ETC節(jié)流閥壓鑄模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、本科生畢業(yè)設(shè)計本科生畢業(yè)設(shè)計 ETC 節(jié)流閥壓鑄模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 ETC Throttle Die-casting molds structural design 學(xué)生姓名 所在專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化 所在班級機制 1027 班 申請學(xué)位學(xué)士學(xué)位 指導(dǎo)教師職稱工程師 副指導(dǎo)教師職稱副教授 答辯時間2006 年 6 月 11 日 目目 錄錄 設(shè)計總說明 .I INTRODUCTION.II 1壓鑄機的壓鑄過程簡述.1 1.1熱室壓鑄機的壓鑄過程.1 1.2冷室壓鑄機的壓鑄過程.1 1.2.1 立式冷室壓鑄機的壓鑄過程.1 1.2.2 高效率，自動化.1 1.2.3 大型、超小型及高精度.2 1.

2、2.4 革命模具制造工藝.2 1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化.2 1.2.6 開發(fā)計算機輔助設(shè)計和輔助制造（CAD/CAM）.2 2壓鑄合金.4 2.1對壓鑄合金的基本要求.4 2.2壓鑄件合金選擇.4 2.3壓鑄件及其技術(shù)要求.4 3壓鑄機的結(jié)構(gòu)及主要組成.5 3.1臥式冷室壓鑄機.5 3.2壓鑄機選用.5 3.2.1計算壓鑄機所需的鎖模力.6 3.2.2確定比壓.6 3.2.3計算脹型力.6 3.2.4模具厚度與動模座板行程核算.7 4 澆注系統(tǒng).7 4.1 內(nèi)澆口的設(shè)計.8 4.2 橫澆道的設(shè)計.11 4.3 冷料穴的設(shè)計.13 4.4 排溢系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計.13 5 型腔和分型面的設(shè)計.13

3、5.1 型腔數(shù)的確定及其型腔布局.13 5.2分型面的確定.13 5.3模板設(shè)計.15 5.4動模鑲塊設(shè)計.15 5.5定模鑲塊設(shè)計.16 6 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計.17 6.1 導(dǎo)柱的選用.17 6.2 導(dǎo)套的選用.17 7 零件的測繪.17 7.1 測繪的概述.17 7.2 零件草圖的繪制.18 設(shè)計總結(jié).19 鳴 謝.20 參考文獻.21 附 錄.22 設(shè)計總說明 本課題是由湛江德利化油器廠的實際生產(chǎn)課題，汽車配件是重要的制造產(chǎn)業(yè)，其 中汽車的鋁合金配件制造時一個技術(shù)性很強的行業(yè)。本題目正是研究汽車?yán)锩嬉粋€閥 體的鋁合金壓鑄模具設(shè)計。 本設(shè)計依據(jù) 國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和德利化油器廠的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范

4、進行相關(guān)設(shè)計 本設(shè)計主要是對模具的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，根據(jù)模具的功能和模具的壽命進行設(shè)計， 對該壓鑄模具設(shè)計的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度，外觀，物理性能等方面均達(dá) 到要求的產(chǎn)品。要求模具的使用效率高、操作簡便；模具的結(jié)構(gòu)合理，制造容易，成 本低廉。 壓鑄模具影響著塑料制品的質(zhì)量。模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、 進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性 能、機械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同向性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、 凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。鑄件在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難易 程度影響很大。在大批量生產(chǎn)鋁合金制品時，應(yīng)盡量減少

5、開模，合模和取制件過程中 的手工勞動，采用自動開合模和自動頂出機構(gòu)，并要保證制件能自動從模具上脫落。 模具費用在制品成本中所占的比例將會很大，以及盡可能地采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模 具，以降低成本等，本設(shè)計就是要解決好上述問題。 關(guān)鍵詞：汽車行業(yè) ；壓鑄模具 ；壽命 ；質(zhì)量 INTRODUCTION This topic is the actual production plant Zhanjiang Deni carburetor topics auto parts manufacturing industry is important, the aluminum alloy automobil

6、e parts manufacturing, a highly technical industry. This topic is a study vehicle inside the aluminum alloy die-casting mould design Throttle. Design basis Mainly to the design of structural components of the design, layout structure is based on the functional components of life and mould design, th

7、e overall demand for die-casting components are : to produce precision in size, appearance, physical capabilities, and other aspects of the required quality products. To the use of warning for high efficiency, automation, operate; Advanced manufacturing from the perspective of requirements structure

8、d, easy to manufacture, low cost. Die-casting molds affect the quality plastic products. First, the instrument mould cavity shape, size, surface smoothness, sub-type face, chin runner and exhaust ducts location and drawing of patterns ways to copy size accuracy and shape precision and hard physical

