液力偶和器殼體壓鑄模具設(shè)計【包含CAD圖紙+PDF圖】

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模具制造業(yè)同時也反映了一個國家的制造水平。在模具行業(yè)中塑料模具和壓鑄模具占據(jù)了重要地位，而壓鑄模具中主要是以鋁合金、鋅合金、銅合金、錫合金為主要原料進行壓鑄。1.2 總體方案確定壓鑄模具的作用是盡量一次成型零件，減少加工或完全去掉加工工藝而采用的一種成型設(shè)備，一個完善的壓鑄模應(yīng)具備如下特點：(1)有自動化的澆鑄系統(tǒng)和分模系統(tǒng)。(2)能夠承受相應(yīng)壓鑄合金零件的應(yīng)力。(3)能承受較高的熱應(yīng)力，即紅硬性要高。(4)載荷均勻分布，機械效率高。(5)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，拆裝維修方便。液力偶合器N500A型的工作場所是礦山井下傳遞扭矩的一種安全裝置，其內(nèi)部除了傳動部分外還有一種液體乳化液，這樣液力偶合器的殼體要求就需要密封性良好，殼體的其它地方由于外觀需要光滑即可。根據(jù)液力偶合器的型號可知其最大直徑是575mm和高為165mm，所對應(yīng)的模具應(yīng)屬于大型壓鑄模，根據(jù)相關(guān)模具手冊查詢壓鑄模的基本結(jié)構(gòu)如下圖1所示，接下來的任務(wù)就是計算確定模具各成形零件以及導(dǎo)向零件、支撐零件等的結(jié)構(gòu)尺寸。 圖1 模具基本結(jié)構(gòu)第2章 模具的結(jié)構(gòu)2.1模具的組成及作用壓鑄模具的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由以下幾種零件組成：1）成型零件2）導(dǎo)向零件3）定位零件4）支撐零件5）其它零件1）成型零件：主要指的是凸模和凹模，根據(jù)它在模具中所處的位置可以確定它的作用是澆鑄合金液進入腔內(nèi)凝固成所要求的形狀；2）導(dǎo)向零件：主要指的是導(dǎo)柱和導(dǎo)套，是起到導(dǎo)向的作用的零件；3）定位零件：主要指的是銷釘、螺栓等等，主要作用是鎖緊并固定零件間的位置關(guān)系，使其在模具中有固定不變的位置；4）支撐零件：在模具中指的是支撐板和墊塊，除了起支撐作用外，支撐板還起到了增強凸模強度的作用；而墊塊在模具分模時的作用很大；其它零件：只要指在模具中起到輔助作用的零部件。第3章 壓鑄模具設(shè)計3.1產(chǎn)品零件分析3.1.1 壓鑄件材料分析 根據(jù)已知條件可得知壓鑄件的牌號是ZL102（ZAlSi12）,其綜合性能及其他參數(shù)如下表1所示：表1： ZL102（ZAlSi12）的綜合性能及鑄造方法鑄造方法合金狀態(tài)HBSB、JB、RB、F143MPa 4 MPa50 MPa J F 153MPa 2 MPa 50 MPaSB、JB、RB、 T2 133MPa 4 MPa 50 MPaJ T2 143MPa 3 MPa 50 MPa注：表中：S砂型鑄造；J金屬型鑄造；R熔模鑄造；B變質(zhì)處理；F鑄態(tài)；T2退火鋁合金ZL102（ZAlSi12）的主要性能：鑄造性能好，密度小，耐蝕性能好，可承受大氣、海水、二氧化碳、氯、硫、過氧化氫的腐蝕作用，隨壁厚的增加強度降低程度低，不可熱處理強化，焊接性能好，切削性能好，加工性能、耐熱性能差成品應(yīng)在變質(zhì)處理下使用。應(yīng)用范圍：適于鑄造形狀復(fù)雜，低載荷的薄壁零件及耐腐蝕和氣密性高，工作溫度低于200的零件，如船舶零件、儀表殼體、機器蓋等。其工藝性能見下表2（選9-表11-92）：表2： 鋁合金ZL102（ZAlSi12）的工藝性能（節(jié)選）合金材料適于鑄造方法融化溫度范圍（）收縮率%抗熱裂性氣密性流動性凝固疏松傾向切削性能拋光性線性體積ZL102Y5276000.9133.5優(yōu)良優(yōu)優(yōu)較差差312壓鑄件結(jié)構(gòu)分析根據(jù)鑄件的零件圖可以看出，零件是一型號為N500A型的液力偶合器殼體，殼體外表面上除了有16個13mm的螺紋孔外還有6根加強筋等等，內(nèi)孔處鑲嵌了一塊鑄鐵（HT250），其作用是安裝軸承。