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大红鹰,手把拉环壳体压铸模设计及成型零件加工工艺(带CAD图）,大红,手把,拉环,壳体,压铸,设计,成型,零件,加工,工艺,CAD

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分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文) 手把拉环壳体压铸模设计 及成型零件加工工艺所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要 本文课题主要是手把拉环壳体压铸模设计及成型零件加工工艺，模具工业的发展水平，是一个国家工业水平的重要标志之一。压铸模具是指用于成型压铸制件的模具。设计压铸模时，确定了模具结构之後即可对模具的各部分进行详细设计，即确定各模板和零件的尺寸，型腔和型芯尺寸等。这时将涉及有关材料收缩率等主要的设计参数。因而只有具体地掌握成形压铸的收缩率才能确定型腔各部分的尺寸。即使所选模具结构正确，但所用参数不当，就不可能生产出品质合格的塑件。本文介绍了手把拉环壳体的压铸模设计。首先对塑件制品进行工艺分析与研究。其次，进行分型面的选择，浇口的设计，决定模具采用水路冷却，结构简单，耐用，便于加工部件，生产效率高。利用推板对制品进行强制脱模。对模具的各个零件进行了设计与计算以及强度的校核。 关键词：手把拉环壳体；压铸模；型腔型芯；设计；29AbstractThis paper mainly hand ring shell die design and molding parts processing technology, the level of development of the mold industry, is an important symbol of a national industrial level. Die casting die is used for forming die casting die. The design of die casting mold, the mold structure can be determined after the detailed design of the various parts of the mold, that is to determine the size of the template and parts, cavity and core size, etc. This will involve the main design parameters such as material shrinkage. Therefore, only the specific shape of the die casting shrinkage can determine the size of each part of the cavity. Even if the structure of the mould is correct, but it is not used properly, it is impossible to produce the qualified plastic parts. This paper introduces the design of die casting die hand ring shell. First of all, the plastic parts of the process analysis and research. Secondly, the choice of parting surface, the design of the gate, decided to mold cooling by water, simple structure, durable, easy to process parts, high production efficiency. Forced stripping of products by push plate. The various parts of the mold design and calculation and strength check.Key Words: The pull ring shell; die casting die; core and cavity design;目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1 模具工业在国民经济中的地位11.2 我国模具技术的现状及发展趋势1第2章 手把拉环壳体压铸模工艺设计42.1手把拉环壳体塑件的工艺分析42.1.1压铸材料的性能及基本成型工艺参数42.1.2手把拉环壳体压铸的选材52.1.3 铝合金ADC12材料成型特性52.2手把拉环壳体的设计6第3章 压铸机的选择和校核73.1 压铸成型过程及压铸机选用73.1.1 