9、performance, mechanical properties, electrical properties, which stress size, with the sexual, exterior quality, surface smoothness, bubble, dents, char and silver patterns, and others have important implications. KEYWORDS: Ca r ; Die-casting ; Throttle ; Quality ETC 節(jié)流閥壓鑄模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 （機械設(shè)計制造及其自動化 ， ，陳德?。?/p>

10、 指導(dǎo)教師： 張世亮 畢業(yè)設(shè)計說明書 第第 1 1 章章 緒論緒論 鑄模是進行壓鑄生產(chǎn)的主要工藝裝備。在經(jīng)濟批量生產(chǎn)中，鑄件質(zhì)量合格率的高 低，作業(yè)循環(huán)的快慢，模具制造的難易及其使用壽命，在很大程度上受壓鑄模具設(shè)計 的正確、合理、先進和適用的程度的制約。壓鑄模具制造費用頗高，制成后難以進行 大的修改，所以設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)對模具個壓鑄技術(shù)有充分的了解，并細(xì)致地分析產(chǎn)品的 具體特點，才能在壓鑄模設(shè)計上順利地達(dá)到預(yù)期的效果。 1壓鑄機的壓鑄過程簡述 壓鑄機按壓射室的特點可分為熱室壓鑄機和冷室壓鑄機兩類。 1.1熱室壓鑄機的壓鑄過程 適用于鋅合金、鎂合金及錫、鉛等低熔點合金的熱室壓鑄機的壓鑄過程。 1.2

11、冷室壓鑄機的壓鑄過程 冷室壓鑄機按壓射室及合模裝置的位置特點又區(qū)分為多種式樣的機型，其壓鑄過 程亦有差異。 1.2.1 立式冷室壓鑄機的壓鑄過程 立式冷室壓鑄機特別適合采用中心澆口技術(shù)。 1.2.2 高效率，自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結(jié)構(gòu)，發(fā)高效冷卻以縮短成型周期；各種能 可靠地自動脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機構(gòu)；熱流道澆注系統(tǒng)壓鑄出模具等。高速自 動化的壓鑄成型機械配合以先進的模具，對提高生產(chǎn)效率，降低成本起了很大的作用。 1.2.3 大型、超小型及高精度 由于鋁合金應(yīng)用的擴大，鋁合金制件已應(yīng)用到建筑、機械、電子、儀器、儀表等 各個工業(yè)領(lǐng)域，于是出現(xiàn)了各種大型、精密的高壽命的成型

12、模具，為了滿足這些要求， 研制了高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工，熱處理變小、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的制模材 料。 1.2.4 革命模具制造工藝 為了更新產(chǎn)品花色和適應(yīng)小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，除大力發(fā)展高強度、高耐磨性 的材料外，同時又重視簡易制模工藝研究。 1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)化 發(fā)展模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，使模板、導(dǎo)柱等通用零件標(biāo)準(zhǔn)化，商品化，以適應(yīng)大規(guī)模 的成批生產(chǎn)壓鑄成型模具。 1.2.6 開發(fā)計算機輔助設(shè)計和輔助制造（CAD/CAM） 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機已經(jīng)廣泛應(yīng)用于模具工業(yè)，在壓鑄成型系統(tǒng)中針 對每一個環(huán)節(jié)都可將計算機作為輔助工具而加入，構(gòu)成該環(huán)節(jié)的 CAD 或 CAM 或 CAE，下 面分別

13、介紹： 1.2.6.1 鑄件設(shè)計 鑄件的設(shè)計包括鑄件結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、表面、性能等方面的設(shè)計。鑄件設(shè)計方 面的計算機輔助技術(shù)有：鑄件 CAD、鋁合金、輔料、輔件選擇的專家系統(tǒng) 1.2.6.2 壓鑄機的使用 賞見壓鑄機使用方面的計算機輔助技術(shù)有：壓鑄機選擇專家系統(tǒng)；壓鑄機故障診 斷系統(tǒng)。 1.2.6.3 壓鑄模使用狀況的好壞直接影響到壓鑄質(zhì)量 在對于高技術(shù)壓鑄模來說，都要對壓鑄模在使用過程中進行監(jiān)控或?qū)鸿T模的報 役模擬仿真，由此知壓鑄模的工作狀況。 1.2.6.4 壓鑄工藝 壓鑄工藝方面的計算機輔助技術(shù)有：壓鑄工藝制定的專家系統(tǒng)，鑄件質(zhì)量故障診 斷。 1.2.6.5 壓鑄模設(shè)計 壓鑄模設(shè)計主要