313壓鑄件的尺寸精度分析根據(jù)零件圖的部分尺寸精度，形狀和位置精度分析，將分型面確定在II處比較合理圖2：圖2 零件分型面選擇這樣分型的優(yōu)點是凸模和凹模的加工方便，查10-表29.1-103得到凸模和凹模的表面粗糙度=0.4。32了解模具制造及設(shè)備情況321設(shè)備能力盡量采用標準件以提高模具的制造效率和更換性。322設(shè)備情況壓鑄設(shè)備采用EMX中的FUABA系列模具，壓鑄機的選用原則：1壓鑄模與壓鑄機的對應(yīng)關(guān)系：1）壓鑄機應(yīng)具有保證鑄件成型和達到致密性要求的壓射比壓；2）壓鑄機應(yīng)具有確保正常生產(chǎn)所需的鎖模力、開模力和推出力的能力；3）壓鑄模的大小、厚度、開模距離等應(yīng)與壓鑄機相適應(yīng)，以確保模具的安裝和開模后取出制品零件；4）壓鑄模的定位孔、澆道直徑、推出孔位置等均應(yīng)與壓鑄機模板安裝孔相適應(yīng)；5）冷室壓鑄機壓室應(yīng)能容納每次壓鑄所需的金屬容液；根據(jù)鋁合金的綜合性能可確定應(yīng)采用臥室冷室壓鑄機；模具在壓鑄生產(chǎn)前應(yīng)進行充分的預(yù)熱，并在壓鑄過程中保持一定的溫度范圍，壓鑄生產(chǎn)中模具的溫度由加熱與冷卻系統(tǒng)進行控制和調(diào)節(jié)，其作用如下：1）使模具達到較好的熱平衡和改善鑄件順序凝固條件，使鑄件凝固速度均勻并有利于壓力傳遞，提高鑄件內(nèi)部質(zhì)量；2）保證壓鑄合金填充時的流動性，具有良好的成型性和提高表面質(zhì)量；3）穩(wěn)定鑄件尺寸精度，改善力學性能；4）提高壓鑄生產(chǎn)率；5）降低模具熱交變應(yīng)力，提高模具使用壽命2鎖模力的確定鎖模力的作用是為了克服壓鑄過程中的反壓力，以鎖緊模具的分型面，防止合金液體飛濺，保證鑄件尺寸精度。查10-式29.1-4知如下關(guān)系式：K（+）式中：壓鑄機有效的鎖模力（KN）；K安全系數(shù)，一般K取1.25；主脹型力，作用在分型面上的投影面積，包括澆鑄系統(tǒng)、溢流排氣系統(tǒng)的面積的力（KN）按式10-29.1-5算；分脹型力，作用在滑塊斜楔上的法向分力所引起的脹型力之和（KN）；按式10-29.1-6計算；3確定比壓根據(jù)10-表29.1-3選擇，液力偶合器殼體根據(jù)工作需要應(yīng)當屬于耐氣密性件，故應(yīng)選則p=80120MPa。4計算脹型力=式中：同上；A鑄件在分型面上的投影面積，多腔則為各投影面積之和，一般另加30%作為澆鑄系統(tǒng)與溢流排氣系統(tǒng)的面積（）P比壓（MPa）,取p=100MPa.則=1.3=3375.74KN=tan=0A=3.14=0.26根據(jù)=0.34和壓射比壓p=100MPa查8圖4-6-2知，取橫坐標0.34向上引垂線交縱坐標100MPa的水平線于一點，該點位置介于J1125和J1140兩種型號的壓鑄機之間，壓室直徑可取和mm.按公式計算鎖型力，當K=1及法向反壓力=0時=1000.34=3375.74KN，查J1125型壓鑄機鎖型力為2500KN，遠小于，故舍去；查J1140型壓鑄機鎖型力為4000KN，大于。查3-表4-21知J1140型壓鑄機的模具最大尺寸：長寬=760mm660mm,而零件的尺寸是575mm，J1140型壓鑄機根本無法滿足零件的要求需要重選之。根據(jù)15中查到外國的FUTABA的標準模架庫中有長寬=1000mm1000mm的，能滿足零件的需求，用之。所對應(yīng)的壓鑄機型號為：BN-T_4000-1600/3200型。