【壓鑄?！科囕嗇瀴鸿T模具設(shè)計(jì)【CAD圖紙+畢業(yè)論文】【2014年原創(chuàng)】
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壓鑄
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【壓鑄?！科囕嗇瀴鸿T模具設(shè)計(jì)【CAD圖紙+畢業(yè)論文】【2014年原創(chuàng)】,壓鑄,汽車,輪轂,模具設(shè)計(jì),cad,圖紙,畢業(yè)論文,原創(chuàng)
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院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 題 目： 學(xué) 號 ： 姓 名： 班 級 ： 20級（）班 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 學(xué) 院： 答辯日期： 20 年 月 日 I 摘 要 金屬 壓鑄是將熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)的合金澆壓鑄機(jī)的壓室，在高壓力的作用下，以極高的速度充填在壓鑄模的型腔內(nèi)，并在高壓下使熔融合金冷卻而成形的高效益、高效率的精密鑄造方法。 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu) 和尺寸設(shè)計(jì)了完整的模具。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成型零件設(shè)計(jì)、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及模體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)鑄 件的形狀特點(diǎn)、零件尺寸 及 精度， 選定了合適的壓鑄機(jī)，通過準(zhǔn)確的計(jì)算并查閱設(shè)計(jì)手冊，確定了成型零件以及模體的尺寸及精度，在材料的選取及熱處理要求上也作出了詳細(xì)說明，并在結(jié)合理論知識的基礎(chǔ)上，借助于計(jì)算機(jī)輔助軟件繪制了各部分零件及裝配體的立體圖和工程圖 ,以保障模具的加工制造。 關(guān)鍵詞：壓鑄；壓鑄模具；鎂合金； 抽芯 is or in of in of of of to of of a to of in a in on of in to 錄 摘 要、關(guān)鍵詞 . 錯誤 !未定義書簽。 . 錯誤 !未定義書簽。 目 錄 . 錯誤 !未定義書簽。 一 . 引言 . 錯誤 !未定義書簽。 二、 鑄 件成型工藝的可行性分析 . 4 件分析 . 4 件的原材料分析 4 型工藝分析 5 三 、 壓鑄 機(jī)的選擇 及分型面的設(shè)計(jì) 6 算零件體積 和投影面積 6 鑄 機(jī)的 選擇 6 鑄模分型面的設(shè)計(jì) 7 四 、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 注系統(tǒng)的分類及選擇 8 澆口的設(shè)計(jì) 9 澆 道 的 設(shè)計(jì) 10 溢系統(tǒng) 12 五 、 鑄件成型尺寸的計(jì)算 14 腔尺寸計(jì)算 14 芯尺寸計(jì)算 14 心距位置尺寸計(jì)算 15 六 、 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則 16 柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 16 模 推出 機(jī)構(gòu)的確定 18 七 、 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 20 芯機(jī)構(gòu)的確定 20 導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算 20 塊的設(shè)計(jì) 23 滑槽的設(shè)計(jì) 23 緊塊 24 八 、 冷卻系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 25 卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 25 度調(diào)節(jié)對 鑄 件質(zhì)量的影響 25 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 25 卻裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 26 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 26 九 、 其它結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 28 十、小結(jié) 29 注釋和參考文獻(xiàn) 30 謝辭 31 1 一、 引言 壓力鑄造是近代金屬加工工藝中，發(fā)展較快的一種先進(jìn)的鑄造方法。液態(tài)金屬在高速高壓作用下射入緊鎖的模具型腔內(nèi)，并保壓、結(jié)晶直至凝固，形成半成品或成品 2。壓力鑄造作為一種終 形和近終形的成形方法，具有生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良、壓鑄件尺寸精度高和互換性好等特點(diǎn)。在制造業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用和迅速的發(fā)展，壓鑄件已成為許多產(chǎn)品的重要組成部分。