和杂质，一般只适用于铸件高度较小的零件。B.底注式金属液流动较平稳，有利于排气，但温度分布不合理，不利于铸件顺利凝固。C.侧注式具有以上两种浇注方式的优点，但是后期清理浇道口时工作量较大。金属型浇注系统与砂型系统比较相似，但是由于金属型的透气性不是很好，导热能力强，因此要求浇注系统能够降低流速减少对金属模的冲击给型腔内气体足够的时间排出，还要保证充型过程中不出现飞溅。一般浇注系统的设计由以下几步组成：①确定浇注类型：一般要先考虑铸造方法、金属材料、铸件尺寸和形状以后，才能确定浇注系统的类型；②初步决定横浇道：内部浇到的数量、位置和尺寸；③确定浇注时间：按照公式计算出浇注时间，再对浇注时间进行校核；④确定有效压头高度：按照已经选择的浇注类型，选择合适的计算方法来确定有效压头高度，并对该结果进行校核；⑤计算或选择经验的阻流面积，选择合适的浇口比，最终确定浇注系统各个组成部分的截面尺寸，完成浇注系统的设计。经典的浇注系统计算公式，没有考虑浇道截面比对浇注系统中金属液体流动的影响，只表达出了最小截面积的阻流效果，流量因数选取范围过大，内浇道截面尺寸计算值偏小，又跟随不同设计者的经验变化而变化，因此没有一个比较确切的理论。大口出流理论将浇注系统截面比纳入计算公式，其结果可使按经典的计算公式所得的内浇道截面积偏小的问题得到改善。计算内浇道截面积的主要公式：(2.3.1)式中δ铸平均厚度（mm），则浇注时间t(s)由下面的式子决定：(2.3.2)式中:h-金属型型腔的高度（cm）。在这里我们选择侧注式直浇道，使设计简化符合现代设计的要求。如下2.3所示浇道三维图。图2.3.2浇道图2.3.3浇注机结构示意图1.轴承座2.转轴3.左右半型4.内芯把手5.底板6.支架模具工作过程如下：装过滤网→合内模（装钢片）→合外模（床身翻转30°）→装渗铝镶圈→合顶模→浇注（床身复位）→通水、通气冷却→开顶模→开外模→开内模（中芯下）→机械手取毛坯→开始风冷（水雾）淬火→进入下一循环浇注：按动作操作顺序，装上过滤网，合好模具，用脚启动设备床身翻转开关，使模具与设备同时倾斜30°，快速将已渗铝合格的镶圈放入外模指定位置装好，合顶模，进行固定。用精炼合格的铝水浇注。在浇注过程中，要经常清理浇瓢上的氧化皮，浇注时铝水尽量保持平稳，以先慢后快的方式从浇口杯浇入。开始浇注时，浇瓢嘴尽量靠近浇口杯，逐渐地向上提起（高度≤50mm），以合适的浇注速度进行冲型，直至冒口浇满为止；同时，用脚启动设备床身翻转开关，使浇注机恢复原位。将未浇完的铝水倒入回收铝锭模中。在浇注过程中应勤刮铝水表面的氧化皮及表面熔渣。浇注完毕，模具自动通水冷却。2.3.3冒口的设计铸件的冷却方式的有两种，同时凝固和顺序凝固，同时凝固指的是从工艺上采取各种措施，使铸件不同部位之间的温差尽量减小，从而达到各部分几乎同时凝固的效果。这种凝固方式的特点是铸件各部分温差较小，不易产生热裂，冷却后残留内应力和变形也较小，因此不需要设置冒口，简化了设计工艺，节约金属用量。顺序凝固指的是从工艺上采取不同的冷却方式，让铸件从离冒口较远的部位或浇口的部分到冒口或浇口之间建立逐渐递增的温度梯度。这样就可使得离冒口较远的部分先凝固，然后按照离冒口由远到近的顺序逐渐凝固，来达到铸件较厚部分补缩较薄的部分，而冒口里的金属液最后冷却，来补缩厚实部分，达到将缩松、缩孔转移到冒口的目的，最终获得致密的铸件。