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1 目錄 摘要 I 關(guān)鍵詞 I Abstract II Keywords II 前 言 III 第 1 章 壓鑄件結(jié)構(gòu)及工藝分析 1 1 1 任務(wù)介紹 1 1 2 壓鑄零件的分析 1 1 3 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 3 1 4 壓鑄工藝分析及計算 4 1 5 壓鑄機(jī)的選用 4 第 2 章 壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 2 1 模具的結(jié)構(gòu)介紹 5 2 2 確定模具分型面 5 2 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 6 2 3 1 內(nèi)澆口的設(shè)計 6 2 3 2 直澆道設(shè)計 8 2 3 3 橫澆道設(shè)計 9 2 4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 11 2 4 1 溢流槽的設(shè)計 11 2 4 2 排氣道的設(shè)計 12 2 5 抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 2 5 1 行位的設(shè)計 12 2 6 成型零件的設(shè)計 14 2 6 1 成型零件的結(jié)構(gòu)形式 14 2 6 2 成型尺寸的確定 16 2 6 3 成型尺寸的計算 16 2 7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 18 I 2 7 1 推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的選擇 18 2 7 2 推桿的設(shè)計 18 2 7 3 推桿的配合 19 2 7 4 推出機(jī)構(gòu)其他設(shè)計 19 2 8 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 20 2 8 1 模具結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)件的設(shè)計 20 2 8 2 壓鑄模的技術(shù)要求 23 2 9 模具溫度及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 25 2 10 模具對壓鑄生產(chǎn)的影響 27 設(shè)計總結(jié) 32 參考文獻(xiàn) 33 致 謝 34 1 閥蓋壓鑄成型工藝及模具設(shè)計 摘要 壓鑄是一種近終形的成形方法 具有生產(chǎn)效率高 尺寸精度高等特點(diǎn) 在制 造業(yè) 尤其是規(guī)?；a(chǎn)業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用和迅速的發(fā)展 壓鑄件 尤其是鎂 鋁 鋅合金壓鑄件 在汽車 通訊等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用 本設(shè)計主要進(jìn)行了閥蓋壓鑄模的設(shè)計 首先 對制件進(jìn)行了工藝性分析 根據(jù)制 件有長寬比例相差懸殊的特點(diǎn) 采用了側(cè)澆道 其次 根據(jù)鎖模力的計算 選擇了 DAM1113G 型臥式壓鑄機(jī) 為了便于破損零部件的更換 采用鑲拼式結(jié)構(gòu) 對成型零 部件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計計算 模具采用導(dǎo)柱 導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向 采用推桿推出制件 最 后 對壓鑄機(jī)及模具的強(qiáng)度進(jìn)行了校核 且借助 AutoCAD 和 UG PRO E 三維設(shè)計軟件 繪制了模具的裝配圖和實(shí)體圖 關(guān)鍵詞 壓鑄 模具 UG 鋁合金 1 Vibrator switch cover die casting molding process and mold design Abstract Die casting is a near shape process Because of its characteristics of high efficiency and dimensional precision it is used widely and developed rapidly in manufacturing especially in mass produced industries Die castings especially magnesium alloy aluminum alloy zinc alloy die castings are used in various fields such as automobile and communication In the paper a die casting die of Bracket is mainly designed Firstly its processing properties are analyzed Side gate runner is used according the characteristics of the analysis of the length and of the width of the Bracket Secondly die casting machine that the type is DAM1113G is selected In design insert construction is used in order to replace spoiled parts The design and calculation of molding parts are made in detail The mold is guided by guide pillars and sleeves The ejector pin is used to demold The side core is drawn by inclined guide pillar Finally die casting machine and mold strength are checked The assemble and physical drawings are finished by UG PRO E which is a kind of physical design software Keywords die casting Mould UG Aluminium alloy 2 前 言 在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中 模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識 模具工業(yè) 作為進(jìn)入富裕社會的原動力之一 正推動著整個工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn) 模具就是 高效 益 模具就是 現(xiàn)代化 之深刻含意 也正在為人們所理解和掌握 金屬壓鑄成型所 用的模具稱為壓鑄模 是用于成型金屬壓鑄件的模具 它是型腔模中的一種類型 隨 著機(jī)械工業(yè) 尤其是汽車 摩托車工業(yè) 航空工業(yè)和儀器儀表工業(yè)的發(fā)展 金屬壓鑄 件的需求量越來越大 精度等質(zhì)量要求也愈來愈高 這就要求壓鑄模具的開發(fā) 設(shè)計 與制造的水平也必須越來越高 目錄 摘要 I 關(guān)鍵詞 I Abstract II Keywords II 前 言 III 第 1 章 壓鑄件結(jié)構(gòu)及工藝分析 1 1 1 任務(wù)介紹 1 1 2 壓鑄零件的分析 1 1 3 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 3 1 4 壓鑄工藝分析及計算 4 1 5 壓鑄機(jī)的選用 4 第 2 章 壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 2 1 模具的結(jié)構(gòu)介紹 5 2 2 確定模具分型面 5 2 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 6 2 3 1 內(nèi)澆口的設(shè)計 6 2 3 2 直澆道設(shè)計 8 2 3 3 橫澆道設(shè)計 9 2 4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 11 2 4 1 溢流槽的設(shè)計 11 2 4 2 排氣道的設(shè)計 12 2 5 抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 2 5 1 行位的設(shè)計 12 2 6 成型零件的設(shè)計 14 2 6 1 成型零件的結(jié)構(gòu)形式 14 2 6 2 成型尺寸的確定 16 2 6 3 成型尺寸的計算 16 2 7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 18 I 2 7 1 推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的選擇 18 2 7 2 推桿的設(shè)計 18 2 7 3 推桿的配合 19 2 7 4 推出機(jī)構(gòu)其他設(shè)計 19 2 8 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 20 2 8 1 模具結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)件的設(shè)計 20 2 8 2 壓鑄模的技術(shù)要求 23 2 9 模具溫度及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 25 2 10 模具對壓鑄生產(chǎn)的影響 27 設(shè)計總結(jié) 32 參考文獻(xiàn) 33 致 謝 34 閥蓋壓鑄成型工藝及模具設(shè)計 摘要 壓鑄是一種近終形的成形方法 具有生產(chǎn)效率高 尺寸精度高等特點(diǎn) 在制 造業(yè) 尤其是規(guī)?