隨著轎車、摩托車、內(nèi)燃機(jī)、電子通信、儀器儀表、家用電器和五金等行業(yè)的飛速發(fā)展，壓鑄件的功能和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，從而促進(jìn)了壓鑄技術(shù)不斷發(fā)展，壓鑄合金品質(zhì)不斷提高。 在壓力鑄造中，一般作用于原料上的壓力在 20 200 型時澆口處初始速度為 15 70 m/s，充型時間僅為 0 20 s。正是由于這種特殊充型方式及凝固方式，導(dǎo)致壓力鑄造具有 自身獨(dú)特的特點(diǎn)： 1)可以得到薄壁、形狀復(fù)雜但輪廓清晰的鑄件； 2)鑄件精度高、尺寸穩(wěn)定、加工余量少、表面光潔； 3)鑄件組織致密、具有較好的力學(xué)性能； 4)生產(chǎn)效率高。壓力鑄造的生產(chǎn)周期短，一次操作的循環(huán)時間約 5 s 3 種方法適于大批量生產(chǎn)； 5)壓力鑄造采用鑲鑄法可以省去裝配工序并簡化制造工藝； 6)材料利用率高； 外壓力鑄造業(yè)的現(xiàn)狀 壓鑄技術(shù)涉及到機(jī)械制造、液壓傳動、材料、冶金、自動化、計(jì)算機(jī)、化工、電子、傳感器、檢測、電氣等諸多學(xué)科并正在向邊緣學(xué)科滲透。隨著以上諸多學(xué)科的發(fā)展 和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，壓鑄技術(shù)也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，具體表現(xiàn)為： 1)壓鑄機(jī)及外圍設(shè)備整體性能和控制系統(tǒng)水平的大幅度提高。 2)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在壓鑄中的廣泛應(yīng)用，加深了對壓鑄充型、凝固過程規(guī)律的認(rèn)識。 2 3)壓鑄型材質(zhì)和制造技術(shù)的發(fā)展，提高了壓鑄型使用壽命和壓鑄件質(zhì)量。 4)薄壁壓鑄件成形技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)輕量化的目標(biāo)創(chuàng)造了條件。 5)壓鑄型涂料的開發(fā)，改善了鑄型潤滑特性，提高了壓鑄件表面質(zhì)量。 內(nèi)壓力鑄造業(yè)的現(xiàn)狀 壓鑄模在我國約起始于 20 世紀(jì) 40 年代，但在工業(yè)上大量應(yīng)用壓鑄件是始于 20 世紀(jì) 50 年代，即 1958 年以后。至 20 世紀(jì) 90 年代，我國的壓鑄技術(shù)達(dá)到相當(dāng)水平，已自行設(shè)計(jì)和制造出成系列的、性能優(yōu)良的壓鑄機(jī)。國產(chǎn)壓鑄機(jī)從一般小型到 5000630080001000012500 16000大型壓鑄機(jī)均有生產(chǎn)。但與國外相比 ，我國壓力鑄造業(yè)仍然存在很多不足，主要表現(xiàn)在以下方面。 1)國外壓射系統(tǒng)始終在不斷地改進(jìn)，平均 5 8年就有一次重大改進(jìn)。而我國壓射部分的所有壓射參數(shù)的調(diào)節(jié)均為人工手動，無參數(shù)顯示系統(tǒng)配套，給壓鑄工藝規(guī)范的實(shí)施造成困難，因而壓鑄件的質(zhì)量無法保證，也 難以實(shí)現(xiàn)自動化。 2)液壓系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)壓鑄機(jī)的自動控制。而國外有名的壓鑄機(jī)公司在這方面早已普遍應(yīng)用。 3)國產(chǎn)壓鑄機(jī)大都存在漏油的現(xiàn)象，主要原因是密封件質(zhì)量差和加工質(zhì)量問題。 4)剛性是影響壓鑄機(jī)精度的重要因素，以前我國壓鑄機(jī)壓射性能較差，人們集中精力研究壓射系統(tǒng)的性能，而忽視了強(qiáng)度、精度的提高。 5)壓鑄模使用壽命短。 6)模具可靠性較差。 7)生產(chǎn)率低由于國產(chǎn)模具使用可靠性不穩(wěn)定，生產(chǎn)中故障多，返修量大，班產(chǎn)量不如進(jìn)口模具高。 8)我國在壓鑄模的設(shè)計(jì)和制造方面，進(jìn)展較為緩慢。在壓鑄模設(shè)計(jì)中，目前仍主要依 靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)。 9)外觀質(zhì)量不理想。國產(chǎn)壓鑄件往往線條不清晰，水流紋不理想，表面粗糙度差。與進(jìn)口壓鑄件對比，差距明顯。 3 近年來，由于中國工業(yè)的迅速發(fā)展，壓鑄產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸向很多市場邁進(jìn)。以中國的轎車工業(yè)壓鑄市場為支柱，中國的壓鑄業(yè)已經(jīng)向摩托車行業(yè)、農(nóng)用車行業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場、玩具市場、家電產(chǎn)業(yè)等多個方向快速拓展，其勢頭方興未艾7。 鑄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢 由于整個壓鑄過程都是在壓鑄機(jī)上完成，因此，隨著對壓鑄件的質(zhì)量、產(chǎn)量和擴(kuò)大應(yīng)用的需求，開始對壓鑄設(shè)備提出新的更高的要求，傳統(tǒng)壓鑄機(jī)已經(jīng)不能滿足 這些要求，因此，新型壓鑄機(jī)以及新工藝、新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。例如，為了消除壓鑄件內(nèi)部的氣孔、縮孔、縮松，改善鑄件的質(zhì)量，出現(xiàn)了雙沖頭（或稱精、速、密）壓鑄；為了壓鑄帶有鑲嵌件的鑄件及實(shí)現(xiàn)真空壓鑄，出現(xiàn)了水平分型的全立式壓鑄機(jī)；為了提高壓射速度和實(shí)現(xiàn)瞬時增加壓射力以便對熔融合金進(jìn)行有效地增壓，以提高鑄件的致密度，而發(fā)展了三級壓射系統(tǒng)的壓鑄機(jī)。