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1、井冈山大学压铸模课程设计说明书井冈山大大学压铸模课课程设计计说明书书题 目薄薄壁壳体体压铸工工艺与压压铸型设计院 （部部）：机机电工程程学院专 业： 材料料成型班 级：姓 名： 学 号： 指导教师师： 完成日期期：IV目录摘要.1前 言言1.1选选题背景景和意义义.11.2 压铸相相关文献献综述.12零件设设计52.1 零件分分析.52.2初初步确定定设计方方案.53压铸件件工艺分分析.663.1 压铸合合金工艺艺分析.63.2 压铸件件工艺分分析.63.3 分型面面的选择择.64排溢系系统与浇浇注系统统设计.84.1 浇注系系统的设设计.84.2 排溢系系计统的的设.1105 压铸铸模结构构
2、设计.125.1 压铸机机的选择择.125.1.1确定定模具分分型面上上铸件的的总投影影面积.125.1.2 确定压压射比压压.1135.2 型腔腔和型芯芯尺寸的的设计.114 5.33 镶块块、型芯芯、模板板的设计计.144 5.3.11 镶镶块的设设计.1445.3.2 型芯的设设计.155 5.3.33 动动、定模模板 的的设计.165.4 滑块的的设计.185.5斜斜销的设设计.195.6压压板设计计.205.7垫垫块的设设计 .215.8导导柱、导导套的设设计.2225.9浇浇口套的的设计 .235.100分流锥锥的设计计.2445.111推出机机构、复复位机构构的设计计.2445.
3、122模具装装配图设设计.255.133压铸模模的技术术要求.266压铸机机校核.2776.1压压室容量量的核算算.2776.2模模具厚度度核算.2776.3动动模行程程核算.2887 压铸铸工艺流流程.3008结 论.319参考文文献. .32薄壁壳体体压铸工工艺与压压铸型设设计摘 要压铸是制制造业的的一种工工艺，能能够成型型复杂的的高精度度的金属属制品，多多用于汽汽车制造造，机械械制造等等。本课课题是对对铝壳体体进行模模具设计计并分析析加工工工艺。本模具考考虑到年年产量、工工厂的设设备及铸铸件的精精度要求求，选择择一型两两腔结构构。以制制品的最最大端面面为分型型面,使制品品顺利脱脱模。为为
4、了出模模顺利，须进行侧向抽芯。采用sooliddworrks、AuttoCaad来实实现铝壳壳体的三三维设计计及模具具成型零零件设计计，分析析制件的的成型质质量和完完成分型型面的设设计，再再采用EEMX组组件来实实现模架架的装配配，并在在产品设设计及模模具装配配过程中中，辅助助以必要要的理论论计算，为为了使动动、定模模能够准准确地动动作, 导向定定位机构构利用导导柱与导导套的配配合。顶顶出机构构是推杆杆推出的的一次脱脱出机构构。通过过计算和和查阅相相关参数数，确定定了浇注注系统和和溢流系系统各部部分的尺尺寸及压压铸工艺艺参数，绘绘制了铸铸件毛坯坯图和工工艺图。通通过计算算锁模力力选定压压铸机型
5、型号。根根据确定定的压铸铸工艺方方案和压压铸机类类型设计计了压铸铸型，对对成形部部分尺寸寸进行了了详细的的计算，通通过查阅阅相关手手册确定定了压铸铸型主要要零件的的结构尺尺寸，并并对压铸铸型总厚厚度、动动模座板板行程和和压室充充满度进进行了校校核，绘绘制了压压铸型全全套图纸纸。关键词：压铸模模具；加加工工艺艺分析；sollidwworkks；1前 言言1.1选选题背景景和意义义：压铸是最最先进的的金属成成型方法法之一，是是实现少少切屑，无无切屑的的有效途途径，应应用很广广，发展展很快。目目前压铸铸合金不不再局限限于有色色金属的的锌、铝铝、鎂和和铜，而而且也逐逐渐扩大大用来压压铸铸铁铁和铸钢钢件