；a(chǎn)業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用和迅速的發(fā)展 壓鑄件 尤其是鎂 鋁 鋅合金壓鑄件 在汽車 通訊等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用 本設(shè)計主要進(jìn)行了閥蓋壓鑄模的設(shè)計 首先 對制件進(jìn)行了工藝性分析 根據(jù)制 件有長寬比例相差懸殊的特點(diǎn) 采用了側(cè)澆道 其次 根據(jù)鎖模力的計算 選擇了 DAM1113G 型臥式壓鑄機(jī) 為了便于破損零部件的更換 采用鑲拼式結(jié)構(gòu) 對成型零 部件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計計算 模具采用導(dǎo)柱 導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向 采用推桿推出制件 最 后 對壓鑄機(jī)及模具的強(qiáng)度進(jìn)行了校核 且借助 AutoCAD 和 UG PRO E 三維設(shè)計軟件 繪制了模具的裝配圖和實(shí)體圖 關(guān)鍵詞 壓鑄 模具 UG 鋁合金 I Vibrator switch cover die casting molding process and mold design Abstract Die casting is a near shape process Because of its characteristics of high efficiency and dimensional precision it is used widely and developed rapidly in manufacturing especially in mass produced industries Die castings especially magnesium alloy aluminum alloy zinc alloy die castings are used in various fields such as automobile and communication In the paper a die casting die of Bracket is mainly designed Firstly its processing properties are analyzed Side gate runner is used according the characteristics of the analysis of the length and of the width of the Bracket Secondly die casting machine that the type is DAM1113G is selected In design insert construction is used in order to replace spoiled parts The design and calculation of molding parts are made in detail The mold is guided by guide pillars and sleeves The ejector pin is used to demold The side core is drawn by inclined guide pillar Finally die casting machine and mold strength are checked The assemble and physical drawings are finished by UG PRO E which is a kind of physical design software Keywords die casting Mould UG Aluminium alloy II 前 言 在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中 模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識 模具工業(yè) 作為進(jìn)入富裕社會的原動力之一 正推動著整個工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn) 模具就是 高效 益 模具就是 現(xiàn)代化 之深刻含意 也正在為人們所理解和掌握 金屬壓鑄成型所 用的模具稱為壓鑄模 是用于成型金屬壓鑄件的模具 它是型腔模中的一種類型 隨 著機(jī)械工業(yè) 尤其是汽車 摩托車工業(yè) 航空工業(yè)和儀器儀表工業(yè)的發(fā)展 金屬壓鑄 件的需求量越來越大 精度等質(zhì)量要求也愈來愈高 這就要求壓鑄模具的開發(fā) 設(shè)計 與制造的水平也必須越來越高 眾所周知 材料被分為金屬與非金屬兩大類 采用材料液態(tài)成形技術(shù)成型機(jī)器的 零部件或各類產(chǎn)品 而且被廣為應(yīng)用在非金屬中的 數(shù)塑料的注射成型和擠出成型為 多 而在金屬材料中 數(shù)壓鑄為最 1 壓鑄成型和鑄造成型通常稱之為型腔成型法 壓鑄的過程是將金屬熔煉成具有一定的流動性的液態(tài)合金 然后澆入具有一定幾 何形狀和尺寸大小的型腔中 在重力場或外力場的作用下 液態(tài)合金充滿型腔 待凝 固冷卻后就成為所需要的機(jī)器零件或毛坯 壓鑄是一門科學(xué)技術(shù) 也是歷史上最悠久的一種金屬成形工藝 它促進(jìn)了社會生 產(chǎn)力的發(fā)展 1 壓鑄的種類 壓鑄的方法可分為 砂型鑄造和特種壓鑄兩大類 2 壓鑄合金 鑄造合金有 鋁合金 鎂合金 銅合金 鋅合金 鉛 錫 鑄鐵 鑄鋼等的鑄造 2 金屬壓鑄成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位 如前所述 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備 是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基 礎(chǔ)之一 金屬壓鑄成型所用的模具稱為壓鑄模 是用于成型金屬壓鑄件的模具 它是 型腔模中的一種類型 隨著機(jī)械工業(yè) 尤其是汽車 摩托車工業(yè) 航空工業(yè)和儀器儀 表工業(yè)的發(fā)展 金屬壓鑄件的需求量越來越大 精度等質(zhì)量要求也愈來愈高 這就要 求壓鑄模具的開發(fā) 設(shè)計與制造的水平也必須越來越高 壓鑄件的質(zhì)量與壓鑄模 壓鑄設(shè)備和壓鑄工藝這三項(xiàng)因素密切相關(guān) III 壓鑄模質(zhì)量最為關(guān)鍵 它的功能是雙重的 賦予熔化后的金屬液以期望的形狀 性能 質(zhì)量 冷卻并推出壓鑄成形的制件 模具是決定最終產(chǎn)品性能 規(guī)格 形狀及尺寸精度的載體 壓鑄模是使壓鑄生產(chǎn) 過程順利進(jìn)行 保證壓鑄件質(zhì)量不可缺少的工藝裝備 是體現(xiàn)壓鑄設(shè)備高效率 高性 能和合理先進(jìn)壓鑄工藝的具體實(shí)施者 也是新產(chǎn)品開發(fā)的決定性環(huán)節(jié) 由此可見 為 了周而復(fù)始地獲得符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求及質(zhì)量穩(wěn)定的壓鑄件 壓鑄模的優(yōu)劣成敗是關(guān)鍵 它最能反映出整個壓鑄生產(chǎn)過程的技術(shù)含量及經(jīng)濟(jì)效果 據(jù)資料表明 各類模具占模具總量的比例大致如下 沖壓模 塑料模約各占 35 40 壓鑄模約占 10 15 粉末冶金模 陶瓷模 玻璃模等其他模具約占 10 左右 壓鑄模在各類模具的應(yīng)用中占有 老三 的位置 