三角皮带轮压铸模具设计.doc

湖北工业大学商贸学院毕业设计论文题 目 三角皮带轮压铸模具设计 学院（系） 机电工程学院 专业班级 材料本（一）班 学生姓名 * 指导老师 * 45 / 50目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 压力铸造的原理及其优缺点11.2 压力铸造生产工艺过程11.3 压铸合金11.4 压铸机31.5 压铸模31.6 压铸模的设计41.7 本次设计的纲领52 三角皮带轮压铸模设计前的工艺准备62.1 铸件毛坯的测绘62.2 对零件图进行工艺性分析62.2.1 压铸合金的选用62.2.2 压铸件结构上的要求72.2.3 压铸件结构工艺性的分析92.3 对模具结构的初步分析92.3.1 选择分型面和确定型腔数量102.3.2 选择内浇口位置102.3.3 抽芯方案的确定102.3.4 确定推出机构的位置，确定合理的推出方案102.4 浇注系统的设计102.4.1 内浇口截面积的计算122.4.2 直浇道设计122.4.3 横浇道的设计132.5 选用压铸机132.6 排气系统的设计172.7 铸件工艺图的绘制173 压铸模总体设计193.1 压铸模的模体设计193.1.1 模体设计的要点193.1.3 成型零件尺寸的计算203.1.4 压铸模的结构零件的设计203.2 抽芯机构的设计253.2.1 抽芯机构的主要组成263.2.2 确定抽芯力和抽芯距26293.3.1 推出机构的组成293.3.2 推出机构的分类和选用293.3.3 推出机构的设计要点303.4 压铸模技术要求313.5 压铸模总装图的技术要求373.6 绘制模具总装图和零件图374 计算机绘图394.1 计算机绘图软件的介绍394.2 AutoCAD的应用39小 结41致 谢42参考文献43 摘 要压力铸造属于永久型铸造，是一种重要的铸造方法。它的主要优点是生产率很高，并且铸件的尺寸精度高。在设计中，首先对三角皮带轮的结构、尺寸进行了分析。由于该件属于薄壁、中等复杂件，材质要求为YZAlSi12Cu2Mg1，确定该件可以压铸。取它的最大截面(底面)作为分型面，这样零件齿槽可以通过型芯来成型。本设计采用一模一件。然后进行压铸工艺设计，包括铸造圆角、拔模斜度、分型面和浇注系统，并选定压铸机为J1113C型。根据既定的压铸工艺，对压铸模的总体和各结构零件进行详细的设计，其中包括模板、导向机构、抽芯机构、推出机构、型芯,对导柱直径、抽芯斜销直径、模板厚度、吊环螺钉的强度进行校核，并核算推杆的截面积(想要更多详细图纸请加740773248,代写毕业设计)。利用计算机绘图软件AutoCAD绘出总装图并拆绘全部非标准零件图。设计过程中还全面考虑了加工、装配的可行性和简便性，以及节约成本等问题，预测该模具能够很好地满足生产需要，且能较好地达到经济技术要求。关键词：压铸模 三角皮带轮 斜销 铝合金 AbstractDie casting is an important foundry method, which is belonged to the permanence foundry. It has a merit of high productivity, and the precision of dimension is very high. In this design, first analyze the structure and dimension of the triangle wheel of belt, and find that it is a thin wall and moderate complex casting, and it is made of YZAlSi12Cu2Mg1. So it can be made by die casting. The divided section is the base face, which is the maximum section. And the trough of gear can be molded by two sliding blocks core puller , it can be designed that one castings per die. Then the fillet of the casting, the drafting pitch, dividing face and the gating system of the casting processing can be confirmed, and choose the type of the die casting machine, which is