【压铸模】铝壳体压铸模具设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】【冲压模具】
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华东交通大学理工学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 题 目： （ 罩壳 ） 压铸 模具设计 _ 分 院： 机电分院 _ 专 业： 材料成型及控制工程 _ 班 级： 材料（ 2）班 _ 学 号： 20060410210210_ 姓 名： 曾智洋 _ 指导教师： 庄文玮 _ 填表日期： 2010 年 03 月 23 日 一目的及意义 压铸是一种合金液在高压作用下高速填充型腔，并在高压下凝固形成铸件的特殊铸造方法，主 要用于有色金属，如锌合金、铝合金、镁合金、铜合金等。其主要特点是高压和高速，常用压力为数十甚至上百兆帕，填充速度（内浇口速度）约为 16 80 米 /秒，金属液填充模具型腔的时间极短，约为 。作为一种少无切削的成形方法，压铸具有生产效率高，铸件尺寸精度高，表面粗糙度好，经济指标优良的优点，可以节省大量机加工工序和设备，节约原材料。在节能降耗，追求可持续发展的浪潮中，压铸在在制造业尤其是规模化产业获得了广泛的应用和迅速的发展。 就世界范围而言，压铸业发展的主要推动力是汽车业的发展，这是由于汽车生产商 追求整车轻量化的原因。由于铝的质量比较轻，在汽车业中，铝合金是应用最广泛、发展最快的轻金属。铝合金在汽车工业中的应用以压铸为主要工艺，压铸占全部铸造方法的 55左右。我国铝合金压铸件占主导地位，其应用范围正在不断扩大，年产量持续上升。过去，铝合金铸件多用于变速箱、汽缸头、油泵、化油器等不受强烈冲击的外壳。由于汽车需要更薄壁和更强韧的结构件，能够热处理和焊接的高品质压铸件的应用范围也越来越大，采用铝合金真空压铸的底盘结构件正在逐渐取代钢铁铸件或锻件。 伴随着汽车压铸件的功能和应用领域的不断扩大，压铸业获得 了前所未有的发展机遇，市场竞争不断加剧，压铸件正在向大型化、复杂化及高性能的方向发展。在这种情况下，必须不断提高压铸件产品质量、降低生产成本，加速新品交付周期，才能提升企业的核心竞争力。压铸模设计在压铸生产中起着至关重要的作用，高新技术特别是计算机技术在压铸模设计中的应用明显地提高了压铸设计质量，促进了压铸业的飞速发展。目前，压铸生产常用的计算机技术包括： 算机辅助压铸模设计技术）、 算机模拟分析技术）、 算机辅助 制造技术）以及 速原型制造）等。这些技术是改造传统生产方式的 关键技术，它以计算机软件的形式，为用户提供多种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、压铸工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。其中， 变了压铸模设计中传统的手工画图的模式，不仅能轻松完成复杂零件的压铸模设计，拓宽了压铸件的产品范围，而且减轻了设计劳动强度，将设计人员从从繁冗的绘图和计算中解放出来，以从事更多的创造性工作。同时， 定了基础，从而为提高压铸模设计和加工质量，提高新品开发速度，降低压铸模设计和制造成本，缩短压铸件开发周期创造了极为有 利的条件，是未来压铸模设计的发展方向 本次毕业设计正是利用 术来完成阀盖压铸模的设计。通过本次毕业设计，不仅可以巩固所学的理论知识，还可以培养运用所学专业理论知识的能力，同时提高了应用 软件的能力，因而是一次很好的理论和实践相结合的锻炼机会。本次毕业设计源于生产实际，对于我们今后从事实际技术工作有很大的帮助，有利于我们掌握压铸模设计的过程和要点，熟悉 软件在压铸模设计中的应用步骤，为日后的工作打下一个坚实的基础！ 二国外压铸现状及国内压铸的发展特点 由于科学 技术水平的提高和经济的发展，以轿车为主体的汽车工业的蓬勃发展，加速了压铸工业水平的提升。总体来说，无论是发展中国家还是发达国家，压铸工业都是在发展中。以美国、日本、德国等为代表的工业发达国家，虽然工业发展处于平衡或有时下降，特别是铸造业在上世纪九十年代处于产量降低时 期，但由于汽车轻量化日益受到重视，许多铸铁件已被铸铝件所代替，镁铸件的生产及市场也在迅速扩大，使得压铸业的技术上平和生产规模不断上升。美国是名符其实的压铸件生产大国，美国的压铸工业很发达，产量和技术都属全球首位。美国压铸业的发展对全球有一定的影响 ，近年来保持略有增长；由于汽车工业对压铸件需求的急剧增长，在本国总体经济不景气的背景下，日本压铸取得了令人惊异的增长速度，压铸年产量不断创出新高。德国镁压铸件的产量在大幅度的增加。另一方面，企业之间的兼并和重组的趋势也在加剧。为缓解竞争压力，降低成本，发达国家压铸厂家纷纷移师海外发展。同时，国际上大型汽车厂家的零部件采购进入全球化时代。在这种大环境中，发展中国家的压铸业获得了难得的机遇，近 10 年来的发展非常迅速。中国平均年增长率在 10以上，东南亚地区和中国台湾地区都非常活跃。（世界各国压铸件的产量及市场 状况表 1）。统计数据表明，大多数国家的铝合金压铸件占总量的 70%左右，锌合金压铸件仅次于铝合金压铸件。每个国家都是汽车制造业驱动着压铸行业，汽车业使用的压铸件不低于 48%（美国），多者可达 80%（日本）。 