14、完成壓鑄模的結(jié)構(gòu)尺寸、精度、表面性能等方面的設(shè)計，并選擇 模具的材料等。計算機在壓鑄模設(shè)計方面的工作有：壓鑄模 CAD；壓鑄模材料、輔料、 輔件選擇專家系統(tǒng)；工裝選擇專家系統(tǒng)；壓鑄模 CAPP；壓鑄模加工模擬；壓鑄模 CAQ。 為了迎合模具的發(fā)展趨勢，在本次設(shè)計過程中主要應(yīng)用 PTC 公司的 pro/engineer 軟件 進行對鑄件零件的設(shè)計和對壓鑄模具的凹、凸模進行仿真加工，并經(jīng)后置處理轉(zhuǎn)化為 NC 加工程序。 1.2.6.6 壓鑄模的基本結(jié)構(gòu) 壓鑄模的結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中分型線 A-A 上邊那一半模具稱為定模。定模這部分 時固定在壓鑄機定模安裝板上的。A-A 下邊那一半模具稱為動模。動模這

15、部分是隨壓鑄 機動模安裝板開合移動的 壓鑄模結(jié)構(gòu)圖 第第 2 2 章章 壓鑄件設(shè)計工藝分析壓鑄件設(shè)計工藝分析 2壓鑄合金 用于生產(chǎn)壓鑄件的金屬材料有鋁合金、存鋁，鋅合金，鎂合金、銅合金、鉛合金、 錫合金等。其中以鋁合金應(yīng)用最廣，鎂合金呈增長趨勢。黑色金屬僅有很少量應(yīng)用。 2.1對壓鑄合金的基本要求 1）材料力學(xué)性能、耐腐蝕性能、加工性能和其他性能符合產(chǎn)品工件工作條件要 求。 2）液態(tài)流動性好。結(jié)晶溫度間隔小、結(jié)晶潛熱大的合金又出色的流動性，為實 現(xiàn)復(fù)雜壓鑄件的薄壁化創(chuàng)造了條件。 3）熱裂傾向小。合金在固相線下有較高的高溫強度，避免壓鑄時產(chǎn)生熱裂。 4）收縮率小。以免脫模時鑄件產(chǎn)生變形及裂紋，并

16、有助于保證壓鑄尺寸精度。 5）熔點較低。低的合金壓鑄溫度有利于延長壓鑄模使用壽命。 6）貨源充足并且在單位質(zhì)量的性能成本比較中價格低廉 2.2壓鑄件合金選擇 根據(jù)上述要求查壓鑄模設(shè)計手冊選取壓鑄鋁合金 YZAlSi10Mg。 2.3壓鑄件及其技術(shù)要求 本人這個題目所設(shè)計的壓鑄件為汽車 ETC 節(jié)流閥，工件圖如下 上圖所示的零件材料為鋁合金。該閥體零件形狀復(fù)雜基本要求一次成型，除了特 殊要求的空需要加工外，零件去毛刺后可以直接進行檢驗，使用。所有的直徑、半徑 的位置度分型線允許有不超過 0.8mm 的飛邊，所有毛胚數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，保證完整的零件 特征參見 3D 模型。 第第 3 3 章章 選用壓鑄機

17、選用壓鑄機 根據(jù)壓鑄件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、技術(shù)要求及其驗收條件等采用合理的壓鑄工藝，設(shè)計、 制造優(yōu)良的壓鑄模具并合理選用壓鑄機，使生產(chǎn)合乎要求的優(yōu)質(zhì)壓鑄件的前題。 設(shè)計壓鑄模與選用壓鑄機有密切聯(lián)系。除了安裝尺寸、鎖模力外，重要的還有壓 鑄機與壓鑄模之間的能量供需關(guān)系。這種關(guān)系用 PQ2圖來闡明，可從中獲得壓鑄機的壓 鑄能量和壓鑄模所需的充型能量。 3壓鑄機的結(jié)構(gòu)及主要組成 壓鑄機分為冷室和熱室兩大類，又分臥式、立式兩種型式。臥式應(yīng)用最多。現(xiàn)將 常用的壓鑄機作一簡介。 3.1臥式冷室壓鑄機 其機構(gòu)及主要組成如圖所示。常用于壓鑄鋁、鎂、銅合金，亦可用于黑色金屬。 其特點如下。 金屬液進入型腔轉(zhuǎn)折少，有利

18、于發(fā)揮增壓得作用。 1）臥式壓鑄機一般設(shè)有偏心和中心兩種，澆注位置，可供設(shè)計模具時選用。 2）便于操作，便于維修，容易實現(xiàn)自動化。 3）金屬液在壓室內(nèi)與空氣接觸面積大，壓射時速度選擇不當(dāng)，容易卷入空氣和氧 化夾渣。 4）設(shè)置中心澆口時模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 3.2 壓鑄機選用 根據(jù)鎖模力選用壓鑄機是一種傳統(tǒng)并被廣泛采用的選壓鑄機的方法，但還是不足。 3.2.1 計算壓鑄機所需的鎖模力 根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特征、合金及技術(shù)要求選用合適的比壓，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的考慮，估 算投影面積，按公式（3-1）求得脹型力后乘以安全系數(shù) K（一般 K 取 1.25） ，便得到 壓鑄該壓鑄件所壓鑄機的鎖模力。 （3-1） FK F