J1110B.On the base of the casting processing which has been designed, the entirety and individual part of the die casting can be designed, including the pattern plate, guiding mechanism, core puller, extrusion mechanism and cores. And the strength of the guiding pole, the oblique pin, the pattern plate, the flying rings bolt need to be checked out. And so was the crossing area of the pusher. The assemble drawing and all the non-standard parts of the die can be drew with the help of AutoCAD drawing software. During the designing, the processing, the feasibility and convenience of the assemble and the costing was considered. It was predicted that this die would be satisfied the manufacture perfectly and it would achieve the economic and technical request perfectly.Keywords: die casting, triangle wheel of belt, oblique pin, Aluminum alloy三角皮带轮压铸模设计1 绪论压力铸造属于永久型铸造工艺范畴，是一种高经济效益的铸造方法。在有色金属铸造中，压铸是最为重要的生产方法，约60%的铝合金铸件是通过压铸生产的。早在1822年，这种方法就已显示出它的生产潜力，威廉姆乔奇（William Church）博士制造了一台日产12000-20000铅字的铸字机。小戴维（David Bruce Jr）在1838年制造了一台每分钟生产165个小铅字的自动机。到19世纪后期，可以看到压铸件在现金出纳机、留声机和自行车生产中的应用日益增多。而1904年可能是压铸史上最重要的一年。因为在这一年中，法兰克林（H.H.Frankin）公司开始用压铸方法制造汽车的连杆轴承，这就开创了压铸件在汽车工业中应用的先例，而且一直延续至今。影响压铸经济效益的因素主要有压铸件的生产效率、压铸件的质量和每件压铸件的成本这三个因素。在中国当前压铸市场快速发展的情况下，能够继承前人的经验将压铸技术合理地应用于现代工业生产中并能够有所突破，将会使生产工艺更为合理和高效，有利于生产的发展和技术的进步，从而实现较高的经济效益。1.1 压力铸造的原理及其优缺点（1）压力铸造的实质是在高压作用下，使液态金属或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的方法。在压力铸造中高压和高速度是其两大特征。通常所采用的压力为20-200MPa,充填时的速度(又称内浇口速度)为1570m/s,充填时间与压铸件的大小和结构有关，一般为0.010.2秒。（2）压力铸造的优点有：第一，生产率高。在所有的铸造方法中，压铸是一种生产率最高的方法。第二，铸件的尺寸精度高，表面光洁度好。因此，一般压铸件可以不经过机械加工或只对个别部位进行加工就可以使用。第三，铸件的表面硬度和强度都较高，抗拉强度一般比砂型铸件高25%30%。第四，可以压铸形状复杂的薄壁铸件。第五，压铸件的尺寸稳定统一，互换性好。其缺点主要有：第一，压铸件易产生内在气孔，不能进行热处理，也不宜在高温下工作。同样也不希望对压铸件进行机械加工，以免铸件表面显露出气孔。第二，不适宜压铸高熔点金属。第三，由于压铸模加工周期长、成本高，但其生产率高，故仅限于大批量生产中。1.2 压力铸造生产工艺过程见工艺流程图：图1-1。1.3 压铸合金图1-1 压铸工艺流程图目前使用的大多数压铸件实际上是用铝合金、锌合金、镁合金和铜合金制成。但有一些压铸件仍然采用低熔点合金制造。在这些压铸合金中铝合金应用最广，而镁合金呈增长的趋势。目前工业应用的压铸铝合金主要有以下几大系列：Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等。