6、。 压铸件件的尺寸寸和重量量，取决决于压铸铸机的功功率。由由于压铸铸机的功功率不断断增大，铸铸件形尺尺寸可以以从几毫毫米到112mm；重量量可以从从几克到到数十公公斤。国国外可压压铸直径径为2mm，重量量为500kg的的铝铸件件。压铸铸件也不不再局限限于汽车车工业和和仪表工工业，逐逐步扩大大到其它它各个工工业部门门，如农农业机械械、机床床工业、电电子工业业、国防防工业、计计算机、医医疗器械械、钟表表、照相相机和日日用五金金等几十十个行业业。在压压铸技术术方面又又出现了了真空压压铸、加加氧压铸铸、精速速密压铸铸以及可可溶型芯芯的应用用等新工工艺。薄壁压铸件件在压铸铸工艺技技术中，普普遍都认认为是
7、有有一定难难度的。由由于壁薄就带带来充型型难；出出模难；易变形形；精度度难以保保证等等等。因此此对模具具的浇注注系统，排排气系统统，模具具结构，压压铸工艺艺参数都都必须严严格、周周密的考考虑，用用于压铸铸生产的的合金材材料有铝铝合金、纯纯铝、锌锌合金、镁镁合金、铜铜合金、铅铅合金、锡锡合金等等。压铸该箱箱体薄壁壁压铸件件在浇注注系统、模模具结构构、压铸铸工艺等等方面有有一细列列技术问问题。在在本次设设计中，解解决了该该薄壁压压铸件浇浇注系统统如何开开设，如如何保证证充填过过程中充充填阻力力最小，排排气条件件最好；模具结结构如何何满足该该薄壁压压铸件结结构的需需要；压压铸工艺艺又如何何适该薄薄壁
8、压铸铸件工艺艺等要求求。对于于实际生生产有重重要意义义。1.2相相关文献献综述 (一)压铸概概念 压力铸铸造是液液态和半半固态金金属在活活塞的高高压作用用下以较较高的速速度充填填铸型型型腔，并并在压力力作用下下凝固获获得铸件件的方法法。高压和高高速充填填压铸型型是压铸铸的两大大特点。它它常用的的压射比比压是从从几千至至几万kkPa，甚甚至高达达21105kkPa。充充填速度度约在110550ms，有有些时候候甚至 可达1100mms以以上。充充填时间间很短，一一般在00.0110.2s范范围内。（一）压压力铸造造的概念念及特点点(二)压压铸机的的选择实际际生产中中并不是是每台压压铸机都都能满足
9、足压铸各各种产品品的需要要，而必必须根据据具体情情况进行行选用，一一般应从从下述两两方面进进行考虑虑：（1）按按不同品品种及批批量选择择在组组织多品品种，小小批量生生产时，一一般要选选用液压压系统简简单，适适应性强强，能快快速进行行调整的的压铸机机，在组组织少品品种大量量生产时时，要选选用配备备各种机机械化和和自动化化控制机机构的高高效率压压铸机；对单一一品种大大量生产产的铸件件可选用用专用压压铸机。（2）按按铸件结结构及工工艺参数数选择铸件件外形寸寸尺，重重量、壁壁厚等参参数对选选用压铸铸机有重重要影响响。铸件件重量（包包括浇注注系统和和溢流槽槽）不应应超过压压铸机压压定的额额定容量量，但也