卧式冷室压铸机结构S73.1.2 压铸成型过程83.2压铸机的校核83.2.1压铸机压铸容量的校核83.2.2压铸机压铸压力的校核93.2.3压铸机锁模力的校核93.2.4压铸机模具厚度校核压铸机模具厚度校核93.2.5压铸机最大开模行程校核103.3确定型腔数目和分模面的选择103.3.1确定型腔数目103.3.2分模面的选择10第4章 浇注系统和冷却系统设计124.1浇注系统设计124.1.1 内浇口设计124.1.2 横浇道设计124.1.3 直浇道设计134.1.4 排溢系统设计134.2 压铸模具的总体结构设计144.3 浇注系统的平衡154.4 排气系统的设计154.5 冷却系统设计164.5.1设计冷却系统的必要性164.5.2冷却系统尺寸计算16第5章 其他零部件结构设计185.1脱模机构设计185.1.1脱模机构的分类185.1.2脱模机构设计原则185.2导向机构设计185.2.1导向机构设计原则185.2.2导柱的外形尺寸计算195.2.3导向孔的设计195.2.4导柱的数量和布置205.3定位圈205.3.1定位圈的定义205.3.2导柱的数量和布置205.4主流道衬套205.5其他结构零件设计20第6章 模具加工工艺设计226.1 坯料的确定226.2 模板的平面加工226.2.1 平面的粗加工226.2.2 平面的半精加工226.2.3 平面的精加工226.2.4 薄板的精加工236.3 孔及孔系的加工236.3.1 孔系的加工236.3.2 导柱导套的孔加工24结 论26参考文献27致 谢28 第1章 绪论第1章 绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。1.2 我国模具技术的现状及发展趋势80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元，其中压铸模约占30%左右。在未来的模具市场中，压铸模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国压铸模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳压铸模具、6.5kg大容量洗衣机全套压铸模具以及汽车保险杠和整体仪表板等压铸模具；精密压铸模具方面，已能生产照相机压铸件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的压铸门窗挤出模等等。压铸模型腔制造精度可达0.020.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。但是近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的压铸模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的压铸模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。据有关方面预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，压铸模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着压铸工业的不断发展，对压铸模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命压铸模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC压铸管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使压铸模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的压铸模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是压铸模具市场的增长点。加入世贸组织后，一些国家纷纷将制造业向我国转移，模具工业正面临空前的发展机遇。据上海模具工业协会透露，“九五”期间，国内模具行业产值年增长幅度约为13%，高档模具比例提高，模具商业化程度提高近10%，模具行业的进出口比例趋向合理，进口量占市场总量的20%，金额近10亿美元，出口额已达1亿美元。 目前，世界模具市场总体上供不应求，市场量维持600亿650亿美元。我国汽车、家电、通讯等领域的高性能模具钢年需求约20万吨，其中相当一部分依靠进口。为尽快改变这种局面，去年底，上钢五厂与上海大学联合开发我国第一条精品模具钢专业生产线，达到国际先进水平，年产量可达3.8万吨，这个精品模具基地，将有力地促进汽车模具的国产化。据分析，未来我国模具的9大发展趋势是： 1、模具日趋大型化。 2、模具的精度将越来越高。10年前精密模具的精度一般为5微米，现已达到2-3微米，1微米精度的模具也将上市。 3、多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高。 