鋁合金箱體壓鑄模具設計

XX2015屆本科生畢業(yè)設計（論文） 畢業(yè)設計（論文）任務書 2015 屆 機械工程及自動化 專業(yè)題 目： 鋁合金箱體壓鑄模具的設計 子 題：學生姓名： 班級學號：指導教師： 職 稱：所在系（教研室）：機電與信息工程系 下達日期：2014年7月4日 完成日期：2015年5月8日 摘 要 壓鑄模具是鑄造液態(tài)模鍛的一種方法， 一種在專用的壓鑄模鍛機上完成的工藝。它的基本工藝過程是：金屬液先低速或高速鑄造充型進模具的型腔內(nèi)，模具有活動的型腔面，它隨著金屬液的冷卻過程加壓鍛造，既消除毛坯的縮孔縮松缺陷，也使毛坯的內(nèi)部組織達到鍛態(tài)的破碎晶粒。毛坯的綜合機械性能得到顯著的提高。 本文運用大學所學的知識，了解壓鑄模具的工作原理，在此基礎上，設計一款鋁合金箱體壓鑄模具。通過查找相關資料，了解鋁合金箱體壓鑄模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，構(gòu)建了鋁合金箱體壓鑄模具組成結(jié)構(gòu)的總的指導思想，從而得出了該鋁合金箱體壓鑄模具的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟，并且運行效果好，運行平穩(wěn)的結(jié)論。關鍵詞：鋁合金箱體壓鑄模具;型腔；效率；模具1 AbstractThe environment of global economic development, China industries affected by other countries advanced technology at the same time, foreign enterprises and brand spread to more and more Chinese has become an opportunity. Cap pressing machine in industry through a variety of ways have been working with the relevant technology, and constantly improve their own strength and core competitiveness, and narrow the gap with developed countries. In the new market demand, update the sleeve pressing machine is a pressing matter of the moment. The production of pipe pressing machine equipment manufacturing enterprises to fully tap the potential of the market, vigorously develop the sleeves of large low cost pressing special machinery and equipment, plays a positive role in the evolution of automatic assembly, the assembly of mechanical equipment. There is a large pipe equipment on equipment safety index has strict requirements of production. In the production equipment of enterprises, give full consideration to the possible problems in the operation of the equipment, so as to reduce the noise pollution caused by vibration or improper operation of equipment phenomenon and manufacturing of domestic pipe pressing equipment with global appeal, economic, security and stability of the theme consistent. Increase and production pipe pressing equipment of new energy saving.Key word: pneumatic manipulator； cylinder； pneumatic loop； Fout degrees of freedom.1 目 錄摘要1Abstract2第一章 緒論3 1.1 模具介紹4 1.2 模具在加工工業(yè)中的地位4 1.3 模具的發(fā)展趨勢4 1.4 本課題的意義4 1.5 