10、也不能过过小，以以免造成成压铸机机功串的的浪费。一一般压铸铸机的额额定容量量可查说说明书。压铸机都都有一定定的最大大和最小小型距离离，所以以压型厚厚度和铸铸件高度度要有一一定限度度，如果果压铸型型厚度或或铸件高高度太大大就可能能取不出出铸件。（三）压压铸工艺艺在压压铸生产产中，压压铸机、压压铸合金金和压铸铸型是三三大要素素。压铸铸工艺则则是将三三大要素素作有权权的组合合并加以以运用的的过程。使使各种工工艺参数数满足压压铸生产产的需要要。(四)压压力和速速度的选选择压射射比压的的选择，应应根据不不同合金金和铸件件结构特特性确定定。对充充填速度度的选择择，一般般对于厚厚壁或内内部质量量要求较较高的
11、铸铸件，应应选择较较低的充充填速度度和高的的增压压压力；对对于薄壁壁或表面面质量要要求高的的铸件以以及复杂杂的铸件件，应选选择较高高的比历历和高的的充填速速度。（五）浇浇注温度度浇注注温度是是指从压压定进入入型腔时时液态金金属的平平均温度度，由于于对压室室内的液液态金属属温度测测量不方方便，一一般用保保温炉内内的温度度表示。浇注注温度过过高，收收缩大，使使铸件容容易产生生裂纹、晶晶粒粒大大、还能能造成粘粘型；浇浇注源度度过低，易易产生冷冷隔、表表面花纹纹和浇不不足等缺缺陷。因因此浇注注温度应应与压力力、压铸铸型温度度及充填填速度同同时考虑虑。（六）压压铸型的的温度铸压压型在使使用前要要预热到到
12、一定温温度，一一般多用用煤气、喷喷灯、电电器或感感应加热热。在连续生生产中，压压铸型温温度往往往升高，尤尤其是压压铸高熔熔点合金金，升高高很快。温温度过高高除使液液态金属属产生粘粘型外，铸铸件冷却却缓慢，使使晶粒粗粗大。因因此在压压铸型温温度过高高时，应应采期冷冷却措施施。通常常用压缩缩空气、水水或化学学介质进进行冷却却。（七）充充填、持持压和开开型时间间（1）充充填时间间自液液态金属属开始进进入型腔腔起到充充满型腔腔止，所所需的时时间称为为充填时时间。充充填时间间长短取取决于铸铸件的体体积的大大小和复复杂程度度。对大大而简单单的铸件件，充填填时间要要相对长长些，对对复杂和和薄壁铸铸件充填填时
13、间要要短些。充充填时间间与内浇浇口的截截面积大大小或内内浇口的的宽度和和厚度有有密切关关系，必必须正确确确定。（2）持持压和开开型时间间从液液态金属属充填型型腔到内内浇口完完全凝固固时，继继续在压压射冲头头作用下下的持续续时间，称称为持压压时间。持持压时间间的长短短取决于于铸件的的材质和和壁厚。持压压后应开开型取出出铸件。从从压射终终了到压压铸打开开的时间间，称为为开型时时间，开开型时间间应控制制准确。开开型时间间过短，由由于合金金强度尚尚低，可可能在铸铸件顶出出和自压压铸型落落下时引引起变形形；但开开型时间间太长，则则铸件温温度过低低，收缩缩大，对对抽芯和和顶出铸铸件的阻阻力亦大大。一般般开
14、型时时间按铸铸件壁厚厚1毫米需需3秒钟计计算，然然后经试试任调整整。（八）压压铸用涂涂料压铸铸过程中中，为了了避免铸铸件与压压铸型焊焊合，减减少铸件件顶出的的摩擦阻阻力和避避免压铸铸型过分分受热而而采用涂涂料。对对涂料的的要求： （1） 在高温温时，具具有良好好的润滑滑性； （2） 挥发点点低，在在10001550时，稀稀释剂能能很快挥挥发； （3） 对压铸铸型及压压铸件没没有腐蚀蚀作用；（4）性性能稳定定在空气气中稀释释剂不应应挥发过过决而变变稠；（5）在高温温时不会会析出有有害气体体；（6）不会在在压铸型型腔表面面产生积积垢。(九)铸铸件清理理铸件件的清理理是很繁繁重的工工作，其其工作量量