4、热流道模具在压铸模具中的比重也将逐渐提高。 5、随着压铸成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压压铸成型等工艺的模具也将随之发展。 6、标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。 7、快速经济模具的前景十分广阔。 8、随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高。同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。 9、以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，压铸模具的比例将不断增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对压铸模具的要求也越来越高。 第2章 手把拉环壳体压铸模工艺设计第2章 手把拉环壳体压铸模工艺设计2.1手把拉环壳体塑件的工艺分析2.1.1压铸材料的性能及基本成型工艺参数图2-1 手把拉环壳体图压铸是在室温下为高分子聚合物的高弹态。这是树脂（聚合物）为主要成分，改善其加工性能的添加剂的使用性能，在一定的温度，压力，溶剂的影响，模具可成型为一定形状和压铸零件的尺寸，并能保持一类的材料，在正常的温度和压力，在形式的多样性，并具有不同的性能不同的压铸。压铸一般具有重量轻，低密度的优点，比强度高，电，热，声和优良的绝缘性能，耐腐蚀性能和光学性能强，耐磨性强，优秀的。压铸成型过程中在许多方面的性能特点，一些操作相关，一些特性直接影响成型方法及工艺参数的选择。热塑性压铸，成型工艺参数包括收缩期，流动性，相容性，吸湿性和热灵敏度和热力学性质，结晶度和取向.2.1.2手把拉环壳体压铸的选材压铸材料是根据材料的选择和使用，为空调遥控器后，他不需要一个很大的负载，其工作温度不高，因此要求的耐热性不高。根据需要和条件看，一般压铸结构材料能满足他们的要求，因此在铝合金ADC12的选择。2.1.3 铝合金ADC12材料成型特性 1. 比重大。 2. 铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑。 3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆。 4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。 5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。 6. 熔点低，在385熔化，容易压铸成型。 使用过程中须注意的问题： 1. 抗蚀性差。当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，导致铸件老化而发生变形，表现为体积胀大，机械性能特别是塑性显著下降，时间长了甚至破裂。 铅、锡、镉在锌合金中溶解度很小，因而集中于晶粒边界而成为阴极，富铝的固溶体成为阳极，在水蒸气（电解质）存在的条件下，促成晶间电化学腐蚀。压铸件因晶间腐蚀而老化。 2. 时效作用 锌合金的组织主要由含Al和Cu的富锌固溶体和含Zn的富Al固溶体所组成，它们的溶解度随温度的下降而降低。但由于压铸件的凝固速度极快，因此到室温时，固溶体的溶解度是大大地饱和了。经过一定时间之后，这种过饱和现象会逐渐解除，而使铸件地形状和尺寸略起变化。 3. 锌合金压铸件不宜在高温和低温（0以下）的工作环境下使用。锌合金在常温下有较好的机械性能。但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。 锌合金种类 Zamak 3: 良好的流动性和机械性能。 应用于对机械强度要求不高的铸件，如玩具、灯具、装饰品、部分电器件。 Zamak 5: 良好的流动性和好的机械性能。 应用于对机械强度有一定要求的铸件，如汽车配件、机电配件、机械零件、电器元件。 Zamak 2: 用于对机械性能有特殊要求、对硬度要求高、尺寸精度要求一般的机械零件。 ZA8: 良好的流动性和尺寸稳定性，但流动性较差。 应用于压铸尺寸小、精度和机械强度要求很高的工件，如电器件。 Superloy: 流动性最佳，应用于压铸薄壁、大尺寸、精度高、形状复杂的工件，如电器元件及其盒体。 不同的锌合金有不同的物理和机械特性，这样为压铸件设计提供了选择的空间。 锌合金的选择 选择哪一种锌合金，主要从三个方面来考虑 1. 压铸件本身的用途，需要满足的使用性能要求。包括： （1） 力学性能，抗拉强度，是材料断裂时的最大抗力； 伸长率，是材料脆性和塑性的衡量指标； 硬度，是材料表面对硬物压入或摩擦所引起的塑性变形的抗力。 （2） 工作环境状态：工作温度、湿度、工件接触的介质和气密性要求。 （3） 精度要求：能够达到的精度及尺寸稳定性。 2. 工艺性能好：（1）铸造工艺； （2）机械加工工艺性； （3）表面处理工艺性。