毕业设计罩壳压铸模设计说明书

1、 密级 JINGGANGSHAN UNIVERSITY本科毕业论文题 目 罩壳压铸模设计 学 院 机电工程学院 专 业 机械设计制造及自动化 班 级 学 号 姓 名 指导教师 起讫时间 2013.122014.05 教 务 处 印 制机电学院机械系 机械设计制造及其自动化3班 罩盖压铸模设计 学生 彭骞 毕业设计 前言1.1 选题依据压铸工艺是近代金属加工工艺中发展较快的一种高效率、少切削金属的成型工艺，从19世纪初期用铅锡合金压铸印刷机的铅字至今已有150多年的历史。由于压铸工艺在现代工业中用于生产各种金属零件具有独特的技术特点和显著的经济效益，因此长期以来人们围绕压铸工艺、压铸模具及压铸机

2、进行了广泛的研究，取得了可喜的成果。现就压铸工艺的发展历史及代表性的事件作简要的回顾。1838年格勃鲁斯首先用压铸法生产铅字。1839年一种活塞式压铸机获得了第一个压力铸造专利。1849年英国人斯都奇斯（Sturges）取得热压室压铸机专利。1885年奥默根瑟勒（OMergenthaler）在前人的基础上发明了一种铅字压铸机。1907年瓦格纳（Wagner）首先制成了气动活塞式压铸机。1920年英国开发了冷压室压铸机，使压铸机有可能生产铝合金和镁合金等压铸件。1927年捷克人约瑟夫波拉克(Josef Polak)设计了立式冷压室压铸机。1952年前苏联制造出了第一台立式冷压室压铸机。我国在60

3、年代也制造出了此种压铸机。1958年真空压铸在美国获得专利。1966年美国General Motors公司提出精、速、密压铸法。1969年美国人爱列克斯提出充氧压铸的无气孔压铸法。现在压铸件尺寸精度都很高，一般相当于67级，甚至可达4级；表面光洁度好，一般相当于58级；强度和硬度较高；尺寸较稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。目前，压铸工艺已经广泛应用在国民经济的各行各业中，成为汽车、电器仪表等领域许多零件的重要生产手段。1.2 国内外研究现状及发展趋势由于科技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。我国压铸业经历半个世纪的发展，特别是近十余年来，

4、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。我国压铸业技术的发展具有下列特点：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的计算机控制技术，我国的压铸机制造能力有了大幅提升。压铸模制造水平大幅度提高，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。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

5、产中。压铸性材料的研究和应用得到推广。一些改善了合金性能的符合材料，正在从科研院校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，正在产生规模化效益。CAD/CAM/CAE技术是提高铸件技术水平的重要途径，能明显提升企业的竞争力，因而等到广泛应用。CAD/CAM技术在国内的应用日益成熟，CAE技术也越来越受到大型企业的重视。今后压铸生产的发展趋势是：压铸工艺要采用新技术，提高压铸件质量，扩大应用范围；降低生产成本，提高产品竞争力；压铸机要实现系列化、大型化及自动化；计算机在压铸生产中应用日益增加；压铸模要提高使用寿命。总之，为压铸生产

6、开辟了更广阔的前景。1.3主要研究内容及可行性分析在指导老师的指导下，设计一套结构简单、制造精度高的罩壳压铸模具。主要研究内容：对压铸件进行工艺性分析，并绘制产品毛胚图；对模具进行总体设计，包括分型面的选择、浇注系统、排溢系统的设计、成型零件及结构零件压铸模结构的设计；对所选压铸机的锁模力、开模矩等进行核算；对模具的成型零件进行造型设计。本次设计的罩壳件材料为YL112(YZAlSi9Cu4)的铝合金，最小壁厚为3mm，最大壁厚为4mm，压铸件未注尺寸及注有尺寸的精度等级均为GB641486 7级，质量为0.32kg。符合压铸件的工艺要求；为便于金属液流畅，气体的排出，并避免因锐角而产生裂纹，

7、需要采用铸造圆角R=1mm；表面粗糙度Ra3.2均在压铸工艺能力范围内，因此罩壳满足压铸工艺要求。2 压铸件的结构工艺分析2.1 压铸件实物图图21 压铸件实物图图2-2 毛坯图2.2 铸件的结构工艺性分析图22为该罩壳压铸件实物图，其材料为YZAlSi9Cu4，合金代号为YL112。其结构复杂，壁厚不均匀。压铸件外形尺寸：长为186mm，宽为mm,高为52mm。铸件成对称凹形，铸件的正面两侧是挖空的凹槽，凹槽的最小壁厚为3mm,最大壁厚为4mm，凹槽内分别有对称的四个矩形凸台和四个对称的圆柱凸台，铸件较高的外壁还设有四个梯形凸台，铸件的正中面也设有一个矩形凸台。铸件的上侧面是一个阶梯的凹槽，