我國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景4第二章 鋁合金箱體壓鑄模具結(jié)構(gòu)的設計11 2.1 材料的選擇13 2.2 壓鑄件結(jié)構(gòu)的設計15 2.2.1 脫模斜度15 2.2.2 產(chǎn)品斜度15 2.2.3 產(chǎn)品壁厚15 2.2.4 加強筋15 2.2.5 圓角15 2.2.6 壓鑄件的精度15 2.3 分型面的確定15 2.4 壓鑄機的初步選擇15 2.4.1 壓鑄機鎖模力的確定15 2.4.2 核定投影面積15 2.4.3 實際容量的核算15 2.4.4 選擇壓鑄機15第三章 模具設計17 3.1 確定型腔數(shù)目及排列方式19 3.2 澆注系統(tǒng)的設計20 3.3 內(nèi)澆口的設計22 3.4 直澆道的設計22 3.5 橫澆道的設計23第四章 成型零部件的設計23第五章 脫模機構(gòu)的設計23結(jié)論24致謝25參考文獻26 25 XX2015屆本科生畢業(yè)設計（論文）第一章 緒論1.1 模具介紹 當今社會，模具工業(yè)無所不在，各種各樣的的產(chǎn)品都需要模具來生產(chǎn)，因為使用模具生產(chǎn)，可以大大地提高生產(chǎn)效率和制造成本，同時，產(chǎn)品的加工精度等等都能夠得到保證。在各個行業(yè)應用模具的場合非常廣泛，例如飛機，輪船，以及一個機械零部件等各個領域都有用到。人類社會工業(yè)的發(fā)展離不開模具這樣一個重要的生產(chǎn)工具。隨著社會的進步，工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)同樣會日新月異，隨著時間的推移，相信會迎來一個新的革新時期。1.2 模具在加工工業(yè)中的地位 在當今社會，工業(yè)越來越發(fā)達，模具產(chǎn)業(yè)也在不斷地飛速發(fā)展著，隨著科技的發(fā)展，模具工業(yè)的進步，模具在當今工業(yè)化大生產(chǎn)中起到了越來越重要的作用。因為有了模具，使工業(yè)產(chǎn)品的加工精度和效率得到了保障，大大減少了人工繁雜的勞動強度，提高了工業(yè)的發(fā)展進程。1.3 模具的發(fā)展趨勢 隨著工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)也在飛速發(fā)展著，針對當今社會的工業(yè)發(fā)展狀況，模具的發(fā)展主要體現(xiàn)在一下幾個方面：(1) 模具的加工與制造的自動化程度將會繼續(xù)提高。(2) 結(jié)構(gòu)零部件的材料的制造費用將會慢慢下降，同時加工結(jié)構(gòu)零部件的設備的精度將會提高很多。(3) 模具的樣式將會越來越多，從單工序模具到復合模具，一次性成型復雜工件的模具將會越來越多地被應用和生產(chǎn)。(4) 熱流道模具在模具工業(yè)中的位置和作用將會越來越突出，應用的領域也將會越來越廣泛。(5) 工業(yè)的發(fā)展將會引領高壓鑄模具也不斷地發(fā)展，模具生產(chǎn)工藝和加工工藝也會逐漸走向自動化。(6) 模具的結(jié)構(gòu)領部件將會更多地利用標準零件來代替非標零部件，這樣就增加了模具之間的互換性。同時，也可以更好地保證模具加工出來的產(chǎn)品的精度，維修和使用也更加方便快捷。 (7) 隨著社會的發(fā)展和工業(yè)的進步，車輛的不斷增多，所以壓鑄模具，沖壓模具也將會越來越普遍地應用到各個生產(chǎn)加工領域。從單工序模到復合模的過渡是模具發(fā)展的必然趨勢。1.4 本課題的意義 在傳統(tǒng)壓鑄模具設計中，設計周期長，一般要二到三個月的時間；設計成本高，需要往返數(shù)次制模，修模；產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，對流體在模腔內(nèi)的流動狀態(tài)，冷卻狀況缺乏了解。 本文以鋁合金箱體的壓鑄模具設計為例，運用UG軟件智能分模，不但保證了模具的精確性，而且分模簡單，是設計者可以節(jié)約時間，集中精力拆模做型腔；運用CAE分析功能，對壓鑄過程進行模擬分析，包括充模流動模擬、保壓過程模擬、冷卻過程模擬及翹曲模擬分析。通過模擬分析可以預測制品填充不足、熔接線、氣泡和翹曲變形等缺陷，還可以測定最佳澆口數(shù)量和位置，測定壓鑄時注射壓力以及注射時間，溶體流動前鋒的溫度變化等系列參數(shù)；運用專家模架系統(tǒng)，根據(jù)設計參數(shù)直接選取標準模架，構(gòu)造模具三維實體。這樣設計出來的模具具有更高的質(zhì)量，更大的準確性。 現(xiàn)代的模具設計在計算機的平臺上，運用CAD/CAE/CAM等軟件，使現(xiàn)代模具設計具有了高質(zhì)量，高效率，低成本等特點。1.5我國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 經(jīng)過1990年代的高速發(fā)展，中國的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達到一定的水平，生產(chǎn)能力也有了相當大的提高，模具市場的規(guī)模也正在逐步擴大。