压铸模具毕业论文.doc
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1、摘 要压力铸造是目前成型有色金属铸件的重要成型工艺方法。压铸的工艺特点是铸件的强度和硬度较高,形状较为复杂且铸件壁较薄,而且生产率极高。压铸模具是压力铸造生产的关键,压铸模具的质量决定着压铸件的质量和精度,而模具设计直接影响着压铸模具的质量和寿命。因此,模具设计是模具技术进步的关键,也是模具发展的重要因素。根据零件的结构和尺寸设计了完整的模具。设计内容主要包括:浇注系统设计、成型零件设计、抽芯机构设计、推出机构设计以及模体结构设计。根据铸件的形状特点、零件尺寸及精度,选定了合适的压铸机,通过准确的计算并查阅设计手册,确定了成型零件以及模体的尺寸及精度,在材料的选取及热处理要求上也作出了详细说明
2、,并在结合理论知识的基础上,借助于计算机辅助软件绘制了各部分零件及装配体的立体图和工程图,以保障模具的加工制造。根据有关资料,采用扁平侧面浇注系统,降低了浇注时金属液对型芯的冲击,确定了铸造工艺参数:铸件加工余量取0.10.75mm,收缩率为0.40.7,脱模斜度为2545。模具整体尺寸为900640835mm,符合所选压铸机安装空间。抽芯采用斜滑块机构,拼合形式为两瓣式。推出机构采用4根端面直径26mm的圆截面推杆,推杆兼复位杆作用。经计算,推杆受力符合要求。通过电脑模拟显示,模具能够正常工作,开启灵活。关键词:压力铸造;压铸模具;锌合金铸件;底盘座Abstract Die-casting
3、molding technology is playing a key role in non-ferrous metal structure forming processes. Die-casting processs features are the strength and hardness of die casting on high, thin-walled castings with complex shape can be cast, and the production is efficient. The die-casting die is the key for the
4、process of die casting, its quality decides the quality and accuracy of castings, and the design of the die-casting die affects its quality and operating life directly. Therefore, designing the die-casting die is the key to technological progress; it is also an important factor in the development of
5、 mold.Based mainly on parts of the design integrity of the structure and size, it scheme out the required spare parts. Design elements include: design of gating system, forming part design, core-pulling mechanism design, the ejector design and the mold body structure design. According to the shape o
6、f features , parts size and accuracy, the author selected the appropriate die casting machine, through the exactly calculate and consult design handbooks, confirm the size and accuracy of the forming part and mold body structure, it also makes particular instruction on the material selection and the
7、 requirements of the heat treatment, with theoretical basis, plotting out pictorial drawing and casting drawing of the parts by using computer software to ensure the manufacture of die-casting die.Based on the datum, use flat side gating system which can reduce pouring molten metal on the impact of
8、cores, it ensure the technological parameter of the mold: the allowance of the casting was 0.10.75mm, shrinkage rate was 0.40.7, draft angle was 2545. The size of the die-casting mold was 900640835mm, which satisfy the space of the die casting machine which is chosen. The core-pulling mechanism of t
9、he mold was optional side slider core-pulling mechanism, Introduced organizations selected two push plate. The diameter of the ejector pin with a cylindrical head was 26mm, and was also used as return pin. The stress of the ejector pin was conformance to the requirement by calculate. The simulation
10、by computer shows that the mold works function normally, and it can dexterous and quickly to open.Keywords: die casting; die-casting mold; zinc alloy castings; subbase II 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1课题意义11.1.1 压力铸造的特点11.1.2压铸模具设计的意义21.2压铸发展历史、现状及趋势21.2.1压铸的发展历史21.2.2我国压铸产业的发展31.2.3压铸产业的发展趋势41.3毕业设计内容
11、5第2章 压铸模具的整体设计72.1 铸件工艺性分析72.1.1 铸件立体图及工程图72.1.2 铸件分型面确定82.1.3 浇注位置的确定82.2 压铸成型过程及压铸机选用92.2.1 卧式冷室压铸机结构92.2.2 压铸成型过程102.2.3压铸机型号的选用及其主要参数112.3 浇注系统设计112.3.1 带浇注系统铸件立体图112.3.2 内浇口设计122.3.3 横浇道设计122.3.4 直浇道设计142.3.5 排溢系统设计142.4 压铸模具的总体结构设计14第3章 成型零件及斜滑块结构设计173.1 成型零件设计概述173.2浇注系统成型零件设计173.3 铸件成型零件设计19
12、3.3.1 成型收缩率193.3.2 脱模斜度203.3.3 压铸件的加工余量203.3.4铸件成型尺寸的计算203.4 成型零件装配图233.5 斜滑块机构设计243.5.1 侧抽芯系统概述243.5.2 斜滑块机构基本结构253.5.3 斜滑块的拼合形式263.5.4 斜滑块的导滑形式263.5.5 斜滑块尺寸设计263.5.6 斜滑块抽芯机构表面粗糙度和材料选择283.5.7 弹簧限位销设计283.5.8 斜滑块抽芯机构立体图和装配图28第4章 推出机构和模体设计304.1 推出机构设计304.1.1 推出机构概述304.1.2 推杆设计304.1.3 推板导向及限位装置设计324.1.
