[機械畢業(yè)論文]電梯踏板與底板的壓鑄模具設計【專業(yè)答辯必備資料】

1 江蘇城市職業(yè)學院 畢業(yè)設計（論文） （ 2014 屆） 設計（論文）題目 電梯踏板與底板 壓鑄模具設計與制造 辦 學 點 （系） 吳中辦學點 專 業(yè) 模具設計與制造 班級 11 模具設計與制造 學號 110409350513 學 生 姓 名 葉康 起 訖 日 期 2013.12-2014.4 地點 本校 指 導 教 師 林麗 職稱 講師 2014 年 4 月 15 日 2 前言 隨著與 國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認 識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最 基礎的要素之一，模具制造技術現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標 志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工 業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如， CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多 先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命 模具依賴進口。 壓鑄模具設計概要 時間飛逝，短短的實習期即將結束。經(jīng)過了幾個月的學習，掌握了電梯部分部件設計的基本要求和設計要領，本文通過踏板與底板壓鑄模具的分析，通過 CAD（計算機輔助設計程序）的繪制，基本寫出了我的設計方法，加之學校老師，實習師傅的指導和數(shù)據(jù)共享，并查閱相關輔助書籍資料，展現(xiàn)了電梯壓鑄模具部分零部件的設計的全部過程。 3 目 錄 第一章 踏板壓鑄 模具設計 1 1.1壓鑄機的選用 1.1.1 鎖模力計算 2 31.1.3 1.1.4 1.1.2 壓室容 開模距離 裝模尺寸 量 3 5 1.2 澆鑄系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)的設計 71.2.1 1.2.2 內(nèi)澆口的設計 直澆道的設計 8 91.2.3 橫澆道的設計 12 1.2.4 溢流槽和排氣槽的設計 13 1.2.5 動、定模導柱和導套的設計 15 1.2.6 模板的設計 16 1.2.7 抽芯結構的設計 18 1.2.8 推出機構的設計 29 1.2.9 模具厚度與動模座板行程的核算 20 第二章 電梯底板的 技術要求及選材 21 2.l 壓鑄模總裝的技術要求 21 2.1.1 壓鑄模裝配圖上需注明的技術要求 22 2.1.2 壓鑄模外形和安裝部位的技術要求 23 2.1.3 總體裝配精度的技術要求 23 2.2 結構零件的公 差與配合 24 2.2.1 結構零件軸與孔朗配合和精度 25 2.2.2 滑動零件的配合 25 2.3 零件的表面粗糙度 26 2.4 壓鑄模零件的材料選擇及熱處理要求 27 2.4.1 推出機構設計 28 2.4.2 成型零部件設計 28 2.4.3 模具成型零件工作尺寸的計算 29 4 第三章 設計小結及部分 CAD裝配及零件圖 30 5 踏板的壓鑄模具設計 本次壓鑄模設計的零件是電梯踏板，零件的外形結構如圖所示：使用的材料為鋁合金 ZL102。壓鑄模采用兩模腔。 1.1 壓鑄機的選用 在實際生產(chǎn)中，并不是每臺壓鑄機都能滿足壓鑄各種產(chǎn)品的需要而要根據(jù)具體情況 進行選用。選用壓鑄機時應考慮下述兩個方面的問題。 首先，應考慮壓鑄件的石同品種和批量。在組織多品種、小批量生產(chǎn)時，一般選用液 壓系統(tǒng)簡單、適應性強和能快速進行調(diào)整的壓鑄機。