33確定模具基本結(jié)構(gòu)方案3.3.1確定模型凹模數(shù)根據(jù)壓鑄件的產(chǎn)量大小以及輪廓尺寸形狀及投影面積，壓鑄機的壓室容量，澆鑄系統(tǒng)設(shè)置和模具綜合成本等方面，可確定應(yīng)為一模一腔。3.3.2選用通用模架和通用模座殼體的厚度為165mm，根據(jù)3-表4-46查得初步確定應(yīng)用I型標準模架，其標準結(jié)構(gòu)見圖3。圖3 FUTABA的標準模架（1000mm1000mm）3.3.3確定分型面、澆鑄系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)1確定分型面凸凹模接觸的面就是分型面，如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆鑄系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則：1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；2) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊；3) 保證塑件的精度要求；4) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；5) 便于模具加工制造；6) 對成型面積的影響；7) 對排氣效果的影響；8) 對側(cè)向抽芯的影響。其中最重要的是第5）和第2）、第8）點。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。如圖2所示，采用II這樣一個平直的分型面，凹模做成平的就行了，膠位全部做在凸模，大大簡化了模具的加工,見圖2。查3-表4-22中的眾多分型面的種類中選擇“平直分型”。2確定澆鑄系統(tǒng)在壓鑄過程中，熔融合金在壓鑄機壓力作用下充填模具凹模的通道稱為澆鑄系統(tǒng)。澆鑄系統(tǒng)設(shè)置在定模一側(cè)，是由直澆道、橫澆道和內(nèi)澆口三個部分組成，有如下幾點作用：1）澆鑄系統(tǒng)主要是引導(dǎo)熔融合金以一定的方式充填滿模具型腔，并對熔融合金的流態(tài)，流向，排氣條件，模具熱分布，壓力傳遞，填充時間與熔融合金通過內(nèi)澆口的速度起著主要的控制作用；2）澆鑄系統(tǒng)是影響模具型腔填充狀態(tài)和鑄件內(nèi)部及表面質(zhì)量的主要因素；3）澆鑄系統(tǒng)的合理與否，直接影響模具的壽命及生產(chǎn)效率。澆鑄系統(tǒng)的設(shè)計要點如下：1）設(shè)計前首先要掌握熔融合金的流態(tài)規(guī)律，了解熔融合金充填特性；2）合理地選擇澆道結(jié)構(gòu)尺寸和形狀，必要時對內(nèi)澆口及橫澆道其尺寸要留有設(shè)計余地，待試模時修整定型；3）澆口的進口處不應(yīng)使金屬有正面沖擊和發(fā)生逆流現(xiàn)象；4）澆口應(yīng)使金屬均勻地流入型腔，內(nèi)外澆口連接處截面變化應(yīng)均勻過渡；5）外澆口截面積應(yīng)大于或等于內(nèi)澆口截面積；6）對于薄壁及形狀復(fù)雜的零件，應(yīng)使內(nèi)澆口厚度及寬度先選最小值，厚度寬度越小，射入速度越大，效果越好。但對于厚壁零件可使?jié)部诤穸燃皩挾确糯?，但?yīng)留余量，待試模修整后定，根據(jù)上述設(shè)計要求及零件的形狀查8-表5-3-1確定選擇中心澆口。（1）直澆道的設(shè)計：直澆道的設(shè)計要點：1）直澆道直徑即澆口套直徑根據(jù)鑄件所需比壓來確定；2）直澆道厚度及余料厚度一般取直徑的；3）壓室與澆口套宜制成一體，如分開制造時，應(yīng)選擇合理的配合精度和配合間隙，同時壓室內(nèi)徑與澆口套內(nèi)徑應(yīng)有一定同軸度要求；4）為了便于直澆道余料的脫模，可在澆口套靠近分型面的一端內(nèi)孔處1525mm范圍內(nèi)做出1302的出模斜度；5）與直澆道相接的橫澆道一般設(shè)置在澆口套上方，防止金屬液在壓射前留進型腔；6）壓室和澆口套內(nèi)孔表面粗糙度不大于0.4m；7）澆口套結(jié)構(gòu)形式查8-表5-3-8，見圖5。