過去十年，中國模具工業(yè)（主要集中在汽車、電子信息以及電器）以每年15%左右的增長速度快速發(fā)展。 到2005年，全國模具生產(chǎn)廠點已達3萬多家，從業(yè)人員50多萬人；模具銷售總額高達610億元，比上年增長25%；模具生產(chǎn)企業(yè)總體上任務飽滿、訂單充足。2006年，業(yè)界預測中國汽車的年度銷售數(shù)量將會比前一年增長15%，年度銷售數(shù)量將會達到640萬臺。而汽車零部件市場比汽車整車的市場更大，可以預測汽車相關模具產(chǎn)業(yè)將會有高速發(fā)展。 與2004年相比，2005年中國的模具生產(chǎn)值增加了125%，以610億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了150%，達到了7.4億美元。目前，國內(nèi)模具行業(yè)正隨著我國制造業(yè)特別是汽車和電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入“黃金期”。 近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；壓鑄模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展較快。 在注塑模具方面，2006年，注塑模具比例進一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過50噸，最精密的注塑模具精度已達到2微米。在 CAD/CAM技術得到普及的同時，CAE技術應用越來越廣，CAD/CAM/CAE一體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括10個方面：(1)模具日趨大型化。(2)模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)已達到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。(3)多功能復合模具將進一步發(fā)展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，對鋼材的性能要求越來越高。(4)熱流道模具在壓鑄模具中的比重也將逐漸提高。(5)隨著壓鑄成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。 (6)標準件的應用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。(7)快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊。(8)隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。(9)以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，壓鑄模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對壓鑄模具的要求也越來越高。(10)模具技術含量將不斷提高。 從應用趨勢方面分析，受用戶要求模具的生產(chǎn)周期縮短影響；快速經(jīng)濟模具的開發(fā)將被重視，模具標準件的應用將日漸廣泛，且采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術也會得到發(fā)展和提高。第二章 鋁合金箱體壓鑄模具結(jié)構(gòu)的設計2.1 材料的選擇 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，其用量遠遠超過其他壓鑄合金。鋁合金的特點是：比重小、強度高；鑄造性能和切削性能好；耐蝕性、耐磨性、導熱性和導電性好。鋁和氧的親和力很強，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)的鋁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，但因它的導電性好，所以在生產(chǎn)電動機的轉(zhuǎn)子時使用。 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，提高合金抗拉強度，但使壓鑄性下降。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、導電性和導熱性良好、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重。硅在鋁合金中通常以粗針狀組織存在，降低合金的力學性能，為此，需要進行變質(zhì)處理。 