如果組織少品種大量生產(chǎn)時，則應選 用配備各種機械化和自動化控制機構的高效率壓鑄機。對單一品種大量生產(chǎn)時，可選用專 用壓鑄機。 其次，應考慮壓鑄件的不同結構和工藝參數(shù)。壓鑄件的外形尺寸、質(zhì)量、壁厚以及工 藝參數(shù)的不同。對壓鑄機的選用有重大影響。 下面主要根據(jù)上述諸因素，介紹壓鑄機選用時對鎖模力、壓室容量和開模距離等參數(shù) 的確定。 1.1.1 鎖模力計算 根據(jù)條件，本踏板模具采用斜銷抽芯和 斜滑塊抽芯機構，因此按以下計算公式計算： K ( P P ) 反 法 P 鎖 P F ( F1 F 2 F 3 F 4 ) p P p * F t a n 6 法 法 7 P 壓射比 澆 ：澆注系統(tǒng)的壓射比 溢 ： 排溢系統(tǒng)的壓射比 鍥形塊的鍥形角 K 安全系數(shù) 反 ： 反作用力壓射比的安全系數(shù) 鑄 ： 轉(zhuǎn)頭力壓射比的安全系數(shù) 余 ： 余力壓射比的安全系數(shù) 根據(jù)計算和現(xiàn)有條件，這里選擇 J1125 型臥室冷壓室壓鑄機，其技術規(guī)格如下： 1.1.2 壓室容量 壓鑄機初步選定后，壓射比壓和壓室直徑的尺寸相應地得到確定，壓室可容納的金屬 液的重量也為定值，但是否能夠容納每次澆注 的金屬液重量，必須時需按下面核算： G 壓室 G 1000 壓室 V1 壓鑄件的體積 V2 澆注系統(tǒng)的總?cè)莘e V3 余料體積 合金密度 3.1.3 開模距離 (V V V ) 壓鑄機壓室容量應大于每次澆鑄的金屬液總量： G G 壓縮機給定的壓室容量 8 壓鑄模合模后應能嚴密地鎖緊分型面，因此，要求合模后的模具總厚度大于 (一般大 20mm)壓鑄機的最小合模距離。開模后應能順利地取出鑄件，最大開模距離減去模具總厚 度的數(shù)值，即為取出鑄件 (包括澆注系統(tǒng) )的空間。上述關系可用圖 2 12 加以說明，由圖 2 12 可知： H 合 h1 h2 合 合 1 2 式中 h1 定模厚度 (mm)； h2 動模厚度 (mm)； 合 Lmin 最小合模距離 (mm)； max L1 鑄件 (包括澆注系統(tǒng) )厚度 (mm)； L2 鑄件推出距離 (mm)； L 最小開模距離 (mm)； 1.1.4 裝模尺寸 裝模尺寸的選擇原則如下： 摸具的安裝尺寸應與模板尺寸相適應。 壓鑄機合模后應能嚴密地縮緊分型面，合模后的模具總厚度應大于壓鑄機的最小 合模距離。 壓鑄機開模后要能順利取出鑄件，壓鑄機最大開模距離減去模具總厚度后應留有 取出鑄件的距離。 1.2 澆鑄系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的主要作用是把金屬液從熱室壓鑄機的噴嘴或冷室壓鑄機的壓室導入型腔 內(nèi)。澆注系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)與金屬液進入型腔的部位、方向、流動狀態(tài)、型腔內(nèi)氣體 的排出等密切相關，并能調(diào)節(jié)充填速度、充填時間、型腔溫度等充型條件，其設計是壓鑄 H L 20mm L H L L 10mm L L L 10mm H 壓鑄模合模后的總厚度（ mm） L 最大開模距離 (mm)； 9 模設計的重要環(huán)節(jié)。 1.2.1 澆鑄系統(tǒng)的結構、分類和設計 金屬液在壓力作用下充填型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)主要由直澆道、橫繞道 、 內(nèi)澆口所組成。立式冷室壓鑄機澆注系統(tǒng)結構入下圖所示： 澆鑄系統(tǒng) 設計的主要內(nèi)容 1-直澆道 2-橫澆道 3-內(nèi)澆口 4-余料 (1)對壓鑄件的結構特點，尺寸精度、表面和內(nèi)部質(zhì)量要求、承受負荷情況、耐壓要求 、 加工基準面等進行分析。 (2)根據(jù)壓鑄件的外形尺寸、復雜程度、合金種類、鑄件重量和在分型面上的投影面積 等，確定所采用的壓鑄機型號、選用適當?shù)膲菏液蜎_頭。采用立式壓鑄機或熱室壓鑄機時 還要選用適當?shù)膰娮欤箛娮旖孛娣e與撓注系統(tǒng)相適應。 (3)確定金屬液進入型腔的方向、位置和流動狀態(tài)。 (4)確定澆注系統(tǒng)的總體結構和各組成部分的尺寸。 1.2.1 內(nèi)澆口 的設計 內(nèi)澆口的設計主要是確定內(nèi)澆口的位置、形狀和尺寸。由于鑄件的形狀復雜多樣，涉 及的因素很多，設計時難以完全滿足應遵循的原則，內(nèi)澆口的截面積目前尚無切實可行的 精確計算方法，因此進行內(nèi)澆口設計時，經(jīng)驗是很重要的因素。 內(nèi)澆口設計的原則如下： 1)金屬液從鑄件厚壁處向薄壁處填充。 2)內(nèi)澆口的設置要使進入型腔的金屬液先流向遠離澆口的部位。 3)金屬液進入型腔后不宜立即封閉分型面、溢流槽和排氣槽。 4)從內(nèi)澆口進入型腔的金屬液，不宜正面沖擊型芯。 5)澆口的設置應便于切除。 6)金屬液進入型腔后的流向要沿著 鑄件上的肋和散熱片。 7)避免在澆口部分產(chǎn)生熱節(jié)。 8)選擇內(nèi)澆口位置時，應使金屬液流程盡可能短。對于形狀復雜的大型鑄件最好設置 中心澆口。 9)采用多股內(nèi)澆記時，要注意防止金屬液進入型腔后從幾路匯合，相互沖擊，產(chǎn)生渦 流、裹氣和氧化夾渣等缺陷。 10)薄壁壓鑄件內(nèi)澆口的厚度要小一些，以保持必要的充填速度。 11)根據(jù)鑄件的技術要求，凡精度、表面粗糙度要求較高且不再加工的部位，不宜設置 10 內(nèi)澆口。 12)管形鑄件最好圍繞型芯設置環(huán)形澆口。 流量計算法計算內(nèi)澆口截面積： 式中 Ag 內(nèi)澆口截面積 G 通過內(nèi)澆口的金屬液質(zhì)量 液態(tài)金屬的密度 vg 內(nèi)澆口處金屬液的流速 t 型腔的充填時間 GVTAg 11 澆口套如圖所示： 1.2.2 直澆道的設計 直澆道的設計要點 根據(jù)鑄件重量，選擇噴嘴導入口直徑。 處于澆口套部分直澆道的直徑，應比噴嘴部分直澆道的直徑每邊放大 0.51mm。 噴嘴部分的出模斜度取 1.30 度，澆口套的出模斜度取 1.303 度。 分流錐處環(huán)形通道的截面積一般為噴嘴導入口的 1.2 倍左右，直澆道底部分流錐 的直徑 d3 一般情況下可按 12 d d 2 (1.1 1.3) d 2 3 2 1 式中 要求 d1 直澆道底部環(huán)形截面處的外徑， mm d2 直澆道小端（噴嘴導處入口處）直徑， mm 2 直澆道與橫澆道連接處要求圓滑過渡，其圓角半徑一般取 R520，以使金屬液流動 順暢。 臥室冷壓室壓鑄機直澆道的設計 直澆道一般由壓室和澆口套組成，在直澆道上的這一段，通稱為余料。 直澆道的設計要求 直澆道直徑 D 根據(jù)鑄件所需比壓來選定。 直澆道厚度 H 一般取直徑 D 的 1/21/3。 為保證壓射沖頭動作順暢，有利于壓力的傳遞和金屬液充填平穩(wěn)，壓室內(nèi)徑與澆 口套內(nèi)經(jīng)應保持同軸度。 壓室和澆口套宜制成一體，如分開制造時應選擇合理的配合精度和配合間隙。 為了使直澆道從澆口套中順利脫出，可在靠近分型面一端長度為 1525Mm 范圍 的內(nèi)孔處，設有 1.302 度的出模斜度。 正確選擇壓室和壓射沖頭的配合間隙 與直澆道相連接的橫澆道一般設置在澆口套的上方，防止金屬液在壓射前流入行 腔。 壓室和澆口套的內(nèi)孔，應在熱處理和磨精后再沿軸線方向進行研磨， 其表面粗糙 度不得高 于 Ra 0.2。 1.2.3 橫澆道的設計 橫澆道是指從直澆道末端到內(nèi)澆口之間的通道有時橫繞道可劃分為主橫澆道和過渡 橫澆道。 