又如，在壓鑄生產(chǎn)過程中，除裝備自動澆注、自動取件及自動潤滑機(jī)構(gòu)外，還安裝成套測試儀器，對壓鑄過程中各工藝參數(shù)進(jìn)行檢測和控制。它們是壓射力、壓射速度的顯示監(jiān)控裝置和合型力自動控制 裝置以及電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用等 8。 4 二、 鑄件成型工藝的可行性分析 件 分析 圖 2件立體圖 如圖所示的 零件 ， 材料 鎂合金 ，鑄造精度 件 圓柱形 ，側(cè)壁有凸臺，其立體圖如圖 2據(jù)零件側(cè)壁凸，臺適合采用 雙 向側(cè)抽芯，由滑塊上的型芯成型。為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)性、保證塑件精度，并考慮模具設(shè)計(jì)時應(yīng)合理確定型腔數(shù)目，該模具選擇一次開模及一模 一 腔。 件的原材料分析 本特性 鎂 合金 是以鎂為基加入其他 元素組成 的合金。其特點(diǎn)是： 密度 ?。?比強(qiáng)度高，比彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比 鋁合金 大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好。主要 合金元素 有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等 鎂合金（英文： 比重雖然比 塑料 重，但是，單位重量的強(qiáng)度和彈性率比塑料高，所以，在同樣的強(qiáng)度零部件的情況下，鎂合金的零部件能做得比塑料的薄而且輕。另外， 由于鎂合金的比強(qiáng)度也比 鋁合金 和鐵高，因 5 此，在不減少零部件的強(qiáng)度下，可減輕鋁或鐵的零部件的重量。 點(diǎn) 鎂合金相對比強(qiáng)度（強(qiáng)度與質(zhì)量之比）最高。比剛度（剛度與質(zhì)量之比）接近鋁合金和鋼，遠(yuǎn)高于工程塑料。 在彈性范圍內(nèi)，鎂合金受到 沖擊載荷 時，吸收的能量比鋁合金件大一半，所以鎂合金具有良好的抗震 減噪性能。 鎂合金 熔點(diǎn) 比鋁合金熔點(diǎn)低， 壓鑄 成型性能好。鎂合金 鑄件 抗拉強(qiáng)度與鋁合金鑄件相當(dāng)，一般可達(dá) 250高可達(dá) 600多 服強(qiáng)度，延伸率與鋁合金也相差不大。 鎂合金還個有良好 的耐腐蝕性能，電磁屏蔽性能，防輻射性能，可做到 100% 回收再利用。 鎂合金件穩(wěn)定性較高壓鑄件的鑄造行加工尺寸精度高，可進(jìn)行高精度機(jī)械加工。 鎂合金具有良好的壓鑄成型性能，壓鑄件壁厚最小可達(dá) 應(yīng)制造汽車各類壓鑄件。 但鎂合金線膨脹系數(shù)很大，達(dá)到 25 26 m/m ，而鋁合金則為 23 m/m ，黃銅約 20 m/m ，結(jié)構(gòu)鋼 12 m/m ，鑄鐵約 10m/m ，巖石（花崗巖、大理石等）僅為 5 9 m/m ，玻璃 5 11 m/m 。 型工藝分析 度等級 影響 鑄件 精度的因 素很多，塑料的收縮、注塑成型條件（時間、壓力、溫度）等，塑件形狀、模具結(jié)構(gòu)（澆口、分型面的選擇），飛邊、斜度、模具的磨損等都直接影響制品的精度。按 14486 準(zhǔn)， 鑄件 件尺寸精度鑄造精度 。 模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會緊緊地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脫出困難，強(qiáng)行取出會導(dǎo)致塑件表面擦傷、拉毛。為了方便脫模，塑件設(shè)計(jì)時必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內(nèi)、外表面，設(shè)計(jì)足夠的脫模斜度。 本零件設(shè)為 6 三 、 壓鑄機(jī)的選用 及 分型面的設(shè)計(jì) 算零件體積 和投影面積 用 模分析知塑件體積為體積： V=模具分型面上 鑄件 的總 投影面積為： A= 書可知，本零件鎂合金的 壓射比壓 P=35 為了簡化選擇壓鑄機(jī)時的計(jì)算，在已知模具模具分型面上鑄件的總投影面積和選用的壓射比壓 產(chǎn)壓鑄機(jī)可以從圖直接查到所選的壓鑄機(jī)型號 采用常用的臥式冷室壓鑄機(jī)，其型號為 壓鑄機(jī)主要參數(shù)如下： 壓射力為 85 壓室直徑為 30 55 最大澆注量（鋁）為 模力 630 拉缸內(nèi)空間水平 垂直為 280280 7 壓鑄模分型面的設(shè)計(jì) 為了加工和組裝成型零件，以及安放嵌件和其它活動型芯，為了將成型的壓鑄件從模體中取出，必須將模具分割成可以分離的兩部分或幾部分。在合模時，這些分離的部分將成型零件封閉為成型空腔。壓鑄成型后，使它們分離，取出壓鑄件和澆注余料以及清除雜物。這些可以分離部分的相互接觸的表面稱為分型面。壓鑄模的分型面是模具設(shè)計(jì)和制造的基準(zhǔn)面。它直接影響著模具加工的工藝及壓鑄成型的效果和效率。 分型面選擇的基本原則： (1)盡可能的使壓鑄件在開模后留在動模部分； (2)有利于澆注系統(tǒng)、溢流排氣系統(tǒng)的布置； (3)保證壓鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量； (4)簡化模具結(jié)構(gòu)，便于模具加工； (5)避免壓鑄機(jī)承受臨界載荷； (6)考慮壓鑄合金的性能。 綜上所述， 分型面取在鑄件 中間 ，采用哈夫塊形式， 減少了模具的成本，提高了模具的精度 。 圖 型面 的選擇 8 四 澆注系統(tǒng)按金屬液進(jìn)入型腔的部位和內(nèi)澆口形狀，大體可分為下列幾種類型：側(cè)澆口、中心澆口、頂澆口、環(huán)形澆口、縫隙澆口和點(diǎn)澆口等。 (1) 適應(yīng)性強(qiáng)，可按鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，布置在外側(cè)面； (2) 為了改善充填條件，可設(shè)置輔助性的外側(cè)分支澆口； (3) 鑄件內(nèi)孔有足夠位置時，可布置在內(nèi)側(cè)面，使模具結(jié)構(gòu)緊湊，又可保持良好的熱平衡條件，如環(huán)形、框形等鑄件； (4) 適用于多腔模，提高生產(chǎn)效率； (5) 去除澆口方便。 2中心澆口的特點(diǎn)： (1) 金屬液從型腔中心部位導(dǎo)入引向分 型面，有利于排氣； (2) 金屬液流程短，分配均勻； (3) 模具結(jié)構(gòu)緊湊； (4) 澆注系統(tǒng)金屬消耗量較少； (5) 改善壓鑄機(jī)的受力狀況，提高壓鑄模中有效棉結(jié)的利用率； (6) 一般常用于單型腔的模具； (7) 澆口需要切除。 3點(diǎn)澆口的特點(diǎn)： (1) 金屬液由鑄件的頂部充填型腔，流程短且均勻； (2) 改善壓鑄機(jī)的受力狀況，提高壓鑄模有效面積的利用率； (3) 金屬液導(dǎo)入型腔處，直接受到?jīng)_擊，容易產(chǎn)生飛濺和粘膜現(xiàn)象，影響壓鑄件的質(zhì)量； (4) 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜； (5) 常用于外形對稱的薄壁鑄件。 (1) 金屬液充滿環(huán)形澆口后，再沿環(huán)形型腔壁充滿型腔，可避免正面沖擊型芯 ； 9 (2) 排氣條件良好，壓鑄件的內(nèi)部質(zhì)量及表面質(zhì)量都較高； (3) 可在環(huán)形澆口和環(huán)形溢流槽處設(shè)置推桿，使壓鑄件上不留推桿的痕跡； (4) 澆注系統(tǒng)金屬液消耗量較大，澆口需要切除； (5) 適用于圓筒類或中間帶孔的壓鑄件。 (1) 適用于型腔較深的模具，為了便于加工，常常在型腔部分垂直分型； (2) 內(nèi)澆口設(shè)置在型腔深處； (3) 金屬液顯長條縫隙狀順序填充型腔，排氣條件良好。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的工件的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)時采用一模 一 腔的形式，采用的具體樣式如圖所示： 金屬液從一端澆口注入，順著 型芯方向充填，在另一端設(shè)置溢流槽。充填排氣條件良好，有利于提高壓鑄件質(zhì)量。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口 的選擇 10 設(shè)計(jì)內(nèi)澆口時，主要是確定內(nèi)澆口的地位置和方向，并預(yù)計(jì)合金充填過程的流態(tài)，可能出現(xiàn)的死角區(qū)和裹氣部位，以便設(shè)置適當(dāng)?shù)囊缌鞑酆团艢獠邸?內(nèi)澆口的主要形式如圖 3示。其中圖 a 因除去內(nèi)澆口時易損傷鑄件，因此較少采用。圖 b、 c 適用于平板類鑄件。圖適用于厚壁鑄件，圖 b、 c、 d 在去除澆口時都不會損傷鑄件。圖 e、 f、 g、 h 適用于深腔鑄件（其中圖制造比較困難），因?yàn)樗鼈兙哂泻侠淼慕饘僖?引入方向，有利于型腔排氣及避免金屬液進(jìn)入型腔時沖擊型芯。 結(jié)合本零件的特點(diǎn)，為了方便 去除澆口時都不會損傷鑄件 ，設(shè)計(jì)時選擇圖 b 類型結(jié)構(gòu) 澆道截面積計(jì)算 確定合理的內(nèi)澆口的截面積，涉及到多方面的因素，目前在生產(chǎn)實(shí)踐中，主要結(jié)合具體條件，按經(jīng)驗(yàn)選用。 澆口厚度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 4 4- 2 內(nèi)澆口厚度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 鑄件壁厚 3 3 6 合金種類 復(fù)雜件 簡單件 復(fù)雜件 簡單件 內(nèi)澆口厚度 / 據(jù)鑄件 結(jié)構(gòu)，內(nèi)澆口的厚度取為 h 為了減少壓力損失，內(nèi)澆口長度取為 2 3次設(shè)計(jì)取 h=2 澆道的設(shè)計(jì) 所選用的壓鑄機(jī)的類型不同，直澆道的結(jié)構(gòu)形式也不同。臥式冷室壓鑄機(jī)的直澆道結(jié)構(gòu)要比立式冷室壓鑄機(jī)的直澆道要簡單。 臥式冷室壓鑄機(jī)用直澆道，圖 3示為臥式冷室壓鑄機(jī)用直澆道的結(jié)構(gòu)，它是由壓鑄機(jī)上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成，在直澆道上的這一段稱為余料，其余設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 11 1）根據(jù)所需壓射比壓和壓室充滿度選定壓室和澆口套的內(nèi)徑 D； 2）澆口套的長度一般應(yīng)小于壓鑄機(jī)的壓鑄沖頭的跟蹤距離，便于余料從壓室脫出； 3）橫澆道入口應(yīng)開設(shè)在壓室上部內(nèi)徑三分之二以上部位，避免金屬液在重力作用下進(jìn)入橫澆道，提前開始凝固； 4）分流器上形成余料的凹腔的深度等于橫澆道的深度，直徑與澆口套相等，沿圓周的脫模斜度約 5； 5）有時將壓室和澆口套制成一體，形成整體式壓室。整體式壓室內(nèi)孔精度好，壓射時阻力小，但加工較復(fù)雜，通用性差； 6）采用深導(dǎo)式直澆道，如圖 3示，可以提高壓室的充滿度，減小深腔壓鑄模的體積，當(dāng)使用整體式壓室時，有利于采用標(biāo)準(zhǔn)壓室或 現(xiàn)有的壓室； 7）壓室和澆口套的內(nèi)孔，應(yīng)在熱處理和精磨后，再沿軸線方向進(jìn)行研磨，其表面粗糙度不大于 直澆道部分澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖 3示。