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1、 袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊

2、莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆

3、羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄

4、肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖

5、肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅

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8、膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆螄羂羄薁蝕羈肇莄蚆羀艿蠆薂罿莁蒂袁羈肁芅螇羈膃蒀蚃羇芆芃蕿肆羅葿蒅肅肈節(jié)螃肄膀蕆蝿肅莂芀蚅肂肂薅薁肂膄莈袀肁芆薄螆肀荿莆螞腿肈薂薈螅膁蒞蒄螅莃薀袃螄肅蒃蝿螃膅蠆蚅螂芇蒁薁螁莀芄衿螀聿蒀螅衿膂節(jié)蟻衿芄蒈薇袈羄芁薃袇膆薆袂袆羋荿螈裊莀薅蚄襖肀莇薀袃膂薃蒆羃芅莆 此套設(shè)計(jì)有全套CAD圖和卡片，有意者請(qǐng)聯(lián)系我索取175

9、3895004@ DBL無級(jí)變速器箱壓鑄模設(shè)計(jì) 【摘 要】：金屬壓鑄成型是將熔融的金屬液在較高的壓力下，以高速填充入壓鑄模型腔，并使金屬液在高壓狀態(tài)下凝固而形成金屬壓鑄件的過程。它是目前所有金屬鑄造成型方法中效率最高的一種。隨著金屬壓鑄成型技術(shù)的發(fā)展，金屬壓鑄成型技術(shù)與塑料注射成型、金屬板沖壓成型并列成為三大成型體系。金屬壓鑄成型的顯著特點(diǎn)是：可以成型形狀復(fù)雜、 的有色金屬結(jié)構(gòu)件，是一種高效率、高精度、高互換性、低消耗的精密零件成型技術(shù)。 【關(guān)鍵詞】金屬壓鑄成型 鋁合金 壓鑄模 型芯 型腔

10、 【ABSTRACT】: Metal casting is a process that molten metal is filled into the cavity at a high speed, solidified, and become cast under high pressure. It is the most efficient method of all at present. With the developing of metal casting molding technology, metal casting has be

11、come one of the three most important forming technologies system together with plastic injection and sheet metal stamping. It is remarkable that metal casting molding is used to produce thin structure part of non-ferrous metals with complex shape. It is a precise molding technology with higher e

12、fficiency, higher precision, higher interchangeability and lower waste. 【Key Words】:metal casting molding, aluminum, casting mould, core, cavity 前 言 金屬壓鑄成型技術(shù)是目前成型有色金屬結(jié)構(gòu)件的重要成型工藝方法，金屬壓鑄模是壓鑄成型的重要工藝裝備。由于金屬壓鑄成型具有高效率、高精度、低消耗以及少、無機(jī)械加工等突出特點(diǎn)，在振興制造業(yè)的年代得到了空

13、前的發(fā)展。為順應(yīng)發(fā)展勢(shì)頭，需要大量文武兼?zhèn)涞膲鸿T從業(yè)人員。 本篇論文從壓鑄成型的基本理論入手，介紹金屬壓鑄成型的基本結(jié)構(gòu)等主要內(nèi)容以及設(shè)計(jì)方法和步驟。同時(shí)根據(jù)壓鑄成型特點(diǎn)，闡述了壓鑄機(jī)的選用原則和技巧。 本篇論文的內(nèi)容一部分是人們?cè)趯?shí)踐中積累的具有實(shí)用價(jià)值的設(shè)計(jì)技巧和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并吸收了國內(nèi)外的成熟經(jīng)驗(yàn)和最新參考資料，對(duì)有普篇使用意義的典型實(shí)例進(jìn)行總結(jié)和升華，通過分布動(dòng)作的分解，分析利弊，指出設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以便在設(shè)計(jì)實(shí)踐中達(dá)到觸類旁通、運(yùn)用自如的效果。 本篇論文采取基本結(jié)構(gòu)和典型結(jié)構(gòu)相結(jié)合、設(shè)計(jì)實(shí)例與設(shè)計(jì)技巧相結(jié)合、模具結(jié)構(gòu)與模具加工工藝相結(jié)合的方法，以壓鑄成型的理論為導(dǎo)向，以模

14、具加工工藝為基礎(chǔ)，以利于加工和成型，達(dá)到模具設(shè)計(jì)壓鑄成型理論和現(xiàn)場(chǎng)加工實(shí)際的密切結(jié)合。 本篇論文內(nèi)容準(zhǔn)備精煉、圖文并茂、簡明易懂、實(shí)用可靠，可供從事壓鑄模設(shè)計(jì)的一般人員提供有用參考。 在完成過程中，本篇論文參閱了部分參考文獻(xiàn)的內(nèi)容，并得到了樊林導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助以及相關(guān)同學(xué)的支持，在此表示感謝。同時(shí)，在編寫過程中有可能會(huì)出現(xiàn)一些疏漏或錯(cuò)誤，歡迎評(píng)閱老師和其他讀者提出批評(píng)、給予指正，以便修改和完善。 二 金屬壓鑄成型概論 （一） 金屬

15、壓鑄成型原理及特點(diǎn) 1.1.1 金屬壓鑄成型原理 壓鑄是將熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)的合金澆壓鑄機(jī)的壓室，在高壓力的作用下，以極高的速度充填在壓鑄模的型腔內(nèi)，并在高壓下使熔融合金冷卻凝因而成形的高效益、高效率的精密鑄造方法 金屬壓鑄成型過程以臥室冷壓室壓鑄機(jī)為例加以說明，如圖1-1所示。 壓射過程分為如下幾個(gè)階段 1．準(zhǔn)備階段 將熔融的金屬液注入壓鑄機(jī)的壓室內(nèi)，準(zhǔn)備壓射。 2．慢速封口階段 壓射沖頭以低速移動(dòng)，并封住澆注口，熔融繁榮金屬液受到推動(dòng)，以較慢的速度向前推集。 3．堆聚階段

16、 壓射沖頭以略高的速度向前移動(dòng)，與速度相應(yīng)的壓力升值。 4．填充階段 壓射沖頭以最大的速度向前移動(dòng)，在內(nèi)澆口的阻力作用下，使壓射力上升，它推動(dòng)金屬液突破內(nèi)澆口以高速度填充到模具型腔。 5．增壓保壓階段 為了提高鑄件的力學(xué)性能，獲得更為密實(shí)的組織結(jié)構(gòu)，在金屬液充填之后，再增大壓力，并在增壓機(jī)構(gòu)的作用下，壓射力升到最大。 1.1.2 金屬壓鑄成型的特點(diǎn) （1）鑄件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高 鑄件的尺寸精度為IT 12 ～ IT 11；表面粗糙度Ra 一般為3.2 ～ 0.8 μm，最低達(dá)0.4μm。因此，一般壓鑄件可以不經(jīng)過機(jī)