銅和鋁組成固溶體，當溫度為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、抗拉強度和硬度，但降低了耐蝕性和壓鑄性，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)品的成型材料是鋁硅合金，合金牌號YZAlSi12,該材料鑄造性能好，密度小，強度高，耐蝕性、耐磨性、導熱性和導電性好。2.2 壓鑄件結(jié)構(gòu)的設計 合金壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性是指壓鑄件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應性。在壓鑄件生產(chǎn)過程中,一方面成型會對壓鑄件的結(jié)構(gòu),形狀,尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復雜程度和制造難度,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品；另一方面,模具設計者通過對給定壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析,弄清壓鑄件生產(chǎn)的難點,為模具設計和制造提供依據(jù)。2.2.1脫模斜度 壓鑄件從凹模型腔中脫出或從型芯上推出時,為了防止受阻力及劃傷其表面,在壓鑄件上所有與模具脫模方向平行的表面,須設計脫模斜度，脫模斜度的大小取決于壓鑄件的合金材料、壓鑄件的形狀及型芯或型腔的粗糙度等。鋁合金脫模斜度推薦的最小脫模斜度外表面為0015內(nèi)表面為0030，非配合面的最小脫模斜度外表面為0030內(nèi)表面為10。2.2.2產(chǎn)品壁厚 壓鑄件應該設計成合理的薄壁件，盡量壁厚均勻，同一壓鑄件上，最大壁厚與最小壁厚之比不要大于：.根據(jù)固定座各個面的面積大小和盡量使壁厚均勻得原則，設定固定座基本壁厚為2.5mm，兩空心圓筒之間的連接部位厚度為3mm。2.2.3加強筋 螺栓固定座容易被拉斷，要設計加強筋來增加它的強度和剛度。加強筋的高度為一毫米。2.2.4圓角 壓鑄件應該設計成合理的圓角，以避免在壓鑄件上造成應了力集中而產(chǎn)生裂紋，大大的降低壓鑄件的強度。圓角可以顯著提高壓鑄件的性能和壓鑄模具的強度，還可以使金屬液流動暢通，少產(chǎn)生紋亂，減少壓力損失，使氣體容易排出等。2.2.5壓鑄件的精度 尺寸精度是壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝的關鍵特征之一，它影響到壓鑄模的設計，壓鑄工藝的選擇和壓鑄的制造，從而關系到壓鑄件的質(zhì)量和成本。影響壓鑄件的尺寸精度的因素有：成型零件的制造誤差；合金收縮率導致的誤差；壓鑄模具在使用過程中磨損引起的誤差；壓鑄模的安裝和配合引起的誤差；壓鑄件在模具中不同的位置引起的誤差；壓鑄工藝變化引起的誤差等等。固定座產(chǎn)品圖如圖2.2.5所示： 2.3 分型面的確定 分型面的定義：壓鑄模的定模與動模接合表面通常稱為分型面，分型面是由壓鑄件的分型線所決定的，而模具上垂直于鎖模力方向的接合面，即為基本分型面。 壓鑄件分型面設計的原則：（1）開模時，能保持鑄件隨動模移動方向脫出定模；使鑄件保留在動模內(nèi)；并且為便于從動模內(nèi)取出鑄件，分型面應取在鑄件的最大截面上。（2）有利于澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的合理布置。（3）為保證鑄件的尺寸精度，應使尺寸精度要求高的部分盡可能位于同一半壓鑄模內(nèi)。 （4）使壓鑄模的結(jié)構(gòu)簡化并有利于加工。（5）其他：如考慮鑄造合金的性能，避免壓鑄機承受臨界負荷（或避免接近額定投影面積）。 由于固定座上下結(jié)構(gòu)對稱，在對稱面的斷面輪廓最大，同時型芯放置在動模上，可以做到壓鑄件對動模上型芯的包緊力大于對定模的包緊力，所以選擇直線分型面，并且分型面設置在固定座中間的對稱面上。2.4 壓鑄機的初步選擇2.4.1壓鑄機鎖模力的確定 在一般情況下，壓鑄機的鎖模力可按下式計算:F鎖kp（A件+A澆）/102(2.1)式中F鎖壓鑄機的鎖模力，kN；k安全系數(shù)，一般取k=1.25； p壓射比壓，MPa；A件壓鑄件在主分型面上的投影面積，cm2； A澆澆注與溢流、排氣系統(tǒng)的正投影面積之和，一般也可取A澆=0.3A件，cm2；查表得，鋁合金常用壓射比壓的推薦范圍值為5080MPa，取p=60MPa，A件=55cm2求得F鎖536KN。2.4.2核定投影面積 應滿足A總A澆(2.2) 式中A總為實際澆注的正投影面積，cm2；A澆為壓鑄機標定的最大投影面積，cm2。經(jīng)計算得A總=71.5cm2，A澆=110cm2。滿足要求。2.4.3壓室實際容量的核算應滿足G澆（0.60.8）室2(2.3) G澆=（V件+V澆+V余）p=126g G室=700g，滿足要求。