圖 a 裝拆方便，壓室同澆口同軸度偏差較大。圖 b 裝拆方便，壓室同澆口同軸度偏差較小，但澆口套耗料較多。圖 c 裝拆不便，壓室同澆口同軸度偏差較大。圖 d 澆口套通冷卻水，模具熱平衡較好，有利于提高生產(chǎn)率。 圖 e 用于采用整體壓室時點(diǎn)澆口的澆口套。圖 f 用于臥式冷壓室壓鑄機(jī)，采用中心澆口的澆口套。 結(jié)合本零件的特點(diǎn)，為了方便 裝拆方便， 設(shè)計(jì)時選擇圖 b 類型結(jié) 構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)如圖： 12 圖 澆道 3橫澆道的設(shè)計(jì) 橫澆道是直澆道末端到內(nèi)澆口的前端的連接通道，有時橫澆道可劃分為主橫澆道和過渡橫澆道。 對于小而薄的鑄件，可利用橫澆道或擴(kuò)展橫澆道的方法來使模具達(dá)到熱平衡，容納冷污金屬液、涂料殘?jiān)蜌怏w，即開設(shè)盲澆口道，如圖 3示。 對于臥式冷室壓鑄機(jī)，一般情況下工作時，橫澆道在模具中應(yīng)處于直澆道的正上方或側(cè)上方，以保證金屬液在壓射前不過早流入橫澆道，如圖 3示。 溢系統(tǒng) 排溢系統(tǒng)包括溢流槽和排氣槽。排溢系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)，在整個型腔充填過程中是一個不可分割的整體。溢流槽與排氣槽是使金屬液態(tài)合金在充填鑄型的過程中，能及時地排出型腔中的氣體、氣體夾雜物、涂料殘?jiān)袄湮劢饘俚?，作為?13 證鑄件的質(zhì)量、消除某些壓鑄件的缺陷重要措施之一。其效果往往與溢流槽和排氣槽在型腔周圍或局部的合理布局、位置和數(shù)量的分配、尺寸和容量的大小及本身的結(jié)構(gòu)形式等因素有關(guān)。 （ 1） 溢流槽 設(shè)置溢流槽還可以作調(diào)節(jié)型腔部件溫度、改善充填條件以及必要時作為工藝搭子頂出鑄件之用。因此，溢流槽通常設(shè)置 在金屬液最先沖擊或最后充填的部位；或在兩股或多股金屬液匯流、易裹入氣體或產(chǎn)生渦流的部位；以及鑄件局部過厚或過薄的部位。一般溢流槽設(shè)置在分型面上、型腔內(nèi)、防止金屬液倒流等位置。 溢流槽的外邊，還應(yīng)開排氣槽，一方面可以消除溢流槽內(nèi)的氣體壓力，使金屬液順利溢出，另一方面還能起到排氣作用。 由于零件較小，采用流動性高的鎂合金，零件的結(jié)構(gòu)采用哈夫塊，對半分。所以本模具沒有設(shè)置 溢流槽 （ 2） 排氣槽 排氣槽是充型過程中型腔內(nèi)受到排擠的氣體得以逸出的通道。其主要作用是將型腔內(nèi)的氣體排逸到型腔外面去。 1） 排氣不良的危害 增加熔體充模流動的阻力，是型腔充不滿； 在制品上呈現(xiàn)明顯可見的熔接縫，其力學(xué)性能降低； 滯留氣體時塑件產(chǎn)生質(zhì)量缺陷； 型腔內(nèi)氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時局部高溫，使塑料熔體分解； 由于排氣不良，降低了充模速度。 2） 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 利用分型面排氣是最好的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)； 對于大型模具，可以用鑲拼的成型零件的縫隙排氣； 利用頂桿與孔的配合間隙排氣； 利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導(dǎo)排氣； 在熔合縫位置開設(shè)冷料穴 本模具可以利用配合間隙排氣，通常中小型模具的 簡單型腔，可利用推桿、活動型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，這里不再單獨(dú) 14 設(shè)計(jì)排氣槽。 五 . 鑄件成型尺寸的計(jì)算 成型零件表面受高溫、高壓、高速金屬液的摩擦和腐蝕而產(chǎn)生損耗，因修型引起尺寸變化。把尺寸變大的尺寸稱為趨于增大尺寸，變小的尺寸稱為趨于變小尺寸。在確定成型零件尺寸時，趨于增大的尺寸應(yīng)向偏小的方向取值；趨于變小的尺寸應(yīng)向偏大的方向取值；穩(wěn)定尺寸取平均值。 根據(jù)參考文獻(xiàn) 16，成型零件尺寸的計(jì)算公式如下： ）（ 式中： A 成型件尺寸； 成型零件制造偏差； A 壓鑄件尺寸（含脫模斜度、加工余量）； 收縮率； n 補(bǔ)償系數(shù)； 壓鑄件尺寸偏差。 n 為損耗補(bǔ)償系數(shù)，由兩部分構(gòu)成，其一是壓鑄件尺寸偏差的 21 ，其二 是磨損值，一般為壓鑄件尺寸偏差的 41 ，因此 成型零件尺寸制造偏差 = ）（ 4151 。 已知 鑄件 尺寸公差 等級 為 根據(jù)參考文獻(xiàn) 查表 可得鑄件基本尺寸的相應(yīng)尺寸公差。由鑄件圖可知型腔尺寸有： 39， 芯尺寸有： 心尺寸有： 腔尺寸計(jì)算 型腔的尺寸是趨于增大尺寸，應(yīng) 選取趨于偏小的極限尺寸。計(jì)算公式為： 39 (1+- = (1+- = 41 (1+- = 15 芯尺寸計(jì)算 型芯的尺寸是趨于減小的尺寸，應(yīng)選取趨于偏大的極限尺寸。計(jì)算公式為： 1+= 1+=3= 1+=心距位置尺寸計(jì)算 中心距離尺寸是趨于穩(wěn)定的尺寸，其偏差規(guī)定為雙向等值。