15、往往是是压铸工工作量的的1015倍。因因此随压压铸机生生产率的的提高，产产量的增增加，铸铸件清理理工作实实现机械械化和自自动化是是非常重重要的。（1）切切除浇口口及飞边边切除除浇口和和飞边所所用的设设备主要要是冲床床，液压压机和摩摩擦压力力机，在在大量生生产件下下，可根根据铸件件结构和和形状设设计专用用模具，在在冲床上上一次完完成清理理任务。（2）表表面清理理及抛光光表面清理理多采用用普通多多角滚筒筒和震动动埋入式式清理装装置。对对批量不不大的简简单小件件，可用用多角清清理滚筒筒，对表表面要求求高的装装饰品，可可用布制制或皮革革的抛光光轮抛光光。对大大量生产产的铸件件可采用用螺壳式式震动清清理
16、机。2 零件设计计2.1零零件分析析该零件属属薄壁(2 mmm ) 零件件, 材料料为ZLL 7, 根据据铸件的的结构及及技术要要求，必必然铸件件内部和和表面质质量均要要求非常常高，故故要求铸铸件成型型必须好好。但由由于该铸铸件壁薄薄（大部部分尺寸寸为2.0，铸铸件尺寸寸精度高高、壁薄薄、腔深深（455mm），出出模斜度度（200分）小小，铸件件收缩包包紧力大大。因铸铸件壁薄薄，没有有合适的的、具有有足够强强度的位位置来设设置顶出出该铸件件的又具具有足够够强度的的推杆，因因而在顶顶出铸件件时极易易损坏铸铸件和使使铸件变变形，从从而带来来顶出该该铸件极极其困难难。铸件件尺寸精精度高，必必须要求求
17、外顶出出铸件时时铸件不不变形外外，还须须收缩率率选取合合适，才才能确保保铸件尺尺寸精度度。图2.11壳体体零件图图2.2初初步确定定设计方方案（1）此此铸件的的材料为为ZL1102，应在在适当的的温度下下流动性性较好是是浇注，使使能充满满型腔。（2）铸铸件的精精度为66级，采采用压力力铸造的的方法能能达到此此精度。（3）确确定压铸铸工艺及及模具制制造能力力。（4）确确定压铸铸模结构构（包括括型腔数数目，模模板的尺尺寸设计计，导柱柱、导套套尽量使使用国标标能缩短制造造周期，以以及采用用型芯、型型腔镶块块节约贵贵重金属属）。（5）模模具设计计是要留留收缩率率尺寸。3压铸件件工艺分分析3.1压压铸合
18、金金工艺分分析铝合金具具有良好好的压铸铸性能，导导电性和和导热性性都很好好。铝合合金的密密度小比比强度和和比刚度度高是其其突出的的优点。铝铝合金的的高温力力学性能能也很好好，在低低温下工工作是同同样保持持良好的的力学性性能，且且铝合金金熔铸工工艺简单单，成形形和切削削加工性性能良好好，有较较高的力力学性能能和耐蚀蚀性，但但在熔炼炼的时，铝铝液要在在溶剂保护下下进行熔熔炼和保保温，以以防合金金液吸气气和产生生氧化夹夹杂物。3.2 压铸件件工艺分分析为了从根根本上防防止压铸铸件产生生缺陷，比比以低成成本，连连续不断断地生产产高质量量的压铸铸件，必必须使压压铸件的的结构适适合于压压铸。主主要对铸铸件
19、的壁壁厚、圆圆角、筋筋、出型型斜度，孔孔，螺纹纹、加工工余量、文文字、标标志、图图案等进进行分析析。对次铸件件壁厚均均匀适合合压铸。铸铸件本身身有斜度度且能减减少出型型时与型型壁的摩摩擦。铸铸件边缘缘有孔且且与型芯芯方向一一致，所所以在铸铸造时铸铸出。铸铸件上有有螺纹与与型芯方方向垂直直，不宜宜在铸造造时铸出出，且螺螺纹的铸铸造模具具加工时时相当的的困难，所所以螺纹纹在铸件件铸出后后进行加加工。3.3 分型面面的选择择分型面选选择原则则: 11.应使使铸件全全部或大大部分位位于同一一砂型内内，或使使主要加加工面与与加工的的基准面面处于同同一型中中，以防防错型，保保证铸件件尺寸精精度，便便于造型