这种冷却方式的优点很明显：可以加强冒口的补缩作用、补缩效果好，能防止产生缩孔，获得致密而健全的精铸件。由于活塞的工作环境极其恶劣，对铸件的要求非常严格，因此该铸件的需要设置冒口。设计冒口的主要目的就是补缩，防止缩松和缩孔的出现，依据是否与外界直接相通可分为明冒口和暗冒口。明冒口又分为明顶冒口和明侧冒口，明顶冒口即把冒口设置在铸件顶部，侧冒口就是说把冒口设置在铸件的侧方位置。明顶冒口应用范围最广，冒口形式一般上小下大，这种方式有利于保温和使得冒口上端最后凝固。暗冒口主要用于不便开设明冒口的铸件。冒口系统的设计步骤①确定冒口的设计方法：根据铸件的材质，选择冒口的设计方法。②求出热节圆直径大小，冒口的直径大小：按照铸件的类型，依据绘图法或计算法确定热节圆直径的大小，再按照公式求出冒口的尺寸和冒口的高度。③选择冒口的类型：根据冒口上文冒口适用规则选择合适的冒口类型；④，画出冒口二维图：拟定冒口的连接面，画出冒口工程图，订正冒口的位置和冒口尺寸。冒口尺寸的确定：冒口一般呈上小下大的圆台状，其主要尺寸确定就是底部大圆直径和顶部小圆直径以及冒口高度。确定冒口底部大圆直径一般依据公式：D=(1.2～1.5)*d(2.3.3）H=(0.8～1.5)*D（2.3.4）式中D为冒口根部圆直径，d为热节圆直径，H为冒口高度。冒口高度太高则太浪费金属，冒口太低则补缩效果不太理想，因此合适的冒口尺寸的确定是非常重要的，设计冒口时一定要严格遵循冒口设计的各个步骤。冒口三维线框图见图2.3.4。图2.3.4冒口三维线框图2.4顶出机构的设计浇注模的凹凸部分，将会对铸件的收缩会有阻碍，铸件出型时就会受到阻力，必须采用顶出机构，才能把铸件顶出。在设计顶出机构时，一定要注意下面几点：防止顶伤铸件，即防止铸件被顶变形或在铸件表面顶出凹坑；防止顶杆卡死，首先是顶杆与顶杆孔的配合间隙要适当。如果间隙太大容易溢出金属液体，而间隙过小则可能造成卡死的现象，根据经验最好采用D4／dC4级配合。在活塞浇注过程中由于其型芯部分在铸件的取出前已经将中间那部分抽掉了，剩余的两部分则由两个液压机构使其向中间压缩，加之外模液在两液压机构的作用下沿导轨分开了，故金属型对铸件的积压力很，不用设计顶出机构，只需用榔头轻击冒口，再用铁钳取出即可。2.5导向部分的设计金属型合型时，要求两半型定位准确，一般采用两种办法，即定位销定位和“止口”定位。对于上下分型，而分型面为圆形时，可采用“止口”定位，而对于矩形分型面大多采用定位销定位。定位销应设在分型面轮廓之内，当金属型本身尺寸较大，而自身的重量也较大时，要保证开合型定位方便，可采导向形式。在该模具中由两个运动：外模的左右移动和型芯中间部分的上下移动。故其导向部分可分为：一是内模（即型芯）导向部分；二是外模导向部分。外模的左右移动是用导轨和滑块来完成导向，其移动的外作用力是来自两端的液压机构。而型心的上下运动是用导向套来保证其移动位置精度的，外作用力是用一个齿条机构来完成的。导向套的结构如图2.5。图2.5导向套 浇注模结构方案设计3.1浇注模主体结构设计金属型主体系指构成型腔，用于形成铸件外形的部分。主体结构与铸件大小，其在铸型中的浇注位置，分型面以及合金的种类等有关。在设计时应力求使型腔的尺寸准确；便于开设浇注系统和排气系统，铸件出型方便，有足够的强度和刚度等。金属型壁厚主要影响铸型的质量、强度及铸件的冷却速度。壁厚太厚，增加了铸型的重量，加快了铸件的冷却速度；壁型太薄，由于温度不均匀而产生应力使其变形，缩短使用寿命。