1.4 压铸机压铸机是压铸生产的专用设备，它是一种很复杂的机械设备，包含了机械、电气、液压和气动等各种元件。常用的压铸机可分为：热压室和冷压室两大类。冷压室压铸机又可以分为立式、卧式和全立式三种类型。压铸机的主要技术参数有：合型力、压射力、压射比压、动模座板行程、压铸模厚度等。压铸机正得到积极的发展，并应用了许多现代技术，如计算机控制等。1.5 压铸模压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备，压铸生产过程能否进行、铸件质量能否保证，在很大程度上取决于模具结构的合理性和技术上的先进性。压铸模始终设计成由两个半模组成（相当于砂型铸造的上箱和下箱），压铸时它们相互闭合在一起。压铸模的各部分（包括所有的型芯），都是由钢铁材料制成的永久性结构。因此，所有位于压铸件取出方向内的压铸模部分都必须是可活动的，以便在压铸结束后完整地取出压铸件。（1）压铸模的组成见图1-2所示。图1-2 压铸模结构组成（2）压铸模各部分的作用静模：静模固定于压铸机工作台上，上面设有直浇道。压铸时，直浇道与压铸机上的压室相连接，金属液通过直浇道进入型腔。其中静模上的静模衬模是压铸型腔的主要组成部分。动模：动模固定在压铸机的动模压板上。随着压铸机的开合运动，动模与静模分别分开和合拢。一般抽芯机构和顶出机构都在这一部分。成型部分：形成铸件的几何形状。抽芯机构：所有位于压铸件取出方向内的型芯，由于影响铸件的取出，必须做成活动型芯，以便于铸件的取出。另外抽芯机构的抽芯动作必须在铸件顶出之前完成。顶出机构：一般设计在动模中，用于开模后卸除铸件对成型零件的包紧力，并使铸件处于容易取出的位置。浇注系统：是金属液从压室进入成型部分的通道，其设计的好坏可直接影响到铸件的质量。排气系统：型腔内的空气、金属液及涂料发出的气体均由该系统排出。冷却系统：平衡模具温度，使之在要求的温度范围内工作，防止模具温度的急剧变化。在实际生产中，由于铸件的大小和技术要求不同，压铸模的组成也会相应有所变化。该设计中没有预复位专门机构，也没有溢流槽和加热冷却系统。1.6 压铸模的设计（1）压铸模的基本要求压铸模设计时应考虑以下基本要求：所生产的压铸件，应保证产品图纸所规定的尺寸和各项技术要求，减少机械加工部位和加工余量。模具应适应压铸生产的工艺要求。在保证铸件质量和安全生产的前提下，应采用合理、先进、简单的结构，减少操作程序，使动作稳定可靠，构件刚性良好，易损件拆换方便，便于维修。模具上各种零件应满足机械加工工艺和热处理工艺的要求。选材适当，配合精度选用合理，达到各项技术要求。掌握压铸机的技术规范，发挥压铸机的生产能力，准确选定安装尺寸。在条件允许时模具应尽可能实现标准化、通用化，以缩短设计和制造周期，管理方便。（2）铸模设计前的工艺准备对零件进行工艺性分析(a)根据零件所选用的合金种类分析零件的形状、结构、精度和各项技术指标。(b)确定机械加工部位，加工余量和机加工的工艺措施和定位基准等。对模具结构的初步分析(a)选择分型面和确定型腔数量。(b)选择内浇口进口位置，确定浇注系统的总体布置方案。(c)确定抽芯数量，选用合理的抽芯方案。(d)确定推出元件的位置，选择合理的推出方案。(e)对带嵌件的铸件，要考虑嵌件装夹和固定方式。选定压铸机的规格(a)确定压射比压，根据具体的零件尺寸计算锁模力，选定压铸机型号和规格。(b)选定压铸机所需的附件，如液压抽芯器、通用模座等。(c)估算压铸机的开模距离，必要时估算铸件所需的开模力和推出力。绘制铸件图(a)绘出铸件基本图形。(b)标出机械加工余量、加工基准、拔模斜度及其它工艺方案。(c)绘出分型面位置、浇注系统、溢流槽、推出元件位置及尺寸。(d)定出铸件的各项技术指标。(e)注明压铸的合金种类和牌号及技术标准。（3）压铸模总体设计的主要内容压铸模总体设计应包括以下主要内容：(a)按初步分析方案，布置分型面、型腔位置和浇注系统，并相应考虑溢流槽和排气槽的布置方案。(b)确定型芯的分割位置，相关尺寸和固定方法。(c)确定成型部分镶块的拼镶方法和固定方法。(d)计算抽芯力，确定抽芯机构各部分的尺寸。(e)确定推杆、复位杆等的位置和尺寸。(f)布置冷却和加热管道的位置和尺寸。(g)确定动模和定模镶块、动模和定模套板的外形尺寸（长高宽），以及导柱、导套的位置和尺寸。(h)确定推出机构和各部分尺寸，核算推出行程、预复位机构和尺寸。(i)确定嵌件的装夹、固定方法和尺寸。(j)计算模具的总厚度，核对压铸机的最大和最小开模距离。(k)按模具的外形轮廓尺寸，核对压铸机拉杠间距。(l)按模具动模和定模座板尺寸，核对压铸机安装槽或孔的位置。(m)根据选用的压射比压，计算模具在分型面上的反压力总和，复核压铸机的锁模力。