2.2手把拉环壳体的设计 该塑件经测量所得，其基本几何值为：密度：2.7g/cm3；体积：V=21cm3；质量：M=18.9g；第3章 压铸机的选择和校核第3章 压铸机的选择和校核3.1 压铸成型过程及压铸机选用3.1.1 卧式冷室压铸机结构卧式冷室压铸机基本组成如图3-1所示。图3-1 卧式冷室压铸机1增压器；2蓄能器；3压射缸；4压射冲头；5压室；6定座板；7拉杆；8动座板；9顶出缸；10曲肘机构；11支承座板；12模具高度；13合模缸；14机体；15控制柜；16电机及泵此类压铸机的基本结构分为5部分：(1)压射机构 主要作用是在高压力下将熔融的金属液压入型腔的压射机构。压射压力、压射速度等主要工艺参数都是通过它来控制的，其中包括压室、压射冲头、压射缸、增压器和蓄能器。(2)合模机构 其作用是实现压铸模的开启和闭合动作，并在压射成型过程中具有足够而可靠的锁模力，以防止在高压压射时，模具被推开或发生偏移。(3)顶出机构 在压铸件冷却固化成型并开启模具后，顶出缸驱动压铸模的推出机构，将成型压铸件及浇注余料从模具中顶出，并脱出模体，其中包括顶出缸和顶杆。(4)传动系统 通过液压传动或机械传动完成压铸过程中所需要的各种动作。包括电机、各种液压泵及机械传动装置。(5)控制系统 控制系统控制柜指令液压系统和机械系统的传动元件，按压铸机压射过程预定的工艺路线和运行程序动作，将液压动作和机械动作有机的结合起来，完成准确可靠、协调安全的运行规则12。3.1.2 压铸成型过程卧式冷室压铸机的压住成型过程主要分为4个步骤，如图3-2所示。 (a)合模过程 (b)压射过程 (c)开模过程 (d)铸件推出过程图3-2 压铸成型过程(a)合模过程 压铸模闭合后，压射冲头1复位至压室2的端口处，将足量的液态金属3注入压室2内。(b)压射过程 压射冲头1在压射缸中压射活塞高压作用下，推动液态金属3通过压铸模4的横浇道6、内浇口5进入压铸模的型腔。金属液充满型腔后，压射冲头1仍然作用在浇注系统，使液态金属在高压状态下冷却、结晶、固化成型。(c)开模过程 压铸成型后，开启模具，使压铸件脱离型腔，同时压射冲头1将浇注余料顶出压室。(d)推出铸件过程 在压铸机顶出机构作用下，将压铸件及其浇注余料顶出，并脱离模体，压射冲头同时复位13。3.2压铸机的校核3.2.1压铸机压铸容量的校核本课题设计的压铸件在分型面的投影面积为729cm2,压铸件的重量为5.20kg,锌合金一般件的推荐压射比压为1320MPa，动模板最小行程为108mm,采用常用的卧式冷室压铸机，其型号为J1163E。压铸机主要参数如下：压射力为368600kN；压室直径为70100mm；最大浇注量（铝）为9kg；浇注投影面积为4031649；动模板行程为600mm；拉缸内空间水平垂直为750mm750mm。3.2.2压铸机压铸压力的校核压铸压力的校核是校验压铸机的最大压铸压力能否满足制品的成型要求。只有在压铸机额定的压铸压力内才能调整出某一制件所需要的压铸压力，因此压铸机的最大压铸压力要大于该制件所要求的压铸压力。制件成型时所需要的压铸压力，与压铸品种、压铸机类型、喷嘴形状、制件形状的复杂程度和浇注系统等因素有关系。可以根据压铸的成型工艺参数数据来确定制品成型时所需要的压铸压力。根据压铸成型工艺参数表查得PP材料的成型压铸压力在（70120Mpa）之间，而我们所选择的压铸机的额定压铸压力为119Mpa，在其设定的压铸压力之间，满足工艺要求。3.2.3压铸机锁模力的校核当高压的压铸熔体充满型腔时，会产生一个沿压铸机轴向的很大的推力，该推力的大小必须小于压铸机的锁模力，否则在压铸成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。型腔内压铸熔体的压力（MPa）值可根据以下经验公式算得：P=KPo式中：P 型腔内压铸熔体的压力 （MPa）Po 压铸压力（MPa）K 压力损耗系数 0.20.4将数据代入上式得：P=KPo=(0.20.4)119MPa=23.8MPa47.6MPa在该次设计中，并基于PP这种压铸上我们取型腔中熔体的平均压力为：P=30MPa再由公式T=PS计算推力大小。式中：T 压铸熔体在压铸机轴向上的推力（MPa）P 型腔内压铸熔体的压力，在此我们取P=30MPaS 制件与浇注系统在分型面上的投影面积（cm2）将数据代入该公式得：T=PS=30MPa73.4cm2220.2KN500KN满足要求经校核合格。3.2.4压铸机模具厚度校核压铸机模具厚度校核压铸机规定的模具的最大与最小厚度是指模板闭合后达到规定锁模力时动模板到定模板的最大与最小距离。所以，所设计的模具的厚度必须要在压铸机规定的模具最大与最小厚度范围内，否则将不可能获得规定的锁模力，当模具厚度小时，可以加垫板。根据要求模具的厚度必须满足HminHHmax式中：H 模具厚度 mmHmin 压铸机允许的最小模具厚度 mmHmax 压铸机允许的最大模具厚度 mm根据我们已选择的压铸机得到Hmin=70mm；Hmax=200mm。根据已选择的中小型标准模架中的模板规格BoL为350350的模架，根据模架的布置方式，则模具闭合高度H为：H=32+A+B+C+h4+2h1。将数据代入式中得：H=180mm将上述的数据代入HminHHmax得：70180200满足不等式HminHHmax，符合要求。