表 1 世界各国压铸件的产量及市场状况 国家 压铸件产量 /t D 或者 E 各行业所占的市场份额比例 % A B C D+E E F G H I J K L 中国 208993 1724 72712 1575 1166 本 711888 2120 40864 930 28 班 8600 2300 65 15 65 16 3 5 0. 2 5 牙 0 0 8 德国 271425 3872 65915 215 72 61 度 175000 5200 250 60 5 10 20 墨西哥 50 33 加拿大 82056 10946 21500 60 11 49 5 13 2 美国 611812 20593 173728 430 160 48 11 8 11 澳大利亚 54000 300 6000 90 80 20 注： 。 我国压铸业经历了半个世纪的发展，特别是近 年来，由于国民经济的高速发展，汽车、摩托车工业的突飞猛进，推动了压铸生产的迅速增长 。压铸业的市场前景持续看好，压铸企业和从业人员增多，规模扩大。压铸件正在向大型化、复杂化、薄壁化、高性能化、高精度化以及集成化方向发展，如东风本田、 东风日产以及上海皮尔伯格公司都已经实现轿车铝合金缸体的大批量生产。压铸市场的发展，得益于压铸技术的进步。这些先进技术的应用为高质量压铸件的大量生产创造了条件。总的说来，我国压铸业技术的发展具有下列特点： 1）、压铸设备能力提升，压铸机的自动化程度出现飞跃。由于国内制造水平的整体提高和引进先进的计算机控制技术，我国的压铸机制造能力大幅提升，出现了许多具备较强技术实 力的大型压铸机制造厂商，如深圳领威科技公司、无锡新佳盛公司等。 2）、压铸模制造水平大幅提高，压铸模制造周期缩短，压铸模使用得以延长寿命。除了选用优秀的热作模具钢外，大型模具厂家纷纷采用数控加工、电火花、线切割和模具抛光技术来提高模具精度和表面质量，采用真空淬火等热处理工艺来提高模具的硬度和刚性。 3）、大量压铸新工艺得到应用。为降低铸件废品率，改善压铸件的热处理性能和焊接性能，真空压铸技术、半固态技术、挤压铸造技术被应用到压铸生产中。 4）、压铸新材料的研究和应用得到推广。一些改善了合金性能的复合材料，正 在从科研院校铸件应用到企业生产实践中。镁合金压铸的应用更是遍地开花，从熔炼 、压铸、表面处理到回收再利用，形成了完整的产业链，正在产生规模 效益。 5）、 明显提升企业的竞争力，因而得到广泛应用。 6）先进的管理理念被导入到企业的日常管理中，如 田模式、日产模式等，加强了压铸生产过程的控制，有效地降低了企业的浪费。 三主要研究内 容及可行性分析 根据图纸，对罩壳 零件进行工艺分析，并确定分型方案、浇注系统位置和大小、抽芯方案、顶出方案等。然后选择合适的压铸机及相关参数。在此基础上，进一步确定模具整体结构布置方案。最后采用 软件，完成 罩壳 压铸模的模具设计。 该压铸件为长方体，模腔较深，顶部无孔，内腔有长凸台。壁厚较薄而均匀，一般为 2料采用 合金。 为了做好本次设计本人查阅了大量的参考文献，从理论上做好充足的准备，进行了模具设计与制造专业学习，同时学习了材料成型原理等课程，并 做过模具设计的课程设计，能熟练使用 软件进行建模、装配、开模和出图。此外，指导本次设计的老师在工厂从事 过 技术工作，有大量的实践经验，相信在我们 的共同努力下，一定能做好本次设计。 四 进行工艺分析 ,完成铸件 模和铸件图，估算出铸件体积与质量，选择压铸机，设计浇注系统、型腔镶块、导向机构模板、推出机 构等，并选用材质，最后完成模具设计，输出全套图纸 五预期达到目标 查阅相关文献，完成开题报告。采用 软件，按照压铸模设计流程图完成罩壳 压铸件全套模具设计，输出完整的图纸，并撰写设计说 明书。在这个过程 中， 巩固以往所学的理论知识，熟悉压铸模结构，掌握压铸模的设计方法和 软件在压铸模设计中的应用步骤，提高动手能力，为将来从事具体的技术工作打下良好的基础。 图 2 设计流程图 六关键技术难点 本次设计的罩壳零件具有形状复杂、壁薄、加工面多和气密性要求高的特点。熔融金属进入模具型腔中，气体也随其一起进入到型腔，它不仅阻碍熔融金属的流动，而且，合金凝固后留在铸件中会形成气孔。特别是对此类薄壁但形状复杂的零件，型腔对收缩的阻力大，其成型过程复杂，液体金属在流动过程中极易裹气好形成紊流。铝合金材料的熔点温度高，粘模严重，流动时对型腔的冲刷和侵 蚀也较严重。而浇注系统的位置和大小是解决这些问题的关键，因为通过控制内浇口的截面尺寸可以不仅保证合金液的流向，还可以使其具有一定的流量流速和压力，零件在成型过程中表面能得到很好的冷却，形成较厚的冷凝层，这也是保证气密性的重要途径。因此，本次设计的难点在于深刻理解浇注系统和铸件成型的关系，冷却系统和气孔、粘模的关系，合理设计浇注系统和冷却系统。 七工作计划 序号 设计（论文）各阶段名称 日 期 1 制定工作计划，了解并学习相关知识（压铸机、压铸模、压铸铝合金、 软件等） 熟悉课题任务要求，收集有关设计资料，查阅相关文献，掌握相关压铸知识和 软件，完成开题报告和英文翻译 进行工艺分析 ,完成铸件 模，输出铸件图，根据评审结果进行修改 选择压铸机，布置模具结构，输出模具装配草图，
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