19、F 分鎖主 式中 - 壓鑄機應(yīng)有的鎖模力（kN） F鎖 K - 安全系數(shù)（一般取 K=1.25） - 主脹型力、鑄件在分型面上的投影面積，包括澆注系統(tǒng)、溢F主 流、排氣系統(tǒng)的面積乘以比壓（kN）. - 分脹型力，作用在滑塊鎖緊面上的發(fā)向分引力引起脹型力之F分 和（kN） 。 3.2.2 確定比壓 比壓實確保鑄件質(zhì)量的重要參數(shù)之一，根據(jù)合金種類并按鑄件要求選擇。根據(jù) 壓鑄模設(shè)計手冊表 3-1 得 K 取 80120，這里設(shè)計取 100。 3.2.3 計算脹型力 3.2.3.1 計算主脹型力 （3- 10 AP F 主 2） 其中 A 為鑄件在分型面上的投影面積，一般另加 30%作為澆注系統(tǒng)與溢流

20、排氣系 統(tǒng)的面積，由計算得 292.5,P 取 100MPa,則 2 cm =2.925(KN) F主 3.2.3.2 選用壓鑄機 為簡化選壓鑄機時的計算，在已知模具分型面上鑄件總投影面積和所選用的 A 比壓 P 后，可以從壓鑄模設(shè)計手冊圖 3-5 中直接查到所選用的壓鑄機型號和壓室 直徑。=293.5,p=100MPa,可以選用 J1113 型冷室臥式壓鑄機，壓室直徑為 A 2 cm 50mm. 3.2.4 模具厚度與動模座板行程核算 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。 3.2.4.1 模具厚度核算 雖然通過調(diào)整合模機構(gòu)

21、的位置可適應(yīng)所設(shè)計的模具厚度，但調(diào)整范圍不超過說明 書中所給的出的最大和最小模具厚度。 根據(jù)分型面在合模時必須貼緊的要求，所設(shè)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，也不得大于所給定最大模具厚度。據(jù)此，設(shè)計模具時，按公式 （3-3）核算所設(shè)計的模具厚度： （3-3） minmax 1010HmmHHmm 設(shè) 其中 Hmin=300，Hmax =600，H設(shè) =520，滿足要求 3.2.4.2 動模座板行程核算 動模座板行程實際上就是壓鑄機開模后，模具分型面之間的最大距離。設(shè)計模具 時，根據(jù)鑄件形狀、澆注系統(tǒng)和模具結(jié)構(gòu)核算是否能滿足要求，見公式（3-4） 。 （3-4） LL 取

22、行 式中 -開模后分型面之間能取出鑄件的最小距離 L取 -動模座板行程 L行 =160mm，=300，滿足要求。 L取L行 第第 4 4 章章澆注系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)和溢流、排氣系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)得主要作用是把金屬液熱室壓鑄機的噴嘴或冷室壓鑄機的壓室導(dǎo)入型腔 內(nèi)。澆注系統(tǒng)合溢流、排氣系統(tǒng)與金屬進入型腔的部位、方向、流動狀態(tài)，型腔內(nèi)氣 體的排出等密切相關(guān)，并能調(diào)節(jié)充填速度、時間，型腔溫度等充型條件，其設(shè)計時壓 鑄模具設(shè)計重要環(huán)節(jié)。 4 澆注系統(tǒng) 將金屬液引入到型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)。它是從壓室開始到內(nèi)澆口為止的進料 通道的總稱，一般由四個部分組成：直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、余料。本

23、設(shè)計采用立 試壓鑄機用的澆注系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)見下圖： 1直澆道 2橫澆道 3內(nèi)澆口 本設(shè)計采用臥式壓鑄機用的澆注系統(tǒng)。 一澆注系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計 設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求、合金的性能以及壓鑄機的 類型和特性等，確定液態(tài)合金引入型腔的位置及流向、澆注系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和各組成 部分的尺寸。 4.1 內(nèi)澆口的設(shè)計 設(shè)計內(nèi)澆口的位置忽然方向，并預(yù)計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?（1）內(nèi)澆口的設(shè)計原則 內(nèi)澆口設(shè)計時應(yīng)注意如下幾點： 1）從內(nèi)澆口進入型腔的金屬液，應(yīng)首先充填深腔處難以排氣的部位，然后充 填其他部位，并應(yīng)注意不要過早的封閉分