17、械加工或僅是個(gè)別部位加工即可使用。 （2）鑄件的強(qiáng)度和表面硬度較高 由于壓鑄模的激冷作用，又在壓力下結(jié)晶，因此，壓鑄件表面晶粒較細(xì)，組織致密，所以表面層的硬度和強(qiáng)度都比較高。壓鑄件得抗拉強(qiáng)度一般比砂型鑄件高25% ～ 30%，但伸長率較低。 （3）可以壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁鑄件 由于壓鑄件形成過程始終是在壓力作用下充填和凝固的，對(duì)于輪廓峰谷、凸凹、窄槽等都能清晰地壓鑄出來。壓鑄出的最小壁厚：鋅合金為0.3mm；鋁合金為0.5mm。鑄出孔的最小直徑為0.7mm。鑄出螺紋最小螺距0.75mm。對(duì)于形狀復(fù)雜，難以或不能用切削加工制造的零件。即使產(chǎn)量小，通常也采用壓鑄生

18、產(chǎn)，尤其當(dāng)采用其它鑄造方法或其它金屬成形工藝難以制造時(shí)，采用壓鑄生產(chǎn)最為適宜。 （4）生產(chǎn)效率極高 在所有的鑄造方法中，壓鑄是一種生產(chǎn)率最高的方法。這主要是由于壓鑄過程的特點(diǎn)決定的，且隨著生產(chǎn)工藝過程的機(jī)械化、自動(dòng)化程度進(jìn)一步發(fā)展而提高。一般冷壓室壓鑄機(jī)平均每班可壓鑄600 ～ 700次，熱室壓鑄機(jī)可壓鑄3000 ～ 7000次，適合于大批量的生產(chǎn)。每一次操作循環(huán)一般為10 s ～ 1 min，并且可以實(shí)現(xiàn)一模多腔的工藝，其產(chǎn)量增倍。與其他鑄造方法比較，壓鑄還節(jié)約甚至完全省去了零件的機(jī)械加工工時(shí)和設(shè)備。 （5）可省略裝配操作和簡化制造程序 壓鑄生產(chǎn)時(shí)，可嵌鑄其他金屬

19、或非金屬材料零件以提高壓鑄件得局部強(qiáng)度，滿足某些特殊要求（如耐磨性、絕緣性、導(dǎo)磁性等），以及改善鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性。壓鑄既可獲得形狀復(fù)雜、精度高、尺寸穩(wěn)定、互換性好的零件，又可以鑲嵌壓鑄，代替某些部件的裝配和簡化制造工序，改善壓鑄件得工作性能，并且節(jié)能降耗。 （6）壓鑄件表層有氣孔 這是由于液態(tài)合金充型速度極快，型腔中的氣體很難完全排除，常以氣孔形式存留在鑄件中。因此，一般壓鑄件不能進(jìn)行熱處理，也不宜在高溫條件下工作。這是由于加熱溫度高的時(shí)候，氣孔內(nèi)的氣體膨脹，導(dǎo)致壓鑄件表面鼓包，影響質(zhì)量與外觀。同樣，也不希望進(jìn)行機(jī)械加工，以免鑄件表面顯露氣孔。 （7）壓鑄合金類別和牌號(hào)有所限

20、制 目前只適用于鋅、鋁、鎂合金的壓鑄。對(duì)于鋼鐵材料，由于其熔點(diǎn)高，壓鑄模使用壽命短，故目前鋼鐵材料壓鑄難于實(shí)際生產(chǎn)。但近年來，正在研究試驗(yàn)半固態(tài)金屬鑄新工藝，將為鋼鐵材料壓鑄開辟新的途徑。至于某一種合金類別中，僅限于幾種牌號(hào)可以進(jìn)行壓鑄，這是由于壓鑄時(shí)的激冷、產(chǎn)生劇烈收縮、成形的充填條件等的原因造成的。 （8）壓鑄的生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用較高 這是由于壓鑄機(jī)的成本高，壓鑄模加工周期長、成本高。如國產(chǎn)的J1113型1250kN通用壓鑄機(jī)，大約10 ～ 12 萬美元/臺(tái)；一般的壓鑄模制造費(fèi)2 ～ 10 萬元/具，進(jìn)口模具價(jià)格更昂貴。由于壓鑄機(jī)生產(chǎn)效率高，故壓鑄工藝只適用于大批量的生產(chǎn)。

21、 （二） 金屬壓鑄成型的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 模具，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。隨著我國鑄造業(yè)的不斷發(fā)展壯大，鑄造模具的設(shè)計(jì)與制造也愈來愈受到人們的關(guān)注。一汽集團(tuán)公司是我國最大的汽車工業(yè)基地。1999年初，一汽鑄造有限公司成立后，重組的鑄造模具設(shè)備廠成為一汽鑄造模具生產(chǎn)的專業(yè)廠。此前，這個(gè)曾經(jīng)歷了一汽的三次創(chuàng)業(yè)，為一汽重、中、輕、轎的多品種，寬系列

22、車型生產(chǎn)了幾十萬套的金屬鑄造模具、有色金屬壓鑄模具，其發(fā)展過程基本上能夠代表我國鑄造模具行業(yè)來展示其行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。本文立足于分析我國鑄造模具行業(yè)的現(xiàn)狀，針對(duì)問題提出對(duì)策，展望未來。 1.2.1 模具行業(yè)的現(xiàn)狀 模具行業(yè)范圍廣闊，鑄造模具占有舉足輕重的地位。 1999年8月下旬至9月上旬，一汽鑄造有限公司委派鑄造模具專業(yè)生產(chǎn)營銷人員對(duì)我國南方7 個(gè)城市、南汽等14個(gè)廠家進(jìn)行了學(xué)習(xí)調(diào)研。2000年5月參加了上海舉辦的第八界國際模具技術(shù)與設(shè)備展覽，并進(jìn)行了廣泛的交流，同時(shí)又調(diào)研了幾家大的模具廠，從中開闊了眼界，對(duì)我國鑄造模具行業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)有了更深一步的了解。 （1） 潛

23、力 目前國內(nèi)鑄造模具市場(chǎng)仍然較大，其市場(chǎng)潛力包括兩個(gè)方面： 一是模具訂貨量較大。 比如，無錫柴油機(jī)廠只有一個(gè)模具修理車間，新產(chǎn)品開發(fā)和復(fù)制模制造全部外委訂貨，估算每年僅錫柴這一家需缸體金屬模具2-3套，產(chǎn)值約200-300萬元。還有常州日升壓鑄公司，壓鑄模具全部外委、外購，每年大概也有100萬元左右。而南汽集團(tuán)內(nèi)部專業(yè)廠模具訂貨也是自由采購，每年大約有200萬元左右，玉柴每年訂貨約在240萬元左右，寧波象山的兩個(gè)模具廠都在給他們加工等等。這些較大的廠家的模具需求量也比較大。 二是各鑄造廠家及模具加工企業(yè)均在向多種方向發(fā)展上下功夫。 例如：浙江象山，北侖以及平陽，南汽工具公司，常州日升