隨著我國經(jīng)濟(jì)與國際的接軌 汽車工業(yè) 摩托車工業(yè)和航空工業(yè)的飛速發(fā)展 壓 鑄件的應(yīng)用大有快速上升的趨勢 壓鑄的應(yīng)用在世界范圍內(nèi)的情況是 汽車部件約占 70 摩托車部件約占 10 農(nóng)業(yè)機(jī)械約占 8 電訊電器約占 7 其他約占 5 以 上實(shí)際統(tǒng)計的數(shù)字表明 壓鑄成型工業(yè)在基礎(chǔ)工業(yè)中的地位和對國民經(jīng)濟(jì)的影響顯得 日益重要 對于一個模具專業(yè)的畢業(yè)生來說 對壓鑄模的設(shè)計已經(jīng)有了一個大概的了解 此 次畢業(yè)設(shè)計 培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用多學(xué)科理論 知識和技能 以解決較復(fù)雜的工程實(shí)際 問題的能力 主要包括設(shè)計 實(shí)驗(yàn)研究方案的分析論證 原理綜述 方案方法的擬定 及依據(jù)材料的確定等 它培養(yǎng)了我樹立正確的設(shè)計思想 勇于實(shí)踐 勇于探索和開拓 創(chuàng)新的精神 掌握現(xiàn)代設(shè)計方法 適應(yīng)社會對人才培養(yǎng)的需要 畢業(yè)設(shè)計這一教學(xué)環(huán)節(jié)使我獨(dú)立承擔(dān)實(shí)際任務(wù)的全面訓(xùn)練 通過獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè) 計任務(wù)的全過程 培養(yǎng)了我的實(shí)踐工作能力 另外 本次畢業(yè)設(shè)計還必須具備一定的 計算機(jī)應(yīng)用的能力 在畢業(yè)設(shè)計過程中都應(yīng)結(jié)合畢業(yè)設(shè)計課題利用計算機(jī)編制相應(yīng)的 工程計算 分析和優(yōu)化的程序 同時還具備必要的計算機(jī)繪圖能力 如利用 AutoCAD 2004 軟件進(jìn)行二維圖的繪制 此次畢業(yè)設(shè)計除了對知識和能力培養(yǎng)的收獲感受外 還得到思想道德方面的鍛煉 通過這次畢業(yè)設(shè)計 讓我感受到了作為一名高級工程技術(shù)人員應(yīng)該具備的基本精神 需要強(qiáng)化的工程實(shí)踐意識 以及對設(shè)計工作的質(zhì)量要負(fù)責(zé) 具有高度的責(zé)任感 樹立 IV 實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng) 并嚴(yán)格遵守規(guī)章制度 1 第 1 章 壓鑄件結(jié)構(gòu)及工藝分析 1 1 任務(wù)介紹 主要內(nèi)容及基本要求 1 完成閥蓋的模具設(shè)計 2 在 UG 或其他三維軟件平臺上完成模具零件的三維建模 3 完成模具的裝配 4 設(shè)計說明書一份 字?jǐn)?shù)不少于 15000 字 1 2 壓鑄零件的分析 本次設(shè)計的零件為閥蓋的模具設(shè)計 如下圖 1 1 所示 閥蓋外部 1 圖 1 1 閥蓋產(chǎn)品圖 閥蓋是某種型號泵上的零件 生產(chǎn)批量100 000件 鑄件要求無欠鑄 氣孔 疏 松 裂紋等缺陷 產(chǎn)品原始信息 產(chǎn)品大小 95 95 57 3 產(chǎn)品平均壁厚 4M 材質(zhì) 鋁合金 A380 重量 214 5g 縮水率 1 005 其物理和力學(xué)性能為 密度 2 7m 固相線與液相線溫度分別為 538 C 和 593 C 抗拉強(qiáng)度 320 MPa 屈服強(qiáng)度 160 MPa 硬度 80HB 剪切強(qiáng)度 190 MPa 疲勞強(qiáng) 度 140 MPa 壓鑄鋅合金的主要特點(diǎn) 1 密度較小 比強(qiáng)度高 2 在高溫和常溫下都具有良好的力學(xué)性能 尤其是沖擊韌性尤其好 3 有較好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 機(jī)械切削性能也很好 4 表面有一層化學(xué)穩(wěn)定 組織致密的氧化鋅膜 故大部分鋁合金在淡水 海水 硝酸鹽以及各種有機(jī)物中均有良好的耐腐蝕性 但這層氧化鋅膜能被氯離子及堿離子 所破壞 2 5 具有良好的壓鑄性能 較好的表面粗糙度以及較小的熱烈性 綜上所述 該產(chǎn)品能用壓鑄成型完成 壓鑄鋁合金的使用性能和工藝性能都優(yōu)于其他壓鑄合金 而且來源豐富 所以在 各國的壓鑄生產(chǎn)中都占據(jù)極重要的地位 其用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他壓鑄合金 鋁合金的特 點(diǎn)是 比重小 強(qiáng)度高 鑄造性能和切削性能好 耐蝕性 耐磨性 導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性 好 鋁和氧的親和力很強(qiáng) 表面生成一層與鋁結(jié)合得很牢固的氧化膜 致密而堅固 保護(hù)下面的鋁不被繼續(xù)氧化 鋁硅系合金在雜質(zhì)鐵含量較低的情況下 粘模傾向嚴(yán)重 鋁合金體收縮值大 易在最后凝固處形成大的集中縮孔 用于壓鑄生產(chǎn)的鋅合金主要是鋁硅合金 鋁鎂合金和鋁鋅合金三種 純鋁鑄造性 能差 壓鑄過程易粘模 但因它的導(dǎo)電性好 所以在生產(chǎn)閥蓋時使用 鋁合金中主要合金元素及雜質(zhì)對其性能影響如下 硅 硅是大多數(shù)鋁合金的主要元素 它能改善合金在高溫時的流動性 提高合金抗拉強(qiáng)度 但使塑性下降 硅與鋁能生成固熔體 它在鋁中的溶解度隨 溫度升高而增加 溫度 577 時溶解度為 1 65 而室溫時僅為 0 2 在硅含量增加 到 11 6 時 硅與其在鋁中的固溶體形成共晶體 提高了合金高溫流動性 收縮率減 小 無熱裂傾向 二元系鋁硅合金耐蝕性高 導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性良好 比重和膨脹系數(shù) 小 硅能提高鋁鋅系合金的抗蝕性能 當(dāng)合金中硅含量超過共晶成分 而銅 鐵等雜 質(zhì)又較多時 就會產(chǎn)生游離硅 硅含量越高 產(chǎn)生的游離硅就越多 游離硅的硬度很 高 由它們所組成的質(zhì)點(diǎn)的硬度也很高 加工時刀具磨損厲害 給切削加工帶來很大 的困難 此外 高硅鋁合金對鑄鐵坩鍋熔蝕嚴(yán)重 硅在鋁合金中通常以粗針狀組織存 在 降低合金的力學(xué)性能 為此需要進(jìn)行變質(zhì)處理 銅 銅和鋁組成固溶體 當(dāng)溫度為 548 時 銅在鋁中的溶解度為 5 65 室溫時降至 0 1 左右 銅含量的增加可提高合金的流動性 抗拉強(qiáng)度和硬度 但降低了耐蝕性和塑性 熱裂傾向增大 壓鑄通常不用鋁銅合金 而用鋁硅銅合金 該產(chǎn)品的成型材料是鋁合金 該材料密度小 熔點(diǎn)為 560 660 度 強(qiáng)度較高 耐磨 性能較好 導(dǎo)熱 導(dǎo)電性能好 機(jī)械切削性能良好 但由于鋁與鐵有很強(qiáng)的親和力 容 易粘模 加入 Mg 以后可得到改善 鋁壓鑄 其鋁很容易就粘在模具表面上 造成鉚接 柱拉傷 拉斷 澆注口堵塞現(xiàn)象 1 3 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 1 該壓鑄件尺寸為一般精度等級 為降低設(shè)計難度和設(shè)計周期 應(yīng)采一模一 3 腔 且需要對壓鑄件去除澆口廢料 2 根據(jù)產(chǎn)品的特征與提高成型效率采用側(cè)澆口 3 為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理 型腔型芯均采用鑲件式結(jié)構(gòu) 1 4 壓鑄工藝分析及計算 根據(jù)壓鑄件的產(chǎn)品信息 產(chǎn)品生產(chǎn)所需的數(shù)量 產(chǎn)品的強(qiáng)度和精度有較高要求 綜合實(shí)際考慮 該產(chǎn)品采用一模一穴的成型方法 1 鎖模力計算 根據(jù)壓鑄產(chǎn)品選擇壓鑄機(jī) 鎖模力通常的計算方式為用模具分型面上承受金屬壓 力的投影面積乘以鑄造比壓乘以安全系數(shù) 鎖模力的計算如下 T K A P 1 1 其中 T 為鎖模力 單位為 N K 為安全系數(shù) 冷室壓鑄機(jī)一般取 1 2 A 為鑄造投影面積 單位 mm 包括鑄件 料 頭 流道 溢流井等 約相當(dāng)于鑄件的 1 8 倍 P 為壓射比壓 單位 Mpa 單位換算 1T 10KN 100000N 該產(chǎn)品的鑄件投影面積為 6602 1 8 11813 mm 由于該產(chǎn)品為壓鑄件 壓射比壓取值為 60Mpa 故該產(chǎn)品的鎖模力為 T K A P 1 3 11813 60 10 100 921KN 1 2 1 5 壓鑄機(jī)的選用 根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇鎖模力大于 921KN 的機(jī)臺即可 結(jié)合鋁合金機(jī)臺設(shè)備考慮 本 次模具設(shè)計采用的是冷壓室壓鑄機(jī) 其型號與主要技術(shù)規(guī)格如下 