橫澆道的設計要點如下： 1)橫澆道的截面積應從直澆道起到內(nèi)澆口止，逐漸縮小如在橫澆道中出現(xiàn)截面積擴 大的情況，金屬液流過這里時則會出現(xiàn)負壓，由此必然會吸收分型面上的空氣，增加金屬 液流動過程中的渦流。 2)圓弧形狀的橫澆道可以減少金屬液的流動阻力，但截面積應逐漸縮小，防止渦流裹 氣。圓弧形橫澆道出口處的截面積應比進口處減小 10一 30。 3)橫澆 道應具其一定的厚度和長度，若橫澆道過薄，則熱量損失大；若過厚時冷卻速 度緩慢，影響生產(chǎn)率，增大金屬消耗。保持一定長度的目的，主要對金屬液起到穩(wěn)流和導 向的作用。 4)橫繞道截面積在任何情況下都不應小于內(nèi)澆口截面積。多腔壓鑄模主橫澆道截面積 應大于各分支橫澆道截面積之和。 5)根據(jù)工藝上的需要可布置盲澆道，以達到改善模具熱平衡條件，容納冷污金屬液、 涂料殘渣和氣體的目的。 d d 3 （ mm） 13 6)模具上橫澆道部分，應順著金屬液的流動方向研磨，其表面粗糙度不大于 Ra 0.2m 。 7) 對于臥式冷室壓鑄機，在一船情況下 ，橫澆道入口處應位于直澆道 (余料 )的上方， 防止壓室中的金屬液過早流入橫澆道。 1.2.4 溢流槽和排氣槽的設計 溢流槽和排氣槽的作用主要決定于設置的部位，而其效果則取決于容量和尺寸的選 擇。在模具結構和工藝條件已決定的情況下，溢流槽和排氣槽可以彌補由于澆注系統(tǒng)涉及 不合理帶來的缺陷，起到相輔相成的作用。 溢流槽的設計要求 金屬液在橫澆道內(nèi)或進入行腔后最先沖擊部位。 受金屬液沖擊的型芯背面。 兩股或多股金屬液相匯合，容易產(chǎn)生渦流裹氣或氧化夾雜的區(qū)域。 由于行腔形狀所形成的渦流部位。 金屬液最后 充填的部位。 需要改善金屬液流態(tài)抑制渦流、紊流的部位。 內(nèi)澆口兩側(cè)或其他金屬液不能直接充填的死角區(qū)域。 大平面上容易產(chǎn)生缺陷集中的部位。 行腔溫度較低的部位。 鑄件壁厚過薄難以充填的部位。 為使溢流槽能充分發(fā)揮作用達到七應有的效果，不致消耗過多的金屬，增加投影面積 ， 影響鑄件尺寸精度，降低充填行腔的有效壓力，甚至影響和打亂充填流態(tài)或引起其他反作 用，故在布置溢流槽時應慎重考慮。在模具設計時，一般事先在準備布置溢流槽處保留一 定的余地，經(jīng)試壓驗證后，觀察鑄件上金屬液的流痕和缺陷產(chǎn)生的形態(tài)，最后確定合 理的 布局和容量。 1.2.5 動、定模導柱和導套的設計 導柱和導套設計的基本要求 1）應具有一定的剛度引導動模按一定的方向移動，保證動、定模在安裝和合模時的 正確位置。在合模過程中保持導柱、導套首先起定向作用，防止型腔、型芯錯位。 2）導柱應高出型芯高度，以避免模具搬運時型芯受到損壞。 3）為了便于取出鑄件，導柱一般裝置在定模上。 4）如模具采用卸料板卸料時，導柱必須安裝在動模上。 5）在臥室壓鑄機上采用中心澆口的模具，則導柱必須安裝在定模座板上。 導柱的導滑段直徑及導滑長度的確定 導柱、導套需有 足夠的剛性，當導柱為 4 根時，選取導柱導滑直徑的經(jīng)驗公式為： d K F 式中 d 導柱導滑段直徑 F 模具分型面上的表面積 K 比例系數(shù)，一般為 0.070.09。 14 根據(jù)本踏板的設計，導柱導滑直徑 d K F 25mm 查表得公差： 250.089 mm 導柱如下圖所示： 導柱導滑長度查表得 l=50 mm 根據(jù)配合，導套內(nèi)孔直徑： 250 導套外徑： 350.017 導套如下圖所示： 1.2.6 模板的 設計 定模套板的設計 定模套板一般不作強度計算，設計時應考慮以下幾點： 1、模具吊裝在壓鑄機墻板上后，要留出安裝壓板的位置，使模具壓緊定位。 2、與臥式壓鑄機的壓室安裝孔或立式壓鑄機的噴嘴安裝孔精確配合。 3、當定模套版為不同孔時，則以定模壓板取代了定模座板，但仍必須留出安裝壓板 或緊固螺釘?shù)奈恢谩?