24、等無論鑄造產(chǎn)品還是模具制造均從汽車業(yè)開始向機(jī)車、摩托車、礦山機(jī)械等外圍擴(kuò)展業(yè)務(wù)，由此可略見一斑，目前我國國內(nèi)對(duì)模具的需求正值旺季，市場(chǎng)潛力很大。 （2） 價(jià)格狀況。 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，價(jià)格問題很敏感。在市場(chǎng)調(diào)研中我們了解到，像南汽工具公司等類似我廠經(jīng)濟(jì)類型的大型模具制造廠，在市場(chǎng)上價(jià)格定位與我們一汽模具大體持平，大部分是滿足邊際效益的價(jià)格。而一些中小模具廠家，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)及個(gè)體企業(yè)的模具價(jià)格明顯低于國有大型企業(yè)，其同類模具的市場(chǎng)價(jià)格大多為國有大中型企業(yè)的80%左右。因此，同類模具在同等價(jià)格前提下，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個(gè)體企業(yè)將有10%的利潤，而國有大中型企業(yè)將損10%。 還有一個(gè)比較有特性的價(jià)格因素，就是模具

25、工藝復(fù)雜程度及交貨周期，無論何種類型的企業(yè)對(duì)同類模具不同工藝結(jié)構(gòu)和不同周期均有價(jià)格浮動(dòng)。 另一個(gè)影響因素就是江、浙一帶的模具生產(chǎn)基地基本上屬于社會(huì)化大合作，專業(yè)性極強(qiáng)，因此有較大的價(jià)格優(yōu)勝。他們還具有材料消耗低，設(shè)備負(fù)荷高，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，管理人員少和人工成本低等優(yōu)勢(shì)。 (3) 改革開放政策給鑄造模具行業(yè)帶來新的飛躍，一大批發(fā)展起來的小型國有企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個(gè)體模具廠家如雨后春筍脫穎而出，呈現(xiàn)白花齊放，百家爭鳴的格局。 一些有眼光的私營企業(yè)也開始用精良的高新設(shè)備武裝自己，他們運(yùn)用靈活的政策聘請(qǐng)高人，奮力爭奪模具制造這塊高效益陣地。電腦業(yè)的飛速發(fā)展為所有企業(yè)創(chuàng)造良機(jī)，包括模具制造這一技術(shù)含量

26、很高的行業(yè)，CAD/CAM技術(shù)已不僅僅為大、中的國企擁有。模具技術(shù)，包括高新設(shè)備在鑄造模具制造領(lǐng)域內(nèi)的競爭日益激烈。所以在模具行業(yè)中，優(yōu)勝劣汰角逐仍將繼續(xù)。 一汽鑄造有限公司鑄造模具廠，其主導(dǎo)產(chǎn)品是生產(chǎn)鑄造金屬模具、壓鑄模具，精密鑄造模具，產(chǎn)品對(duì)象是以多品種，寬系列汽車鑄造產(chǎn)品為主，包括了中型汽油車、柴油車、輕型車、微型車、捷達(dá)、奧迪、紅旗轎車、重型卡車等系列模具產(chǎn)品。金屬模具中具有典型的產(chǎn)品有缸體、缸蓋、排氣管、后轎、減速器、曲軸、差速器、變速器外殼模具；壓鑄模具中典型產(chǎn)品有變速箱上蓋、離合器外殼，各種車型的發(fā)動(dòng)機(jī)支架，各類黃銅件壓鑄模、發(fā)電機(jī)罩蓋、機(jī)油濾清器底座，同時(shí)還為社會(huì)其他行業(yè)提供

27、過各種高精尖復(fù)雜鑄造模具。 1.2.2 我國鑄造模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 1. 市場(chǎng)需求 汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策 中得到了明確。預(yù)計(jì)到2005年，我國汽車總需求量約為300萬輛，因此，汽車模具市場(chǎng)巨大。汽車基本車型在2000年約140種，2005年將達(dá)到170種，另有更新車型和改裝車型430種。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具幾千副，其中鑄造模具數(shù)百套。 由此不難看出，鑄造金屬模具、精密壓鑄模具在未來鑄造模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)中，將扮演先鋒角色。 2．技術(shù)要進(jìn)一步完善

28、 當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多，更新快，市場(chǎng)仍處買方市場(chǎng)態(tài)勢(shì)。這種情況下，用戶對(duì)產(chǎn)品包括模具制造的要求是“工期短、精度高、質(zhì)量好、價(jià)格低”。用戶對(duì)鑄造模具產(chǎn)品的苛刻，正是對(duì)廠家日益完善的壓力。確實(shí)是對(duì)鑄造模具生產(chǎn)企業(yè)一個(gè)完整體系的考驗(yàn)。 1）CAD／CAM／CAE一體化 當(dāng)前多數(shù)鑄造模具廠家依然采用老辦法，設(shè)計(jì)、編程、工藝、加工、檢查都是相對(duì)獨(dú)立分開，獨(dú)立考核、獨(dú)立核算，而拉開大幕看市場(chǎng)，這方面，部分國企模具廠落伍了。一些中小模具廠采取的是一條龍作業(yè)方式，從設(shè)計(jì)到編程直到加工出產(chǎn)品甚至售后服務(wù)均由一人或幾個(gè)人完成，生產(chǎn)傳遞環(huán)節(jié)少，出現(xiàn)問題易察覺，因而成本低、質(zhì)量好、周期短

29、。像一汽鑄造模具廠這樣規(guī)模的企業(yè)本來就有CAD／CAM技術(shù)條件，如果打破傳統(tǒng)機(jī)制的束縛，這個(gè)問題便迎刃而解。如果CAD／CAM一體化加工能夠提高普及率，我國鑄造模具生產(chǎn)能力將有一個(gè)飛躍。 2）模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用 在模具設(shè)計(jì)上，很多模具廠家都采用標(biāo)準(zhǔn)化組合設(shè)計(jì)，因而設(shè)計(jì)周期短，而我們目前全部產(chǎn)品都是從開頭設(shè)計(jì)，包括每個(gè)環(huán)節(jié)。因而，使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。因此標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)件的開發(fā)利用，將使我國鑄造模具生產(chǎn)大為簡化。 3）應(yīng)用反求工程開發(fā)鑄造模具制造范圍 一般而言，反求工程是指對(duì)難以用CAD建立數(shù)據(jù)模型，而只能