2.4.4選壓鑄機根據(jù)以上計算結(jié)果,經(jīng)查資料可選用選用J116D型臥式冷室壓鑄機，相關技術參數(shù)如表2.1所示第三章 模具設計 3.1 確定型腔數(shù)目及排列方式1）由于該工件較小，然后考慮到注射機的成型鎖模力，我們采用一模一腔的設計思路來設計該模具。 2）同時考慮到注射機的額定注射量以及產(chǎn)品的制作精度，模具的型腔數(shù)不能太多，所以在這里綜合以上因素，決定采用一模一腔來制作該產(chǎn)品，故模具的型腔數(shù)目為一個。 一模一腔的模具所需要的鎖模力和注射量都在注射機額定的范圍內(nèi)，且制作出來的產(chǎn)品精度比較容易控制，外形不易變形，所以采用該型腔數(shù)目來制作加工鋁合金箱體這個產(chǎn)品。3.2 澆注系統(tǒng)的設計 將金屬液引入到型腔的通道為澆注系統(tǒng)。它是從壓室開始到內(nèi)澆口為止的進料通道的總稱。一般有四部分組成：直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、余料。選用的壓鑄機不同，采用不同的澆注系統(tǒng)。圖3.2是各類型壓鑄機所采用的澆注系統(tǒng)。 對澆注系統(tǒng)進行設計時，一般應遵循如下基本原則：（1）了解鋁合金的成型性能（2）盡量避免或減少熔接痕（3）有利于型腔中氣體排出（4）防止型芯的變形和嵌件的位移（5）盡量采用較短的流程充滿型腔（6）流動距離比和流動面積比的校核為了提高成型效率和綜合考慮以上的基本設計原則并結(jié)合制件質(zhì)量要求，本模具應采用潛伏澆口，由產(chǎn)品底部進料。澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算d=（0.140.20）式中 d澆口直徑（mm） 壓鑄件在澆口處的壁厚（mm） A型腔的表面積2 d=（0.140.20）20303.81.0mm (澆口直徑也可根據(jù)經(jīng)驗值取 d=1.0mm)澆口錐角取 ;澆口傾斜角取 。3.3 內(nèi)澆口的設計 內(nèi)澆口是指橫澆道到型腔的一段澆道，其作用是是使橫澆道輸送出來的低速金屬液加速并形成理想的流態(tài)而順序地填充型腔，它直接影響金屬液的填充形式和鑄件質(zhì)量，因此是一個主要澆道。設計內(nèi)澆口時，主要是確定內(nèi)澆口的位置和方向，并預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，以便設置適當?shù)囊缌鞑酆团艢獠?。?nèi)澆口設計時應注意以下幾點：1、從內(nèi)澆口進入型腔的金屬液，應首先填充深腔處難以排氣的部位，然后充填其他部位，并注意不要過早的封閉分型面、排氣槽，以便于型腔中的氣體能夠順利排除。2、金屬液進入型腔后，不正面沖擊型壁和型芯，力求減少動能損耗，避免因沖擊而受侵蝕發(fā)生粘?，F(xiàn)象，致使該處過早損壞。3、應盡可能采用單個內(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)形式特殊的鑄件除外），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。對有加強肋的鑄件，應使內(nèi)澆口導入金屬液的流向和加強肋方向一致。4、形狀復雜的薄壁鑄件，應采用較薄的內(nèi)澆口，以保證有足夠的填充速度。對一般結(jié)構(gòu)形狀的鑄件，以保證最終靜壓力的傳遞作用，應采用較厚的內(nèi)澆口，并設在鑄件的厚處。5、內(nèi)澆口設置位置應使金屬液充填壓鑄型腔各部分時，流程最短，流向改變小，以減少填充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要求有影響等有關問題。內(nèi)澆口的主要形式如圖3.6所示。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適應于平板類鑄件。圖d適用于壁厚鑄件，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f制造較困難），因為它們具有合理的金屬液引入方向，有利于型腔排氣及避免金屬液進入型腔時沖擊型芯 。根據(jù)經(jīng)驗公式：An=180G（3.1）式中An為內(nèi)澆口面積,mm2）; G為壓鑄件質(zhì)量，kg求得An約為11.34mm2 內(nèi)澆口的厚度，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)為1.01.8mm：內(nèi)澆口的寬度，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)為壓鑄件邊長的0.60.8倍。選用內(nèi)澆口的厚度為1.5mm，寬度為16.5mm，長度為2mm。