3.2.5压铸机最大开模行程校核 模具开模后为了便于取出书简，要求有足够的开模距离，而压铸机的开模行程是有限的，所以我们在设计是必须进行压铸模开模行程的校核，在我们所选择的这个规格的压铸机中开模最大行程为180mm。压铸机的开模行程应大于模具开模时取出塑件（包括浇注系统）所需要的开模距离，即是必须满足下式：SkH1+H2+(5 10)式中：Sk 压铸机行程 Sk=300mmH1 脱模距离（顶出距离）H1=5mmH2 塑件高度+浇注系统 H2=10+50=60mm所以H1+H2+(5 10)=5+50+10=65Sk=300mm能满足要求。3.3确定型腔数目和分模面的选择3.3.1确定型腔数目根据上面计算结果，N能取到1个。所以取N = 1。符合设计要求，所以确定型腔数目为2个。）3.3.2分模面的选择分模面为定模与动模的分界面。用于取出压铸件或浇注系统凝料的面。合理地选择分型面是使塑件能完好的成形的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑：使塑件在开模后留在动模上；分型面的痕迹不影响塑件的外观；浇注系统，特别是浇口能合理的安排；使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；使塑件易于脱模。根据对塑件的形状结构特殊，分型面的选择，应符合上述原则。然后我考虑塑件的形状，以及整体的设计，模具制造，加工要求，我选择一个平面分型面如图3-3。图3-3 平面分型面第4章 浇注系统和冷却系统设计第4章 浇注系统和冷却系统设计4.1浇注系统设计4.1.1 内浇口设计 （1）内浇口速度 由参考文献15查得，锌合金铸件内浇口充填速度的推荐值为3050m/s，选取为40m/s。 （2）充填时间 经计算，压铸件的平均壁厚约为3.8mm，利用参考文献16中的经验公式。t=35(b-1) （4-1）式中t-充填时间，ms；b-压铸件平均壁厚，mm可求出t=35(3.8-1)=98ms0.1s。（3）内浇口截面积的确定内浇口截面积的确定可由公式（4-2）得出： (4-2)式中：内浇口横截面积，；通过内浇口金属液的总质量，；液态金属的密度，； 内浇口流速，； 型腔的填充时间，；V通过内浇口金属液的体积，；型腔的充填速度，。计算得出数值如下：(4)内浇口厚度、长度、宽度的确定由内浇口厚度、宽度和长度的经验数值表，适当选取此锌合金铸件内浇口厚度为2.5mm，长度为22.5mm，宽度为100mm。4.1.2 横浇道设计（1）横浇道的形式及尺寸根据铸件及内浇口特点，选用T形浇道，截面为矩形，浇道形状及尺寸如图4-1。（2）横浇道与内浇口的连接方式图4-1横浇道具体尺寸为了防止金属液对型芯的正面冲击，横浇道与内浇口采用了端面联接的方式，见图4-2。图4-2 端面联接方式图2-8中具体尺寸为：；。4.1.3 直浇道设计直浇道尺寸由浇口套尺寸决定。浇口套内径与压室内径相同，由于压铸机选择型号为J1163E，其压室直径为70，80，100。选取100为浇口套内径，其他尺寸根据情况自行设计，具体尺寸见附录。4.1.4 排溢系统设计排溢系统由排气道、溢流槽、溢流口组成。如图4-3所示，选用半圆形结构的排溢系统。图4-3 排溢系统结构（1)溢流槽尺寸设计溢流槽尺寸选取：溢流口厚度h=0.5mm；溢流口长度l=4mm；溢流口宽度s=72mm；溢流槽半径r=15mm。（2）排气道设计排气道相关尺寸选取为：排气槽深度为0.12mm；宽度为15mm。4.2 压铸模具的总体结构设计压铸模由定模和动模两个主要部分组成。定模固定在压铸机压室一方的定模座板上，是金属液开始进入压铸模型腔的部分，也是压铸模型腔的所在部分之一。定模上有直浇道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上，随动模座板向左、向右移动与定模分开和合拢，一般抽芯和铸件顶出机构设于其内。压铸模具的基本结构及零件明细表如图2-10所示，它通常包括以下六个部分。（1）成型零件部分。在合模后，由动模镶块和型腔镶块形成一个构成压铸件形状的空腔，通常称为成型镶块。构成成型部分的零件即为成型零件。成型零件包括固定的和活动的镶块与型芯，如图中的镶块、主型芯、小型芯以及侧型芯等。有时成型零件还构成浇注系统的一部分，如内浇口、横浇道、溢流口和排气道等。（2）浇注系统。浇注系统是熔融金属由压铸机压室进入压铸模成型空腔的通道，如图中浇口套、浇道镶块以及横浇道、内浇口、排溢系统等。由于成型零件和浇注系统的零件均与高温的金属液直接接触，所以它们应选用经过热处理的耐热钢制造。（3）模体结构。各种模板、座架等构架零件按一定程序和位置加以组合和固定，将模具的各个结构件组成一个模具整体，并能够安装到压铸机上，如图中的垫块、支撑板、动模压板、定模套板、定模座板和动模座板等。导柱和导套是导向零件，又被称为导准零件。它们的作用是引导动模板与定模板在开模和合模时能沿导滑方向移动，并准确定位。（4）顶出和复位机构。将压铸件或浇注余料从模具上脱出的机构，包括推出零件和复位零件，如图中的推杆、推杆固定板和推板。