总的设计原则：力求结构简单，加工方便，选材合理，安全可靠。因为该零件是由其铸件毛坯经机械加工而成，所以增加机械加工余量便可以获得铸件毛坯。零件+机械加工余量=铸件毛坯(或铸件毛坯一机械加工余量=零件)。铸件工艺图绘制之后，就可进行金属型设计。设计内容主要包括确定金属型的结构、尺寸、型芯、排气系统和顶杆机构等。主体设计：主体设计应力求使型腔尺寸准确；便于开设浇注系统和排气系统；铸件出型方便；有足够的强度和刚性。金属型型腔尺寸的计算，除根据铸件尺寸和公差外，还应考虑合金的收缩率、涂料厚度、金属型加温后的膨胀以及金属型加温后的膨胀以及金属型各部分之间的间隙等。=1\*GB3①型腔尺寸型腔尺寸由以下经验公式决定：（3.1.1）；（3.1.2）；式中：——铸件型腔尺寸（mm）；——铸件尺寸中间值（mm）；——铸件的铸造收缩率，取1%；——金属型涂料厚度，取0.2mm；——型腔尺寸制造公差（mm）；型腔的大致尺寸确定后，还要根据经验符合型腔设计的基本要求，一般情况下，型腔表面至金属型边缘的距离应大于等于20毫米，定位销孔的表面和铸型边缘的距离应大于10毫米，同时为了保证开行方便需要在分型面处设置凹槽，由于本机构采用以液压泵为动力源开模，故不需要设置凹槽。根据以上设计原则设计出模具型腔，模具型腔图如图3.1：图3.1模具型腔图3.1.1浇注模型芯的设计金属型芯的设计通常要依据铸件的复杂程度和铸件的材料来确定的，一般不同的材料和不同复杂程度的铸件采取的型芯结构和材料会有所差异。通常浇注壁厚较薄且内腔形状较为复杂的高熔点金属及其合金铸件时常常采用砂芯，而在浇注低熔点金属及其合金（如铝、镁合金）时，一般选择金属芯。在同一铸件上也可砂芯和金属芯同时使用。活塞是材料为镁合金，采用金属芯。为取出金属型芯和铸件，在铸件的出芯和出型方向应取适当斜度。由于活塞内腔结构复杂，不利于金属型芯的取出，所以设计为组合型芯的方式方便型芯的抽取。组合型芯由5部分组成，型芯的5部分的间隙是由外模或内模的结构来确定的，用外模锁紧型芯的，其配合间隙为0.15～0.25mm，如果用内模中心套锁紧型芯的，其配合间隙由0.10mm放大到0.15mm，使型芯能在金属型在不同温度时仍然能够顺利取出。型芯的结构如图3.1.2所示：a型芯的装配图b型芯的分解图图3.1.2型芯的装配结构3.1.2浇注模的排气系统的设计因为金属型本体气密性较好，导致浇注过程中混入的空气很难排出，所以金属型排气系统的设置是非常重要的。它关系着铸件是否会产生气孔和冷隔现象，与铸件的质量有着密切的关系。因此在金属型合适的部位要开设气孔或排气槽，方便排气。虽然在上文中设置冒口和浇注系统的时候已经考虑到排气问题，但是仅靠这两处的排气是远远不够的，在大部分情况下聚集在金属型腔内部、大平面上以及离冒口比较远的部分无法从浇冒系统或分型面排出，所以在这些部位都采取排气措施。金属型排气系统通常由以下形式组成[2]：排气孔通常在型腔最后充满的部分开设直径为2-6（mm）的圆形孔。排气塞排气塞俗称通气塞，一般由45钢或黄铜制造。镶块排气通过镶块与金属型的接触面排气。组合铸型排气通俗的说就是说排气塞中再开设排气塞的排气方式。排气槽排气槽就是在金属型分型面或者滑块上的合适部位开设沟槽，力求能排气迅速又能防止金属液沿排气槽流出。金属型芯排气在铸件型芯内开设合适的排气槽。根据以上是常用排气的方法，设计活塞铸型的排气系统：在外模的销摸孔壁开设排气槽，直接通过补缩冒口排气、分型面排气。