30、通過對(duì)實(shí)物進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描、測(cè)量的方法采集數(shù)據(jù)，在CAM軟件系統(tǒng)中建立數(shù)學(xué)模型，最后生成NC程序，控制數(shù)控加工中心進(jìn)行模具制造的過程。一汽鑄造模具廠應(yīng)用反求工程較成功地完成了對(duì)缸蓋進(jìn)、排氣道熱芯盒模具的制造，探索了按一般的設(shè)備和加工技術(shù)對(duì)沒有尺寸和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的模具無法加工成功經(jīng)驗(yàn)。既縮短了模具制造周期，又提高了產(chǎn)品質(zhì)量。反求工程在模具制造業(yè)上應(yīng)值得推廣應(yīng)用?？梢詳U(kuò)展產(chǎn)品加工范圍。 3．高新設(shè)備的應(yīng)用 就目前而言，經(jīng)過改革開放后的不斷發(fā)展與完善，其主要模具加工設(shè)備應(yīng)該是國內(nèi)一流的。目前存在的問題是模具前加工較滯后，成為模具制造最后一道工序的“瓶頸”。因此，要在模具鉗工工序上下功夫，

31、使模具加工整體平衡，就能更大的提高我們鑄造模具、壓鑄模具的產(chǎn)出能力。這可能也是鑄造模具加工行業(yè)帶有普遍性的問題。 1）高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)40000－100000r / min，快速進(jìn)給速度可達(dá)到30－40m / min，換刀時(shí)間可提高到1－3s。這就大幅度提高了加工效率，如在加工壓鑄模時(shí)，可提高7－8倍，并可獲得Ra≤10μm的加工表面粗糙度。形狀精度可達(dá)10μm。另外還可加工硬度達(dá)60HRC的模塊，形成了對(duì)電火花成形加工的挑戰(zhàn)。因此，高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，將促進(jìn)鑄造模具加工技術(shù)的發(fā)展。 英國雷尼紹公司模具掃描系統(tǒng)，已在我國200

32、多家模具廠點(diǎn)得到應(yīng)用，效果良好。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退枰闹T多功能，大大縮短了鑄造模具研制和制造周期，如RENSCAN200快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，用雷尼紹的SP2－1掃描頭實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，控制核心是雷尼紹TRACECUT軟件，可自動(dòng)生成各種不同數(shù)據(jù)系統(tǒng)的加工程序及不同格式的CAD數(shù)據(jù)。 2）模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展 模具表面精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一，也正是模具鉗工勞動(dòng)強(qiáng)度大、成為瓶頸原因之一。特別反映在硬度較大的金屬、壓鑄模具進(jìn)行最后組裝過程。我國目前仍以手工為主，不僅質(zhì)量不穩(wěn)定、周期長，而且工人作

33、業(yè)環(huán)境差，制約了我國鑄造模具向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光自動(dòng)化、智能化是當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)然，由于鑄造模具、壓鑄模具型腔復(fù)雜，采用拋光的自動(dòng)化、智能化有一定局限 4．轉(zhuǎn)變觀念，改進(jìn)管理 積極推進(jìn)行業(yè)管理，建立行業(yè)管理協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃對(duì)模具的需要，制定地區(qū)專業(yè)化規(guī)劃，引導(dǎo)企業(yè)走專業(yè)化道路。充分發(fā)揮協(xié)會(huì)和學(xué)會(huì)的作用，指導(dǎo)全行業(yè)工作。提出模具國產(chǎn)化項(xiàng)目的發(fā)展目標(biāo)和模具科研的建議。對(duì)于進(jìn)入市場(chǎng)和出口的模具，模具標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行質(zhì)量鑒定，有權(quán)監(jiān)督模具市場(chǎng)。 收集、整理模具行業(yè)發(fā)展資料，建立相關(guān)檔案，建立系統(tǒng)的模具技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量統(tǒng)計(jì)制度。這是針對(duì)行業(yè)管理而言。在觀念上沒有那些名不

34、見經(jīng)傳的小企業(yè)開放。觀念上的轉(zhuǎn)變除了有大氣候的影響，國有企業(yè)的決策層要快速反映，及時(shí)更新。高新設(shè)備的引進(jìn)的能力要較鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個(gè)體及其它小型模具制造廠家強(qiáng)得多。國有大中小企業(yè)（模具業(yè)）均有正統(tǒng)的國家質(zhì)量認(rèn)證，有品牌效應(yīng)優(yōu)勢(shì)，這個(gè)優(yōu)勢(shì)在今后的市場(chǎng)競爭中將更有良好的表現(xiàn)。 改進(jìn)鑄造模具制造的意見： 1）當(dāng)務(wù)之急建立CAD／CAM／CAE設(shè)計(jì)、編程、制造一體化制造鑄造模具。 2）引入市場(chǎng)機(jī)制，逐步由產(chǎn)值考核過渡到毛利潤、利潤的考核，體現(xiàn)員工收靠效益，分配靠貢獻(xiàn)。真正實(shí)現(xiàn)“三多一少”模式即生產(chǎn)一線人員、技術(shù)人員、營銷人員多，職能管理人員少，降低人工成本。 3）加速人才培訓(xùn)，建

35、立人才競爭的機(jī)制。鑄造金屬模具、壓鑄模具是技術(shù)含量高的制造行業(yè)，和大批量流水線生產(chǎn)不同，基本上是要求全員的高素質(zhì)、高技能。要從設(shè)計(jì)、編程、制造一體化高技能管理人才和操作人才入手，培養(yǎng)模具制造人才庫，使模具行業(yè)與國際競爭能力提高。 4）由于汽車工業(yè)發(fā)展進(jìn)入關(guān)鍵階段，推動(dòng)了壓鑄件生產(chǎn)的發(fā)展，模具業(yè)面臨產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的再次調(diào)整，發(fā)展壓鑄模具制造技術(shù)，適應(yīng)市場(chǎng)需求，尋求新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。壓鑄模是高附加值的高利潤產(chǎn)品 5. 售后服務(wù) 海爾集團(tuán)把售后服務(wù)看成是企業(yè)經(jīng)營觀念的靈魂，樹立產(chǎn)品信譽(yù)的最好手段，因而贏得了市場(chǎng)。鑄造模具行業(yè)應(yīng)借鑒。 服務(wù)表面上看是被服務(wù)的買方受益，實(shí)質(zhì)上服務(wù)的過程對(duì)制造銷售產(chǎn)品的

36、廠家是一種完善的過程。服務(wù)是信息收集的有效方式，獲得第一手信息，才會(huì)有改進(jìn)具體方向。用戶不論是對(duì)產(chǎn)品的贊譽(yù)還是尖刻的意見，其反映產(chǎn)品狀況基本上是真實(shí)的，有一句話說得很好，上帝永遠(yuǎn)是對(duì)的。 最后，中國鑄造模具行業(yè)社會(huì)化大合作和專業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)加強(qiáng)，這是抵御加入世貿(mào)組織沖擊的有效措施。鑄造模具行業(yè)也必須有一支靈活多樣的聯(lián)合艦隊(duì)，為發(fā)展我國汽車工業(yè)保駕護(hù)航。 三 金屬壓鑄成型技術(shù)的基本知識(shí) （一） 常用壓鑄合金的性能 2.1.1 對(duì)壓鑄合金的基本要求 金屬壓鑄結(jié)構(gòu)件，一般來說，除了要有合理的鑄件結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和制造完善的壓鑄模以及工藝性能優(yōu)越的壓鑄機(jī)外