直流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套，或稱唧咀），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。唧咀都是標準件，只需去買就行了。常用唧咀分為有托唧咀和無托唧咀兩種下圖為前者，有托唧咀用于配裝定位圈。唧咀的規(guī)格有15，20等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為15，所以唧咀的為R15。圖5 澆口套結(jié)構(gòu)形式主流道襯套的固定：因為采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上，采用止轉(zhuǎn)螺釘定位。（2）橫澆道和內(nèi)澆口的設(shè)計：1）橫澆道是金屬液從直澆道留入內(nèi)澆口的通道，其作用是是從直澆道流來的金屬液能以一定的溫度t、壓力p、速度v平穩(wěn)地過渡到內(nèi)澆口，使金屬液成理想流向充填凹模。橫澆道的截面形狀和鑄件的結(jié)構(gòu)特點有關(guān)，一般以扁梯形為主。橫澆道的設(shè)計原則如下：橫澆道截面積應(yīng)相等，不宜突然收縮和擴張，以減少金屬流動阻力，達到均衡流速；應(yīng)選擇梯形截面，盡量不選用圓形截面，以改善填充及排氣條件；橫澆道應(yīng)保持一定的長度，并且要有一定的厚度，不要過薄及過厚；臥室冷壓室壓鑄機用模具其橫澆道必須設(shè)計在直澆道上方，以防止壓射前金屬液自動留入型腔；橫澆道順著熔融合金流動方向研磨，不大于0.4m；查3-表4-29確定橫澆道的尺寸參數(shù)。2）內(nèi)澆口是指金屬液進入型腔前橫澆道后端至鑄件之間的通道入口，他的作用是調(diào)整橫澆道輸送的合金液的流速，使之成為理想的流態(tài)而充滿型腔。內(nèi)澆口的位置設(shè)計在壓鑄模設(shè)計中占有非常重要的地位。其設(shè)計原則：熔融合金流入型腔后，不宜立即封閉分型面，以防止排氣不良而使鑄件未能填滿而產(chǎn)生氣孔；從內(nèi)澆口導(dǎo)入的合金，應(yīng)先填充型腔遠端難以排氣的部位，再流向分型面以利于排氣；內(nèi)澆口的位置應(yīng)選擇在充滿型腔各部位都具有最短流程的位置處，避免直接沖擊凸模；鑄件精度及表面質(zhì)量要求較高的部位，不宜設(shè)置內(nèi)澆口，鑄件的螺紋位置也不宜設(shè)置外澆口；薄壁復(fù)雜件易采用較薄的內(nèi)澆口。根據(jù)以上要求和零件的復(fù)雜程度，選擇3-表4-30中第一種。再查8-表5-3-19及表5-3-20查內(nèi)澆口壁厚經(jīng)驗數(shù)值，如下圖6所示。圖6 內(nèi)澆口及橫澆道連接圖（3）溢流槽的設(shè)計：溢流槽的作用：1）存儲帶有雜質(zhì)和冷污的金屬，也起過渡排氣的作用；2）可容納充填中形成的渦流和冷隔的金屬液體；3）布置在模型溫度低的部位時可起到調(diào)節(jié)模型凹模溫度場分布的作用；4）對于真空壓鑄和定向抽氣壓鑄時，溢流槽處常作為引出氣體的起始點；5）作為鑄件存放，運輸及加工時的支承、吊掛、裝卡或定位的附加部分。溢流槽的設(shè)計要點主要表現(xiàn)在以下幾方面：1）金屬液在橫澆道內(nèi)或進入凹模后最先沖擊部位；2）受金屬液沖擊的凸模背面；3）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；4）由于型腔形狀所形成的渦流部位；5）金屬液最后填充的部位；6）需要改善金屬液流態(tài)抑制渦流、紊流的部位；7）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；8）大平面上容易產(chǎn)生缺陷集中的部位；9）型腔溫度較低的部位；10）鑄件壁厚過薄難以充填的部位；11）鑄件壁厚過厚易產(chǎn)生縮孔、疏松的部位；12）其他排氣條件不良的部位。