1.7 本次设计的纲领本设计的对象是汽车上用的的三角皮带轮，材质为YZAlSi12Cu2Mg1,要求年产量为15万件，依据其生产批量大、零件的强度、精度要求高等特点采用压力铸造。2 汽油泵泵体压铸模设计前的工艺准备2.1 铸件毛坯的测绘（1）铸件毛坯的结构尺寸测绘应用卡钳、游标卡尺、三角尺、刚尺和量角规、圆角规分别测出毛坯的结构尺寸长、宽、高、回转面直径、壁厚和孔深等结构尺寸。对非整尺寸进行取整修正，对圆径非偶的圆径尺寸进行取偶校正，并绘出铸件图,如图2-1所示的是汽油泵泵体的主剖视图，图2-2为汽油泵泵体的俯视图。图2-1 三角皮带轮主剖视图（2）重量测量用台秤称得三角皮带轮铸件重G383g。2.2 对零件图进行工艺性分析2.2.1 压铸合金的选用(1)对压铸合金的基本要求：过热温度不高时具有较好的流动性，便于充填复杂型腔，以获得表面质量良好的铸件。线收缩率和裂纹倾向小，以免铸件产生裂纹，并可提高铸件尺寸精度。结晶温度范围小，防止产生缩孔和缩松，提高铸件质量。图2-2 三角皮带轮俯视图具有一定的高温强度，以防止推出铸件时产生变形或破裂。在常温下有较高的强度，以适应大型薄壁复杂铸件生产的需要。与金属型腔相互之间物化作用的倾向小，以减小粘膜和相互合金化。具有良好的加工性能和一定的抗腐蚀性。（2）汽油泵泵体是汽油泵的主体部分，该零件结构比较复杂，对强度、安装精度和密封性能要求比较高。以前采用铸铁的砂型铸造方法来生产，由于生产率很低，不能满足现代化的大批量生产要求，因此改用压铸来生产。由于铝合金熔点低（600o左右），故可广泛应用于金属型铸造和压力铸造。液态铝合金流动性好，充型能力强，可用于制造薄壁件和复杂件。铝合金的高温强度虽低，但能满足一般零件的需要；热裂倾向也大，但可采取适当措施来消除。本设计中的三角皮带轮采用的是牌号为YZAlSi12Cu4Mg1的铸铝，其代号为YL108,其主要化学成分为11.013.0%Si、1.02.0%Cu、0.30.9%Mg、杂质0.3%，其余为Al。这种合金能够满足三角皮带轮的性能要求。2.2.2 压铸件结构上的要求（1）加工余量当铸件由于尺寸精度或成型公差达不到设计要求时，应优先考虑采用精整加工（如校平、拉光、压光、整形等），以保留其强度较高的致密表层。其次考虑机械加工，但应注意此时应采用较小的加工余量，机械加工余量见表2-1（未另注明者均来自文献11）。表2-1 机械加工余量公称尺寸303050508080120120180180260260360360500每面余量0.30.40.50.60.70.80.91.2本铸件因其本身为采用测绘所得的，加工余量已考虑在内。（2）壁厚压铸件的合理壁厚取决于铸件的具体结构、合金工艺性能、压铸工艺参数等许多因素，为了满足各项要求，以薄壁和均匀壁厚为佳。本铸件壁厚较为均匀，壁厚在6mm左右，适宜于压铸。（3）铸孔表2-2所示的是在压铸生产中能直接铸出的孔的直径或孔径与深度之间的关系。表2-2 铸孔最小孔径以及孔径与深度的关系 由图2-1、2-2可见三角皮带轮有2个8mm6mm的通孔孔，1个20mm19mm的孔，均能够铸出。（4）拔模斜度拔模斜度大小与铸件的几何形状、高度或深度、壁厚及型腔或型芯的表面状况如光洁度、加工纹路方向等有关。在允许范围内，宜采用较大的出模斜度，以减小所需要的推出力或抽芯力。推荐的拔模斜度见表2-4。对于该铸件而言，都为非配合面，因此取其外表面拔模斜度为030，内表面拔模斜度为1。表2-4 出模斜度2.2.3 压铸件结构工艺性的分析设计压铸件时需充分考虑以下因素：压铸工艺特性。压铸件的结构要素。模具结构。铸件清理、表面处理及热处理等后道加工工艺。因此，合理的铸件结构可简化模具结构，缩短生产周期，并保证铸件质量良好，成本低廉。本铸件的四个侧孔都可以通过抽芯机构来完成。利用型芯、镶块可做出中心部分的圆孔和方形凹槽以及铸件的外轮廓。2.3 对模具结构的初步分析2.3.1 选择分型面和确定型腔数量（1）选择分型面在选择分型面时要注意以下几点：开模时保持铸件随动模移动，脱离静模。方便浇注系统和排气系统的布置。不影响铸件尺寸精度。第一，分型面应避免与铸件基准面相重合；第二，铸件尺寸要求较高的部位设置在同一半模内；第三，尽量选用铸件的机加工面作为分型面。此外还要注意简化模具结构，尽量减少侧抽芯机构和活动部分，以及有碍于成型零件加工的部分。综上所述，由于三角皮带轮的最大截面为底上100mm的圆，将分型面选在铸件底面上比较合适，如图2-1所示。查图3-1可得：长10mm直径为62mm的型芯所需抽芯力为450千克；长10mm直径为8mm的型芯所需抽芯力为50千克；长10mm直径为20mm的型芯所需抽芯力为150千克。则动模部分对铸件推出时的摩擦阻力为4502.1+1501.9+500.62=1290千克，而估算静模部分对铸件的摩擦阻力为1501.02=459千克。