37、，還需要有性能良好的壓鑄合金。為了滿足壓鑄件的使用要求，保證壓鑄件的質(zhì)量，對(duì)壓鑄合金提出如下要求： 1）密度小，導(dǎo)電和導(dǎo)熱性好； 2）強(qiáng)度和硬度高，塑性好； 3）性能穩(wěn)定，耐磨和抗腐蝕性好； 4）熔點(diǎn)低，不易吸氣和氧化； 5）收縮率小，產(chǎn)生熱裂、冷裂和變形的傾向小。 2.1.2 壓鑄鋁合金 壓鑄鋁合金是目前應(yīng)用最廣泛的壓鑄材料。鋁合金具有良好的壓鑄性能，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性都很好。鋁合金的密度較小，僅為銅、鐵、鋅的1 / 3左右，比強(qiáng)度和比剛度是其突出優(yōu)點(diǎn)。鋁合金的高溫力學(xué)性能也很好，在低溫下工作時(shí)，同樣保持良好的力學(xué)性能（尤其是韌性）

38、，且鋁合金熔鑄工藝簡單，成形和加工性能好，有較高的力學(xué)性能及耐腐蝕性，是代替鋼鐵鑄件的最具潛力的合金。 鋁有較大的比熱容和凝固潛熱，大部分的鑄鋁合金均有較小的結(jié)晶溫度范圍，組織中亦常含有相當(dāng)數(shù)量的共晶體，其線收縮較小，故具有良好的充填性能、較小的熱裂傾向。鋁的表面有一層與鋁結(jié)合得很牢得致密的氧化膜，氧化膜的化學(xué)穩(wěn)性和熔點(diǎn)都很高，故在高溫工作時(shí)，仍有良好的抗腐蝕性和抗氧化性。但鑄鋁合金仍有相當(dāng)大的體收縮值，易在最后凝固處生成大的集中縮孔。此外，由于鋁合金和鐵又很強(qiáng)的親和力，易粘模，所以應(yīng)在冷壓機(jī)上壓鑄。 因此，本次壓鑄模設(shè)計(jì)所選用的壓鑄材料為壓鑄鋁合金。 （二） 金屬壓鑄工藝常識(shí)

39、 金屬壓鑄工藝過程是壓鑄合金、壓鑄模和壓鑄機(jī)三大基本要求要素協(xié)調(diào)運(yùn)作的過程。壓鑄工藝則是將這三大因素有機(jī)地組合起來，并加以運(yùn)用，生產(chǎn)出合格的壓鑄件來。壓鑄工藝包括在壓鑄過程中的壓射比壓、填充速度、合金的澆注溫度、模具溫度以及鑄件的收縮率等。它們對(duì)高效率地獲得優(yōu)質(zhì)壓鑄件都有重要的影響。 2.2.1 壓射比壓 壓射比壓是指壓射過程中，壓室內(nèi)單位面積上液態(tài)金屬所受到的靜壓力。其計(jì)算公式為 P = F / A = 4 F / πD (2-1) 式中 F ——壓射力（N） P ——壓射缸內(nèi)工作業(yè)務(wù)的壓力（Mpa

40、） A ——壓射沖頭截面積（近似等于壓室截面積）（mm） D —— 壓射缸直徑（mm） 表2-1列出了常用壓射比壓的推薦值范圍。 2.2.2 內(nèi)澆口速度 內(nèi)澆口的速度與壓射沖頭的速度和內(nèi)澆口的截面面積有直接關(guān)系。根據(jù)連續(xù)性和金屬液體不可壓縮性，有 Vc Ac = Vn An (2-2) 所以 Vn = Vc Ac / An (2-3)

41、式中 Vn ——內(nèi)澆口的速度，m/s； Vc ——壓射沖頭的速度，m/s； Ac ——壓射沖頭的面積，m； An ——內(nèi)澆口的截面積，m。 表2-2列出了各種合金內(nèi)澆口速度推薦值。 2.2.3 填充時(shí)間 填充時(shí)間是指金屬液最初從內(nèi)澆口壓入型腔開始到型腔充滿的時(shí)間。填充時(shí)間和內(nèi)澆口速度一樣，都直接影響壓鑄件質(zhì)量?？砂聪率接?jì)算填充時(shí)間 t=G/（ρVn An） (2-4) 式中 t——填充時(shí)間，s； G——金屬液總質(zhì)量，g； ρ——金屬液密度見（表2-3），g/

42、cm； Vn ——內(nèi)澆口的速度，cm/s； An——內(nèi)澆口的截面積，m。 表2-4是一般情況下填充時(shí)間推薦值。 實(shí)踐中，有人提出了填充時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)公式，以供參考。 t=35(b-1) (2-5) 式中 t——填充時(shí)間，ms； b——壓鑄件平均壁厚，mm。 2.2.4 金屬液澆注溫度 合適的澆注溫度應(yīng)當(dāng)是：在保持良好的填充流動(dòng)性，并保證充滿型腔的前提下，采用較低的溫度。 各種合金常用的澆注溫度見表2-5 2.2.5 成型收縮率 壓鑄件的收縮率是指壓鑄件的收縮量與壓鑄件在壓

43、鑄成型狀態(tài)下的直線尺寸之比。如圖2-1所示，壓鑄件的收縮率為 φ=(M-A)/M (2-6) 式中 φ——壓鑄件的收縮率，%； M ——壓鑄件在成型狀態(tài)下的直線尺寸，mm； A ——壓鑄件在常溫下的直線尺寸，mm。 實(shí)踐中，采用計(jì)算收縮率 φ=(A-A)/ A (2-7) 式中 φ ——壓鑄件的計(jì)算收縮率，%； A——成型零件的計(jì)算直線尺寸，mm； A——壓鑄件的基本尺寸，mm。 表2-6列出了各種壓鑄合金的計(jì)算收縮率推

44、薦值。 2.2.6 壓鑄結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)壓鑄件的結(jié)構(gòu)件，必須符合以下幾個(gè)基本要求： 1）壓鑄件應(yīng)設(shè)計(jì)合理，有可壓鑄性，符合壓鑄工藝的要求； 2）滿足規(guī)定的各項(xiàng)要求； 3）壓鑄件必須達(dá)到預(yù)定的使用功能，并保證壓鑄件在使用期限內(nèi)的功能和性能； 4）能夠經(jīng)濟(jì)地將壓鑄件壓鑄出來； 5）有可靠的使用安全性能。 （三） 壓鑄設(shè)備 壓鑄機(jī)是壓鑄生產(chǎn)的最基本的設(shè)備，是壓鑄生產(chǎn)中提供能源和選擇最佳壓鑄工藝參數(shù)的條件，是獲得優(yōu)質(zhì)壓鑄件的技術(shù)保證。壓鑄模設(shè)計(jì)是，首先應(yīng)選擇合適的壓鑄機(jī)，必須使所選的壓鑄機(jī)的技術(shù)規(guī)格及其性能符合壓鑄件的要求。