同时，为使顶出机构在移动时平稳可靠，往往还设置自身的导向零件推板导柱和推板导套。为便于清理杂物或防止杂物影响推板的正确复位，还在推板底部设置限位钉。（5）侧抽芯机构。当压铸件侧面有侧凹或侧凸结构时，则需要设置侧抽芯机构，如图中斜滑块、侧型芯、斜滑块限位钉、弹顶销、弹簧等。（6）其它。除以上各结构单元外，模具内还有其它用于固定各相关零件的内六角螺栓以及销钉等17。4.3 浇注系统的平衡该模具虽是设计的一模多腔型模具，但是模腔数量不多，并且根据模腔的排样方式，模腔和主浇道的距离是一致的，并且他们的排样方式是一个圆周形状，所以主流道的熔体进入每个模腔的路径长度都是一样的，不会出现因为流道的长短或是因型腔离主流道的远近不一样，而带来浇注系统中的各段流速不等，或是模腔的压力不等，导致成型不一致的现象。所以按照该种型腔的排列方式，浇注系统能够达到平衡，不再需要手动平衡浇注系统。4.4 排气系统的设计排气系统是指在压铸模成型过程中将压铸过程中的气体（气体来源：原本型腔中的空气、溶解于熔体的气体、水蒸气、压铸的分解产生的气体等）排除的一种装置。它一般回开设在溶体流到的末端。在本设计中由于塑件的体积较小，在成型过程中产生的气体不会很大，因此，我们在此可以不必设计特殊的排气系统，我们可以直接利用分型面和推杆配合间隙来排气。在利用分型面排气时，我们需要分型面具备一定粗糙度，因此，在研磨分型面时，砂轮路线必须指向外侧，以此来保证熔体在填充过程中，气体能沿分型面排除。另外，为了在分型面良好的排气，可以在动模板与定模板结合的同时，在定模板上开一个宽2mm、高1mm的槽，从而加强了分型面的排气功能。4.5 冷却系统设计4.5.1设计冷却系统的必要性.1 设计冷却系统的必要性在压铸成型中，模具的温度对塑件的质量和生产效率都有着直接影响。其对质量的影响主要表现在如下几个方面：1、变形模具温度稳定，冷却速度的平衡，可以减少塑件的变形。不均匀的壁厚和形状复杂的零件，往往是由于收缩不均匀变形，部分必须调整产品设计一个合理的冷却系统温度，冷却水温度保持平衡，以便型腔内的熔体能同时凝固。2、尺寸精度温度调节系统保持了模具的温度，能减少制件成型收缩率的波动，从而提高了塑件尺寸精度的稳定性。3、力学性能对于结晶压铸，结晶度越高，塑件的应力开裂倾向越大，降低模具温度有利于减小应力开裂。4、表面质量过低的模温会使制件轮廓清晰并产生明显的熔接痕，导致制件表面的粗糙度提高。而提高模温能改善制件表面质量，使其表面光滑，粗糙度降低。以上及格方面对模具温度的要求有相互矛盾的地方，所以在选择模具稳定时，必须根据使用情况着重满足制件的主要性能要求。温度调节对生产效率的影响：在压铸模中熔体的温度一般要从200左右冷却到60，而在这期间所释放的热量中只有5%是以辐射、对流的方式散发到大气中去的，其余95%的热量将有冷却介质所带走，因此，压铸模的冷却时间主要由冷却介质的冷却效果来决定，并且在整个压铸循环的周期中，模具的冷却时间占据了整个周期的2/3，所以，缩短模具的冷却时间是提高压铸模具生产效率最有效也是最关键的地方。4.5.2冷却系统尺寸计算塑件要达到一定的脱模温度需要合足够的时日。这一时间和横具的温度、塑件的尺寸(厚度)以及材料性质等有关。如果假设塑件中心部位的温度达到热变形温度时即可脱模，那么冷却时间就是使塑件温度由压铸温度降到中心温度为热变形温度所需要的时间，那么我们可根据公式求得：t2=nm2式中：t2 固化时间(s)；m 塑件的厚度(cm)；n 压铸经验参数 PP取338t2=3380.52=84.5s该制件开模时是靠顶出装置顶出，设开模时间为t3为t3=15s。根据查表得压铸时间t1=2.9s。制品的周期：t=t1+t2+t3=2.9s+84.5s+15s=102.4s每次压铸所需的压铸质量m为： m=mg+mj=18.92+9=46.8g式中： mg 塑件的质量（g）mj 凝料的质量（g）每小时压铸次数为：360084.542(次)单位时间的压铸量：W=46.8g4219.65kg用20的水作为冷却介质，设定其出口温度为24。那么模具冷却时所需冷却介质的体积流量（忽略模具因空气对流、热辐射以及与压铸机接触所散发的热量）：第5章 其它零部件结构设计 第5章 其他零部件结构设计5.1脱模机构设计5.1.1脱模机构的分类压铸成型后，使塑件从凸模或凹模上脱出的机构称为脱模机构。脱模机构由一系列推出零件和辅助零件组成，可具有不同的脱模动作。由于塑件的形状与尺寸的变化，因此脱模机构的种类也是千变万化的。按推出动作的动力源对机构可分为：手动脱模、机动脱模、气动和液压脱模等几种脱模方式。按推出机构动作特点可分为：一次推出（简单脱模机构）、二次推出、顺序脱模、点浇口自动脱模和带螺纹塑件脱模等几类。5.1.2脱模机构设计原则脱模机构的种类繁多，设计也复杂，且要求在脱模时不对塑件造成损坏变质和影响其外观形状，所以在是设计时必须要求正确分析塑件对模具粘附力的大小和作用位置，一边选择更合适的脱模方式和恰当的脱模位置，使塑件平稳脱出。同时推出位置也应尽量选择在塑件的内表面比较隐蔽的地方，使塑件外表面不留下推出痕迹。为使推出机构简单、可靠、开模时应使塑件留于动模，以利用压铸机移动部分的顶杆或液压杆夫人活塞推出塑件。