13、4 复位机构设计324.1.5 推出、复位零件的表面粗糙度、材料及热处理后的硬度344.1.6 推出机构装配工程图及立体图344.2 模体设计364.2.1 模体设计概述364.2.2 模体尺寸374.2.3模板导向的尺寸374.2.4模体构件的表面粗糙度和材料选择384.3 模具总装图及工作过程模拟384.3.1 模具总装立体图384.3.2 模具工作过程模拟图38第5章 结论41参考文献42致 谢44附 录45 IV沈阳工业大学本科生毕业设计第1章 绪论1.1课题意义1.1.1 压力铸造的特点高压力和高速度是压铸中熔融合金充填成型过程的两大特点。压铸中常用的压射比压在几兆帕至几十兆帕范围内
14、,有时甚至高达500MPa。其充填速度一般在0.5120m/s范围内,它的充填时间很短,一般为0.010.2s,最短的仅为千分之几秒。因此,利用这种方法生产的产品有着其独特的优点。可以得到薄壁、形状复杂但轮廓清晰的铸件。其压铸出的最小壁厚:锌合金为0.3mm;铝合金为0.5mm。铸出孔最小直径为0.7mm。铸出螺纹最小螺距0.75mm。对于形状复杂,难以或不能用切削加工制造的零件,即使产量小,通常也采用压铸生产,尤其当采用其他铸造方法或其他金属成型工艺难以制造时,采用压铸生产最为适宜。铸件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。铸件的尺寸精度为IT12IT11面粗糙度一般为3.20.8m,最低可达0.
15、4m。因此,个别压铸件可以不经过机械加工或仅是个别部位加工即可使用1。压铸的主要优点是:(1)铸件的强度和表面硬度较高。由于压铸模的激冷作用,又在压力下结晶,因此,压铸件表面层晶粒极细,组织致密,所以表面层的硬度和强度都比较高。压铸件的抗拉强度一般比砂型铸件高25%30%,但收缩率较低。(2)生产率较高。压力铸造的生产周期短,一次操作的循环时间约5 s3 min ,这种方法适于大批量生产。虽然压铸生产的优势十分突出,但是,它也有一些明显的缺点:(1)压铸件表层常存在气孔。这是由于液态合金的充型速度极快,型腔中的气体很难完全排除,常以气孔形式存留在铸件中。因此,一般压铸件不能进行热处理,也不宜在
16、高温条件下工作。这是由于加热温度高时,气孔内的气体膨胀,导致压铸件表面鼓包,影响质量与外观。同样,也不希望进行机械加工,以免铸件表面显露气孔。(2)压铸的合金类别和牌号有所限制。目前只适用于锌、铝、镁、铜等合金的压铸。而对于钢铁材料,由于其熔点高,压铸模具使用寿命短,故钢铁材料的压铸很难适用于实际生产。至于某一种合金类别,由于压铸时的激冷产生剧烈收缩,因此也仅限于几种牌号的压铸。(3)压铸的生产准备费用较高。由于压铸机成本高,压铸模加工周期长、成本高,因此压铸工艺只适用于大批量生产2。1.1.2压铸模具设计的意义模具是压铸件生产的主要工具,因此在设计模具时应尽量注意使模具总体结构及模具零件结构
17、合理,安全可靠,便于制造生产,压铸模浇排系统需合理设计。模具的加工、装配要到位,配合需适当,压铸模具的优化也是一个重要方面。压铸模具的优良程度很大程度上取决浇注系统以及排溢系统的设计。压铸生产中,因为模具浇道形状、浇口与排溢口位置及压铸力等控制参数选择不合理导致压铸件缩孔、冷隔或者气孔等缺陷的情况常有出现。而对浇道和排溢口的形状、大小、位置以及压铸机压射工艺参数经过优化后可以大大减少这些缺陷3。综上所述,压铸模具的合理设计对于生产出高质量的铸件具有重要意义。1.2压铸发展历史、现状及趋势1.2.1压铸的发展历史压铸始于19世纪,其最初被用于压铸铅字。早在1822年,威廉姆乔奇(Willam C
18、hurch)博士曾制造一台日产1.22万铅字的铸造机,已显示出这种工艺方法的生产潜力。1849年斯图吉斯(J. J. Sturgiss)设计并制造成第一台手动活塞式热室压铸机,并在美国获得了专利权。1885年默根瑟(Mersen-thaler)研究了以前的专利,发明了印字压铸机,开始只用于生产低熔点的铅、锡合金铸字,到19世纪60年代用于锌合金压铸零件生产。压铸广泛应用于工业生产还只是上世纪初,用于现金出纳机、留声机和自行车的产品生产。1904年英国的法兰克林(H. H. Franklin)公司开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承,开创了压铸零件在汽车工业中应用的先例。1905年多勒(H. H.