定模套板如下圖所示： 0.050 0.039 0.033 15 第 32 頁 動、定模套板的設計依據(jù) 套板一般受拉伸、彎曲、壓縮 3 種應力，變形后會影響型腔的尺寸精度。因此，在考 慮套板尺寸時，應兼顧模具結構與壓鑄生產(chǎn)中的 因素。 動、定模套板邊框厚度 當采用滑塊時，動、定模套板邊緣厚度應增加到厚度 h ，其厚度 h計算如下： 3 式中 S 抽 抽芯距離 L 包括端面鑲塊中 T 形槽成型部分在內(nèi)的滑塊總長度 mm 圓形套板邊框厚度 h 按以下計算 2H 2 2 2 4hE 式中 p 壓射比壓 2 mm 抽 DpH 型腔為不穿通式： h Dp 型腔為穿通式： h 2 D D D p 受力時，變形值 按下式計算： 16 許用抗拉強度， =8098Mpa E 彈性模量， E= 2.0510 h 套板邊框厚度， mm D 型腔直徑， mm H1 型腔深度， mm H 套板厚度， mm D 彈性變形量， mm MPa 矩形套板邊框厚度 h 按下式計算： 4H P1 pL1H1 2 2 1 式中 h 套板邊框厚度 H,H1,L1,L2 按鑄件大小確定 P1,P2 邊框側(cè)面承受的總壓力， N 材料的許用強度， MPa，對 45 剛調(diào)質(zhì)后 =196245MPa p 壓射比壓， MPa 動模支承板的選擇 選擇支承板厚度的原則 1、鑄件分型面投影面積大，支承板厚度取較大值， 反之取較小值。 2、在投影面積相同的情況下，壓射比壓大，支承板厚度取較大值；壓射比壓小時， 支承板厚度取較小值。 3、當模座上的墊塊設置在支承板長邊兩端時，則支承板厚度取較大值；設置在支承 板的短邊兩端時，取嬌小值。 4、當采用不同套板時，套板底部厚度為支承板厚度的 0.8 倍。 動模支承板的加強形式 當墊塊間距較大或支承板厚度較小時，可借助推板導柱或采用支柱，以增強對支承板的支 承作用。 動模支承板厚度的計算 動模支承板厚度 h 可按下式計算： 2 5 P P 8HP L h P pL H 17 h PL 彎 式中 p 動模支承板所受總壓力， N； P=pF，其中， F 為鑄件在分型面上的投影面積 B 動模支承板的長度； L 墊塊間距， mm 彎 彎 按 132.3、 98、 88.2MPa 3 種情況選取。 彎 當 彎 =132.3MPa 時： 6 1 3 PL 當 彎 2B彎 =98MPa 時： 14 10 PL B 132.310 2B 16.310 B 當 彎 =88.2 MPa 時： h 3 PL 13.310 B 根據(jù)設計和計算，支承板設計圖如下： 2B 鋼材的許用彎曲強度， MPa. 動模支承板材料為 45 鋼，回火狀態(tài)，靜載彎曲時可根據(jù)支承板結構情況 ， 分 別 根據(jù) 3 種情況代入公式簡化為： PL PL h 1 h 3 1 18 第 35 頁 1.2.7 抽芯結構的設計 壓鑄時，金屬液沖天型腔，冷凝收縮后，對活動型芯的成形部分產(chǎn)生包緊力，抽芯時 需要克服由鑄件收縮產(chǎn)生的包緊力和抽芯機構運動時的各種阻力，兩者的合力即為抽芯 力。 在開始抽芯的瞬間，所需抽芯力最大，為起始抽芯力。繼續(xù)抽芯時，只需克服機構及 型芯運動時的阻力，為相繼抽芯力。 抽芯力按下式計算： 包 式中 P 起始抽芯力， N； 阻 P 包 鑄件冷凝收縮后對型芯產(chǎn)生的包緊力， N； l 被鑄件包緊的型 芯成型部分長度， mm； A 被鑄件包緊的型芯成型部分斷面周長， mm； p 擠壓應力，對鋅合金一般取 5.887.84MPa；對鋁合金一般取 9.811.76MPa； 對銅合金一般取 11.7615.68MPa； 壓鑄合金對型芯的摩擦系數(shù)，一般取 0.20.25； P P cosP sinAlp(cossin) P 抽芯阻力， N； 19 型芯成形部分的斜度。 確定抽芯距離 抽芯后活動型芯應完全脫離鑄件成形表面，并使鑄件能順利推出型腔。抽芯距離的計 抽 移 抽 移 K 安全值， mm。 