3.1.3浇注模的定位、导向及锁紧机构金属型合型时，要求两半型定位准确，、一般采用两种办法，即定位销定位和“止口”定位。对于上下分型，而分型面为圆形时，可采用“止口”定位，而对于矩形分型面大多采用定位销定位。定位销应设在分型面轮廓之内，当金属型本身尺寸较大、结构复杂、重量也比较重时，为了确保开合型顺利，通常会采用导向机构。3.1.4浇注模结构根据活塞结构特点(见图13)，为实现顺序凝固要求，选用活塞头部朝上，内部型腔朝下浇注放置方式。金属型由外模及销芯、型芯(两瓣边芯、中芯、两瓣小芯组成（见图9))、顶模、底模组成(见图11)，。浇注系统设置在外模左上部(见图13)，水平分型面以上由上模板和冒口系统组成，冒口设计在顶模上。抽芯方式采用下抽芯方式，它便于在机身内设置驱动机构升降5瓣型芯，金属型上左右部分有可以进行液压开模的抽取销芯的机构。图SEQ图\*ARABIC3.1.3金属型结构型芯与外模的配合：型芯的5瓣芯间隙是由外模或底模锁紧型芯的形式确定的，用外模锁紧型芯的，其配合间隙为0．15～0．25mm，若是用底模内孔锁紧型芯的，其配合间隙由0．10mm放大到0．15mm，使型芯能在金属型温度过低过高时顺利出芯。3.2浇注模冷却系统的设计：铸件在型腔中的均匀冷却，可以大大提高铸件的晶体组织，减少缩松、缩孔、铸件晶粒粗大，因此，对铸件的冷却非常重要。要想保证金属型内浇铸件的质量达到要求，就应该确保金属型在浇注的过程中温度变化衡定[9]。也就是说，在每一次浇注循环中，金属型从液态金属中吸收的热量Q应等于金属型向外界散失的热量q。但是当铸件比较厚大时特别是浇注熔点较高的合金铸件时，常常是铸件传递给金属型的热量大于金属型散失的热量，即Q>q，所以金属型的工作温度必定升高，所以每浇注一次，金属型就要冷却一段时间，等到温度降下来才能再次浇注，这样一来就极大地降低了生产率，故一般采用改变冷却方式的冷却方法来降低金属型的温度，提高生产效率，常用的冷却方式有：（1）风冷：就是通过在金属型外围吹风冷却，加强气流流动速度，提高热交换速度。风冷方式的金属型，一般结构较为简单便于加工，生产成本较低，但冷却效果不是那么令人满意。（2）间接水冷：在金属型内部或局部开设小孔，再镶入水套，这种冷却方式的效果冷却效比风冷的效果要好一些，但是这种冷却方式往往会对铸件的质量产生影响，容易增加铸件的内部缺陷。

（3）直接水冷：在金属型的背面或局部设置水套，通过对水套内通入液体进行降温冷却，这种冷却方式主要用于浇注钢件和合金铸件，铸型要求迅速冷却的地方。因为这种冷却方式经济成本较高，只适用于大批量生产[3]。

若铸件不同部位壁厚相差较大，在使用金属型铸造时，一般会在在金属型的一部分进行加温，而另一部分则采取降温的方式来改变金属型上的温度分布。具体的散热方案：1活塞铸件的顶部最为厚大，它的散热是通过在顶盖内部开设循环的通水道来带走热热量的，见下图14：图3.2.1顶盖水冷系统图3.2.2销模气冷系统3由于外模较为厚大，散热慢，活塞铸件的中部的热量由型芯带走，型芯中心件的内部也开由水冷通道，如下图16：图3.2.3型芯水冷循环系统UG平台下的三维建模与虚拟装配4.1活塞模具的三维建模虚拟装配为解决装配工艺规划问题提供了一个新的有效的途径。它通过计算机软件建立一个虚拟平台进行操作，工程技术人员可以通过计算机三维建模运动仿真，速度加速度分析等操作，甚至可以模仿机械生产的所有流程，由于计算机仿真技术的迅速发展，使得机械工业的发展的速度也得迅速提高。