溢流槽的尺寸：溢流槽的容積和單個溢流槽的尺寸參見書3-表4-31-1見圖7。 圖7 鋁合金所用溢流槽尺寸（4）排氣槽的設(shè)計：在壓鑄過程中，為了使空氣便于排除，確保鑄件成型，必須設(shè)計排氣槽。排氣槽的位置選擇原則上與溢流槽相同，在分型面上設(shè)置的排氣槽的形狀和尺寸參考書12-圖3-97進行設(shè)計，查得鋁合金的排氣槽的參數(shù)如下表3所示。表3 排氣槽的尺寸（節(jié)選）合金種類排氣槽深度（mm）排氣槽寬度（mm）說明鋁合金（ZL102）0.100.15825排氣槽在離開凹模2030mm處，可將其深度增加至0.30.4mm，以提高排氣效果當排氣槽離開型腔2030mm的距離后，寬度和深度可適當增加。另外，推桿和復(fù)位桿與凸模之間的間隙也可作為排氣系統(tǒng)。3抽心機構(gòu)的確定由于零件外表面不存在側(cè)凸、側(cè)凹或側(cè)孔等特征，故不需要抽心機構(gòu)。4模架與成型零件的分析模架設(shè)計的要點：1）磨架應(yīng)有足夠的剛性，在承受壓鑄機鎖模力的情況下不發(fā)生變形；2）模架不宜過于笨重，以便裝卸、修理和搬運，并減輕壓鑄機負荷；3）凹模的反壓力中心應(yīng)盡可能接近壓鑄機合模力的中心，以防壓鑄機受力不均造成鎖模不嚴；4）模架在壓鑄機上的安裝位置應(yīng)與壓鑄機規(guī)格或通用模座規(guī)格一致；5）為了便于模架的調(diào)運和安裝，在動定模上應(yīng)有吊環(huán)螺釘；6）鑲塊到模架邊緣的模面上需留有足夠的部位，以便設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘、緊固螺釘?shù)奈恢茫?）連接模板的緊固螺釘和定位銷釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量，應(yīng)根據(jù)受力大小取，位置分布均勻；8）模具的總厚度必須大于所選用壓鑄機的最小合模間距；9）根據(jù)前面的設(shè)計和計算，已經(jīng)確定應(yīng)用EMX中的FUTABA標準模架，其結(jié)構(gòu)見圖3。（1）加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計：1）加熱系統(tǒng)的設(shè)計：加熱模具的熱源有煤氣、電熱、感應(yīng)及紅外線等。用煤氣加熱的結(jié)構(gòu)簡單。查10-表29.4-6可以確定鋁合金模具的預(yù)熱溫度為180300。2）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計：模具的冷卻：要想提高壓鑄模生產(chǎn)效率以及壓鑄件的質(zhì)量和致密性，在很大程度上取決于模溫的調(diào)節(jié)。對于大中型或厚壁鑄件和大批量生產(chǎn)中，在連續(xù)操作時，為了保證鑄件優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，可在模具內(nèi)設(shè)置水冷卻裝置，使熱量隨著冷卻水循環(huán)流動而迅速排出。模具的冷卻方法有風冷和水冷兩種，其特點如下：（1）風冷的特點：風冷法的風力來自鼓風機和壓縮空氣；模具內(nèi)部不需設(shè)置冷卻裝置；能將模具余料吹勻，并加速驅(qū)散涂料所揮發(fā)的氣體，減少鑄件氣孔；冷卻速度慢，生產(chǎn)效率低，用于要求散熱量較小的模具。（2）水冷的特點：在模具內(nèi)增設(shè)冷卻水道，使循環(huán)水通入成型鑲塊或凸模內(nèi)。因此，增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度；冷卻速度比風冷要快，生產(chǎn)效率高，控制比較方便；要求控制冷卻水的溫度和防止在水道內(nèi)沉淀物的沉積；用于要求散熱量大的模具。