由于1290459，则在压铸时整个铸件位于动模内，开模后铸件留在动模中，也便于顶出机构将铸件顶出，方便取件。（2）确定型腔数量和抽芯数量该铸件形状较为简单，在静模部分可设一个大型芯来形成底部的外形和圆形凹槽。而动模部分比较复杂，要用一个大型芯来形成上面凹槽和中心孔。另外在大型芯上还要套两个芯子来形成上面8mm19mm的孔。此外，在侧面还需要2个滑块型芯来形成侧面齿槽。总的说来一个三角皮带轮的型腔需要1个静模型芯、3个动模型芯、2个滑块型芯以及推杆、滑块来共同成型。若采用整体式型芯，尽管通过电火花加工技术可以做出，但是在使用中却可能会出现局部的磨损而导致需要更换整个型芯。这样做在经济上反而不合算。而采用镶拼式型芯不仅加工方便、成本低，而且易于维修、更换。2.3.2 选择内浇口位置为避免在压铸时金属液正面冲击型芯和型腔，以减少金属液的流动阻力，可采用外侧浇口，其具体位置见图2-3。选用侧浇口有利于提高生产率，且去除浇口比较方便。2.3.3 抽芯方案的确定在本设计中，铸件侧面的齿槽需要2个型芯来形成。常用的抽芯机构有斜销抽芯、斜楔块抽芯和弯销抽芯，其中斜楔块抽芯的抽芯距离比较短。本铸件侧面齿槽最深处为12.5mm,滑块型芯移至刚好不阻碍铸件顶出的距离为33mm，不适合用斜楔块抽芯。而弯销抽芯一般用于抽出离分型面垂直距离较远的型芯。因此选用斜销抽芯较好。2.3.4 确定推出机构的位置，确定合理的推出方案在推出机构的设计中，要注意使铸件在推出过程中受力平稳。在本设计中，铸件上的推出位置见装配图。同时在浇注系统上视需要来设计推杆的大小、数量和位置。2.4 浇注系统的设计 图2-3 浇口图表2-5 充填速度推荐值表2-6 充填时间推荐值2.4.1 内浇口截面积的计算确定最合理的内浇口截面积涉及到多方面的因素，目前尚无切实可行的精确计算方法，在生产实践中可用下式计算： （2-1）式中内浇口截面积（）；通过内浇口的金属液质量（）；液态金属的密度（）；内浇口处金属液的流速（）（见表2-5）；型腔的充填时间（）(见表2-6)。由于对铸件力学性能和致密度要求较高，由表2-4可取为30m/s；用ProE计算出壁的截面积为1371.5，其总壁长为231.4mm,故铸件的平均壁厚t=1371.5/231.4=5.93mm。所以取充填时间为0.08；则 取整为60。由表2-7选取内浇口厚度h=2mm,则其宽度为表2-7 内浇口厚度推荐值2.4.2 直浇道设计直浇道直径取D=40mm；直浇道厚度一般取直径的，则为H=15mm；保证压射冲头动作顺畅，有利于压力的传递和金属液的平稳充填，压室与浇口套内径应保持同轴度，其精度等级为5级。压室与浇口套采用连接式压室。为防止加工误差影响同轴度，冲头与浇口套之间的配合为：浇口套内径取mm，冲头外径为mm；与直浇道相连接的横浇道一般设置在浇口套的上方，防止金属液在压射之前流入型腔。2.4.3 横浇道的设计横浇道的结构形式：采用平直式。横浇道的截面积形状：由铸件的结构特点，选择扁梯形，如图2-4。选。则：。取（式中T为内浇口厚度）。为使金属液不直接冲击型壁，其形状如工艺图中所示。在与直浇道相连接的横浇道部分将比横浇道分道宽，取b=40mm,与直浇道的直径相同。横浇道与内浇道之间的连接方式：横浇道与内浇道均设在动模上，连接方式见图2-5。 图2-4 横浇口截面图 图2-5 直浇道与内浇道的连接2.5 选用压铸机不同类型的压铸机比较见表2-8和表2-9。冷室压铸机虽然热量损失较大，操作较麻烦，生产率较热压室压铸机低，但它的压力大，能获得组织致密的铸件，而且能压较大的件。卧式压铸机的压室简单、维修方便，充填过程的流程短、金属消耗小，能量损失也小，有利于传递最终压力。而立式压铸机的生产率较低，有为卧式压铸机取代的趋势。所以本设计选用卧式冷室压铸机。本设计采用一模一件。表2-8 热压室压铸机和冷压室压铸机的比较表2-9 立式压铸机与卧式压铸机的比较（1）确定压射比压比压是确保铸件致密性的重要参数之一，一般按铸件的壁厚、复杂程度来选取。该铸件结构虽不算复杂，但要承受一定的压力，由表2-10初选压射比压为50MPa。表2-10 推荐压射比压（2）确定压铸机的锁模力压铸机的锁模力主要是为了克服压铸时的反压力，以锁紧模具的分型面，防止压铸时金属液从分型面溢出，从而影响铸件的精度。主涨型力的计算（a）确定铸件（包括浇注系统）在模具分型面上的投影面积：则（b）由于压射比压选用，则涨型力压铸时金属液充满型腔后所产生的反压力作用于侧面的活动型芯的成型端面会使型芯后退。要使型芯不后退常在与活动型芯相连接的滑块的端面上采用楔紧块，这样就在楔紧块的斜面上产生了法向力.则压铸机的锁模力应大于。图2-6 国产压铸机比压投影面积对照表（3）由图2-6查得可选用J116D型，其合型力为630KN。