3.4直澆道設計 直澆道是指從澆口套到橫澆道為止的一段澆道，它是傳遞金屬液壓力的首要澆道，其尺寸大小可以影響金屬液的流動速度、充型時間、氣體的儲存空間和壓力損失的大小，起著能否使金屬液平穩(wěn)引入橫澆道和控制金屬液充型條件的作用。選用壓鑄機的類型不同，直澆道的結(jié)構(gòu)也不同。圖3.5為臥式冷室壓鑄機用直澆道的結(jié)構(gòu)，它又壓鑄機上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成，在直澆道上的一段稱為余料，其設計要點如下：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、澆口套的長度應不小于壓鑄機壓射沖頭的跟蹤距離，便于余料從壓室中脫出。 3、橫澆道入口應開設在壓室上部內(nèi)徑三分之二以上部分，避免金屬液在重力作用下進入橫澆道，提前開始凝固。 4、分流器上形成余料的凹腔的深度等于內(nèi)澆道的深度，直徑與澆口套相等，沿圓周的脫模斜度約為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)孔精度高，壓射時阻力小，但加工復雜，通用性差。 6、采用深導入式直澆道（圖3.4），可以提高壓室的充滿度，減小深型腔壓鑄模的體積，當使用整體式壓室時，有利于采用標準壓室或先有的壓室。 圖3.4 7、壓室和澆口套的內(nèi)孔，應在熱處理和精磨后，在沿軸線方向進行研磨，其表面粗糙度不大于Ra0.2。 直澆道部分澆口套的結(jié)構(gòu)見圖3.5。圖a裝拆方便，壓室同澆口套同軸度偏差較大。圖b裝拆方便，壓室同澆口套同軸度偏差小，但澆口套耗料較多。圖c裝卸不便，壓室同澆口套同軸度偏差較大。圖d澆口套通冷卻水，模具熱平衡好，有利于提高生產(chǎn)率。圖e采用整體壓室時點澆口的澆口套。圖f用于臥式冷壓室壓鑄機，采用中心澆口的澆口套。 圖3.53.5橫澆道設計 橫澆道是指由直澆道到內(nèi)澆口的一段澆道，它的作用是將金屬液引入內(nèi)澆口，并可以借助橫澆道中的打體積金屬液來預熱模具，當鑄件冷卻收縮時用來補縮和傳遞靜壓力。 橫澆道的設計要點：1、橫澆道的的截面積應從直澆道其到內(nèi)澆道為止逐漸縮小，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，必會吸收分型面上的空氣，增加金屬液流動過程中的渦流。2、橫澆道應具有一定得厚度和長度，若橫澆道過薄，則熱量損失大；若過厚是冷卻速度慢，影響生產(chǎn)率，增大金屬消耗。保持一定長度的目的在于對金屬液起到穩(wěn)流和導向的作用。3、橫澆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面積之和。4、根據(jù)工藝上的需要可布置盲澆道，以改善模具熱平衡條件，容納冷污金屬液、余料殘渣和氣體。5、對于臥式冷室壓鑄機，在一般情況下，橫澆道入口應位于直澆道的上方，防止壓室中的金屬液過早流入橫澆道。6、對于熱室壓鑄機，橫澆道截面積應小于噴嘴口小端截面積。第四章 成型零部件的設計4.1成型零件的性能要求 經(jīng)查有關資料可知ZZnAI4Cu1Y的收縮率是0.3%0.8% 平均收縮率為: S=（0.3%+0.8%）/2=0.55% 型腔工作部位的尺寸： 型腔徑向尺寸 型腔深度尺寸 型芯徑向尺寸 型芯高度尺寸 中心距尺寸 式中 L壓鑄件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） l壓鑄件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） H壓鑄件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） h壓鑄件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） C壓鑄件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） x修正系數(shù)，取0.50.75 壓鑄件公差（mm） 模具制造公差，?。?/31/4）。 各工作部位尺寸計算結(jié)果詳見相應零件圖紙所標明4.2 成型零部件的強度與剛度計算 為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體鑲嵌式。因此，型腔的強度和剛度按型腔整體式計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。4.3.強度、剛度計算 設計好一套模具，必須考慮到它的強度和剛度方面，因為模具是在高溫下面作業(yè)的，并且高壓，所以校核各個結(jié)構(gòu)零部件的強度和剛度是必須的。只有這樣，才能更好地使模具應用的時間長，使用方便，維修少。