壓鑄機(jī)型號 DAM1113G 鎖模力 KN 1000 壓射力 KN 150 200 4 第 2 章 壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 1 模具的結(jié)構(gòu)介紹 模具的結(jié)構(gòu)包括動模結(jié)構(gòu) 定模結(jié)構(gòu) 動模型芯 動模型芯固定板 定模型芯 定模型芯固定板等 首先根據(jù)閥蓋的產(chǎn)品要求確定模具的分型面 接著設(shè)計澆注系統(tǒng) 排氣道 模具溫度及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 最后是成型零件和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 2 2 確定模具分型面 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分 這些可以分離部分的接觸表 面分開時能夠取出制件及澆注系統(tǒng)凝料 當(dāng)成型時又必須接觸封閉 這樣的接觸表面 稱為模具的分型面 如何選擇分型面 需要考慮的因素比較復(fù)雜 比如說要考慮制件在模具中的成型 位置 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 制件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度 嵌件的位置 形狀以及推出方法 模具的制造 排氣等 因此 在選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則 分型面應(yīng)力求簡單易加工 有利于簡化模具結(jié)構(gòu) 應(yīng)容易保證壓鑄件的精度要求 分型面應(yīng)用利于填充成型 開模時應(yīng)盡量使壓鑄件留在動模一側(cè) 應(yīng)考慮壓鑄成型的協(xié)調(diào) 嵌件和活動型芯應(yīng)便于安裝 以上闡明的是選擇分型面時的一般原則 在實(shí)際設(shè)計中 不可能全部滿足上面所 述的原則 綜合考慮各方面的因素 因此 分型面設(shè)置如圖 2 3 圖 2 3 分型面方案 5 零件的大部分處于動模內(nèi) 對零件的的同軸度精度有很好的保證 而且有利于填 充成型和金屬液的流動 起模也比較容易 所以本次設(shè)計就選擇上圖的分型面 2 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)對熔融金屬流動方向 壓力傳遞 模具溫度分布 充填時間長短起到重 要的調(diào)節(jié)和控制作用 澆注系統(tǒng)設(shè)計直接影響鑄件的機(jī)械性能和模具壽命 澆注系統(tǒng)設(shè)計一般步驟 內(nèi)澆口設(shè)計 澆道設(shè)計 過水設(shè)計 渣包設(shè)計 內(nèi)澆口寬度的選取及內(nèi)澆口設(shè)計的原則 1 金屬液從鑄件壁厚處向壁薄處填充 2 金屬液進(jìn)入型腔后不宜立即封閉分型面 溢流面和排氣槽 3 內(nèi)澆口的位置要使進(jìn)入型腔的金屬液先流向遠(yuǎn)離澆口的部位 4 從內(nèi)澆口進(jìn)入的金屬液 不宜正面沖擊型芯 5 澆口的位置應(yīng)便于切除 6 避免在澆口部位產(chǎn)生熱節(jié) 7 金屬液進(jìn)入型腔后的流向要沿著鑄件上的肋和散熱片 8 選擇內(nèi)澆口位置時 應(yīng)使金屬液流程盡可能短 2 3 1 內(nèi)澆口的設(shè)計 內(nèi)澆口的類型 根據(jù)零件的外形和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 將內(nèi)澆口開在通孔上 在成型孔的型芯上設(shè)置分流 錐 金屬液從型腔中心部位導(dǎo)入 它的特點(diǎn)如下 a 金屬液流流程短 而各部的流動距離也比較為接近 可縮金屬液的填充時間 和凝固時間 b 減少模具分型面上的投影面積 并改善壓鑄機(jī)的受力狀況 c 模具結(jié)構(gòu)緊湊 d 周邊的溢流槽可聚集不良冷污的金屬液 并有利于排氣 提高填充效果 內(nèi)澆口面積的計算 鑄件設(shè)計完成后 測量澆鑄體積 產(chǎn)品 溢料 的體積 在壓鑄件的填充時間及填 充數(shù)度選定后 內(nèi)澆口面積可采用下式計算 6 Ag V Vg t 2 1 其中 Ag 內(nèi)澆口截面積 mm V 鑄件的體積 mm 包括渣包和產(chǎn)品 Vg 充填速度 m s t 充填時間 s 對應(yīng)參數(shù)的計算 充填時間的計算 充填時間是指熔融金屬自到達(dá)澆口 gate 起算 至模穴 cavity 及溢流井完全充 填完畢為止 所經(jīng)過的時間 理論上 充填時間是越短越好 但實(shí)際上 充填時間受 以下限制 a 逃氣 b 模具沖蝕 c 機(jī)器性能 以下列公式 NADCA 計算出填充時間 t k Ti Tf SZ Tf Td T 2 2 其中 k 0 0346 秒 mm Ti 熔湯進(jìn)入模具溫度 取 650 C Tf 合金最低流動溫度 取 595 C S 容許凝固百分率 取 0 Z 轉(zhuǎn)換系數(shù) 2 5 C Td 模具溫度 取 240 C T 鑄件厚度 取 5 0mm t 0 0346 650 595 0 0 2 5 595 240 3 2 3 0 033 秒 鑄件體積的計算 V 79462 1 8 143031 mm 包括渣包和產(chǎn)品 2 4 內(nèi)澆口充填速度的計算 對于不同壁厚的鎂 鋁 鋅壓鑄合金的充填速度不同 本產(chǎn)品平均壁厚為 3MM 材質(zhì)為鋁合金 內(nèi)澆口填充速度為 45m s 7 本產(chǎn)品的內(nèi)澆口面積為 Ag V Vg t 143031 45000 0 033 95 mm 2 5 考慮到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)問題 內(nèi)澆口寬度 L 取值為 63mm 所以內(nèi)澆口厚度 H Ag L 95 63 1 5mm 2 6 實(shí)際上 由于客觀的影響因素較多 確定最合理的內(nèi)澆口截面積是很困難的 因 此 應(yīng)留有適當(dāng)?shù)男拚嗔?即內(nèi)澆口的初始尺寸選取較小值 為以后試模后進(jìn)行修 正和調(diào)整留有余地 2 3 2 直澆道設(shè)計 直澆道是金屬液從壓室進(jìn)入型腔前首先經(jīng)過的通道 臥室冷壓室壓鑄模直澆道的 由灌嘴 澆道鑲塊和澆道推桿組成 灌嘴與壓鑄機(jī)的壓室端面密封對接 灌嘴在壓鑄 模的澆注系統(tǒng)中起著承前啟后的作用 直澆道就是在灌嘴中形成的 1 灌嘴與壓鑄沖頭的連接方式 灌嘴與沖頭的連接方式 根據(jù)灌嘴結(jié)構(gòu)形式的不同 可分為連接式和整體式 本 次設(shè)計采用整體式結(jié)構(gòu)即將壓室與灌嘴制成整體 這樣易于內(nèi)孔的精度容易保證 2 灌嘴參數(shù)的確定 直澆道由壓鑄模上灌嘴構(gòu)成 能保證壓射沖頭動作順暢 有利于壓力傳遞 直徑 D 根據(jù)壓鑄件重量 所需比壓 在壓室的充滿度 一般占 2 3 來選擇沖頭直 徑 也就是直澆道的直徑 D 厚度 H 稱為余料 取直徑的 1 2 1 3 為了易脫模 設(shè) 5 斜度 3 灌嘴的配合精度 灌嘴的配合精度有 灌嘴與模板孔的配合精度 灌嘴內(nèi)孔與壓射沖頭的配合精度 和定位孔與壓鑄機(jī)壓室法蘭的配合精度 1 灌嘴與模板孔的配合精度為 H7 h6 1D 2 灌嘴內(nèi)孔與壓射沖頭的配合精度 由模具設(shè)計手冊 2 表 1 14 查得 DAM1113G 壓鑄機(jī)壓室直徑為 50mm 由模具設(shè) 計手冊表 2 1 查得灌嘴內(nèi)孔與壓射沖頭的配合精度如下表 2 2 所示 8 表 2 2 灌嘴內(nèi)孔與壓射沖頭的配合精度 尺寸偏差 壓室基 本尺寸 灌嘴 D F8 壓室 Do H7 壓射沖頭 d e8 30 50 0 064 0 025 0 025 0 0 050 0 089 3 定模座板或灌嘴的定位孔與壓鑄機(jī)壓室法蘭的配合精度為 E8 2D 2 3 3 橫澆道設(shè)計 圖 2 4 扁梯形 橫澆道的尺寸參數(shù)如下 D 5 8 T 2 8 3 4 2 9 rAn W D D 2 10 ta r 其中 橫澆道截面積 mm2rA 脫模斜度 0 01 5 D 橫澆道深度 mm T 內(nèi)澆口厚度 W 橫澆道寬度 mm 取 D 5T 7 5mm 3 3 20 3 60 9 mm2 2 11 rAn W D D 5 60 9 5 13 06mm 2 12 ta r0tan1 9 至此 整個澆注系統(tǒng)設(shè)計完畢 各部位參數(shù)均已選定 進(jìn)而繪制出模具澆注系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)圖如下圖 2 5 所示 圖 2 5 澆注系統(tǒng) 10 2 4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 2 4 1 溢流槽的設(shè)計 設(shè)置溢流槽可作為接納型腔中的氣體 氣體夾雜物及冷污金屬 還可以作調(diào)節(jié) 型腔局部溫度 