再选用J1113C型（如图2-7），其合型力为1250KN661.2KN。J1113C型压铸机的主要参数见表2-11。图2-7 J1113C型卧式冷室压铸机模板尺寸表2-11 J1113C型卧式冷室压铸机主要参数（4）选用压铸直径由于铸件不大，因此选用较小的压室直径40mm,此时可通过调整压铸机的压射力来达到所需的压射比压。（5）锁模力的核算当压射力取最小为70KN时，压射比压为,则实际压射比压为55MPa,实际，实际；则所需锁模力为。由于1250KN723KN,所以合适。（6）压室容量的核算压铸机初步选定之后，压射比压和压室直径的尺寸相应地也就确定下来了，这样压室可容纳的金属液的重量也为定值。在压铸时，每次浇注的金属液不能够超过压室的最大容量，否则不能压铸；同时金属液也不能过少，否则带入的空气太多，一般以占压室的1/43/4之间为好。每次浇注时金属液的质量约为（余料的质量计算在浇注系统中） （2-2）其中 由于直浇道中的余料长度L一般取直径d的1/21/3，则（为液态铝合金密度）用PROE计算出横浇道和内浇口容积为5.2，则在本设计中=0，则模具的定模厚度为80mm,计算的压室有效长度为l=235+70=305mm,则当压室直径为40mm时，其中最多可容纳的液态锌合金质量为：压射时金属液的体积占压室容积的比率为综上所述，压铸机应选取J1113C型卧式冷室压铸机。在生产中其实际压射比压为55MPa,压室直径为40mm。2.6 排气系统的设计 型芯的间隙以及推杆的配合间隙进行排气；2.7 铸件工艺图的绘制（1）绘出铸件图；（2）确定分型面位置，浇注系统和排气槽位置；（3）注明压铸件的合金种类、牌号及各项技术要求。3 压铸模总体设计3.1 压铸模的模体设计模体是固定和设置成型镶块、浇道衬模、浇口套及抽芯机构、导向机构等的基体。主要构成有动、定模座板，动、定模套板，支撑板，卸料板及定位销、紧固零件等。在总体设计时要依据已确定的设计方案对有关构件进行合理的计算、选择和布置。3.1.1 模体设计的要点（1）模体应有足够的刚度，在承受锁模力的情况下不发生变形。（2）模体应在可能的情况下尽量小，不能太过于笨重，否则不利于装卸、修理和搬运，同时也会增加压铸机的载荷。（3）反压力的中心应尽量接近压铸机的合模力的中心，以防止压铸机受力不均，造成锁模不严。（4）模体在压铸机上的安装位置应与压铸机的规格或通用模座规格一致。（5）为方便模体的吊运和装配，在动、静模上应安装吊环螺钉。（6）镶块到套板边缘的距离适当，以便设置导柱、导套、销钉、紧固螺钉。对设置抽芯机构的模具，模板边框应满足导滑长度和设置楔紧块的要求。（7）连接模板用紧固螺钉的直径和数量，应根据受力大小选取，位置分布均匀。（8）模具的厚度一般要大于压铸机的最小合模间距。对于厚度小于所选压铸机的最小合模间距的，必须附加工作台。3.1.2 压铸模成型零件的结构压铸模的成型零件是指型芯和衬模，其结构形式可分为整体式和镶拼式。（1）设计要点便于加工，以达到成型部分的尺寸精度和组合部位的配合精度；保证镶块和型芯的强度，提高相对位置的稳定性；不产生锐边和薄壁；镶拼间隙方向与出模方向一致；有利于热处理。镶块和型芯的结构应考虑热处理过程中尺寸的稳定性，尽量避免截面相差悬殊，产生塌角和飞边。对于要求清角的型腔，其镶块应从清角的分界线上分割，以免热处理变形；方便维修和调换；不妨碍铸件外观，有利于去除飞边。（2）镶块的固定形式镶块一般安装在套板或卸料板上，安装形式有通孔和不通孔两种形式。不通孔套板结构虽然简单，且强度较高，但对于一般多腔的模具要保持动、定模镶块安装孔的同轴度以及深度尺寸全部一致比较困难。而通孔的套板用台阶固定或用螺钉和压板固定。在动、静模上镶块安装孔的形状和大小保持一致，便于加工，容易保持一定的同轴度。在本设计中，采用的是通孔台阶式安装套板。（3）型芯的固定形式型芯固定时必须保持与相关构件之间有足够的强度、稳定性以及便于机械加工和装卸，在金属液的冲击下或铸件卸除包紧力时不发生位移、弹性变形和弯曲、断裂等现象，其固定形式视需要而定。在本设计中，对于径向为开模方向的型芯采用台阶压紧式，制造安装方便。对于滑块上的型芯则采用销钉式定位的方法。当型芯磨损需要更换时易于拆卸。（4）镶块、型芯的止转方式圆柱形的镶块、型芯，当其成型部分为非回转体时，为保持铸件的形状一定，必须采用止转措施。本设计中采用的是圆柱销止转形式。3.1.3 成型零件尺寸的计算(1)成型零件的尺寸主要参考表31、表32、表33进行设计和计算。在本设计中由于动模套板厚度为80mm，动模镶块及大的动模型芯可根据需要来设计，其成型部分长度都小于40mm，固定部分长度都大于20mm，显然可以满足要求。另外静模套板的厚度为50mm，而铸件不在静模中，其固定长度都大于40mm，也可以满足要求。