壓鑄件成型過程中不產(chǎn)生溢料保證壓鑄件的尺寸精度壓鑄件尺寸經(jīng)驗公式<10i/3>1050i/3(1+i)>50200i/5(1+i)第五章 脫模機構(gòu)的設計5.1脫模力的估算脫模力的估算:tF=KXpXA (3.4)式中tF壓鑄件脫模所需的脫模力，N； P擠壓力，鋁合金一般?。?012); A壓鑄件的包緊型芯的側(cè)面積，cm2； K安全系數(shù)，一般取1.2左右; tF=1.2（11610）=392.7N; 壓鑄成型每一循環(huán)中，壓鑄必須準確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成模具脫模。 脫模機構(gòu)設計應遵循下述原則： 1、壓鑄件滯留于動模邊，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、推桿設置不能影響模具的強度。防止壓鑄件結(jié)構(gòu)變形或損壞，正確分析壓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。 3、推桿應設置在壓鑄件受包緊力最大的地方。由于壓鑄件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應盡量靠近型芯，同時推出力應施于壓鑄件剛性和強度最大部位，作用面積也盡可能大一些，以防壓鑄件變形或損壞。 4、推桿應與型芯的表面齊平。力求良好的壓鑄件外觀，在選擇頂相互位置時，應盡量設在壓鑄件內(nèi)部或?qū)鸿T件影響不大的部位。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)應工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易，且有足夠的強度和剛度。根據(jù)制件的形狀，本模具可以設計為推桿推出。結(jié) 論通過這段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度。本文所設計的是鋁合金箱體壓鑄模具的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。時間過得真快啊，一轉(zhuǎn)眼就思念大學時光就過去了，著這四年里，我學會了很多知識，也讓我懂的了很多做人的道理。參考文獻1 鄭淑芳 機械設計理論研究與探討 北京：科學出版社，2004.52 黃長藝 壓鑄模具概述 北京：機械工業(yè)出版社，2005.13 周宏甫 壓鑄模具的創(chuàng)新設計.高等教育出版社，2004.34 姜繼海，宋錦春，高常識. 鋁合金箱體壓鑄模具工作原理.高等教育出版社，2002.85 張春林，曲繼方，張美麟.機械創(chuàng)新設計.機械工業(yè)出版社，2001.46 錢平. 加工專機應用技術 機械工業(yè)出版社，2005.17 張遼遠. 鋁合金箱體壓鑄模具的設計與實現(xiàn). 機械工業(yè)出版社，2002.88 基恩士傳感器選擇手冊 2010版本9 黃長藝，嚴普強.機械工程測試技術基礎. 機械工業(yè)出版社，2001.110 張桓，陳作模.機械原理.高等教育出版社，2000.811 王昆，何小柏，汪信遠. 鋁合金箱體壓鑄模具原理.高等教育出版社，1995.1212 徐錦康.機械設計. 高等教育出版社，2004.413 鄧星鐘.機電傳動控制.華中科技大學出版社，2001.314 劉延俊.液壓與氣壓傳動.機械工業(yè)出版社，2002.1215 章宏甲，黃誼，王積偉. 鋁合金箱體壓鑄模具的逆向設計.機械工業(yè)出版社，2000.516 胡泓，姚伯威.機電一體化原理及應用. 北京：國防工業(yè)出版社，2000.617 陳鐵鳴 鋁合金箱體壓鑄模具的創(chuàng)新. 高等教育出版社，2003.718 孫靖民.機械優(yōu)化設計. 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Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space致 謝 至此在論文完成之際，向我的導師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導師這幾年來對我的諄諄教導，感謝我敬愛的老師，您不僅在學習學業(yè)上給我以精心的指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學階段的學業(yè)同時，也學到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標。知道自己想要什么了，不再是從前那個愛貪玩的我了。導師嚴謹求實的治學態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學術作風，認真加負責，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設計與計算，查找了各類的鋁合金箱體壓鑄模具的設計資料，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多有用的知識，在此對所有關心我?guī)椭业谋磉_我由衷敬意，謝謝各位同學老師。