改善充填條件以及必要時作為工藝搭子頂出鑄件之用 渣包的作用 1 排除型腔中的氣體 涂料 殘渣等冷污金屬液 與排氣槽配合 迅速將型腔內(nèi) 的氣體引出 2 控制金屬液充填的流動狀態(tài) 防止局部產(chǎn)生渦流 3 轉(zhuǎn)移縮孔 酥松 氣孔和冷隔的部位 4 調(diào)節(jié)模具各部位的溫度 改善模具熱平衡狀態(tài) 減少鑄件表面流痕 冷隔和澆 不足的現(xiàn)象 5 幫助鑄件脫模頂出 防止鑄件變形或在鑄件表面有頂針痕跡 6 溢流槽的總體積占合金量的 10 30 根據(jù)型腔體積 鑄件壁厚來考慮 溢 口面積為水口面積的 60 75 溢口厚度 0 2 0 5mm 溢口厚度不應(yīng)大于內(nèi)澆口厚 度以保證增壓效果 溢流槽與排氣槽連接 減小型腔內(nèi)壓力 排出氣體 數(shù)量根據(jù)需 要位置的多少來決定 過水設(shè)計原則 1 改善湯流阻力 2 增加產(chǎn)品強(qiáng)度便于后 3 加工不影響產(chǎn)品外觀 溢流槽設(shè)計及參數(shù)的確定 在分型面上設(shè)置溢流槽是一種簡單適用的常用方式 為了后序工藝的需要 而保 持溢流包與壓鑄件的整體連接 將溢流槽開設(shè)在動模一側(cè) 溢流槽的截面形狀一般有 三種 橢圓形 方形和梯形 本次設(shè)計采用方形形溢流槽 如下圖 2 6 所示 圖 2 6 溢流槽 11 根據(jù)模具設(shè)計手冊資料確定溢流槽的相關(guān)尺寸 根據(jù)相關(guān)資料確定溢流槽的相關(guān)尺寸 溢流口厚度 h 0 1 0 8mm 取 0 4mm 溢流口長度 l 6 15mm 取 12mm 溢流口寬度 S 6 15mm 取 812mm 溢流槽圓角 r 0 5 3mm 取 1 5mm 溢流槽長度中心距 b 1 5 2 S 取 b 1 5S 12mm 為了便于脫模 溢口脫模斜度做成 溢口與鑄件連接處應(yīng)有 0 3 1 mm03 45 的倒角 以便清除 045 2 4 2 排氣道的設(shè)計 排氣道是在填充過程中讓型腔和澆注系統(tǒng)內(nèi)的氣體得以逸出的通道 為使型腔內(nèi) 的氣體盡可能地被金屬液有序有效地排出 應(yīng)將排氣道設(shè)置在金屬液最后填充的部位 結(jié)合實(shí)際情況 選用在分型面上開設(shè)排氣道 這種布局易于加工和修正而且排氣 效果也很理想 本次設(shè)計在分型面上開設(shè)的排氣道的截面形狀是扁平狀的 由模具設(shè)計手冊 2 表 5 8 可查得推薦的尺寸如下 排氣槽深度 0 10 0 15mm 排氣槽寬度 8 25mm 為了便于溢流和余料的脫模 扁平槽的周邊也應(yīng)有 的斜角或過渡圓角 0345 2 5 抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 2 5 1 行位的設(shè)計 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)簡稱行位 用來成型具有外側(cè)凸起 凹槽和孔的塑件 成型 殼體制品的局部凸起 凹槽和肓孔 因?yàn)閭?cè)抽機(jī)構(gòu)的注射模 其可動零件多 動作復(fù) 雜 因此 側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)盡量可靠 靈活和高效 本產(chǎn)品圖需要抽芯位置如圖所 示紅色面所示 12 A 行位及其組件的性能要求 行位有相對于其他零件的運(yùn)動而且行位還是產(chǎn)品成型結(jié)構(gòu)部分 因此行位及與其 想配合的零件不僅滿足一定的耐磨性要求還必須具有一定成型零件的性能 行位及其組件的性能必須滿足如下幾點(diǎn) 1 高耐磨性 滑塊表面硬度必須大于 HRC50 以保證其耐磨性能 2 硬度差 行位與其配合的零件如下模鑲件 行位驅(qū)動塊 行位壓緊塊 耐磨 片之間必須有 HRC5 10 的差值 因此不可以用同種材料以防止粘著磨損 此次設(shè)計中 行位采用 8407 下模鑲件采用預(yù)硬模具鋼 8407 其他與行位有接觸的零件均采用 TOOLOX44 耐磨鋼 他們通過不同的熱處理方式可以達(dá)到此項(xiàng)要求 3 加工性 除行位以外的零件都是單一簡單結(jié)構(gòu)零件 熱處理變形小 可加工 性優(yōu)異 而行位的成型部分可以通過電火花加工 其余結(jié)構(gòu)對于傳統(tǒng)加工也容易保證 其加工精度 4 配合要求 行位與壓板有相對運(yùn)動 其配合采用 H7 f7 的間隙配合 與下模 鑲件的的配合以保證不溢料盡量保證動作穩(wěn)定靈活 詳細(xì)見模具總裝的配合要求 B 本設(shè)計采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示 其一般由以下五個部分組成 1 動力零件 采用斜導(dǎo)柱 2 鎖緊零件 楔緊塊 3 定位零件 擋塊 彈簧 4 導(dǎo)滑零件 滑塊導(dǎo)向塊 5 成型零件 側(cè)抽芯 滑塊等 13 C 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型機(jī)構(gòu)主要設(shè)計技術(shù)參數(shù) 1 斜導(dǎo)柱傾角 a 15 a 25 滑塊斜面傾角 b a 2 3 2 抽芯距 S S 鑄件側(cè)向凹凸深度 1 5 5 鑄件需要抽芯距離為 37 47 加上安全距離 則設(shè)計需要抽芯距離為 42 3 斜導(dǎo)柱的長度 L 方法一 通過公式計算 L S sina H cosa 方法二 采用圖解法確定 1 計算斜導(dǎo)柱傾斜角 斜導(dǎo)柱傾斜角是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要參數(shù) 大小對斜導(dǎo)柱的有 效工作長度 抽芯距 受力狀況等有直接影響 最常用的是 12 25 本模具 采用 25 則楔緊塊的楔緊角 27 2 計算斜導(dǎo)柱直徑 由于計算比較復(fù)雜 為了方便 用查表的方法來確定斜導(dǎo)柱的直徑 先按已經(jīng)求 得的抽撥力 和選定的斜導(dǎo)柱傾斜角 在模具設(shè)計手冊查表最大的彎曲力 然后根CF WF 據(jù) 和 以及斜導(dǎo)柱傾斜角 在模具設(shè)計手冊查表中查出斜導(dǎo)柱直徑 D 20 WH 3 計算斜導(dǎo)柱長度 斜導(dǎo)柱長度采用圖解法確定 L 204 2 6 成型零件的設(shè)計 成型零件包括 型腔 固定型芯 活動型芯等 它們是根據(jù)壓鑄件的不同結(jié)構(gòu)形 式和模具制造工藝的需要 將相互對應(yīng)的幾何構(gòu)件組合在一起 形成成型空腔的 因 14 此 成型零件的拼接形式 尺寸精度 幾何形狀 機(jī)械強(qiáng)度等因素 對壓鑄件的質(zhì)量 有直接的影響 2 6 1 成型零件的結(jié)構(gòu)形式 成型零件的結(jié)構(gòu)形式 大體可以分為整體式和組合式兩類 由于型腔外形結(jié)構(gòu)比 較復(fù)雜 采用整體結(jié)構(gòu)很難加工 所以可選擇完全組合式結(jié)構(gòu) A 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔是裝在定模板里的鑲件 用以成型塑件的外表面 型腔有整體式和組合式兩種 組合式型 腔的剛性不及整體式 且易在塑料塑件表面留下痕跡 影響外觀 模具的結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜 考慮到 本塑件結(jié)構(gòu)較簡單 外觀質(zhì)量要求高 故采用整體嵌入式型腔設(shè)計 型腔的形狀為矩形 采用 4 顆 M10 60L 內(nèi)六角螺釘緊固在型腔板上其中結(jié)構(gòu)如圖 2 6 1 所示 圖 2 6 1 型腔 B 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯是裝在動模板里的鑲件 用以成型塑件的內(nèi)表面 也有整體式和組合式兩種 由于型芯高 出分型面許多 考慮到加工方便和節(jié)約材料降低模具成本 故采用整體嵌入式型芯設(shè)計 型芯的形 狀為矩形 采用4顆M10 95L內(nèi)六角螺釘緊固在動模板上 而型芯鑲件采用掛臺固定于型芯上 其 中結(jié)構(gòu)如圖2 6 2所示 15 圖2 6 2 型芯 2 6 2 成型尺寸的確定 成型零件上構(gòu)成壓鑄件形狀的相關(guān)尺寸為成型尺寸 成型尺寸的確定對壓鑄件的 結(jié)構(gòu)形狀和尺寸精度有直接影響 成型尺寸可按以下四點(diǎn)來確定 1 選擇合適的成型收縮率 由模具設(shè)計手冊鋁鎂合金的計算收縮率為 0 5 2 分析成型零件受到?jīng)_蝕后的變化趨勢 行腔內(nèi)腔 D 及其深度 H 的尺寸趨于損耗變大 是趨于增大尺寸 應(yīng)向偏小的方向 取值 即應(yīng)選取接近最小的極限尺寸 型芯外廓 d 及其高度 h 的尺寸趨于損耗變小 是趨于變小尺寸 應(yīng)向偏大的方向取值 即應(yīng)選取接近最大的極限尺寸 中心距離及 位置尺寸 c 不會因損耗而變化 稱為穩(wěn)定尺寸 應(yīng)保持成型尺寸接近于最大和最小兩 個極限尺寸的平均值 3 消除相對位移或壓射變形產(chǎn)生的尺寸誤差 成型零件在相對移動時 