由于液力偶合器的殼體模具是屬于大型模具，所以冷卻方法應(yīng)采用水冷比較合理，由于水冷使模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，現(xiàn)將水冷的設(shè)計方法簡述如下：冷卻水道要求布置在型腔內(nèi)溫度最高、熱量比較集中的區(qū)域，流路要暢通，無堵塞現(xiàn)象；模具鑲拼結(jié)構(gòu)上有冷卻水通過時，要求采取密封措施，防止泄露。對于組合式薄片鑲塊的冷卻通道，可采用銅管或鋼管，裝配在鑲塊中，鋼管可兼作鑲塊的定位銷，水管內(nèi)徑一般取1018；冷卻水道直徑，推薦為816，其孔壁距離澆口或凹模的壁面一般取1015mm。水管接頭盡可能設(shè)置在模具下面或操作者的對面一側(cè)，其外徑尺寸應(yīng)統(tǒng)一，以便接裝水路膠管。冷卻水道的布置形式有以下幾種：成排凸模冷卻通道的布置形式參21-圖4-5-10，每個凸模的冷卻通道的進出口采用多通道結(jié)構(gòu)，以縮短水道的連接距離，便于控制每個凸模的溫度；單個凸模冷卻通道的布置形式見21-圖4-5-11；分流器冷卻通道的布置形式見21-圖4-5-12a、b；澆口套螺旋式冷卻通道的布置形式見21-圖4-5-13；組合薄片鑲塊冷卻通道的布置形式見21-圖4-5-14；內(nèi)澆口下部的冷卻通道的布置形式見21-圖4-5-15a、b、c；此外，冷卻水道不應(yīng)布置在正對內(nèi)澆口的下方，否則加速內(nèi)澆口處的金屬液的凝固參見21-圖4-5-15a,其位置應(yīng)加以修整參見21-圖4-5-15b；3.3.4成型零件的設(shè)計 壓鑄模的成型零件主要是指凸模和凹模。成型零件的形式分為整體式和鑲拼式。當零件的尺寸較小時一般用整體式，而大中型零件大都采用鑲拼式結(jié)構(gòu)。鑲拼式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是互換性好。鑲拼結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點如下：1） 便于機械加工，以達到成型部位的尺寸精度和組合部位的配合精度；2） 保證鑲塊及凸模強度和提高相對位置的穩(wěn)定性；3） 不應(yīng)產(chǎn)生銳邊和薄壁；4） 鑲拼間隙方向與出模方向應(yīng)該一致；5） 有利于熱處理；6） 便于維修和調(diào)換；7） 不妨礙鑄件外觀，有利于飛邊去除；根據(jù)以上原則參考零件的結(jié)構(gòu)形式最終采用圖8所示的形式：1ZL102；2凹模嵌件；3定模板；4定模套板圖8 凹模與定模套板的固定形式如上圖所示的定位形式，現(xiàn)在計算凹模嵌件的凹模尺寸，查10-表29.4-22鑲塊尺寸推薦值表中查零件的=575mm在500600之間，零件的高度H=165mm查3-表4-33得到凸模與凹模尺寸計算式：式中K合金收縮率，查3表4-33-1知鋁合金的收縮率為（0.40.6）%，一般取K=0.6%； L、H凹模寬度及深度尺寸（mm）； L 、H 制品寬度及高度尺寸（mm）； 制品標注公差（mm）； 凹模標注公差（mm）；上式中的的確定查10知，模具的制造公差是成形鑄件公差值的，即=（）；經(jīng)過計算得出L=577.6 ，H=165.6，而凹模嵌件的的壁厚根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)應(yīng)為45mm,查3-表4-34知，零件外出模斜度，內(nèi)出模斜度。