公式為： 1+（ 5） =1= 1+（ 5） =16 六、 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則 (1)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證模具的動模與定模合模時正確定位和導(dǎo)向的重要零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有： a、定位作用 b、導(dǎo)向作用 c、承載作用 d、保持運(yùn)動平穩(wěn)作用 e、錐面定位機(jī)構(gòu)作用 (2) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 a、 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對稱分布在模具分型面的四周，其中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度和防止模板發(fā)生變形； b、 導(dǎo)柱（ 導(dǎo)套）的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選定，并應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度； c、 導(dǎo)柱固定端的直徑和導(dǎo)套的外徑應(yīng)盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸度要求； d、 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性； e、 為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱最好裝在定模板上，但有時也要裝在定模板上，這就要根據(jù)具體情況而定。 柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）采用間隙配合使導(dǎo)柱在導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）內(nèi)滑動，配合間隙一般采用 H7/配合 8。 (1)導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種為單節(jié)式導(dǎo)柱，另一種為臺階式導(dǎo)柱。小型模具采用單節(jié)式導(dǎo)柱，大型 模具采用臺階式導(dǎo)柱 8。 在導(dǎo)柱的工作部分上開設(shè)油槽，可以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦 ,故導(dǎo)柱采用加油 17 槽的階梯式導(dǎo)柱 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)選用直徑為 25度為 146導(dǎo)柱。其示意圖如下： 圖 柱 (2) 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 由于導(dǎo)柱已選定，由塑料模具設(shè)計(jì)與制造可查得與之相配的導(dǎo)套其直徑為25長 度為 60 示意圖如下 8： 圖 導(dǎo)套 (3) 導(dǎo)向孔的總體布局 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的 四 周圍或靠近邊緣的部位，其中心距模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保 證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)手冊推薦值選定的導(dǎo)柱分布情況如下圖所示： 18 圖 導(dǎo)向孔總體布局 模 推出 機(jī)構(gòu)的確定 本模具采用的為一次頂出脫模機(jī)構(gòu)，它包括常見的推桿、推管、推板、推塊或活動鑲塊等脫模機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，通過一次動作即可頂出。基于以上原則，該模具的脫模零部件設(shè)在動模上，選擇推桿頂出形式 9。 (1)推 桿橫截面直徑的確定 根據(jù)該塑件和模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在開模后塑件的收 縮 不僅不對側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊，反而會松開 ，故脫模力較小，可忽略不計(jì)， 所以只能憑經(jīng)驗(yàn) 初選 推桿的直徑 為 d=1 (2)推 桿的形式 頂桿可以分為普通頂桿、成形頂桿、錐面頂桿，該模具的頂桿形式選擇普通頂桿，如下圖所示。 19 圖 桿 推 桿長度的計(jì)算 ， 頂桿總長度為 ： h 桿 =h 凸 +1+S 頂 +2+ 式中 ： h 桿 為 推 桿的總長度； h 凸 為凸模的總高度； h 動墊 為動模墊板的厚度； S 頂 為頂出行程； h 頂固 為頂桿固定板的厚度； 1為富裕量，一般為（ 示頂桿端面應(yīng)比腔型的平面高出； 2為頂出行程富裕量，一般為 3 6 根據(jù)以上公式計(jì)可得， 推 桿的總長度為 124 20 七、 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 a、 活動型芯一般比較小，應(yīng)牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時松動滑脫。型芯與滑塊連接部位要有一定的強(qiáng)度和剛度； b、 滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡住、跳動等現(xiàn)象； c、 滑塊限位裝置要可靠，保證開模后滑塊停止在一定位置上而不任意滑動； d、 鎖模塊要能承受 注射時的側(cè)向壓力，應(yīng)選用可靠的連接方式與模板連接。鎖模塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角 1 應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角 ，一般取12 3，否則斜導(dǎo)柱無法帶動滑塊運(yùn)動。 e、 滑塊完成抽芯運(yùn)動后，仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于滑塊全長的 2/3，否則，滑塊在開始復(fù)位時容易傾斜而損壞模具。 