由于種種原因會出現(xiàn)移動不到位或壓射變形的現(xiàn)象 從 而引起壓鑄件尺寸變化 如高度尺寸和側(cè)孔的中心距尺寸會由于飛邊的出現(xiàn)而變大 而側(cè)孔的深度也會由側(cè)抽芯沒有回復(fù)到原來位置而變淺 所以說由相對位置產(chǎn)生的誤 差也有趨大或趨小之分 因此 在確定這些部位的成型尺寸時 應(yīng)采取必要的補(bǔ)償措 施 16 4 脫模斜度尺寸取向的影響 為便于脫模 幾乎所以的成型零件都在脫模方向上設(shè)置脫模斜度 一般設(shè)置脫模 斜度 01 5 2 6 3 成型尺寸的計算 1 由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸 它必須有以下一些性能 1 必須具有足夠的強(qiáng)度 剛度 以承受塑料熔體的高壓 2 有足夠的硬度和耐磨性 以承受料流的摩擦和磨損 通常進(jìn)行熱處理 使其硬 度達(dá)到 HRC50 以上 3 對于成型會產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應(yīng)選擇耐腐濁的合金鋼理 4 材料的拋光性能好 表面應(yīng)該光滑美觀 表面粗造度應(yīng)在 Ra0 4 以下 5 切削加工性能好 熱處理變形小 可淬性良好 6 熔焊性能要好 以便修理 7 成型部位應(yīng)須有足夠的尺寸精度 孔類零件為 H8 H10 軸類零件為 h7 h10 2 型腔 型芯工作部位尺寸的確定 經(jīng)查有關(guān)資料可知鋅合金塑料的收縮率是 0 3 0 7 平均收縮率為 S 0 3 0 7 2 0 5 2 13 1 型腔的徑向和深度尺寸 2 14 0 0 7 Z ZmZLL 1 k 2 15 Z ZH 式中 模具型腔的徑向尺寸 m 壓鑄件外部形狀的徑向尺寸 ZL 模具型腔的深度尺寸 m 壓鑄件外部形狀的高度尺寸 ZH k 壓鑄件平均收縮率 壓鑄件尺寸偏差 模具的制造偏差 Z 2 型芯的徑向尺寸和高度尺寸 17 2 16 0 0 7 Z ZmZ l 1 k L 2 17 Z Z h 式中 模具型芯的徑向尺寸ml 壓鑄件內(nèi)部形狀的徑向尺寸Zl 模具型芯的高度尺寸mh 壓鑄件內(nèi)部形狀的深度尺寸Z 3 中心距尺寸 2 18 22ZZm C 1 k 式中 模具上型腔或型芯的中心距尺寸 壓鑄件凸臺或凹槽的中心距尺寸Z 各工作部位尺寸計算結(jié)果見零件圖紙 通常 制品中 1mm 和小于 1mm 并帶有大于 0 05mm 公差的部位以及 2mm 和小于 2mm 并帶有大于 0 1mm 公差的部位不需要進(jìn)行收縮率計算 2 7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 2 7 1 推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的選擇 本次模具設(shè)計采用一次推出機(jī)構(gòu) 一次推出機(jī)構(gòu)是指壓鑄件在固化成型開摸后 通過單種或多種推出元件 用一次推出動作 即可將壓鑄件推出的機(jī)構(gòu) 最常用的結(jié) 構(gòu)形式有推桿推出機(jī)構(gòu) 推管推出機(jī)構(gòu) 卸料板推機(jī)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)脫模機(jī)構(gòu)等 本次模具 設(shè)計即采用推桿推出機(jī)構(gòu) 2 7 2 推桿的設(shè)計 1 推桿形式的選擇 推桿推出端的端面形狀根據(jù)壓鑄件被推出時所作用的部位不同而不同 分為平面 2 推桿截面形狀的選擇 推桿推出段的截面形狀根據(jù)壓鑄件被推出部位的形狀 成形鑲塊鑲拼的實(shí)際情況 常見的推桿推出段的截面形狀有圓柱形 扁平形和半圓形 圓柱形推桿是最常用的一 種形式 易于加工 易于更換和維修 又容易保證尺寸配合精度和形位精度的要求 18 同時還具有滑動阻力小 不易卡滯等特點(diǎn) 扁平形推桿多用于深而窄的立壁和立肋的 壓鑄模中 半圓形推桿多在壓鑄件外邊緣和成型零件鑲縫處采用 以加大推桿的推出 面積 半圓形推桿易于加工 但推桿孔加工較為困難 根據(jù)設(shè)計零件端蓋的特點(diǎn) 采 用圓柱形推桿 3 推桿尺寸的設(shè)計 推桿直徑按推桿端面在鑄件上允許承受的許用應(yīng)力決定 推桿數(shù)量根據(jù)鑄件形狀 大小考慮 推桿布置應(yīng)使鑄件各部位受頂壓力均衡 由模具設(shè)計手冊 3 表 4 24 可查得本次模具設(shè)計所選推桿的尺寸參數(shù)如下表 2 3 所 示 表 2 3 常用推桿的尺寸系列 mm 基本尺寸 2A f9 偏差 0 006 0 031 推桿截面積可按下列公式計算 2 19 FnpA 推 式中 A 推桿前端截面積 2m 推桿承受的總推力 NF推 n 推桿數(shù)量 p 許用受推力 Mpa 由模具設(shè)計手冊 3 表 4 21 查得 p 50Mpa 2 7 3 推桿的配合 推桿與推桿孔的配合精度與壓鑄合金有關(guān) 其確定以保證推桿順利導(dǎo)滑推出并 且不溢料為原則 由模具設(shè)計手冊可查得具體配合尺寸如下表 2 4 19 表 2 4 推桿的配合 2 7 4 推出機(jī)構(gòu)其他設(shè)計 1 復(fù)位桿的設(shè)計 復(fù)位桿是控制推出機(jī)構(gòu)在合模狀態(tài)時 回復(fù)到原來位置的主要零件之一 其結(jié)構(gòu)如 圖 2 7 所示 圖 2 7 復(fù)位桿 2 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計 動 定模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套 主要是保證在安裝和合模時的正確位置 在合模過程中 保持導(dǎo)柱 導(dǎo)套首先一起定向作用 防止型腔 型芯錯位 其結(jié)構(gòu)如圖 2 8 2 9 所示 圖 2 8 導(dǎo)柱 配合部位 配合精度及參數(shù) 推桿與孔的配合精度 H7 e8 推桿與孔的導(dǎo)滑封閉長度 mm1L 151L 推桿加強(qiáng)部分直徑 D mm D d 4 推桿前端長度 L mm L 10 10d1s推 推板推出距離 mm3L 5 3L推 23L 推板固定板厚度 15 h 30 推桿臺階直徑與厚度 mm2D1h D b 4 82D1 20 圖 2 9 導(dǎo)套 2 8 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2 8 1 模具結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)件的設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)件有定模座板 動模板 動模支撐板 墊塊以及模座等 1 模板尺寸的估定 確定模板尺寸時 一般先按基本的結(jié)構(gòu)考慮 即假定沒有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 或模板上 未開有大的缺口槽的情況下 大體估算有關(guān)尺寸 1 模板的厚度 H H h C 2 20 式中 H 模板的厚度 mm h 壓鑄件的高度 mm C 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 通常為 0 5 0 67 取 C 0 5 經(jīng)測量壓鑄件的高度 h 73 mm 則 H h C 73 0 5 146 mm 2 模套尺寸 根據(jù)壓鑄件在分型面上的投影的最大外廓尺寸 每邊加一個距離 e 從而決定模套尺 寸 a b 通常取 e 20 50 mm 經(jīng)測量 壓鑄件在分型面上的投影的最大外廓尺寸為 82mm 87 5mm 則模套尺寸 為 400mm 400mm 2 模板的強(qiáng)度計算 在壓鑄成型過程中 壓鑄模從合模到填充以及增壓保壓階段 模具均受到高壓的 21 沖擊 模具主要承受由壓射壓力和增壓壓力形成的脹型力 從而引起模具結(jié)構(gòu)的變形 本次設(shè)計的型腔形狀為矩形 同樣選擇矩形套板 則矩形套板在某處邊長的側(cè)壁厚 度可按下列公式計算 2 21 218 4FHFLt p h p h 2 22 1L2 式中 在邊長為 的側(cè)面所承受的總壓力 N1F2 套板內(nèi)腔的邊長 mmL p 壓射比壓 Mpa p 30 120 Mpa h 型腔深度 mm t 矩形套板在邊長為 的側(cè)壁厚度 mm1L H 套板厚度 mm 模具材料的許用強(qiáng)度 鋁合金材料 82 100 Mpa 經(jīng)測量零件有 82mm h 73mm H 160mm1L2 則 p h 30 42 26 7 33642N 2 23 F2F 2 24 218 4HLt 236083642 10 36mm 3 導(dǎo)向和定位設(shè)計 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動定?；蛏舷履：夏r 正確定位和導(dǎo)向的零件 在此次設(shè)計中 我采用了導(dǎo)柱導(dǎo)向定位 它有如下功能 定位作用 模具閉合后 保證動定?