20、型和合型型操作。若若铸件的的加工面面很多，又又不可能能都与基基准面放放在分型型面的同同一侧时时，则应应使加工工基准面面与大部部分加工工面处在在分型面面的同一一侧。 2.应应尽量减减少分型型面的数数量，最最好只有有一个分分型面。这这样可简简化操作作过程，提提高铸件件精度 (因多多一个分分型面，铸铸型就增增加一些些误差) 3.应尽量量使型腔腔和主要要型芯处处于下型型。根据据工艺分分析和设设计制造造可行性性 我们们选择一一型两腔腔的铸造造设计方方案。根根据方案案的论定定我们选选在端部部侧浇口口，为了了便于出出型我们们设计分分型面位位于腔体体 端部部。如图图（3.1）图3.11工艺图图4、浇注注系统和
21、和排溢系系统的设设计4.1 浇注系系统的设设计经过对铸铸件的结结构分析析，铸件件是板件件，对浇浇注系统统的选择择可选择择侧浇口口，在浇浇注时金金属液从从型腔侧侧面导入入，然后后自下而而上推向向进型腔腔，有利利于金属属液的充充填和排排气。浇浇注系统统的结构构见（图图4.11）。 图图4.11铸件图图内浇口的的选择：（1）内内浇口应应考虑铸铸件的外外观取在在金属液液填充流流最短铸铸件壁厚厚最厚的的部位 （2） 内浇口口布置应应考虑取取在金属属液流进进型腔不不起旋涡涡 气顺顺畅部位位。（3） 内浇口口布置应应考虑尽尽可能取取在金属属液流不不正面冲冲击型芯芯的部位位。（4） 内浇口口布置应应考虑取取在
22、铸件件不易变变形的部部位。（5） 内浇口口布置应应考虑设设置在铸铸件成形形后易去去除浇口口或冲切切浇口部部位。（6） 对于不不充许有有气孔存存在铸件件，内浇浇口应设设置在金金属液最最终都能能保持压压力部位位（7）充充填金属属液先充充填型腔腔深处再再次流向向分型面面,以达达到排气气效果（8）除除特殊件件外，内内浇口的的开设以以单澆口口为主内浇道截截面积的的确定是是内浇道道设计的的一个重重要环节节。用流流量计算算法计算算。流量量计 算内浇道道截面积积的公式式4-1：= （44-1） 式中 Ag为内浇浇道截面面积（mmm2）；G为为内浇道道铝合金金质量（gg）；为为液态合合金的密密度（g/ccm3）
23、；ug为内浇浇道出铝铝合金液液的流速速（m/ss）；t为为型腔充充填时间间（s）。=2.4g/cm33，ug=35mm/s，tt=0.05ss零件体积积V=44*300*300mm33+3.14*（122.522-100.522）*330+(24*10-20*6)*15+3.114*110.552*2+15*30*2=1113225.557mmm3零件重量量g=111.3226cmm3*2.4g/cm33=277.188g内浇道铝铝合金质质量G=27.18*2=554.336 可得Agg=188mm22 如（图图4.11）L2+33L1 h222hh h33=2L1图4.22横浇道道与内浇浇口
24、和铸铸件之间间的连接接方式 取取h1=1.2；LL1=2；h2=4图4.33横浇道道尺寸 根据据铸件结结构和尺尺寸，bb取3.5，hh取4。直浇道的的设计（1）直直浇道设设计要点点 （1）喷喷嘴部分分的出模模斜度取取130，浇口口套的出出模斜度度取2。（2）直直浇道与与内浇口口连接处处要求圆圆滑过渡渡，其圆圆角半径径取122mm，以以使金属属液流 动顺顺畅。 所设计计的直浇浇道为立立式冷室室压铸机机用直浇浇道。该该方案具具有流程程短、投投影面积积小、填填充顺序序同步、温温度场分分布均匀匀、排气气通畅等等优点。其结构形式及尺寸如图所示。图4-44直浇道道4.2 排溢系系统的设设计为了使溢溢流槽发