24、型面、排氣槽，以便于型腔中氣 體能夠順利排除。 2）金屬液進入型腔后，不正面沖擊壁和型芯，力求減少動能損耗，避免因沖 擊而受侵蝕發(fā)生粘膜現(xiàn)象，致使該處過早損壞。 3）應(yīng)盡可能采用單個內(nèi)澆口而少用分支澆口（大型鑄件、箱體和框架類以及 結(jié)構(gòu)形狀特殊的鑄件除外） ，以避免多路金屬液匯流互相撞擊，形成渦流， 產(chǎn)生裹氣和氧化物夾雜等缺陷。對有家強肋的鑄件，應(yīng)使內(nèi)澆口導(dǎo)入金屬 液的流向與堅強肋方向一致。 4）形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，應(yīng)采用較薄的內(nèi)澆口，以保證有足夠的充填速度。 對一般結(jié)構(gòu)形狀的逐漸，為保證最終靜壓力的傳遞作用，應(yīng)采用較厚的內(nèi) 澆口，并設(shè)在鑄件的厚處。 5）內(nèi)澆口設(shè)置位置應(yīng)使金屬液充填壓鑄模型腔

25、各部分時，流程最短，流向改 變少，以及減少充填過程中能量的損耗和溫度降低。 此外，還要考慮到鑄件的加工、粗糙度及切除澆口是否對技術(shù)要求有 影響等有關(guān)問題。 （2）內(nèi)澆口的尺寸確定 內(nèi)澆口最合理的截面積計算涉及到多方面的因素，目 前尚無切實可行的精確計算方法，在生產(chǎn)實踐中，主要結(jié)合具體條件，按 經(jīng)驗選用，常用的經(jīng)驗公式為： = （3- g A g G t 5） 式中 內(nèi)澆口截面積()； g A 2 mm G通過內(nèi)澆口的金屬液質(zhì)量（g） ； 液態(tài)金屬的密度（cm ）見壓鑄模具設(shè)計手冊 2 表 3-1； 內(nèi)澆口處金屬液的流速（m/s） ，見壓鑄模具設(shè)計 g 手冊表 32； t型腔的充填時間（s） ，

26、見壓鑄模具設(shè)計手冊表 33； 由公式代入數(shù)據(jù)計算得 =107.5 mm g A2 1) 鑄件平均壁厚 計算公式為 = （3-6） 112233 123 AAA AAA 式中 鑄件平均壁厚（mm） ； 、 鑄件某個部位的壁厚（mm） ； 1 2 3 、A 壁厚為部位的面積（mm ） ； 1 A 2 A 3 2 有公式代入數(shù)據(jù)計算得 =3.24mm 2）型腔充填時間 鋁合金取較大值，鋅合金取中間值，鎂合金去最小值。 內(nèi)澆口的厚度對金屬液的充型影響較大。一般情況下，當(dāng)鑄件較薄并要 求外觀輪廓清晰時，內(nèi)澆口厚度要求較薄，但內(nèi)澆口過薄，金屬頁噴射嚴(yán)重， 甚至?xí)氯艢馔ǖ?，使鑄件表面出現(xiàn)麻點和氣孔，在壓

27、逐鋁、銅合金時粘 膜嚴(yán)重。當(dāng)鑄件表面求質(zhì)量高、組織要求致密時可采用較厚的內(nèi)澆口，但內(nèi) 澆口太厚，充填速度過低而降溫大，可能導(dǎo)致鑄件輪廓不清，切除內(nèi)澆口也 麻煩。內(nèi)澆口厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表 34。 內(nèi)澆口厚度也可以按下式計算： D=K1M+K2 （3-7） 式中 d內(nèi)澆口厚度（mm） ； K1系數(shù)，對鋁合金=3.7；對鋅合金：=3.3;對鎂合金：=2.3; M凝固模數(shù)（mm） ； K2系數(shù)，對鋁合金：=0.5;對鋅合金、鎂合金：=0.4。 凝固模數(shù)可按下式計算： M=V/A 式中 M凝固模數(shù)（cm） ； V壓鑄件體積（cm ） ； 3 A壓鑄件表面積（） 。 2 cm 由公式代入數(shù)據(jù)計算得 D=2