推出机构结构运动要准确、灵活、可靠、无卡死与干涉现象。机构本身应有足够的刚度、强度和耐磨性。5.2导向机构设计5.2.1导向机构设计原则导向机构主要用于保证动模和定模两大部分或模内其他零部件之间的准确对合，起定位和定向作用。其结构类型（如图5.1所示）。其中的A型导柱主要适用于简单模具和小批量生产，一般不要求配置导套使用。B型导柱适用于塑件精度要求高及生产批量大的模具，通常与导套配套使用，以便在磨损后，通过更换导套继续保持导向精度。装在模具另一边的安装孔可以和导柱安装孔以同一尺寸加工而成，从而保证了同轴度。为了确保导柱能起到很好的导向、定位并且保护型芯的作用，我们一般将导柱的长度设计得要比型芯的长度长出（510mm）左右，以免在导柱未导正时凸模先进入凹模型腔与其碰撞而损坏。导柱的直径视模具大小而定。但必须满足足够的抗弯强度，并且表面要耐磨，芯部要坚韧，因此导柱的材料多半回采用低碳钢（20）渗碳淬火，或是碳素工具钢（T8，T10）淬火处理，硬度一般要求在5055HRC。导柱端部设计成锥形或半球形，以便导柱能顺利的进入导向孔。导柱与导向孔通常采用间隙配合H7 / f 6或H8/ f 8，而与安装孔之间采用H7 /m6或H7 / k6，配合部分表面粗糙度为R a =0.8m。同时必须要采用适当的方法防止导柱从安装孔中脱出。导柱直径尺寸按模具模板外形尺寸确定，模板尺寸也，导柱间中心距应越大，导柱直径就越大。5.2.2导柱的外形尺寸计算本设计中导柱的材料选择为碳素工具钢 T8，淬火处理，硬度为55HRC，导柱的长度要高出凸模（510mm）在本设计中取6.5mm，其端部设计成半球形。由于我们所设计的塑件精度要求不高，为简化设计和降低成本，我们选择A型导柱。模板外形尺寸选择为250250，导柱直径一般选择为1535mm，在设计中我们将导柱直径选为20mm。导柱的长度L 为：L=L1+L2+8式中：L 导柱的总长度mmL1 动模板的厚度mmL2 型芯的高度mm5.2.3导向孔的设计我们选择了 A 型导柱，它没有配套的导套，所以不需设计导套机构，而只需要在模板上加工设计一个导孔即可。导向孔设计要点：导向孔在设计时必须要设计成为一个通孔，如是盲孔必须在导向孔的底部开设通气孔，否则当导柱进入了盲孔后，导向孔中的空气将会无法排除，而无法排除的空气将会产生反压力，给导柱运动造成阻力。为了能让导柱顺利进入导套中，在导套的前端应设计成为倒圆角。导套的材料采用淬火钢或铜等耐磨材料，其硬度必须比导柱低，以改善摩擦和防止导套或导柱拉毛。导套孔的滑动部分按H8/ f 8间隙配合，导套外径按H7 /m6过渡配合。导套安装固定方式可用台阶式导柱，利用轴肩防止开模时拔出导套，也可采用直导套，用螺钉起止动作用。在本设计中选择了后种导套的安装方式。5.2.4导柱的数量和布置压铸模的导柱一般取4根，其数量和布置形式根据模具的机构形式和尺寸来确定。5.3定位圈5.3.1定位圈的定义定位圈是主要用于与压铸机定位孔配合的，为了便于模具在压铸机的安装以及主流道衬套与压铸机的喷嘴孔精确定位，而在模具（一般是在定模）上安装的一种定位装置。它除了能保证浇口套和喷嘴孔的精确定位外，还具有防止浇口套从模内脱出的功能。5.3.2导柱的数量和布置定位圈与压铸机上的定位孔上的配合长度的选择。对于小型模具一般选择810mm；对于大型模具取1015mm。定位圈的外径D 比压铸机上的孔位径小0.20.3mm，以便于装模。根据定位圈的选择要求和所设计的模具大小我们选择的定位圈规格如下：定位圈与压铸机上的定位孔配合长度选为L=10mm；直径：D=DO 0.2（DO：压铸机定位孔的直径为100mm）D=DO0.2=1000.2=99.8mm在本设计中，一方面由于模具是小型模具，且精度要求并不高；另一方面，从设计的工作量，以及模具中浇注系统的主流道较短等几方面综合考虑看来，定位圈与定模的安装搭配方式，我们可以选择最常用型的安装方式，其剖面图（如图5.2所示）5.4主流道衬套主流道衬套选择：根据实用压铸模设计手册查的，主流道衬套尺寸是根据使用情况所决定的。而主流道衬套的常用材料为T8A，HRC55, 其剖面图（如图5.3所示）5.5其他结构零件设计 支承块支承块又称支架，可以和动模固定板设计为一体，也可以单独设计为一个零件。单独设计为一个零件时又称垫块。外形为圆形的模具单独设计为一个零件比较经济，而方形模具则是常常设计为与动模固定板为一体的结构。在本设计中，模具外形为方形模具，我们可以选择后者设计方法，将支承块设计为与动模固定板为一体。 动模垫板动模垫板是垫在动模型腔下面（后面）或主型芯固定板下面的一块平板，其作用是承受成型时压铸熔体对动模型腔和型芯的作用力，防止型腔底部或是主型芯脱出型芯固定板。动模垫板在设计时要注意其平衡度和必要的硬度和强度。通常可根据经验类比的方法来选择，必要的时还要按动模部分受力状况进行厚度计算。在本设计中，由于塑件的尺寸教小，其充模时对型腔和主型芯的压力不是很大，所以对动模垫板的设计我们就可以根据经验类比的方法来选择。在此我们是通过动模、定模的外型尺寸和标准模架的选择来确定动模垫板的尺寸和厚度。 模座模座是与压铸机连接的模具底版，分为动模座和定模座。