19、Doehler)研制成功用于工业生产的压铸机、压铸锌、锡、铜合金铸件。随后瓦格纳(Wagner)设计了鹅颈式气压压铸机,用于生产铝合金铸件。这种压铸机是利用压缩空气推送铝合金经过一个鹅颈式通道压入模具内,但由于密封、鹅颈通道的粘咬等问题, 这种机器没有得到推广应用。但这种设计是生产铝合金铸件的第一次尝试。20世纪20年代美国的Kipp公司制造出机械化的热室压铸机,但铝合金液有浸蚀压铸机上钢铁零部件的倾向,铝合金在热室压铸机上生产受到限制。20世纪50年代大型压铸机诞生,为压铸业开拓了许多新的领域。随着压铸机、压铸工艺、压铸型及润滑剂的发展,压铸合金也从铅合金发展到锌、铝、镁和铜合金,最后发展到
20、铁合金,随着压铸合金熔点的不断增高而使压铸件应用范围也不断扩大4。1.2.2我国压铸产业的发展我国压铸工业在近半个世纪的发展中有了长足的进步。作为一个新兴产业,其每年都以8%12%的良好势头快速发展。目前,我国拥有压铸厂点及相关企业2600余家,压铸机近万台,年产压铸件50余万吨。其中铝压铸件占67.0%、锌压铸件31.2%、铜压铸件1.0%、镁压铸件0.8%。我国的压铸厂点及相关企业中,压铸厂点2000余家,占企业总数的80%以上,压铸机及辅助设备企业、模具企业、原辅材料企业近398家,占13.7%,科研、大专院校、学会等其他单位合计112个,占总数的3.8%5。压铸机生产方面,我国约有压铸
21、机生产企业20多个,年生产能力超过1000台,压铸机的供应能力很强。其中的中小型压铸机的质量较好,大型压铸机、实时控制的高性能的压铸机仍需进口,2000吨以上的压铸机正在研制中5。种种情况表明,中国的压铸产业已经相当庞大。近年来,由于中国工业的迅速发展,压铸产业已经逐渐向很多市场迈进。以中国的轿车工业压铸市场为支柱,中国的压铸业已经向摩托车行业、农用车行业、基础设施建设市场、玩具市场、家电产业等多个方向快速拓展,其势头方兴未艾7。1.2.3压铸产业的发展趋势由于整个压铸过程都是在压铸机上完成,因此,随着对压铸件的质量、产量和扩大应用的需求,开始对压铸设备提出新的更高的要求,传统压铸机已经不能满
22、足这些要求,因此,新型压铸机以及新工艺、新技术应运而生。例如,为了消除压铸件内部的气孔、缩孔、缩松,改善铸件的质量,出现了双冲头(或称精、速、密)压铸;为了压铸带有镶嵌件的铸件及实现真空压铸,出现了水平分型的全立式压铸机;为了提高压射速度和实现瞬时增加压射力以便对熔融合金进行有效地增压,以提高铸件的致密度,而发展了三级压射系统的压铸机。又如,在压铸生产过程中,除装备自动浇注、自动取件及自动润滑机构外,还安装成套测试仪器,对压铸过程中各工艺参数进行检测和控制。它们是压射力、压射速度的显示监控装置和合型力自动控制装置以及电子计算机的应用等8。以下介绍的便是压铸行业中出现的新工艺技术。(1)真空压铸
23、真空压铸是利用辅助设备将压铸型腔内的空气抽除且形成真空状态,并在真空状态下将金属液压铸成形的方法。其真空度通常在380600毫米汞柱的范围内,可以通过机械泵获得。而对于薄壁与复杂的铸件,真空度应该更高。由于型腔抽气技术的圆满解决,真空压铸在20世纪50年代曾盛行一时,但后来应用不多。目前,真空压铸只用于生产要求耐压、机械强度高或要求热处理的高质量零件,其今后的发展趋向是解决厚壁铸件和消除热节部位的缩孔,从而更有效地应用于可热处理和可焊接的零件。真空压铸的特点是:显著减少了铸件中的气孔,增大了铸件的致密度,提高了铸件的力学性能,并使其可以进行热处理。消除了气孔造成的表面缺陷,改善了铸件的表面质量
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