3.3.5定模套板的設(shè)計 定模套板的作用是固定凹模的模板，查3-表4-38知下列設(shè)計公式：1 )套板高度 H= 式中h鑄件的高度（mm）； c系數(shù)，一般取0.50.7 H=275mm 2 )內(nèi)框尺寸 式中鑄件外輪廓尺寸； e常數(shù)，一般取2050mm； mm 3)套板外形尺寸：t按下式計算： 式中套板模框厚度（cm）； H套板高度（cm）； 材料的許用強度（）； 套板側(cè)面受到的總壓力（N），=； P壓射比壓（）； 鑄件在L面的投影長度（cm）； h鑄件高度（cm）； 套板B側(cè)面承受的總壓力（N）； =99.743mm，取t=100mm，單側(cè)加100 mm，則定模套板的總寬度為575+200=775 mm， 動模套板的設(shè)計方法同上，查21-表4-5-6確定之。3.3.6支撐板的設(shè)計計算 支撐板是動模套板下面的板料，其作用是固定和加強，選擇支撐板厚度的原則是：1） 鑄件分型面投影面積大，支撐板厚度取較大，反之取??；2） 在投影面相同的情況下，壓射比壓大，支撐板厚度較大，反之取小；3） 當座板上的墊塊設(shè)置在支撐板長邊兩端時，則支撐板厚度取大值，反之取??；4） 當采用不通套板時，套板底部厚度應(yīng)為支撐板的0.8倍。支撐板的加強形式，當墊塊間距大或支撐板厚度小時，可借助推板導(dǎo)柱或采用支柱，以增強對支撐板的支撐作用。支撐板的厚度按下式計算： 式中t支撐板厚度（cm）； S墊塊距離（cm）； L支撐板長度（cm）； P壓射比壓（MPa）； A鑄件及溢流槽的分型面上的投影（cm）；材料許用彎曲強度（MPa），一般取160 MPa；支撐板材料一般用45#，回火狀態(tài)。則有： = =146.35mm，按圖3所示，取t=160 mm。3.3.7推桿固定板與推板的設(shè)計 查21-表4-5-41確定，推板固定板的寬度是540mm，高度是20mm；再查21-表4-5-42確定，推板的寬度是540mm，高度是40mm，推板的導(dǎo)柱直徑是40mm，推板螺釘是8 M16。3.3.8導(dǎo)向零件的設(shè)計 導(dǎo)向零件的作用是引導(dǎo)動模按一定的方向移動，保證動、定模在安裝和合模時的準確對合，防止凹模、凸模錯位。最常用的導(dǎo)向零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計要點：1） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)具有足夠的剛度，保證動、定模在安裝合模時的準確位置；2） 導(dǎo)柱要高出凸模的高度，以避免凸模在模具合模、搬運時受損；3） 為了便于取出壓鑄件，導(dǎo)柱一般設(shè)置在定模上；4） 模具采用卸料板卸料時，導(dǎo)柱設(shè)置在動模上，以便于卸料板在導(dǎo)柱上滑動進行卸料；5） 臥室壓鑄機采用中心澆口的模具，導(dǎo)柱設(shè)置在動模上。導(dǎo)柱的尺寸按下式計算： 導(dǎo)柱的直徑d：式中d導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑（mm）； k比例系數(shù)，一般取0.70.9，當A2.510 mm時，k=0.07；當A=3&MODULE6f =1.41*MODULEEF=0.0285*MODULELF=0.6994*MODULE2=91930SFK=1.9643* MODULE RGF=0.5043* MODULEELSEEND IFEND RELATION輸入完成后，保存后關(guān)閉記事本。表1中完成了四個圓的繪制，再于以（0, HA）、（0.5m,HA）、（0.5m,- HF）、（0,-HF）為頂點的矩形進行布爾運算，就得到了雙圓弧齒輪右半個齒廓，如圖1所示。再以鏡像方式得到了一個完整的齒廓。保存草繪文檔為chikuo.sec。接下來繪制雙圓弧齒輪的齒外輪廓如圖2所示圖2 pro/e草繪的雙圓弧齒闊及各參數(shù)再將上面的個數(shù)據(jù)利用鼠標右鍵的屬性改稱如下的格式：d70=ha d61=ea d56=a d55=rj d75=hja d74=la d58=0.5*m*pi d59=rgf d71=hf d16=lf d18=f等等將其旋轉(zhuǎn)一個螺旋角度后，在投影到原來的面上，保存為*2.sec文檔后關(guān)閉窗口。