25、发挥作用用，获取取较好效效果不致致消耗过过多金属属，增加加投影面面积，及及影响填填充流态态或引起起其它反反作用，故故在设置置溢流槽槽位置时时应慎重重考虑。其其容积占占整个铸铸件的220330%，特特殊情况况时占550%。如如果金属属铸件局局部有缩缩孔缺陷陷，则其其容积范范围可为为缺 陷陷部位的的2.553.5倍,如果为为了平衡衡模具温温度则其其容积可可以加在在排溢系系统设计计，因为为此铸件件是中心心浇口浇浇注，浇浇注是有有利于排排气和充充填，所所以只需需在分型型面设置置排气在在浇注的的槽，这这样便可可充满。溢溢流槽可可不设，在在试模的的时候如如出现因因涡流引引起的缺缺陷时，或或者是出出现逐渐渐
26、末段出出现收缩缩变形可可增设溢溢流槽，具具体位置置与尺寸寸如（图图5）。零件体积积V=44*300*300mm33+3.14*（122.522-100.522）*330+(24*10-20*6)*15+3.114*110.552*2+15*30*2=1113225.557mmm3溢流槽体体积V=113325.57/5=222655mm33具体体积积尺寸如如图（44.5） 图图4.55溢流槽槽5 压铸铸模结构构设计5.1 压铸机机的选择择 合合理的选选择压铸铸机，设设计压铸铸模时，应应熟悉压压铸机的的特性和和技术规规格，通通过必要要的设计计计算，合合理的选选择压铸铸机。计算胀型型力：锁锁模力是是
27、表示压压铸机最最基本参参数，其其作用是是克服压压铸充填填时的胀胀型力，使使模具分分型面不不致张开开，故设设计压铸铸模时，首首先确定定胀型力力的大小小来选择择压铸机机，当压压铸机的的锁模力力大于胀胀行力，则则可认为为该压铸铸机可以以使用。锁模力和和胀型力力的关系系式见式式（5-1）：（5-1）压铸铸时的反反压力；作用用与滑块块楔紧面面上的法法向反压压力；安全全系数。反压力的的计算： =铸件件总投影影面积P压压射比压压5.1.1确定定模具分分型面上上铸件的的总投影影面积 投投影面积积见公式式（5-2） F=FF铸+F浇+F余+F溢（厘米米2）.（55-2）F铸铸件在在分型面面上的投投影面积积；F浇
28、浇道内内浇口在在分型面面上的投投影面积积； F余余料料在分型型面上的的投影面面积；F溢溢流槽槽在分型型面上的的投影面面积。铸铸件材料料：铝合合金铸件件分型面面上的投投影面积积： 单个零件件:S11=122.522*3.14+30*25=12440.6625mmm2浇注系统统:S22=244冲头直径径d=40铸件体积积V1=3.114x1120xx28 3.114x1108xx20=13333877.2 压压射力 Fyy=Pyy /44= =942200NN 压压射比 p= = =75 L为压压射室长长度3550 冲头头直径dd=40压射室合合金溶液液体积：V3= L/4=44396600 充满度 = =600.7%铸件在分分型面上上的投影影面积（浇浇注系统统与溢流流槽的面面积取铸铸件的330%） A=A11（1+0.33）=1188112 胀模力力 FF=pAA=755x1888122=144109900NN合模力(锁模力力)实际际压铸时时要率大大于胀模模力5.1.2 确定压压射比压压根据铸件件的材料料、结构构、壁厚厚：选45006000公斤/厘米2 此此件选用用压射比比压为5500