它在压铸成型过程中，传递合模力并承受成型力，所以模座必须要具有足够的强度和刚度。即是说模座必须要达到一定的厚度，一般小型模具不能低于13mm，大型模具可以达到75mm 以上，模座的形状和尺寸应与压铸机上的动、定模固定板相匹配，模座上设计的安装结构（螺栓孔、压板台阶等）必须与压铸机上动、定模固定板上安装落空的大小、位置相适应。 螺钉、销钉螺钉、销钉是模具中用于连接和定位的零件，通常根据具体强矿凭经验来对其进行选择，也可以根据所固定的板的厚度来选择，其选择方式如下表：表5.1螺钉尺寸选择注：销钉的选择等同螺钉的选择第6章 模具加工工艺设计第6章 模具加工工艺设计很多压铸模具零件，不同的加工条件和加工方法是不一样的。目前主要加工方法精度较低的模具：经济综合加工，电火花线切割，数控精密加工，高速加工等。由于遥控器精度要求一般，模具结构尤其是型腔结构复杂程度一般，因此模具的加工立足于经济、可行，故采用了普通加工与电火花成型相结合的工艺方法。根据零件类型下面简单分析一下主要类型零件的加工工艺。6.1 坯料的确定坯料是指模具零件采用材料的原始状态。一般情况下，采用标准棒料或板材，也可采用锻造坯料。在有专业模具企业中，对性能要求不高的材料多采用标准规格材料，而对性能要求较高的材料则要经锻造，然后经热处理调质后具有适当硬度和便于加工抛光的专用模具用钢切割成坯料，这种形式加工余量小，节省了人工和材料用量。坯料通过锻造可使金属材料的金相组织密实，对其强度和刚度也有提高。只是应严格控制加工余量，加工余量过大，会引起材料和加工工时的浪费。6.2 模板的平面加工6.2.1 平面的粗加工平面切削加工是指用车床、刨床、铣床等对坯料的6个方面进行粗加工，再去掉坯料的加工余量后，在留出足够的半精加工余量，同时对模板上较大的孔也应进行粗加工。粗加工完了之后，应进行一次退火处理或调质处理，以去除模板的内部应力，使其组织稳定，以防止在模具制造、模具成型或淬火过程中的变形或淬裂。6.2.2 平面的半精加工在经过退火而消除内应力之后，模板会产生不同程度的变形。半精加工就是去除其变形量，并给精加工留出适当的加工余量。6.2.3 平面的精加工通过以上的加工程序，模板已形成了基本轮廓。采用平面磨床磨削模板厚度的两平面，并达到要求的厚度尺寸和表面粗糙度。这两个分模面即是z轴方向上的加工基准面。取任意相邻的两个侧面进行高精度的直角加工，并与模板平面相互垂直。这两个侧面即是x，y方向上的加工基准面，分别作文字标记，如x，y。当平面的精度要求，特别是平面度公差要求很高时，可以采用研磨的方法，即采用铸铁平板作为研具，由很细的金刚砂做磨料，施以较小的压力均匀平衡的去除配合面的余量，达到多面积的良好接触。6.2.4 薄板的精加工当模板较薄或太薄时，在退火填质或淬硬后容易发生弯曲或翘曲形变的现象。在磨削发生形变的薄板时，应使用薄而宽的挡板，将薄板四周挡住，并将被加工的薄板的凹面向下，然后以很小的磨削量对凸面进行磨削，当磨削部分的长度达到薄板长度的2/3时，将薄板翻面，依然采取精度磨削的状态，这样反复数次，直到翘曲的现象完全消失，才能按常规磨削。因此，薄板的预留余量应该加大，以防止达到尺寸要求时局部仍有凹处，而导致薄板报废的现象。6.3 孔及孔系的加工在模板平面加工完成之后，在模板上需要加工的部位，包括镶嵌成型零件的各种形状的孔，导柱孔、复位杆孔、顶杆孔、侧抽芯时的导滑槽、固定模板的螺栓孔以及冷却水道孔、钓钩孔等，即在模板上需要加工的部位不外乎是进行各种形式的孔及孔系的加工。压铸模上的加工方法主要有：钻孔、扩孔、镗孔、磨孔等，这是根据孔的精度等级和表面粗糙度的要求决定的。压铸模的同一零件上经常出现由相互位置精度要求的多个孔称为孔系。对孔系的加工除了要保证孔本身的精度要求和粗糙度要求外，还要保证孔与孔之间的位置精度要求，各平行孔之间的轴线平行度、各同轴孔之间的轴线同轴度以及孔的轴线与基准面之间的平行度和垂直度等等。6.3.1 孔系的加工孔系的加工在一般情况下是以x，y，z为基准面的，找出需要加工部位的中心，并划出与x，y相互垂直的交叉中心线，依照蓝图画出加工轮廓线来。孔系的加工大体有如下几种方法：（1）精密划线加工找出中心线后，在中心处用冲头打窝，首先选用比被加工孔直径小的钻头钻孔。钻孔后，检验孔与基准面的相对位置以及各孔之间的相对位置是否满足位置精度的要求，如果发现偏差可用整形锉修正，然后再扩孔，再检验，直到各孔位置精度达到欲求位置，最后进行留有铰孔位置余量的最后扩孔，并进行粗铰和精铰。（2）对合加工当两块模板具有相同位置的多个通孔时，可采用两模板对合在一起的方法加工，如导柱孔以及成型零件的镶嵌固定孔等。对于加工和直径均相同的孔是以x，y各侧边为基准面时，按装配时的排列顺序，将它们装夹在一起，只需一面划线，并对模板找平，就可以同时将对应的两个通孔同时加工出来，各孔的位置不必有严格的要求，他们在同一位置加工的磨只要按模具的装配位置顺序组装，位置度的偏差对整体没有影响。对位置相同，但孔的直径不同的孔，在装夹两块模板时，在其中间平行垫起一个进刀距离的平行垫板，并将带大孔的模板位置在上部划线，同时加工出底部的小孔后，再对打孔进行扩孔，同样达到以上的效果。（3）坐标镗床加工这是目前最常用的加工孔系方法，坐标镗床是具有二维坐标的高精