28、.5mm 對于壁厚基本均勻的薄壁壓鑄件，凝固模數(shù)約等于壁厚的 1/2。 內(nèi)澆口寬度也應(yīng)該適當(dāng)選取，寬度太大或太小，會使金屬液直沖澆口對面 的型壁，產(chǎn)生渦流，將空氣和雜質(zhì)包住而產(chǎn)生廢品。一般寬度尺寸為： 長方形鑄件等于鑄件邊長的 0.60.8 倍； 圓形板件等于鑄件邊長的 0.40.6 倍； 圓環(huán)件及圓筒等于鑄件外徑和內(nèi)徑的 0.250.3 倍。 內(nèi)澆口的長短直接影響鑄件質(zhì)量，內(nèi)澆口太長，影響壓力傳遞，降溫大， 鑄件表面易形成冷隔花紋等。內(nèi)澆口太短，進口處溫度容易升高，加快內(nèi) 澆口磨損，且易產(chǎn)生噴射現(xiàn)象。一般內(nèi)澆口長度 23mm。 4.2 橫澆道的設(shè)計 橫澆道的設(shè)計要點如下： 1）橫澆道的橫截面

29、積從直澆道到內(nèi)澆道保持均勻或逐漸縮小，不允許有突然的擴 大或縮小的現(xiàn)象，以免產(chǎn)生渦流。 2）橫澆道應(yīng)平直或略有反向斜角。 3）對于小而薄的鑄件，可利用橫澆道或擴展橫澆道的方法來使模具達(dá)到熱平衡， 容納冷污染金屬液、涂料殘渣和氣體，即開設(shè)盲澆道。 4）橫澆道應(yīng)該具有一定的厚度和長度，若橫澆道過薄，則熱量損失大；若過厚， 則冷卻速度緩慢，影響生產(chǎn)率，增大金屬消耗。保持一定長度的目的，主要是對金屬 液起到穩(wěn)流和導(dǎo)向的作用。 5）橫澆道截面積在任何情況下都不應(yīng)小于內(nèi)澆道截面積。多腔壓鑄模主橫澆道截 面積應(yīng)大于各分支橫澆道截面積之和。 6）對于臥式冷室壓鑄機，一般情況下工作，橫澆道在模具中應(yīng)處于直澆道（

30、余料） 的正上方或側(cè)上方，多型腔模也應(yīng)如此，以保證金屬在壓射前不過早流入橫澆道。 7）對于多型腔的情況，有時將橫澆道末端延伸，布置溢流槽，以利于排除冷料和 殘渣，且有利于改善排氣條件。 8）模具上橫澆道部分，應(yīng)順著金屬的流動方向研磨，其表面粗糙度Ra0.2 。 m 由于擴張分支式橫澆道的過渡橫澆道截面積沿金屬液流動方向逐漸減少，金屬液 的流態(tài)可控，由于能量最大限度地減小金屬液的流程，故有利于薄壁壓鑄件的生產(chǎn)。 所以本設(shè)計采用擴張分支式橫澆道。其澆道截面形狀采用邊梯形，見下圖。 橫澆道的尺寸如下， Ar=（34）Ag（冷室壓鑄機） Ar =（23）Ag（熱室壓鑄機） D=（810）T（臥式冷室壓

31、鑄機） D=（58）T（熱室壓鑄機） W=Dtan+A /D r 式中 內(nèi)澆口截面積（） ；由計算得 107.5 g A2 mm 2 mm 橫澆道截面積（） ； r A 2 mm 脫模斜度 （ ） 。=10 15 。 T內(nèi)澆口厚度（mm） ； D橫澆道深度（mm） ； r圓角半徑（mm） ；=23mm; W橫澆道寬度（mm） ；=18mm 在確定橫澆道截面積后，可根據(jù)式（38）和（39）計算橫澆道的深度和寬度： D= （3-8） 1 C r A 式中 D橫澆道深度或直徑（mm） ； 橫澆道截面積（） ； r A 2 mm 系數(shù)，見圖 346。 1 C 代入數(shù)據(jù)計算得： D=10mm W= （3

32、-9） 2 C r A 式中 W橫澆道寬度（mm） ； 橫澆道截面積（） ； r A 2 mm 系數(shù)，見圖 346。 2 C 代入數(shù)據(jù)計算得： W=18mm 橫澆道的長度 L 一般取 3040mm 左右，L 過大消耗壓力，降低金屬液溫度，影響 鑄件成形并容易產(chǎn)生縮松。L 過小則金屬液流動不暢，在轉(zhuǎn)折處容易產(chǎn)生飛濺，導(dǎo)致鑄 件內(nèi)部形成硬質(zhì)點。其長度可按下式計算（圖 348） ； L=0.5D+(2535) （3-10） 式中 L橫澆道長度（mm） D直澆道導(dǎo)口處直徑（mm） 。 代入數(shù)據(jù)計算得 L=40mm 4.3 冷料穴的設(shè)計 （1） 、冷料口的結(jié)構(gòu) 冷料穴是用來儲藏壓鑄間隔產(chǎn)生冷料頭的，防止