(2)成型部分尺寸的计算、公差及选用标准压铸件的收缩率本铸件材料为铝合金，其实际收缩率取为0.5%。模具制造公差通常情况下，取压铸件的公差值的1/51/4，一般不高于GB259-89的4级精度，个别尺寸必要时取3级或2级精度。3.1.4 压铸模的结构零件的设计表3-1 组合式成型镶块固定部分长度推荐值表3-2 圆型芯尺寸推荐值表3-3 圆型芯成型部分长度、固定部分的长度和螺孔直径的推荐值（1）模板设计在设计静模和动模的底板以及用于固定成型零件的套板和支撑板时都可参照表3-4。动模、静模底板设计第一，模具吊装在压铸机墙板后，要留出安装压板或紧固螺钉的位置，使模具能够压表3-4 模板标准尺寸系列紧定位。第二，底板尺寸不能大于压铸机拉杆之间的最大尺寸，否则在安装时将装不进去。第三，定模座板的尺寸与卧式压铸机的压室安装孔能够配合。在本设计中，两底板的尺寸为,而J1113C型压铸机两拉杆之间的尺寸为，由于，则能很好装进去。另外，本设计中直浇道的轴线在模板的竖直中心线上，在竖直方向比水平中心线低70mm,而J1113C型压铸机的压室中心最大可以向下移动125cm，则显然可以满足实际生产需要。动、静模套板的设计由于本设计时采用一模一件，压铸模型腔、浇注系统都包含在一个整的镶块上，这样在设计套板时套板内框尺寸只需与镶块外部尺寸相配合即可。但是在设计过程中必须考虑的是滑块抽芯的运动位置问题。在动模套板左右侧开导滑槽，设置侧抽芯机构，在静模套板在相同的部位则应该设置楔紧块。另外，由于动模套板上要装滑块，因而将动模套板的厚度取为80mm,而静模套板则薄一些，取为50mm。支撑板的设计支撑板的尺寸取为450mm300mm50mm。（2）推板与推杆固定板的设计参见表35和表36，具体设计由所选的压铸机及压铸模来确定，参见零件图。推板厚度为32mm，推杆固定板厚度为20mm.推出行程为铸件厚度的2/3，确定为26mm。（3）动、静模导柱、导套的设计设计的基本要求表3-5 推杆及推板固定板推荐尺寸表3-6 推板及推板固定板厚度推荐值（a）应具有一定的刚度引导动模按一定的方向移动，保证动、静模在安装和合模时的正确位置。在合模过程中，保持导柱、导套起到定向作用，防止型腔、型芯错位。（b）导柱应高出型芯高度。（c）为便于取出铸件，导柱要安装在静模上。确定本设计中的导柱、导套由于在本设计中，推出机构采用2根导柱，取导柱直径d=25;动模套板与静模套板之间采用4根导柱。表3-7 导套的主要尺寸导柱、导套的直径可参照。其中f为模具分型面上的表面积，k为比例系数。当f=4002000时，k取0.08；则。取d为28mm,，其导滑段长度为60mm。导套和导柱的主要尺寸见表37和表38。由于动模套板的厚度为80mm，且导柱的直径为28mm，则取其导滑段长度为70mm。（4） 压铸机的开模、合模距离 表3-8 导柱的导滑段直径及长度推荐值每台压铸机都有最小合模距离和最大开模距离两个极限值，为满足生产需要，模具应能满足下列要求：压铸机合模后要能严密地锁紧模具分型面，因此要求模具的总厚度应大于压铸机的最小合模距离，即。模具总厚度为318mm，而压铸机的最小合模距离为350mm，显然模具的厚度不够，因此要在模具上附加工作台，取其厚度为50mm，安全值K为15mm，由318+50350+15，则可以满足要求。压铸机开模后，要求压铸件能顺利取出，因此要求压铸机的最大开模距离减去模具总厚度后留有能取出铸件的距离，即。式中为开模后取出铸件（包括浇注系统）的最小距离。该铸件高38mm,余料厚度为15mm，总计不到60mm，此处取=100mm；对于J1113C型压铸机而言，=800mm；为合模后的总厚度（mm），包括附加工作台的厚度，共为368mm。由可见模具厚度能够满足技术要求。3.2 抽芯机构的设计3.2.1 抽芯机构的主要组成其主要组成有成型零件、运动零件、传动零件、锁紧零件和限位零件。3.2.2 确定抽芯力和抽芯距（1）确定抽芯力由图3-1可以查得：对于本设计而言，其侧型芯的抽芯力很小，可以忽略不计，但必须考虑侧滑块的摩擦力。图3-1 抽芯力查用图（2）确定抽芯距离 （3-1）式中为抽芯距离（mm）；K为安全值(mm)，取K=5mm；为滑块型芯移动至刚好不阻碍顶出铸件的距离(mm)，取为33mm，则（3）斜销抽芯机构斜销抽芯机构中滑块的结构形式为“T”型，稳定可靠；斜销的基本形式及各部分的作用分别见图3-2和表3-9；斜销固定端尺寸和配合精度见表3-10；斜销角度取；斜销直径由表3-11查得d=16mm；斜销长度的计算和确定： 图3-2 斜销的基本形式 图3-3 斜销长度的计算表3-9 斜销各部分的作用表3-10 固定零件的配合类别和精度等级由图3-3得：表3-11 斜销分段长度查用表式中 斜销固定端尺寸（mm）； 斜销工作段尺寸（mm）；斜销工作段导引段尺寸（mm）；抽芯距离（mm）；斜销固定段套板的厚度（mm）；斜销倾角（）；d斜销工作段直径（mm）；D斜销固定段台阶直径（mm）。