f、 防止滑塊和推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時的相互干涉，盡量不使推桿和活動型芯水平投影重合。 g、 滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置 10。 芯機(jī)構(gòu)的確定 由于 該模具比較簡單，抽芯力不大，故采用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算 該 模 具中有 六 根斜導(dǎo)柱且長度相差不是很大，為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方便同時也為了降低了生產(chǎn)成本本次計(jì)算全部按最長的的斜導(dǎo)柱為主 11。 (1) 抽芯距 S 抽芯距 指型芯從成型位置抽至不妨礙脫模的位置時，型芯或滑塊在抽芯方向所移動的距離。塑料模具設(shè)計(jì) 5查的抽芯距的計(jì)算公式為型芯從成型位置抽至不妨礙脫模位置 再加上 35量，這里取 4磨具中最長的 型芯 來計(jì)算其長度為 20 故 抽芯距 為 24 (2) 斜導(dǎo)柱傾斜角 的 確定 斜導(dǎo)柱的傾斜角是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的一個重要參數(shù)，它不僅決定了 21 抽芯距離和斜導(dǎo)柱的長度，更重要的是它決定著斜導(dǎo)柱的受力狀況。 圖 圖 芯距的計(jì)算 Q=P （ 式中 ： 抽拔力大小相等方向相反）； 由上式可以看出，當(dāng)所需的抽拔力確定以后，斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 P與 角增大時， 曲力 P 也增大，斜導(dǎo)柱受力狀況變壞。 另外，從抽芯距 角的關(guān)系來看，如圖 S=H （ 式中 ： 當(dāng) 模行程 與 成反比，即 角增大， 為完成抽芯所需的開模行程減小，另外， 角增大時 導(dǎo)柱有效工作長度可減小。 綜上所述，當(dāng)斜導(dǎo)柱傾斜角 增大時，斜導(dǎo)柱受力狀況變壞，但為完成抽芯所需的開模行程可減小；反之，當(dāng) 角減小時，斜導(dǎo)柱受力狀況有所改善， 22 可是開模行程卻增加了，而且斜導(dǎo)柱 的長度也增加了。這會使模具厚度增加。因此，斜導(dǎo)柱傾斜角 過大或過小都是不好的，一般 角取 10 20 ，最大不超過 25 。 對于該模具，由于抽拔力不大， 但抽芯距離較大故選擇 較大傾角， 綜合考慮斜導(dǎo)柱的傾斜角 取 =18。 (3) 斜導(dǎo)柱長度的計(jì)算 斜導(dǎo)柱的長度是根據(jù)側(cè)型芯的抽芯距 S，斜導(dǎo)柱直徑 d，固定軸肩的直徑 D，傾斜角 以及安裝斜導(dǎo)柱的模板厚度 圖 斜導(dǎo)柱長度示意圖 L=2+4+ （ =12+ 155（ 其中： 般取 5 10 23 塊的設(shè)計(jì) 滑塊是斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)中的可動零件，滑塊與側(cè)型芯既可做成整體式的；也可做成組合式的，由于該塑件 抽芯距離較大 ， 零件大部分在滑塊上成型，為了提高強(qiáng)度， 故選擇滑塊與側(cè)型芯做成 整體 式 ?；瑝K和導(dǎo)柱的配合精度為 H7/滑塊的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 滑塊 滑槽的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱驅(qū)動滑塊是沿著導(dǎo)滑槽移動的，故對導(dǎo)滑槽提出如下要求： a、 滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動要平穩(wěn)； b、 為了 不使滑塊在運(yùn)動中產(chǎn)生偏斜，其滑動部分要有足夠的長度，一般為滑塊寬度的一倍以上； c、 滑塊在完成抽拔動作后，仍留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，其留下部分的長度不應(yīng)小于滑塊長度的 2/3，否則，滑塊在開始復(fù)位時容易發(fā)生偏斜，甚至損壞模具； d、 滑塊與導(dǎo)滑槽間應(yīng)上、下與左、右各有一對平面呈動配合，配合精度可選H7/ H7/余各面均應(yīng)留有間隙 10； 基于以上要求， 為了節(jié)約成本，便于加工 該模具 才型芯固定板上直接開滑槽，用耐磨塊加以固定 其結(jié)構(gòu)及與滑塊的配合如下圖所示： 24 圖 滑槽 與 斜滑塊配合示意圖 緊塊 鎖緊塊的斜角應(yīng) 1 導(dǎo)柱的傾斜角 。一般 1=+（ 2 3） 。這樣在開模時鎖緊塊能很快離開滑塊的壓緊面，避免壓緊塊與滑塊間摩擦過大。另外，合模時，只是在接近合模終點(diǎn)時，鎖緊塊才接觸滑塊，并最后壓緊滑塊，使斜導(dǎo)柱與滑塊的斜孔壁脫離接觸，以免注射時斜導(dǎo)柱受過大的力。 鎖緊塊設(shè)在模板 上 ，采用螺釘固定的形式。其結(jié)構(gòu) 和固定形式 如 下 圖所示： 圖 楔 緊塊 的 結(jié)構(gòu) 25 八 、 冷卻系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 無論何種 材料 進(jìn)行 壓鑄 成型，均會有一個比較合適的溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流 動性好，容易充滿型腔，脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及表面質(zhì)量也比較高。為了使模溫能控制在一個合理的范圍內(nèi)，必須設(shè)計(jì)模具溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因?yàn)?