1.2.8 推出機構的設計 壓鑄模中使鑄 件從模具的成型零件中脫出的機構，稱為推出機構。推出機構一般設 置與動模上。推出機構一般由推比元件 (如推扦、推管、卸料板、成型推塊、斜滑塊等 )、 復位元件、限位元件、導向元件、結構元件組成。 推出機構的結構形式按機構形式分為推桿推出、推管和推叉推出、卸料板推出、斜 滑塊推出及其他推出機構。 推出機構的設計要點如下： 1、推出距離的確定 在推出元件作用下，鑄件與其相應成型零件表面的直線位移或 角位移稱為推出距離。推出距離的確定見表 2、推出力的確定 推出過程中，使鑄件脫出成型零件時所需要的力，稱 為推出力 。 推出力按公式 F 推 KF 包 核算。 3、受推面積和受推力 在推出力的推動下，鑄件受推出零件所作用的面積，稱為 受椎面積 A。而單位面積上的壓力稱為受推力 P。下表為不同合金所能承受的許用受推力。 算如下： S S K 式中 抽芯距離， mm； S 滑塊型芯完全脫處成形處的移動距離， mm； 20 第 37 頁 1.2.9 模具厚度與動模座板行程的核算 為了機器合模時能鎖緊模具分型面，開模后能方便地從分型面間取出鑄件，必須對模 具厚度、動模座板行程進行核算。 模具厚度核算 雖然調(diào)整合模機構的位置可適應所設計的模具厚度，但調(diào)整范圍不超過說明書中所給 出的最大和最小模具厚 度。 根據(jù)分型面在合投時必須貼緊的要求，所設計的模具厚度，不得小于機器說明書所給 定的最小模具厚度，也不得大于所給定的最大模具厚度。據(jù)此。設計模具時，按下面公式 核算所設計的模具厚度 Hmin 10mm H 設 Hmax 10mm 動模座板行程核算 動模座板行程實際上就足壓鑄機開模后，模具分型面之間的最大距離。 21 L 取 行 ( mm) 式中 L L 取 行 開模后分明面之間取出鑄件的最小距離 (mm) 動模座板行程 (mm) L 22 電梯底板成型工藝圖 電梯底板壓鑄模具設計 23 2.1. 裝配圖上需注明的技術要求 1) 模具的最大外形尺寸 (長寬高 )。為便于復核校具在工作時，其滑動構件與機器 構件是否有干擾，液壓拍芯油缸的尺寸，位置及行程滑塊拍芯機構的尺寸，位置及滑塊 到終點的位置均應畫簡圖示意。 2)選用壓鑄機型號。 3)壓鑄件選用的合金材料。 4)選用壓室的內(nèi)徑、比壓或噴嘴直徑。 5)最小開模行程 (如開模最大行程有限制時 6)推出行程。 7)標明冷卻系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)進出口。 8)澆注系統(tǒng)及主要尺寸。 9)特殊運動機構的動作 過程。 2.1.2 壓鑄模外形和安裝部位的技術要求 壓鑄模的外形和安裝部位有如下幾點技術要求。 1)各模扳的邊緣均應倒角 2 45I，安裝面應光滑平整，不應有突起的螺釘、銷釘、毛 刺和擊傷等痕跡。 2)在模具非工作面上醒目的地方打上明顯的標記，包括以下內(nèi)容：產(chǎn)品代號、模具編 號、制造日期及模具制造廠家名稱或代號。 3) 在動、定模上分別沒有吊裝用螺釘孔，重量較大的零件 ( 25k8)也應設起吊螺孔。 蛹孔有效螺紋深度不小于螺孔直徑的 1 5 倍。 4)模具安裝部位的有關尺寸應符合所選用的壓鑄機相關對應的 尺寸，且裝拆方便，壓 室安裝孔徑和深度須嚴格檢查。 5)分型面上除導套孔、斜銷孔外，所有模具制造過程中的工藝孔，螺釘孔都應堵塞， 并且與分型面平齊。 2.1.3 總體裝配精度的技術要求 壓鑄?？傮w裝配精度有如下幾點技術要求。 1)模具分型面對定、動模座板安裝平面的平行度按表 9-1 的規(guī)定 2)導柱、導套對定、動模座板安裝面的垂直度按表 9 2 的規(guī)定。 3)在分型面上，定模、動模鑲件平面應分別與定模套板、動模套板齊平或允許略高 ， 24 但高出量在 0.050.10mm 范圍內(nèi)。 4)推桿、復位 桿應分別與型面齊平，推桿允許凸出型面，但不大于 0.1mm，復位桿允 許低于型面，但不大干 0.05mm。