33、冷料進入型腔而影響鑄件質(zhì)量， 并使熔料能順利地充滿型腔，臥式或立式壓鑄機上壓鑄模的冷料穴，一般都設(shè)置在主 流道的末端，即主流道正面的動模上，直徑稍大于主流大端直徑，以利冷料流入。 4.4 排溢系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 排溢是指排出棄模熔料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等，通常指成型部分的排溢。 冷卻系統(tǒng)是用來冷卻模具內(nèi)較高的模溫。為使減少加工成本，分別是在定模板和動模， 在型腔的兩邊開兩個半徑為 2 的圓孔，用來排溢氣體和冷卻模溫，起到雙重作用。 第第 5 5 章章 成型零件的設(shè)計成型零件的設(shè)計 5 型腔和分型面的設(shè)計 第第 6 6 章章 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計 6 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計 6.1 導(dǎo)柱

34、的選用 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和模板厚度，采用四條導(dǎo)柱導(dǎo)向，查表 GB4169.5-84，選用標(biāo)準(zhǔn) 導(dǎo)柱： 導(dǎo)柱：40 x700 x32(I) GB4169.5-84 其具體參數(shù)如下： D=65 mm S=6 mm d1=40 mm 材料為 20 鋼 6.2 導(dǎo)套的選用 考慮到性價比，本模具不采用導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。 第第 7 7 章章 零件的測繪零件的測繪 7 零件的測繪 7.1 測繪的概述 測繪就是根據(jù)實物，通過測量，繪制出實物圖樣的過程。 測繪與設(shè)計不同，測繪是先有實物，再畫出圖樣；而設(shè)計一般是先有圖樣后有樣 機。如果把設(shè)計工作看成是構(gòu)思實物的過程，則測繪工作可以說是一個認(rèn)識實物和再 現(xiàn)實物的過程。 測繪往

35、往對某些零件的材料、特性要進行多方面的科學(xué)分析鑒定，甚至研制。因 此，多數(shù)測繪工作帶有研究的性質(zhì)，基本屬于產(chǎn)品研制范疇。 零件測繪的種類 （一）設(shè)計測繪測繪為了設(shè)計。根據(jù)需要對原有設(shè)備的零件進行更新改造，這 些測繪多是從設(shè)計新產(chǎn)品或更新原有產(chǎn)品的角度進行的。 （二）機修測繪測繪為了修配。零件損壞，又無圖樣和資料可查，需要對壞零 件進行測繪。 （三）仿制測繪測繪為了仿制。為了學(xué)習(xí)先進，取長補短，常需要對先進的產(chǎn) 品進行測繪，制造出更好的產(chǎn)品。 7.2 零件草圖的繪制 零件測繪工作常在機器設(shè)備的現(xiàn)場進行，受條件限制，一般先繪制出零件草圖， 然后根據(jù)零件草圖整理出零件工作圖。因此。零件草圖決不是潦草

36、圖。 徒手繪制的圖樣稱為草圖，它是不借助繪圖工具，用目測來估計物體的形狀和大 小，徒手繪制的圖樣。在討論設(shè)計方案、技術(shù)交流及現(xiàn)場測繪中，經(jīng)常需要快速地繪 制出草圖，徒手繪制草圖是工程技術(shù)人員必須具備的基本技能。 零件草圖的內(nèi)容與零件工作圖相同，只是線條、字體等為徒手繪制。 徒手圖應(yīng)做到：線型分明、比例均勻、字體端正、圖面整潔。 1.在圖紙上定出各視圖的位置，畫出主、左視圖的對稱中心線和作圖基準(zhǔn)線。布 置視圖時，要考慮到各視圖應(yīng)留有標(biāo)注尺寸的位置。 2.以目測比例詳細(xì)地畫出零件的結(jié)構(gòu)形狀。 3.定尺寸基準(zhǔn)，按正確、完整、清晰以及盡可能合理地標(biāo)注尺寸的要求，畫出全 部尺寸界線，尺寸線和箭頭。經(jīng)仔細(xì)

37、校核后，按規(guī)定線型將圖線加深（包括畫 剖面符號） 。 4.逐個量注尺寸，標(biāo)注各表面的表面粗糙度代號，并注寫技術(shù)要求和標(biāo)題欄。 最后回來根據(jù)自己測繪的零件圖作出三維圖形如下圖所示： 設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過兩個多月的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了，通過這些天的設(shè)計學(xué)習(xí)，資料搜集、自己 的專業(yè)知識的運用和獨立思考分析問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專 業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在就談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計的體會。 首先，我學(xué)會了查閱資料和獨立思考。我的課題是 ETC 節(jié)流閥壓鑄模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。 當(dāng)開始拿到畢業(yè)設(shè)計題目時，心里感到非常的興奮，因為這個題目時由張世亮院長和 湛江德利化油器廠的工裝科科長共同研究給定出來了，第