壓鑄 模溫調(diào)節(jié)能力，不僅影響到塑件質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)效率。實(shí)際上模溫設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到生產(chǎn)成本與經(jīng)濟(jì)效益。 1）冷卻回路數(shù)量應(yīng)盡量多，冷卻通道孔徑要盡量大； 2）冷卻通道的布置應(yīng)合理； 3）冷卻回路應(yīng)有利于降低冷卻水進(jìn)、出口水溫的差值； 4）冷卻回路結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和清理； 5）冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等； 6）冷卻水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影響塑件的精度 度調(diào)節(jié)對 鑄 件質(zhì)量的影響 1、改善成形性 每一種 合金 都有其濕度的成形模溫，在生產(chǎn)過程中若能始終維持相適應(yīng)的模溫則其成形性可得到改善，若模溫過低，會降低塑件熔體流動性，使 壓鑄 件輪廓不清，甚至充模不滿；模溫過高，會使 壓鑄 件脫模時和脫模后發(fā)生變形，使其形狀和尺寸精度降低。 2、 成形收縮率 利用模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模溫恒定，能有效減少 壓鑄 成型收縮的波動，提高塑件的合格率。采用允許的的模溫，有利于減少 壓鑄 的成形收縮率，從而提高尺寸精度。并可縮短成形周 期，提高生產(chǎn)率。 3、 模具型芯與型腔溫差過大，會使塑件收縮不均勻，導(dǎo)致 壓鑄 件翹曲變形。尤以壁厚不均和形狀復(fù)雜的塑件為甚。需采用合適的冷卻回路，確保模溫均勻，消除塑件翹曲變形。 4、 尺寸穩(wěn)定性 對于結(jié)晶性塑料，使用高模溫有利于結(jié)晶過程的進(jìn)行，避免在存放和使用過程中，尺寸發(fā)生變形 5、 力學(xué)性能 適當(dāng)?shù)哪?，可使塑件力學(xué)性能大為改善。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 a、 根據(jù)選用的 壓鑄 品種，確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是采用冷卻方式還是加熱方式； b、 希望模溫均勻，塑件各部分同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和塑件質(zhì)量； c、 采用較底的模溫，快速、大流量通水 冷卻一般效果比較好； d、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)要盡量做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉。 26 卻裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn) a、 冷卻水孔的數(shù)量愈多，對塑件的冷卻也就愈均勻； b、 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔形狀相吻合； c、 塑件局部壁后處，應(yīng)加強(qiáng)冷卻； d、 對熱量積聚大，溫度上升高的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻； e、 當(dāng)成型大型塑件或薄壁制品時，料流程較長，而料溫愈流愈低，為在整個塑件上取得大致相同的冷卻速度，可以適當(dāng)改變冷卻水道的排水密度，在料流末端冷卻水道可以排列得稀一些； f、 冷卻水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，降低塑 件強(qiáng)度； g、 冷卻裝置的形式應(yīng)根據(jù)模腔的幾何形狀而定； h、 便于加工清理。 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 卻水管直徑 為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料取 D=6合模具的結(jié)構(gòu)取 2 條冷卻管道會造成模具溫度會分布不均，故這里取 4條，上下模板各兩條。 卻水道的結(jié)構(gòu) 由于該 壓鑄 件體積比較小，所以水道采用直水道直 徑為 6其分布如下圖 15： 27 圖 卻水道結(jié)構(gòu)圖 28 九 、 其它結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 本模具采用的是 壓鑄工藝與模具設(shè)計(jì) 560L 中的 盲孔 型標(biāo)準(zhǔn)模架，所以其它板的尺寸如下 2： 定模板 25025060，動模板 25025090，動模 座 板 30035090，墊塊4825080，推板 15025020， 推板 固定板 15025015，總厚 256 模具安裝尺寸校核 模具安裝固定有兩種：螺釘固定、壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具多采用此法），模具動定模板上的螺孔及其間距，必須和注塑機(jī)模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時（中、小型模具多用此法），只要在模具的固定板附近有螺孔就可以，有較大的靈活性 ；該模具采用壓板固定。 開模行程的效核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程。對 于 單 分形面的注塑模具，其開模行程按下式效核 15： S2+（ 5 10） ( （ 式中 ：
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