推桿在推桿固定板中應能靈活轉(zhuǎn)動，但軸向間隙不大于 0.10mm。 5)模具所有活動部位，應保證位置準確，動作可靠，不得有歪斜和呆滯現(xiàn)象。相對固 定的零件之間不允許竄動。 6)滑塊在開模后內(nèi)定位準確可靠。抽芯動作結束時，所抽出的型芯端面，與鑄件上相 對應型位或孔的端面距離不應小于 2mm?；瑒訖C構應導滑靈活，運動平穩(wěn)，配合間隙適當 。 合模后滑塊與楔緊塊應壓緊，接觸面積不小于二分之一，且具有一定預應力。 7)繞道表面粗活度 Rd 不大于 0.4m ，轉(zhuǎn)接處應光滑連接，鑲拼處應密合，拔模斜度 不小于 5 。 8）合模時鑲塊分型面應緊密貼合，如局部有間隙，也應不大于 0.05mm(排氣槽除外 )。 9)冷卻水道和溫控油道應暢通，不應有滲漏現(xiàn)象，進口和出口處應有明顯標記。 10)所有成形表面粗糙度 Ra 不大于 0.4m ，所有表面部不允許有擊傷，擦傷或微裂紋。 2.2. 影響壓鑄模壽命的因素及提高模具壽命的措施 影響壓鑄模壽命的因素很多，如從鑄件結構、模具結構與制造工藝、壓鑄工 藝、模 具材料等，而提高模具壽命也正是從這些方面入手。 2.2.1 鑄件結構設計的影響 1)在滿足鑄件結構強度的條件下，宜采用薄壁結構。這除了減輕鑄件重量外，也減少 了模具的熱載荷。但鑄件壁的厚度也必須滿足金屬液在型腔中流動和填充的需要。 2)鑄件壁厚應盡量均勻，避免產(chǎn)生熱節(jié)，以減少局部熱量集中而加速局部模具材料的 熱疲勞。 3)鑄件的轉(zhuǎn)角處應有適當?shù)蔫T造圓角，以避免在模具相應部位形成棱角，使該處產(chǎn)生 裂紋和塌陷，也有利于改善填充條件。 4)鑄件上應盡量避免窄而深的凹穴，以免模具的相應部位出現(xiàn)窄而高的 凸臺，使散熱 條件惡化，并因受沖擊而彎曲、斷裂。 2.2.2 模具設計的影響 1)模具中各元件應有足夠的剛性和強度，以承受鎖模力和金屬液充填時的反壓力而不 產(chǎn)生較大的變形。導滑元件應有足夠的剛度和表面耐磨性，保證模具使用過程中起導滑、 定位作用。所有與金屬液接觸的部位，均應選用耐熱鋼，并采取合適的熱處理工藝。套板 選用 45 鋼并進行調(diào)質(zhì)處理 (大模具也可選用球墨鑄鐵 )。 2)正確選擇各種元件的公差配合和表而粗糙度。使模具在工作溫度下，活動部位不致 咬合和竄入金屬液，固定部位不致產(chǎn)生松動。 3)設計澆注系 統(tǒng)時，要盡量防止金屬液正面沖擊或沖刷型芯，減少澆口流入處受到?jīng)_ 蝕。盡量避免澆口、溢流槽、排氣槽靠近導柱、導套和抽芯機構，以免金屬液竄人。有時 適當增大內(nèi)澆口截面積會提高模具使用壽命。 。 25 4) 設計時應注意保持模具熱平衡 (尤其是大模具，復雜的模具 )，通過溢流槽、冷卻系 統(tǒng)合理設計，特別是采用溫控系統(tǒng)，會大大提高模具壽命。 5)合理采用鑲塊組合結構，避免銳角、尖劈。以適應熱處理工藝要求。設置推桿和型 芯孔時，應與鑲塊邊緣保持一定的距離，溢流槽與型腔邊緣也應保持一定距離。 6)由于鑄件設計面造成模具不可避免的易損 部位，特別是較小截面的凸臺，細小而長 的型芯，應盡量采用鐐拼的做法，便于損壞時更換。 2.2.3 模具鋼材及鍛造質(zhì)量的影晌 經(jīng)過鍛造的模具鋼材，可以破壞原始的帶狀組織或碳化物的積集，提高模具鋼的力學 性能。為充分發(fā)揮鋼材的潛力，應首先注意它的潔凈度，使該鋼的雜質(zhì)含量和氣體含量降 到最低。目前壓鑄模用鋼普遍采用 H13 鋼，并采用真空冶煉或電渣重熔的鋼材。經(jīng)電渣 重熔的 H13 鋼比一般電爐生產(chǎn)的疲勞強度提高 25以上，疲勞的趨勢也較緩慢。 作為型腔和大型芯的鋼坯應通過多向反復鍛打，控制碳化物偏析和消除纖 維狀組織及 方向性。鍛材內(nèi)部不允許有微裂紋、白點、縮孔等缺陷。 鍛件應進行退火，以達到所要求硬度和金相組織。 