45、2.3.1 壓鑄機(jī)的分類 壓鑄機(jī)通常按壓室的受熱的條件不同，分為冷壓室壓鑄機(jī)和熱壓室壓鑄機(jī)兩大類。冷壓室壓鑄機(jī)又因壓室和模具放置的位置和方向不同，分為臥式、立式和全立式三種。 目前，熱壓室壓鑄機(jī)僅適用于壓鑄鉛、鋅等低熔點(diǎn)合金，國外正在研究鋁、美等較高熔點(diǎn)合金的壓鑄技術(shù)，以擴(kuò)大熱壓室壓鑄機(jī)的使用范圍。 立式冷壓室壓鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：壓射沖頭的壓入方向與直澆道的設(shè)置方向相垂直，金屬液在轉(zhuǎn)折直角后，再注入型腔，所以稱為垂直測(cè)壓室。 全立式冷壓室壓鑄機(jī)的壓射沖頭的壓入的方向與壓鑄模開合的方向及直澆道的方向相同，金屬液直接進(jìn)入型腔。 臥式冷壓室壓鑄機(jī)的壓室水平放置，壓射沖頭也在水平方向上移動(dòng)

46、。 2.3.2 壓鑄機(jī)的主要結(jié)構(gòu) 壓鑄機(jī)都是由壓射裝置、合模裝置、頂出裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等主要機(jī)構(gòu)組成。圖2-2為臥式冷壓室壓鑄機(jī)的基本組成。 （1）壓射機(jī)構(gòu) 主要作用是在高壓下將熔融的金屬液壓入型腔的壓射機(jī)構(gòu)。 （2）合模機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)壓鑄模的開合和閉合動(dòng)作，并在壓射成型過程中具有足夠而可靠的鎖模力，以防止在高壓壓射時(shí)，模具被推開或偏移。 （3）頂出裝置 在壓鑄件冷卻固化成型后，將成型壓鑄件以及澆注余料從模具中定出，并脫出模體。 （4）傳動(dòng)系統(tǒng) 包括電機(jī)、各種液壓泵以及機(jī)械傳動(dòng)裝置。 （5）控制系

47、統(tǒng) 2.3.3 選用壓鑄機(jī) 選用壓鑄機(jī)時(shí)應(yīng)考慮下述兩個(gè)方面的問題： 首先，應(yīng)考慮壓鑄件得不同品種和批量。在組織多品種小批量的生產(chǎn)時(shí)，一般選用液壓系統(tǒng)簡單、適應(yīng)性強(qiáng)的能快速進(jìn)行調(diào)整的壓鑄機(jī)。如果組織是少品種大量生產(chǎn)時(shí)，則應(yīng)選擇配備各種機(jī)械化和自動(dòng)化控制機(jī)構(gòu)的高效率壓鑄機(jī)。對(duì)于單一品種大量生產(chǎn)的鑄件，可選用專用壓鑄機(jī)。 其次，考慮壓鑄件的不同結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)。壓鑄件的外形尺寸、質(zhì)量、壁厚以及工藝參數(shù)的不同，對(duì)壓鑄機(jī)的選用有重大影響。 （1）鎖模力的確定 一般情況下，無側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的壓鑄機(jī)的鎖模力可按下式計(jì)算： F鎖≥ kp (A件+ A澆)/10

48、 (2-8) 式中 F鎖——壓鑄機(jī)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，cm； A澆——澆注與溢流、排氣系統(tǒng)的正投影面積之和，一般可取A澆=0.3 A件，cm。 由表2-1取p=100 MPa, A件≈16.711.4≈190(cm),則 F鎖≥ 1.25100190 (1+ 0.3)/10=3087.5 kN 本次壓鑄模設(shè)計(jì)選用臥式冷室壓鑄機(jī)，型號(hào)為國產(chǎn)壓鑄機(jī)J1140，其主要技術(shù)參數(shù)見附錄一。 （2）模具閉合高度和開模距離 壓鑄件脫模或

49、取出時(shí)需要的距離是由壓鑄機(jī)的動(dòng)座板行程決定的。動(dòng)座板行程實(shí)際上就是在開模后分型面之間的實(shí)際距離。 圖2-3是卸料板推出時(shí)壓鑄件脫?；蛉〕鰰r(shí)的距離示意圖，由圖可以看出 L取=L1+L2+K≦L行 (2-9) 式中 L取——壓鑄件脫模或取出時(shí)需要的最小距離，mm； L1——卸料板使壓鑄件脫離型芯的移動(dòng)距離，mm； L2——壓鑄件的實(shí)際高度，mm； K——安全系數(shù)，根據(jù)具體情況而定，一般取K=10 mm； L行——?jiǎng)幽０逍谐蹋琺m。

50、 四 金屬壓鑄模的設(shè)計(jì) 在壓鑄生產(chǎn)中，正確采用各種壓鑄工藝參數(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)壓鑄件得重要措施，而金屬壓鑄模則是提供正確地選擇和調(diào)整有關(guān)工藝參數(shù)的基礎(chǔ)。所以說，能否順利進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)、壓鑄件質(zhì)量的優(yōu)劣、壓鑄成型的效率以及綜合成本等，在很大程度上取決于金屬壓鑄模結(jié)構(gòu)的合理性和技術(shù)的先進(jìn)性以及模具的制造質(zhì)量。 由于金屬壓鑄模結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造精度要求較高，當(dāng)壓鑄模設(shè)計(jì)并制造完成后，其修改的余地不大，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)周密思考，謹(jǐn)慎細(xì)膩，力爭不出現(xiàn)原則性錯(cuò)誤，以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 （一

51、） 金屬壓鑄模的結(jié)構(gòu)形式 3.1.1 壓鑄模的基本結(jié)構(gòu) 定模：固定在壓鑄機(jī)定模安裝板上，有直澆道與噴嘴或壓室連接。 動(dòng)模：固定在壓鑄機(jī)動(dòng)模安裝板上，并隨動(dòng)模安裝板作開合模移動(dòng)合模時(shí)，閉合構(gòu)成型腔與澆鑄系統(tǒng)，液體金屬在高壓下充滿型腔；開模時(shí)，動(dòng)模與定模分開，借助于設(shè)在動(dòng)模上的推出機(jī)構(gòu)將鑄件推出。 壓鑄模的基本結(jié)構(gòu)形式如圖3-1所示，它通常包括一些結(jié)構(gòu)單元： 1）成形部分 在定模與動(dòng)模合攏后，形成一個(gè)構(gòu)成鑄件形狀相同的空腔，通常稱為型腔，而構(gòu)成型腔的零件即為成形零件。成形零件包括固定的和活動(dòng)的鑲塊與型芯。有時(shí)，又可以同時(shí)成為構(gòu)成澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的零件，如局部的橫澆道、