；蛏舷履Ｎ徽_ 保證型腔的形狀和尺寸精 確 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用 便于裝配和調(diào)整 導(dǎo)向作用 合模時 首先是導(dǎo)向零件接觸 引導(dǎo)動定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合 避免 22 型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞 承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力 或者由于成 型設(shè)備精度低的影響 使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力 以保證模具的正常工作 在設(shè)計中 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出 8 12 在此次設(shè)計中 取 10 以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔 導(dǎo)柱的前端做成錐臺形 以 使導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔 所選的導(dǎo)柱導(dǎo)套材料為 SUJ2 鋼 硬度為 59 61 導(dǎo) 柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的 1 1 5 倍 在此次設(shè)計中取 1 倍 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用 7 6 的過渡配合 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用 7 7 配合 其詳細(xì)情況可參看模架結(jié)構(gòu)圖 4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中 鑄件必須準(zhǔn)確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出 完成 模具脫模 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循下述原則 1 鑄件滯留于動模邊 以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置 完成脫模動作 致使 模具結(jié)構(gòu)簡單 2 防止鑄件結(jié)構(gòu)變形或損壞 正確分析鑄件對模腔的粘附力的大小及所部位 有針對性的選擇合適的脫模裝置 使推出重心與脫模阻力中心相重合 由于鑄件收縮 時包緊型芯 因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯 同時推出力應(yīng)施于鑄件剛性和強(qiáng)度 最大部位 作用面積也盡可能大一些 以防鑄件變形或損壞 3 由于鑄件收縮時包緊型芯 因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯 同時推出力 應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大部位 作用面積也盡可能大一些 以防塑件變形或損壞 4 力求良好的塑件外觀 在選擇頂相互位置時 應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗?影響不大的部位 在采用推桿脫模時 尤其要注意這個問題 5 結(jié)構(gòu)合理可靠 脫模結(jié)構(gòu)應(yīng)工作可靠 運(yùn)動靈活 制造方便 更換容易 且 有足夠的強(qiáng)度和剛度 6 根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 設(shè)置 11 根普通的圓頂桿即可 普通的圓形頂桿按 GB4169 1984 選用 均可滿足頂桿剛度要求 經(jīng)查相關(guān)資料 選用圓型頂桿 11 根 頂出位置如圖 2 10 所示 23 圖 2 10 頂出機(jī)構(gòu) 2 8 2 壓鑄模的技術(shù)要求 具精度是影響壓鑄成型件精度的重要因素之一 為了保證模具精度 壓鑄模具制 造時應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求 a 組成壓鑄模具的所有零件 在材料加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng) 圖樣的要求 b 組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求 裝配成套的模架應(yīng)活動自如 并達(dá)到 規(guī)定的平行度和垂直度要求 c 模具的功能必須達(dá)到設(shè)計要求 d 為了鑒別壓鑄成型件的質(zhì)量 裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模 并根據(jù)試 模存在問題進(jìn)行修整 直至試出合格的成型件為止 1 加工要求 1 模具分型面及組合件的結(jié)合面應(yīng)很好貼合 局部間隙不大于 0 02mm 2 模具成型表面的內(nèi)外銳角 尖邊 圖樣上未注明圓角時允許不大于 0 5mm 圓角 24 分型面及結(jié)合面除外 當(dāng)不允許有圓角時 應(yīng)在圖樣上注明 3 圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按 GB1804 標(biāo)準(zhǔn)即孔按 H13 軸按 h13 長度按 J14 來加工 4 模具中各承壓板 模板 的兩承壓面的平行度公差按 GB1184 附錄一的 5 級 5 導(dǎo)柱 導(dǎo)套孔對模板平面的垂直度公差按 GB1184 附錄一的 4 級 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 之間的配合按 H8 f8 6 模具中安裝鏍釘 鏍栓 之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于 2mm 或相應(yīng)各 孔配作 7 導(dǎo)柱 直導(dǎo)柱 臺肩導(dǎo)柱 其配合部位的大徑與小徑的同軸度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級 8 導(dǎo)套 直導(dǎo)套 帶頭導(dǎo)套 外圓與內(nèi)孔的同軸度公差 t 按 GB1184 附錄一的 5 級 9 主流道襯套的中心錐孔應(yīng)研磨拋光 不得有影響脫澆口的各種缺陷 10 成型零部件 為了保證導(dǎo)向作用 動 定模的導(dǎo)柱 導(dǎo)套孔的孔距精度應(yīng)控 制在 0 01mm 以內(nèi) 因此 必須用坐標(biāo)鏜床對動 定模鏜孔 在缺少坐標(biāo)鏜床的情況下 較普遍采用的方法是將動 定模合在一起 在車床 銑床或鏜床上進(jìn)行鏜孔 成型零 部件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼 強(qiáng)度高 耐磨性好 熱處理變形小 要求耐腐蝕 調(diào)質(zhì)淬火低 溫回火 55HRC 型芯的加工 把成型面的曲面圖通過計算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑進(jìn)行數(shù)控銑外形加 工 再銑小型芯孔和凹臺 鉆推桿孔 加工澆口 再用電火花加工成型 型腔的加工 把成型面的曲面圖通過計算機(jī)產(chǎn)生刀具加工路徑 留余量在數(shù)控銑 上加工成型 再用電火花加工成型 2 裝配要求 1 頂出制品的推桿的端面與所在的相應(yīng)型面保持齊平 允許推桿端面高出型面不 大于 0 1mm 2 壓鑄模的復(fù)位桿 其端面應(yīng)與模具分型面齊平 允許低于分型面大于 0 03mm 3 型芯 凸模 鑲件等 其尾部高度尺寸未注明公差時 其端面應(yīng)在裝配后與其 配合的零件齊平 4 制品同一表面的成型腔分布在上 下模或兩模時 裝配后沿分型面的錯邊不大 于 0 05mm 并其組合尺寸不超過型腔允許的極限尺寸 25 5 凸模與凹模裝配后的配合間隙 應(yīng)保持周圍均勻 6 需保持同軸的兩個以上零件 其同軸度必須保證裝配要求 使各配合零件能順 利裝卸 活動自如 7 模具導(dǎo)向件的導(dǎo)向部分 裝配后保證滑動靈活 無卡滯現(xiàn)象 8 模具中供兩次分型用的拉桿 拉板裝配后 各工作面應(yīng)在同一平面內(nèi) 允許其 極限偏差為 0 1mm 9 模具裝配后 兩安裝平面應(yīng)保持平 其平行度公差按按 GB1184 附錄一的 6 級 3 綜合要求 1 模具 模架及其零件的工件表面 不應(yīng)有碰傷 凹痕 裂紋 毛刺 銹蝕等缺 陷 2 經(jīng)熱處理后的零件 硬度應(yīng)均勻 不允許有脫碳 軟點(diǎn) 氧化斑點(diǎn)及裂紋等缺 陷 熱處理后應(yīng)清除氧化皮 臟物油污 3 配通用模架模具 裝配后兩側(cè)面應(yīng)進(jìn)行同時磨削加工 以保證模具能順利裝入 模架 4 模具的冷卻水道應(yīng)保證暢通 2 9 模具溫度及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 