型芯、鑲塊等模塊應進行超聲波探傷檢查合格后方可使用。 2.3 推出機構設計 2.3.1 推出機構設計原則： 推出機構應設置在動模一側(cè) 保證推出時塑件不變形或損壞 機構簡單動作可靠 良好的塑件外觀 合模時正確復位 26 本模具采用推桿推出機構。 (1) 推桿的形式 采用等圓截面推桿，其尾部采用軸肩形式，推桿材料為 T8A，頭部要淬火，硬度應達到 40HRC 以上，滑動配合部分表面粗糙度達到 Ra0.63 1.25,頂桿的位置高在阻力大的地方。 圖 2 5 推桿 (2) 推桿的固定及配合 推桿與推桿孔部為滑動配合，一般選 H7/f6，其配合間隙兼有排氣作用，但不應大于所用塑料的排氣間隙，以防漏料。配合長度一般與頂桿直徑的 2 3 倍，推桿端面構成型腔的一部分，應精細拋光。 采用推桿比較容易使單邊間隙達到 0.01 0.02mm 的要求。推桿選用 d=8mm推桿推出距離 d=14mm。 推桿的固定方式如圖： 圖 2 6 2.3.2 成型零部件的設計 凹模是成型塑件外邊面的成型零件 。一般有如下幾種： ( )、整體式凹模：結構簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品便面不會帶有鑲拼的接縫的溢料痕跡。有較高的強度和剛度，但加工困難。適合于形狀簡單的中小型塑件 ( )、整體嵌入式凹模：適用于小型，多腔注射?；蛐枰?jié)約優(yōu)質(zhì)材料的場合。整體嵌入式凹模結構節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠強度與剛度，使用可靠且置換方便 ( )、組合式凹模：適用于形狀復雜和面機較大的凹模。 ( )、鑲拼式凹模：可用于小型精密或大型模具 27 成型零件設計時應盡量避免鑲拼結構，以免熔體鉆模。由于模具是一模兩腔的結構形式，難易程度和考慮加工的材料的價值利用等因素，凹模采用整體嵌入式結構。 其結構形式如圖 2 7 所示； 圖 2 7 凸模和型芯結構設計： 凸模核型芯都是用來成型塑件制品的內(nèi)表面的成型零件。主要有以下幾種； (1 )、整體式凸模：整體式凸模使用整塊材料加工而成。結構牢固，不易變形，成型制品不會帶有鑲拼接縫的溢料痕跡，但形狀復雜。 (2 )、圓柱型新結構：一般采用軸肩與墊板的固定方法，定為配合部分長度為 3 5mm，用小間隙或過渡配合，有利排氣。 (3 )、拼凸模結構：當制品內(nèi)型比較復雜，凸模加工制造困難時可采用這種方 式。 (4 )、活動凸模：包括瓣式凸模，側(cè)向型芯或其他可以運動的凸模，型芯和成塊。 難易程度和考慮加工的材料的價值利用等因素，凸模采用活動式結構。 （ 5） 底板厚度 Sp=25i=25(0.35w(1/5)+0.001w)/1000 28 =0.016 T=(0.175pr4/(ESp)(1/3) =20mm 式中， E=2.1*105， w=r=10, 腔內(nèi)平均壓力 P=40MPA.。 根據(jù)以上分析，計算以及型腔尺寸位置尺寸可確定模 架的結構型式和規(guī)格，查中國模具設計大典選用模架 200*315 系列；具體尺寸為： 模架的參數(shù) 件號 模板 材料 尺寸 (mm) 1 定模座板 45 250x315x25 2 定模板 45 200x315x32 3 動模板 45 200x315x34 4 墊塊 Q235 40x315x50 5 推桿固定桿 45 118x315x20 6 推板 45 118x315x16 7 動模座板 45 250x315x25 結構示意圖 29 2.4 模具成型零件工作尺寸的計算 該塑件的成型零件尺寸計算時均采用 平均尺寸 ,平均收縮率 ,平均制造公差和平均磨損量來進行計算。查有關模具設計手冊得酚醛塑料的收縮率為 s=0.6% 0.9%,故平均收縮率 0 為( 0 . 6 0 . 9 ) % / 2 0 . 7 5 %cpS 。塑件公差按照 SJ1372中的 7級精度公差選取，即取 64為