作为一个合格的工程技术人员必须要熟练掌握这门技术，这不仅能体现出自己的专业素养，而且能够极大地降低设计人员的工作量，减少设计中出现问题的概率。本课题在设计中就充分体现出了三维软件的重要性，首先根据零件图设计出较为合适的零件毛坯图，依据毛坯图根据UG中装配导航器中的的wave功能逐步建立零件装配图。Wave是在NX-UG上进行的一项软件开发，是一种用来实现零部件间关联复制的主要技术。提到wave就不得不提到自顶向下设计，所谓自顶向下设计，就是设计者首先从整体上规划整个系统的的功能和性能，然后对系统进行划分，把一个复杂的问题拆分成若干个较为简单的问题，并建立他们之间的相互关联的关系[12]。(自顶向下设计和自底向上设计对比见图4.1.1)这种划分可以不断地进行下去，直到划分到可以具体设施的最小单元映射到物理实现，达到模块化设计的要求。图4.1.1自顶向下设计流程图采用自定向下设计的优点是非常明显的，由于整个设计是从系统顶层开始的，结合数字化模拟功能，可以从一开始就掌握所实现系统的性能状况，再根据实际情况可以做出适当的调整，从而保证了设计的正确性，缩短设计周期降低设计成本。虚拟装配的设计流程：在产品的设计过程中,根据其研制的特点,可以将虚拟装配技术应用于产品设计过程的3个阶段(流程图见图4.1.2),其流程图如图在满足设计要求的前提下,建立模具装配的主模型,在这个主模型内按照设计的要求分出几个装配区域,再进一步划分装配层次,活塞模具的装配层次树如图4.1.3所示。图4.1.2虚拟装配流程图图4.1.3活塞模具装配层次树虚拟装配技术的实际应用应考虑下列几个问题[13]:(1)虚拟装配如何使工程设计、加工、装配、维护等得到关于装配问题的综合观察;(2)系统如何帮助工程设计人员做出决策;(3)如何实现虚拟装配和工程设计支撑系统及制造系统间的信息传递。4.2进入UG虚拟装配的环境所有的关联及非关联部件三维模型都完成后，就可以在NX-UG的装配环境下进行装配了。首先进入UG装配环境，点击按钮选择新建，选择装配类型新建文件，进入装配环境。见图4.2.1。图4.2.1进入UG环境下的装配环节点击“插入--基准/点--基准CSYS”插入基准坐标系。建立装配基准坐标系，以此坐标系为基准逐步添加装配组件[7]。(见图4.2.2)图4.2.2UG装配插入基准坐标系 点击添加组件按钮，会弹出添加组件对话框，通过装配约束在装配环境下进行装配，选择需要添加的组件点击确定，会弹出装配约束对话框（见图9），勾选预览对话框，通过在预览窗口中选择组件需要约束的几何特征逐步添加装配约束，完成装配组建的创建。图4.2.3添加组件图4.2.3添加装配约束4.3NX-UG环境下的各级虚拟子装配该模具的装配层次树在上文中已经给出，而具体的在NX-UG环境下的装配将在下文中叙述。（1）左外模的子装配左外模的子装配部件有：左外模，左浇道，外模顶部装配件和两个滑块。其装配结果如下图4.3.1，装配模型树如图4.3.2。图4.3.1左外模子装配图图4.3.2左浇道子装配模型树（2）右外模的子装配左外模的子装配部件有：右外模，右浇道，外模顶部装配件和两个滑块。其装配结果如下图31，装配模型树如图32。图31右外模子装配图32右外模子装配装配模型树(3)顶部子装配顶部子装配部件有：顶盖，保温冒口，冒口套和压片。