（4）滑块及滑块限位楔紧的设计滑块的基本形式滑块的截面为“T”形，“T”形槽在滑块的底部，用于较薄的滑块型芯中心与“T”形导滑面较靠近，抽芯时滑块稳定性较好。另外在滑块连接型芯的后面还要做工艺孔，以便于取出滑块型芯。另外由于两个侧面的型芯截面都一样，因此两个滑块可做成相同的。滑块的具体结构参照图纸。楔紧装置的设计楔紧块的布置：采用整体式楔紧块结构，直接在静模模体上加工而成；楔紧块的楔紧角度：斜销抽芯时，楔紧角度要大于斜销斜角，由于斜销斜角是，因此楔紧块的楔紧角度为。滑块的位置关系由前面关于动、静模套板的设计可知，滑块在动模板的左右侧面上。3.3 推出机构的设计推出机构用于开模后卸除铸件对成型零件的包紧力，并使铸件处于便于取出的位置。推出机构一般设计在动模上。3.3.1 推出机构的组成（1）推出元件：推出铸件使之出模，如推杆、成型推块等。（2）复位元件：控制推出机构在合模状态时回到准确位置。如合模杆及能兼起作用的斜滑块等。（3）限位元件：保证推出机构在压射力作用下不改变位置，起到止退的作用。如挡钉、挡圈等。（4）导向元件：引导推出机构运动方向，防止推板倾斜和承受推板等构件重量，如推板导柱和推板导套等。（5）结构元件：使推出机构各元件装配在一起，起固定作用。如推板固定板、推板，其它连接、辅助元件等。3.3.2 推出机构的分类和选用推出机构的基本传动形式有机动推出、液压推出器和手动推出三种。本设计中采用机动推出，即利用开模动作由压铸机上推杆推动并顶出铸件。 3.3.3 推出机构的设计要点（1）推出距离的确定推出距离（）是指在推出元件作用下铸件与其相应零件表面的直线距离或角位移。在本设计中采用直线推出，推出距离选为铸件高度的2/3，即为。（2）推出部位的选择为防止铸件推出时变形，铸件被推裂，基准面精度和表面美观受到影响，同时也为了避免取出铸件困难、影响模具的制造复杂程度和使用寿命，要求推杆有适当的推出位置。原则上要选择在受铸件收缩包紧的型芯周围；铸件在型腔的深陷部位以及收缩后互相拉紧的孔或侧壁部位。在本设计中基本上采纳了上述建议，一模两件上共用了23根推杆。（3）推出力的核算当模具具有较深的型腔或形状比较复杂时，一般推出铸件时需较大的推出力，推出力按下式核算：。式中为推出力（千克），机动推出时为压铸机的开模力，对于J1113C型压铸机，其开模力约125KN,即12.5t。为铸件对模具成型零件的包紧力及推出时铸件外形与型腔的摩擦阻力（千克）。查图3-1可得长10mm直径为62mm的型芯所需抽芯力为450千克，长10mm直径为20mm的型芯所需抽芯力为150千克，长10mm直径为8mm的型芯所需抽芯力为50千克，则铸件所需的抽芯力约为4502.1+1501.9+500.62=1290千克。K为安全值，取为1.1。由1250012901.1，则合适。（4）推杆截面积的验算在推出过程中要使铸件不变形必须满足： （3-2）式中： 所有推杆前端截面积之和（mm）； 推杆承受的总推力（Kg）； 铸件的许用应力，锌合金取5。由于本设计中采用6根8mm的推杆； 则： 有 ，则在推出过程中铸件不会产生变形。（5）推出机构的复位与导向复位与限位：采用模内复位特点是在合模过程中静模分型面触及复位杆推出机构复位，复位精度高，使用安全。采用2个18mm的复位杆。推出机构的导向：推出机构的导向采用支柱式。该方式导向精度与承受力较好。3.4 压铸模技术要求压铸是在高温下工作，因此选择结构零件的配合公差时，不仅要求在常温下达到一定的装配精度，并且要求在高温下保持各部分机构尺寸的稳定、动作可靠，尤其是与金属液接触的部分。（1）结构零件轴与孔的配合精度固定零件的配合精度见表3-10。本设计中套板与镶块之间为非圆形配合，其配合精度选为H8/h7；镶块和型芯、套板和浇口套之间的配合精度为H7/h6；其余依表选取。滑动零件的配合精度见表3-12。在本设计中对于受热量大的推杆与推杆孔的配合精度为H7/f7，成型滑块和镶块为H7/e8；受热量不大的部位配合见表所示。（2）结构零件的轴向配合表3-12 滑动零件的配合类别和精度等级镶块、型芯、导柱、导套、浇口套与静模套板的轴向偏差见表3-13。在本设计中都选用台阶压紧式，其数据如表所示。推板导套、推杆、复位杆、推板垫圈和推杆固定板的轴向配合偏差值见表3-14。在本设计中采用推杆导套台阶压紧式，配合偏差值见表所示。（3）形位公差形位公差是零件表面形状或结构零件的基部位，其形状及位置的偏差范围一般均要求在尺寸的公差范围内。在图样上不再另加标注。模样结构零件的形位公差见表3-