52、內(nèi)澆口、溢流槽和排氣槽等部分。 2）模架 包括各種模板、座架等構(gòu)架零件。其作用是將模具各部分按一定的規(guī)律和位置加以組合和固定，并使模具能夠安裝到壓鑄機(jī)上。 3）導(dǎo)向零件 其作用是準(zhǔn)確地引導(dǎo)動(dòng)模和定模合攏或分離。 4）頂出機(jī)構(gòu) 它是將鑄件從模具上脫出的機(jī)構(gòu)，包括頂出和復(fù)位零件，還包括這個(gè)機(jī)構(gòu)自身的導(dǎo)向和定位零件。對(duì)于在重要部位和易損部分的推桿，應(yīng)采用與成形零件相同的材料來制造。 5）澆注系統(tǒng) 與成形部分及壓室連接，引導(dǎo)金屬按一定的方向進(jìn)入鑄型的成形部分，它直接影響金屬液成形部分的速度和壓力，由直澆道、橫澆道和內(nèi)澆口等的組成。 6）排溢系統(tǒng) 排溢系統(tǒng)是排除壓室、澆道和型腔的氣體

53、的通道，一般包括排氣槽和溢流槽。而溢流槽又是儲(chǔ)存冷金屬和涂料余燼的處所。有時(shí)在難以排氣的深腔部位設(shè)置通氣塞，借以改善該處的排氣條件。 7）其他 除前面所述的各結(jié)構(gòu)單元外，模具內(nèi)還有其他如緊固用的螺栓、銷釘以及定位用的定位件等。 3.1.2 壓鑄模的分類 根據(jù)所使用的壓鑄機(jī)類型不同，壓鑄模的結(jié)構(gòu)形式也略有不同。大體上可分為以下幾種形式。 1）熱壓室壓鑄機(jī)用壓鑄模，如圖3-2。 2）立式冷壓室壓鑄機(jī)用壓鑄模，如圖3-3。

54、 3）全立式壓鑄機(jī)用壓鑄模，如圖3-4。 4）臥式冷壓室壓鑄機(jī)用壓鑄模，如圖3-5。 （二） 金屬壓鑄模設(shè)計(jì)的基本原則 設(shè)計(jì)金屬壓鑄模的基本原則如下： （1）模具應(yīng)適應(yīng)壓鑄生產(chǎn)的各項(xiàng)要求，選擇符合壓鑄工藝要求的澆注系統(tǒng)； （2）充分體現(xiàn)壓鑄成型的優(yōu)越性，盡量壓鑄成型出符合壓鑄工藝的結(jié)構(gòu)，如孔、槽、側(cè)凹、側(cè)凸等部位，避免不必要的后加工； （3）模具結(jié)構(gòu)件應(yīng)滿足機(jī)械加工工藝和熱處理工藝的要求； （4）根據(jù)壓

55、鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用性能及模具加工的工藝性，合理選擇模具的分型面、型腔數(shù)量和布局形式、壓鑄件得推出形式和側(cè)向脫模形式； （5）掌握壓鑄機(jī)的技術(shù)特性，充分發(fā)揮壓鑄機(jī)的技術(shù)功能和生產(chǎn)能力。 （6）模具設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化通用件，以縮短模具的制造周期。 （7）在保證壓鑄件質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，壓鑄模應(yīng)： ①結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，運(yùn)行準(zhǔn)確可靠； ②操作方便，安全可靠。 （8）相對(duì)移動(dòng)部位的配合精度，應(yīng)考慮模具溫度變化帶來的影響。 五 金屬壓鑄模分型面的設(shè)計(jì) （一） 分型面的基本類型

56、 壓鑄模分型面的形式應(yīng)根據(jù)壓鑄件的形狀特點(diǎn)來確定，還應(yīng)考慮到壓鑄工藝方面的諸多因素，并使模具的制造盡量簡單。 分型面大致可分為以下幾種類型。 4.1.1 單分型面 通過一次分型即可使壓鑄件和澆注余料完全脫模的結(jié)構(gòu)，即為單分型面。單分型面的基本類型如圖4-1所示。 1、直線分型面 如圖（a）所示。 2、傾斜分型面 如圖（b）所示。 3、階梯分型面 如圖（c）所示。 4、曲線分型面 如圖（d）所示。 5、綜合分型面 即將前面兩種或兩種以上的分型面結(jié)合起來，如圖（e）所示。 4.1.2 多分

57、型面 當(dāng)一個(gè)分型面不足以滿足要求時(shí)采用 4.1.3 側(cè)分型面 當(dāng)模具有側(cè)抽芯的結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)設(shè)置與開模方向平行的分型面，即側(cè)分型面。 （二） 分型面的選擇原則 壓鑄模的分型面同時(shí)還是在制造模具時(shí)的基準(zhǔn)面。因此，在選擇分型面時(shí)，除了根據(jù)壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合澆注系統(tǒng)安排形式外，還應(yīng)對(duì)壓鑄模的加工工藝和裝配工藝以及壓鑄件的脫模條件等諸多因素統(tǒng)籌確定。分型面的選擇原則如下。 1）分型面應(yīng)力求簡單和易于加工； 2）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)； 3）應(yīng)容易保證壓鑄件的精度要求； 4）分型面應(yīng)有利于填充成型； 5）開模時(shí)應(yīng)盡量使壓鑄件留在

58、動(dòng)模一側(cè)。 六 金屬壓鑄模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 將液體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(jìn)料通道的總稱，一般由四個(gè)部分組成：直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口、余料。直澆道是指從澆口套起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(dòng)速度、充型時(shí)間、氣體的儲(chǔ)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。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大體積金屬液來預(yù)熱模具，當(dāng)鑄件冷卻收縮時(shí)

59、用來補(bǔ)縮和傳遞靜壓力。內(nèi)澆口是指橫澆道到型腔的一段澆道，其作用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充填形式和鑄件質(zhì)量，因此是一個(gè)主要澆道。 （一） 澆注系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 根據(jù)壓鑄機(jī)形式和引入金屬液的方式不同，壓鑄模澆注系統(tǒng)的組成形式也有所不同。各種類型的壓鑄機(jī)所采用的澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。 其中臥室冷壓室壓鑄模的澆注系統(tǒng)是實(shí)踐中最常用的一種形式。它由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口和溢流槽、排氣道組成。 （二） 內(nèi)澆口的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)澆口時(shí)，主要是確定內(nèi)澆口的位置和方向以及內(nèi)澆口的截面尺寸，并預(yù)計(jì)合金充填過程