其装配结果如下图4.3.3，装配模型树如图4.3.4。图4.3.3顶部子装配图4.3.4顶部子装配模型树(4)左右销模子装配左右销模的零部件是相同的，包括：销子夹紧块1，销子夹紧块1，销模和销模空冷管组成。其装配结果如下图4.3.5，装配模型树如图4.3.6。图4.3.5左右销模子装配图4.3.6左右销模子装配模型树（5)型芯子装配型芯子装配部件有：内模中心件，型芯水冷管接头，型芯水冷管和型芯水冷管压片。其装配结果如下图4.3.7，装配模型树如图4.3.8。 图4.3.7型芯子装配图4.3.8型芯子装配模型树（6）型芯总装配型芯的总装配在型芯一级子装配的基础上加上了导向套。其装配结果如下图4.3.9，装配模型树如图4.4.10。图4.3.9型芯总装配图4.4.10型芯总装配模型树（5）三维实体图各级子装配完成后，就可以进行总装配了。该模具是总装配包括：左右外模子装配，左右销模子装配，顶部子装配和型芯总装配。其装配结果如下图4.4.11，装配模型树如图4.1.12。 图4.4.11三维实体图图4.4.12总装配模型树UG环境下二维工程图图的导出在完成零件三维建模后需要做的后续工作就是完成二维工程图的创建，只有实现了二维工程图的制作才能把理论设计转化到到实际生产中。在UG建模环境下的二维工程图的导出也是非常重要的，能减少较大的图纸绘制的工作量。打开NX-UG软件，打开需要导出工程图的三维实体图，首先是内模中心件工程图的导出，点击按钮，选择制图选项，进入UG从建模环境到制图环境的转换。点击按钮，在下拉菜单中选择制图选项卡，对二维工程图的一些特征进行修改，再点击确定[14]。见图5.1。图5.1点击按钮，插入工程图纸，根据零件尺寸选择合适比例，和图纸尺寸型号，内模中心件的工程图纸选择为A1，比例1:1，选择第一视角，反选始终启动视图创建选项，单击确定。图5.2点击—视图—基本视图(选择基本视图如图5.3)，选择合适的视图进行投影。根据模型特点在合适的位置剖切零件，导出剖视图[15]。图5.3基本视图对话框根据模型特点在合适的位置剖切零件，导出剖视图，如图5—4。图5.4内模中心件导出工程图把UG环境下的工程图导出为.dwg格式，在CAD环境中进行线型线宽修改，尺寸标注。首先在制图环境下点击在下拉菜单中选择导出为AutoCAD，选择好要保存的路径和名称点击保存，如图5.5。再把导出的工程图，在CAD环境中进行线型线宽修改，尺寸标注。图5.5UG环境下工程图的转换选择需要导出的三维图，重复上述操作导出二维工程图，完成二维工程图的创建。浇注模型心的制造工艺型芯是由五瓣芯组成的，如图，也是活塞模具中结构最为复杂的部分，下面将要介绍它的制造方法。步骤如下：（1）加工内模中心件，留出端部，打出中心孔，为后续的加工作准备。结构如图17。图6.1内模中心件（2）分别加工出内模边芯和侧芯的初胚，结构如图6.2和图6.3。图6.2内模侧芯初胚图6.3内模边芯初胚3将加工好的内模初胚和内模中心件捆绑在一起（如图20），在车床上车出初始轮廓，如图21。图6.4内模捆绑加工示意图图6.5内模车出示意图（4）内模的初始轮廓车出后，通过UG建立出内模的轮廓尺寸，如图6.6，在通过UG的自动编程功能编制出内模的数控加工程序，在数控机床上完成内模的外形轮廓尺寸。图6.6内模是数控加工轮廓