壓鑄成型是在高速高壓下 將熔融的金屬液沖入型腔后冷卻固化成型 金屬液的 冷卻固化是由模具溫度和金屬液的澆注溫度的溫差實(shí)現(xiàn)的 即模具溫度越低 它們的 溫差越大 金屬液冷卻固化的時間越短 溫度對金屬熔液的充模流動 固化定型 生 產(chǎn)效率及制件的形狀和尺寸精度都有很重要的影響 壓鑄模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目 的 就是要通過控制模具溫度 使壓鑄成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率 因 此 在此次設(shè)計中 進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計是必要的 在設(shè)計時綜合考慮以下選用 原則 冷卻水道的流動方向與金屬液填充的流動方向大體一致 冷卻水道的直徑一般在 7 9 14 7mm 之間選取 冷卻水道與相關(guān)結(jié)構(gòu)件的距離應(yīng)適當(dāng) 根據(jù)壓鑄件的具體情況 可適當(dāng)調(diào)整冷卻水道的間隔距離 對尺寸和形位精度要求較高的壓鑄件 應(yīng)在動模和定模上分別單獨(dú)設(shè)置冷卻效 26 果相同的冷卻裝置 冷卻水道在并聯(lián)連通時 應(yīng)保證流程相等 冷卻水道應(yīng)防止漏水 特別是不能滲漏到成型區(qū)域內(nèi) 設(shè)計冷卻系統(tǒng)時 應(yīng)本著節(jié)約用水的原則 應(yīng)設(shè)置冷卻水的循環(huán)供水裝置 使 冷卻水做到循環(huán)使用 冷卻水道回路的布置 分析此模具 因?yàn)榘寄２捎玫氖乔度胧降?且凹模較窄長 型腔較淺 而且塑件 體積也較小 故對冷卻系統(tǒng)要求不是很高 綜上所述 冷卻水道設(shè)置成單層的即可 布置零件圖所示 27 2 10 模具對壓鑄生產(chǎn)的影響 壓鑄模是壓鑄生產(chǎn)三大要素之一 結(jié)構(gòu)正確合理的模具是壓鑄生產(chǎn)能否順利進(jìn)行 的先決條件 并在保證鑄件質(zhì)量方面 下機(jī)合格率 起著重要的作用 由于壓鑄工藝 的特點(diǎn) 正確選用各工藝參數(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的決定因素 而模具又是能夠正確選擇 和調(diào)整各工藝參數(shù)的前提 模具設(shè)計實(shí)質(zhì)上就是對壓鑄生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種因素預(yù) 計的綜合反映 如若模具設(shè)計合理 則在實(shí)際生產(chǎn)中遇到的問題少 鑄件下機(jī)合格率 高 反之 模具設(shè)計不合理 例一鑄件設(shè)計時動定模的包裹力基本相同 而澆注系統(tǒng) 大多在定模 且放在壓射后沖頭不能送料的灌南壓鑄機(jī)上生產(chǎn) 無法正常生產(chǎn) 鑄件 一直粘在定模上 盡管定模型腔的光潔度打得很光 因型腔較深 仍出現(xiàn)粘在定模上 的現(xiàn)象 所以在模具設(shè)計時 必須全面分析鑄件的結(jié)構(gòu) 熟悉壓鑄機(jī)的操作過程 要 了解壓鑄機(jī)及工藝參數(shù)得以調(diào)整的可能性 掌握在不同情況下的充填特性 并考慮模 具加工的方法 鉆眼和固定的形式后 才能設(shè)計出切合實(shí)際 滿足生產(chǎn)要求的模具 剛開始時已講過 金屬液的充型時間極短 金屬液的比壓和流速很高 這對壓鑄模來 說工作條件極其惡劣 再加上激冷激熱的交變應(yīng)力的沖擊作用 都對模具的使用壽命 有很大影響 模具的使用壽命通常是指通過精心的設(shè)計和制造 在正常使用的條件下 結(jié)合良 好的維護(hù)保養(yǎng)下出現(xiàn)的自然損壞 在不能再修復(fù)而報廢前 所壓鑄的模數(shù) 包括壓鑄 生產(chǎn)中的廢品數(shù) 實(shí)際生產(chǎn)中 模具失效主要有三種形式 熱疲勞龜裂損壞失效 碎裂失效 溶蝕失效 致使模具失效的因素很多 既有外因 例澆鑄溫度高低 模具是否壓鑄設(shè)備工程師經(jīng)預(yù)熱 水劑涂料噴涂量的多少 壓鑄機(jī)噸位大小是否匹配 壓鑄壓力過高 內(nèi)澆口速度過快 冷卻水開啟未與壓鑄生產(chǎn)同步 鑄件材料的種類及 成分 Fe 的高低 鑄件尺寸形狀 壁厚大小 涂料類型等等 也有內(nèi)因 例模具本身 材質(zhì)的冶金質(zhì)量 坯料的鍛制工藝 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性 澆注系統(tǒng)設(shè)計的合理性 模具機(jī) 電加工 加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 模具的熱處理工藝 包括各種配合精度和光 潔度要求等 模具若出現(xiàn)早期失效 則需找出是哪些內(nèi)因或外因 以便今后改進(jìn) 模具熱疲勞龜裂失效壓鑄生產(chǎn)時 模具反復(fù)受激冷激熱的作用 成型表面與其內(nèi)部產(chǎn) 生變形 相互牽扯而出現(xiàn)反復(fù)循環(huán)的熱應(yīng)力 導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)二損傷和喪失韌性 引發(fā) 微裂紋的出現(xiàn) 并繼續(xù)擴(kuò)展 一旦裂紋擴(kuò)大 還有熔融的金屬液擠入 加上反復(fù)的機(jī) 械應(yīng)力都使裂紋加速擴(kuò)展 為此 一方面壓鑄起始時模具必須充分預(yù)熱 另外 在壓 28 鑄生產(chǎn)過程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中 以免出現(xiàn)早期龜裂失效 同時 要確保模具投產(chǎn)前和制造中的內(nèi)因不發(fā)生問題 因?qū)嶋H生產(chǎn)中 多數(shù)的模具失效是熱 疲勞龜裂失效 碎裂失效在壓射力的作用下 模具會在最薄弱處萌生裂紋 尤其是 模具成型面上的劃線痕跡或電加工痕跡未被打磨光 或是成型的清角處均會最先出現(xiàn) 細(xì)微裂紋 當(dāng)晶界存在脆性相或晶粒粗大時 即容易斷裂 而脆性斷裂時裂紋的擴(kuò)展 很快 這對模具的碎裂失效是很危險的因素 為此 一方面凡模具面上的劃痕 電加 工痕跡等必須打磨光 即使它在澆注系統(tǒng)部位 也必須打光 另外要求所使用的模具 材料的強(qiáng)度高 塑性好 沖擊韌性和斷裂韌性均好 熔融失效前面已講過 常用的 壓鑄合金有鋅合金 鋁合金 鎂合金和銅合金 也有純鋁壓鑄的 Zn Al Mg 是較活 潑的金屬元素 它們與模具材料有較好的親和力 特別是 Al 易咬模 當(dāng)模具硬度較高 時 則抗蝕性較好 而成型表面若有軟點(diǎn) 則對抗蝕性不利 但在實(shí)際生產(chǎn)中 溶蝕 僅是模具的局部地方 例內(nèi)澆口直接沖刷的部位 型芯 型腔 易出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象 以 及硬度偏軟處易出現(xiàn)鋁合金的粘模 壓鑄生產(chǎn)中常遇模具存在的問題注意點(diǎn) 1 澆注系統(tǒng) 排溢系統(tǒng)例 1 對于冷室臥式壓鑄機(jī)上模具直澆道的要求 壓室內(nèi)徑尺寸應(yīng)根據(jù)所需的比壓與壓室充滿度來選定 同時 澆口套的內(nèi)徑偏 差應(yīng)比壓室內(nèi)徑的偏差適當(dāng)放大幾絲 從而可避免因澆口套與壓室內(nèi)徑不同軸而造成 沖頭卡死或磨損嚴(yán)重的問題 且澆口套的壁厚不能太薄 澆口套的長度一般應(yīng)小于壓 射沖頭的送出引程 以便涂料從壓室中脫出 壓鑄模具資料壓室與澆口套的內(nèi)孔 在熱處理后應(yīng)精磨 再沿軸線方向進(jìn)行研 磨 其表面粗糙 Ra0 2 m 分流器與形成涂料的凹腔 其凹入深度等于橫澆道深度 其直徑配澆口套內(nèi)徑 沿脫模方向有 5 斜度 當(dāng)采用涂導(dǎo)入式直澆道時 因縮短了壓室有效長度的容積 可 提高壓室的充滿度 2 對于模具橫澆道的要求 模具橫澆道的入口處一般應(yīng)位于壓室上部內(nèi)徑 2 3 以上部位 以免壓室中金屬 液在重力作用下過早進(jìn)入橫澆道 提前開始凝固 橫澆道的截面積從直澆道起至內(nèi)澆口應(yīng)逐漸減小 為出現(xiàn)截面擴(kuò)大 則金屬液 流經(jīng)時會出現(xiàn)負(fù)壓 易吸入分型面上的氣體 增加金屬液流動中的渦流裹氣 一般出 29 口處截面比進(jìn)口處小 10 30 橫澆道應(yīng)有一定的長度和深度 保持一定長度的目的是起穩(wěn)流和導(dǎo)向的作用 若深度不夠 則金屬液降溫快 深度過深 則因冷凝過慢 既影響生產(chǎn)率又增加回爐 料用量 橫澆道的截面積應(yīng)大于內(nèi)澆口的截面積 以保證金屬液入型的速度 主橫澆道 的截面積應(yīng)大于各分支橫澆道的截面積 橫澆道的底部兩側(cè)應(yīng)做成圓角 以免出現(xiàn)壓鑄網(wǎng)早期裂紋 二側(cè)面可做出 5 左 右的斜度 橫澆道部位的表面粗糙度 Ra0