60、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? 5.2.1 內(nèi)澆口的主要形式 內(nèi)澆口的主要形式如圖5-2所示。 其中圖a因除去內(nèi)澆口時(shí)易損傷鑄件，因此較少采用。圖b、c適用于平板類鑄件。圖ｄ適用于厚壁鑄件，圖b、c、d在去除澆口時(shí)都不會(huì)損傷鑄件。圖e、f、g、h適用于深腔鑄件（其中圖ｆ制造比較困難），因?yàn)樗鼈兙哂泻侠淼慕饘僖阂敕较?，有利于型腔排氣及避免金屬液進(jìn)入型腔時(shí)沖擊型芯。 內(nèi)澆口截面積的計(jì)算： An = G / (Vn t ) (5-1) 式中 An—內(nèi)澆口的

61、截面積，m G—通過澆口的金屬液總質(zhì)量，g ρ —液態(tài)金屬的密度，g/cm 5.2.2 內(nèi)澆口的基本類型及應(yīng)用 內(nèi)澆口的基本類型有以下幾種。 1） 扁平側(cè)澆口 適用于平板型壓鑄件。 2） 端面?zhèn)葷部? 適用于盒類壓鑄件。 3） 梳狀內(nèi)澆口 適用于投影面積較大、要求精度較高并有氣密性要求的平板形厚壁壓鑄件。 4） 切向內(nèi)澆口 適用于中、小型的環(huán)形壓鑄件。 5） 環(huán)形內(nèi)澆口 適用于圓筒形壓鑄件。 6） 中心內(nèi)澆口 適用于幾何中心帶有通孔的壓鑄件。 7） 輪輻式內(nèi)澆口 適用于中心孔直徑較大的壓鑄件。 8） 點(diǎn)澆口 適用于結(jié)構(gòu)對(duì)稱、

62、壁厚均勻的罩殼類壓鑄件。 5.2.3 內(nèi)澆口截面積的確定 內(nèi)澆口截面積An可以寫成 An=G/(ρVnt) (5-2) 式中 An——內(nèi)澆口截面積，cm； G——通過內(nèi)澆口的金屬液的總質(zhì)量，g； ρ——液態(tài)金屬的密度（見表2-3），g/cm； Vn——內(nèi)澆口流速（見表2-2），cm/s； t——型腔的填充時(shí)間（見表2-4），s。 （三） 直澆道的設(shè)計(jì) 所選用的壓鑄機(jī)的類型不同，直澆道的結(jié)構(gòu)形式也不同。臥式冷室壓鑄機(jī)的直澆道結(jié)構(gòu)要比立式冷室壓鑄機(jī)的直澆道要簡單。

63、臥式冷室壓鑄機(jī)用直澆道，圖5-3所示為臥式冷室壓鑄機(jī)用直澆道的結(jié)構(gòu)，它是由壓鑄機(jī)上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成，在直澆道上的這一段稱為余料，其余設(shè)計(jì)要點(diǎn)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）澆口套的長度一般應(yīng)小于壓鑄機(jī)的壓鑄沖頭的跟蹤距離，便于余料從壓室脫出； 3）橫澆道入口應(yīng)開設(shè)在壓室上部內(nèi)徑三分之二以上部位，避免金屬液在重力作用下進(jìn)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橫澆道的深度，直徑與澆口套相等，沿圓周的脫模斜度約5； 5）有時(shí)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)

64、孔精度好，壓射時(shí)阻力小，但加工較復(fù)雜，通用性差； 6）采用深導(dǎo)式直澆道，如圖5-4所示，可以提高壓室的充滿度，減小深腔壓鑄模的體積，當(dāng)使用整體式壓室時(shí)，有利于采用標(biāo)準(zhǔn)壓室或現(xiàn)有的壓室； 7）壓室和澆口套的內(nèi)孔，應(yīng)在熱處理和精磨后，再沿軸線方向進(jìn)行研磨，其表面粗糙度不大于Ra0.2μm。 直澆道部分澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖5-5所示。圖a 裝拆方便，壓室同澆口同軸度偏差較大。圖b 裝拆方便，壓室同澆口同軸度偏差較小，但澆口套耗料較多。圖c 裝拆不便，壓室同澆口同軸度偏差較大。圖d 澆口套通冷卻水，模具熱平衡較好，有利于提高生產(chǎn)率。 圖e 用于采用整體壓室時(shí)點(diǎn)澆口的澆口套。圖f 用于臥式冷壓室壓

65、鑄機(jī)，采用中心澆口的澆口套。 （四） 橫澆道的設(shè)計(jì) 橫澆道是直澆道末端到內(nèi)澆口的前端的連接通道，有時(shí)橫澆道可劃分為主橫澆道和過渡橫澆道。 對(duì)于小而薄的鑄件，可利用橫澆道或擴(kuò)展橫澆道的方法來使模具達(dá)到熱平衡，容納冷污金屬液、涂料殘?jiān)蜌怏w，即開設(shè)盲澆口道，如圖5-6所示。 對(duì)于臥式冷室壓鑄機(jī)，一般情況下工作時(shí)，橫澆道在模具中應(yīng)處于直澆道的正上方或側(cè)上方，以保證金屬液在壓射前不過早流入橫澆道，如圖5-7所示。 （五） 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排溢系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)，在整個(gè)型腔充填過程中是一個(gè)不可分割的整體。排溢系統(tǒng)包括溢流槽和排氣槽兩個(gè)部分，如圖5

66、-8所示，主要由溢流口1、溢流槽2和排氣道4組成。 溢流槽與排氣槽使金屬液態(tài)合金在充填鑄型的過程中，能及時(shí)地排出型腔中的氣體、氣體夾雜物、涂料殘?jiān)袄湮劢饘俚?，作為保證鑄件的質(zhì)量、消除某些壓鑄件的缺陷重要措施之一。其效果往往與溢流槽和排氣槽在型腔周圍或局部的合理布局、位置和數(shù)量的分配、尺寸和容量的大小及本身的結(jié)構(gòu)形式等因素有關(guān)。 5.5.1 溢流槽 設(shè)置溢流槽還可以作調(diào)節(jié)型腔部件溫度、改善充填條件以及必要時(shí)作為工藝搭子頂出鑄件之用。因此，溢流槽通常設(shè)置在金屬液最先沖擊或最后充填的部位；或在兩股或多股金屬液匯流、易裹入氣體或產(chǎn)生渦流的部位；以及鑄件局部過厚或過薄的部位。一般溢流槽設(shè)置在分型面上、型腔內(nèi)、防止金屬液倒流等位置。 溢流槽的外邊，還應(yīng)開排氣槽，一方面可以消除溢流槽內(nèi)的氣體壓力，使金屬液順利溢出，另一方面還能起到排氣作用。 5.5.2 排氣槽 排氣槽是充型過程中型腔內(nèi)受到排擠的氣體得以逸出的通道。其主要作用是將型腔內(nèi)的氣體排逸到型腔外面去。 七 金屬壓鑄模成型零件的設(shè)計(jì)