第七章总结本课题金属型重力铸造活塞模具的设计是依据 EQ-153活塞零件进行分析设计的，通过分析零件结构和功能特点先计算出零件铸造毛坯尺寸，留出合适的机械加工余量，考虑金属的收缩率（包括液态收缩，固态收缩和，温度收缩）等各方面因素，确定模具主题结构方案，再参考资料具体进行细节设计。绘出零件装配图，利用UG软件进行建模装配。在本次设计中也遇到了较多的问题，首先是对模具设计的具体流程不是特别清晰，我通过查阅资料请教老师对模具设计有了较为深入的认识，其次由于对UG软件的应用不是很熟练，而零件毛坯中曲面造型又比较复杂,在建模的环节耗费了较多的时间，不过在这个过程中也锻炼了我的三维建模能力，对自己的绘图水平得到了较大的提升。

致谢在这里首先要感谢在本次毕业设计中对我耐心指导的向雄方老师，他在繁忙的工作之外还能做到我所提出的问题在最短的时间内给予解决。在整个设计过程中，向老师提出了许多很好的建议并及时指出模具设计中的错误和不妥之处，这些都非常有助于本次毕业设计的顺利完成。或许今后我不一定从事本专业的工作，但是向老师严谨的治学态度和实事求是的学术宗旨让我受益匪浅，足以让我在以后的工作和学习中起到模范作用。谨以此向向老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。此外，在设计中参考了许多学者专家的文章和著作，还有一些没有在参考文献中列出。在此向这些对毕业设计提供参考资料的作者们表示感谢。最后感谢学院的领导、老师，特别是机械工程系的领导、老师，同学在我大学四年学习期间的关心、支持和帮助。由于本人知识、经验有限，其中难免出现错误，还请各位老师领导批评指正，再次表示诚挚的感谢。参考文献[1]赵立信.中国汽车铸造业.长春:中国第一汽车集团公司,高立义.(2013).发动机活塞连杆压装模设计.制造技术与机床2011(4),144-146.[2]肖生发赵树鹏（编著）汽车构造北京大学出版社,2006(4):82-83.[3]林柏年（编著）特种铸造（第二版)浙江大学出版社,2011.30(2),4-7.[4]王文清、李魁盛铸造工艺学机械工业出版社2012,52(3),56-58.[5]潘宪曾黄乃瑜（编著）模具工程大典第7卷压力铸造与金属型铸造模具设计——电子工业出版社2007,8-143.[6]蒋芳,and吴喜骊.基于UG的发动机活塞参数化设计.新技术新工艺.2009.04.004.[7]向雄方铸造模具的数字化设计与制造[J].湖北汽车工业学院学报,2010,(3):36-40.[8]林慧国.模具材料应用手册[M].北京:机械工业出版社,2004.7[9]GuoxinL,WanliZ.ApplicationofHarmonicAnalysisintheEquipmentforWheelRunoutToleranceDetector[J][10]中国模具设计协会委员《模具设计大典》中国机械设计出版社2007,17-220.[11]黄宏毅李明辉（编著）模具制造工艺——机械工业出版社1996.6[12]李维、何方、朱出阳《UG实践应用初步培训教程》清华大学出版社[13]唐海翔、刘明孝《UG模具设计培训教程》清华大学出版社[14]黄贵东、韦志林、范建文编著《UG范例教程》清华大学出版社[15]北京兆迪科技有限公司UGNX9.0模具设计完全自学手册机械工业出版社2014.6基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现HYPERLINK"/d