38、一次接到一個和生產(chǎn)非常接 近的題目，自己真不知道該如何入手，但是在張老師和丁科長的教誨下，我開始對壓 鑄模有了感性的認(rèn)識。再接下來的三個星期的實習(xí)過程中更使我對這個題目越發(fā)的喜 歡了。回到學(xué)校后認(rèn)真翻閱相關(guān)資料如壓鑄模具設(shè)計手冊，機械制造工藝學(xué)，壓鑄模 設(shè)計與制造等等，我開始了確立自己的設(shè)計思想，確定了設(shè)計方案和步驟。 我的課題除了模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計之外，還有 3D 設(shè)計，老師推薦學(xué)習(xí) PRO/E，MASTERCAM、CAXA。而這兩個軟件，以前很少接觸到，只能掌握基本的命令。 所以我決定先突擊 PRO/E，特別是開模這一塊的學(xué)習(xí)，同時進行結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計。由于 手冊上已有一定的結(jié)構(gòu)，我要做的結(jié)構(gòu)方

39、面就只是把尺寸確定下來，然后把自己的一 些思想設(shè)計進去，做適當(dāng)?shù)母倪M。使結(jié)構(gòu)更合乎門口要求。每一個設(shè)計都是一個創(chuàng)新、 完善的過程。在設(shè)計過程中運用所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力，完美原有的結(jié)構(gòu)。 這個過程也是一個學(xué)習(xí)的過程。 其次，認(rèn)識到實踐的重要性。這次設(shè)計我做了很多重復(fù)工作、無用功，但是這些 重復(fù)工作和無用功積累了設(shè)計經(jīng)驗。同時也認(rèn)識到設(shè)計不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原 理，必須進行實際操作。另外，也應(yīng)從多個角度來思考問題的所在，嘗試其它的方法， 以求找到最佳方法，因為即使想的很完美，但到實際的設(shè)計時會遇到很多想不到的實 際問題。例如我在用 PRO/E，畫 3D 產(chǎn)品時因思考方法和學(xué)習(xí)不對，搞

40、得用了將近三個 星期的時間都沒有實現(xiàn)動畫開模。我設(shè)計的模具零件很多 ，由于工作量大，所以很多 自己在頭腦中形成的想法想得太完美、太簡單，但在實際操作起來，就問題多多， 困難重重。 通過此次設(shè)計，自己學(xué)會了使用各種設(shè)計手冊，能夠圍繞某項專題進行資料搜集、 閱讀、分析和運用資料的能力，培養(yǎng)自己獨立思考、工作和解決工程實際問題的能力 和嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的工作作風(fēng)。但由于是第一次系統(tǒng)的設(shè)計模具，在設(shè)計的過程中不可避 免的出現(xiàn)了一些問題，其中就是三維動畫脫模沒有成功在 PRO/E 實現(xiàn)動畫脫模，另外， 模具結(jié)構(gòu)、壓鑄機也只能靠想象，沒有實踐條件，不能根據(jù)實際的情況來作合適、客 觀地修改，這樣做出來的，難免有些

41、缺點和不足，當(dāng)然，由于諸多原因，本次設(shè)計存 在一些不足和有待改善的地方，希望老師能夠多多指導(dǎo)。 鳴 謝 最后衷心的感謝張世亮副教授、丁建武科長和孫志成師傅的悉心 指導(dǎo)。在他們熱心的幫助下，本人才得以按期完成畢業(yè)設(shè)計。 參考文獻 1杜君文， 機械制造技術(shù)裝備及其設(shè)計天津大學(xué)出版社： 1999.8 2機械設(shè)計手冊編寫組機械設(shè)計手冊（15 冊）機械工業(yè)出版設(shè)：1998.5 3陳明，機械制造工藝學(xué)機械工業(yè)出版社： 2005.1 4張世亮，液壓傳動與氣壓傳動機械工業(yè)出版社：2006.3 5機械制圖手冊編寫組，機械制圖手冊機械工業(yè)出版社：1998.12 6實用機床設(shè)計手冊編寫組，實用機床設(shè)計手冊機械工業(yè)出版社： 1999.10 7潘憲曾，壓鑄模設(shè)計手冊機械工業(yè)出版社： 1998.10 8模具實用技術(shù)叢書編委會，壓鑄模設(shè)計應(yīng)用實例機械工業(yè)出版社： 2005.6 9吳春苗，壓鑄實用技術(shù)廣東科技出版社： 2003.5 10陸元章，現(xiàn)代機械設(shè)備設(shè)計手冊（1-3 卷）機械工業(yè)出版社：1998.10 11張建民，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計北京理工大學(xué)出版社：2000.2， 12肖繼德，機床夾具設(shè)計第