在繪制圓柱，如圖3所示，比在關(guān)系史中插入如下關(guān)系式：D1=module*tooth_number-2*HFD0= module*face_width然后利用混合的方式草繪截面：再“插入”里單擊“混合”中的“伸出項”，在瀑布式菜單中一次選“平行”“規(guī)則截面”“光滑”“完成”，單擊圓柱的一個側(cè)面，確定，在第一個截面草繪中單擊“從文件”選擇剛剛保存的*2.sec格式的草繪文件在比例中輸入1，在旋轉(zhuǎn)中輸入0，再用鼠標將其拖至參考曲線上，單際確定，然后畫第二和第三個，方法是：比例都是1，但第二個旋轉(zhuǎn)負7.5度，第三個旋轉(zhuǎn)負15度，單擊確定按鈕，完成混合。在出現(xiàn)的對話框中輸入36.22和36.22完成。如圖4所示：在關(guān)系中插入如下關(guān)系：d658=d0/2 d622=d0/2d656= spiral_angle/2d657= spiral_angle然后關(guān)閉關(guān)系對話框。 圖3 參數(shù)化齒輪圓柱的繪制 圖4 一個齒廓的成型這是一個齒形的參數(shù)等式（等式左側(cè)的參數(shù)各個計算機的顯示不同只需輸入相應(yīng)參數(shù)即可）。4 再利用陣列命令將其以圓周方向陣列20個，如圖5。然后進行相應(yīng)的切槽工作，在切材料時需要如下關(guān)系式：在INPUT和END INPUT中插入SHAFT_DIA NUMBER Enter the shaft diameter: KEY_HEIGHT NUMBEREnter the key height: KEY_WIDTH NUMBERenter the key width:在RELATIONS和END RELATIONS中插入D667=key_widthD666=key_heightD665=shaft_dia/2最后得到了模型的整體3D CAD視圖，見下圖6。圖5 陣列完的齒輪3D CAD模型圖6 完整的雙圓弧齒輪的3D模型5 參數(shù)驅(qū)動 參數(shù)化設(shè)計的基本手段就是有程序驅(qū)動和參數(shù)驅(qū)動，程序驅(qū)動是通過幾何模型的特點確定主參數(shù)和尺寸關(guān)系，從而使只要輸入幾何參數(shù)就可生成所需的模型。尺寸驅(qū)動主要完成用戶編程或交互式輸入，從而生成的模型。6 參數(shù)化設(shè)計的框圖利用Pro/E的Program生成的雙圓弧齒輪的基本步驟如下：1）根據(jù)輸入的法面模數(shù)m確定齒輪各參數(shù)值，并賦予相應(yīng)的參數(shù)；2）根據(jù)表1和矩形坐標對圓弧進行布爾運算；3）進行鏡像計算和陣列最終得到所需的雙圓弧齒輪的3D CAD模型，其程序框圖如下：7 結(jié)束語 參數(shù)化設(shè)計的最大優(yōu)點是給工程技術(shù)人員帶來極大的方便，是未來CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢。建立3D CAD模型，這對模型進行有限元分析（FEA）及優(yōu)化設(shè)計、運動仿真和應(yīng)力應(yīng)變的分析等一系列后期工作打下基礎(chǔ)，而且在快速原型技術(shù)（RPM）等現(xiàn)代制造技術(shù)中發(fā)揮著巨大作用。參考文獻：1.盧賢纘.圓弧齒輪嚙合原理M.北京：機械工業(yè)出版社.20032.姚俊紅等.雙圓弧齒輪基本齒廓的圖形參數(shù)化J.德州：德州學院學報3.趙春章.機械零件設(shè)計教程M.北京：海洋出版社.20044.林清安.正齒輪自動化設(shè)計J.中國臺灣：國立臺灣科技大學.20015.孫江宏.Pro/E2001高級功能應(yīng)用與編程處理M.北京：清華大學出版社.20036.成大先.機械設(shè)計手冊M.北京：化學工業(yè)出版社.20047.葉克明.齒輪手冊M.北京：機械工業(yè)出版社.19908.詹友剛.Pro/ENGINEER英文野火版教程