8、阶梯槽内设有圆孔。整个铸件中只有宽有精度要求，因此铸造时要保证的精度要求，该尺寸的精度为GB641486 6级，其余未注尺寸及注有尺寸的精度等级均为GB641486 7级，符合铸件的工艺要求，为便于金属液流畅，气体的排出，并避免因锐角而产生裂纹，需要采用铸造圆角R=1mm，表面粗糙度为Ra3.2均在压铸工艺能力的范围内，因此罩壳满足压铸要求。3 压铸机的选用压铸机是压铸生产最基本的设备，是压铸生产中提供能源和最佳压铸工艺参数的条件，是获得优质压铸件的技术保证。压铸机通常按压室的受热条件的不同分为冷压室压铸机（简称冷室压铸机）和热压室压铸机（简称热室压铸机）；按压室和模具放置的位置和方向的不同分

9、为卧式和立式。由于铸件材料是铝合金，且铸件较大，因而要求的压力较大，故选用卧式冷室压铸机，具体型号根据锁模力来选定。3.1确定压铸机的锁模力根据锁模力选用压铸机是一种传统的并被广泛采用的方法，压铸机的型号是以合模力的大小来定义。锁模力是选用压铸机时首先要确定的参数。锁模力的作用主要是为了克服压铸过程中的反压力，以锁紧模具的分型面，防止熔融合金飞溅，保证铸件的尺寸精度。根据铸件的结构特征、合金及技术要求选用合金的比压、结合模具的结构考虑、估算投影面积，锁模力可按公式（31）计算： （31） 式中 压铸机应有的锁模力（kN）； K安全系数（一般K=1.25）；对于薄壁复杂铸件，取较大K值； 主胀型

10、力、铸件在分型面上的投影面积，包括浇注系统、溢流、排气系统的面积乘以比压（kN）； 分胀型力，作用在滑块锁紧面上的法向分力引起胀型力之和（kN）。（1）主胀型力的计算 主胀型力按公式（32）计算： （32）式中 主胀型力（kN）；A铸件在分型面上的总投影面积，一般增加30%作为浇注系统与溢流排气系统的面积（）；P压射比压。确定铸件在模具分型面上的总投影面积：铸件在分型面上的投影如图31所示：图31铸件在分型面上投影图通过计算可得到A115 根据表31可确定p，故p=50Mpa；从而计算出：=Ap/10=115X50/10KN=575KN（2）分胀型力的计算 斜导柱抽芯、斜滑块抽芯时分胀型力按公

11、式（33）计算：= ptan/10 (33）式中 分型胀力，作用在滑块锁紧面上的法向分力引起胀型力之和（KN）； 侧向活动型芯成形端面的投影面积（）； P比压（Mpa）； 楔紧块的楔紧角（度）。确定侧向活动型芯成形端面的投影面积侧向活动型芯成形端面如图32所示：图32型芯端面投影图故可算出=3.1X18+X+2X=59.1；其中p=50Mpa，并取=；从而算出：= ptan/10 =107.5KN故可算出： = =853.13k据此可初选压铸机为J1113C型，其主要参数如表31所示：表31 J1113型卧式冷室压铸机的主要参数项目名称数值项目名称数值合型力（kN）1250压射力(kN)701

12、40动模座板行程（mm）450压射比压（Mpa）50压铸模厚度（mm）350铸件投影面积（）110340压射直径(mm)40/50/60/703.2压室容量估算压铸机初步选定后，压射比压和压室的尺寸也相应得到初定，现在需要核算其容量能否满足每次金属浇注量的需要，即 （34）式中 压室容量（kg）；每次浇注重量（kg），应为铸件质量、浇注系统重量、溢流系统重量之和 =LK/4000 (35)式中 压室直径（）； L压室长度包括浇口套长度（）； 液态合金的密度（g/）； K压室充满度一般为60%80%。根据查阅压铸机的参数表可得：=60，压室有效长度L=160；查表4得：=2.4（g/）；取K=6

13、0%；故可算出 =0.65kg；根据计算得 =0.36kg；所以 。故压铸机选用J1113C型卧式冷室压铸机合理。4 分型面的设计压铸模的动模和定模的结合表面通常称为分型面。模具一般只有一个分型面，但有时由于铸件结构的特殊性，或者是为满足压铸生产的工艺要求，往往需要再增设一个或两个辅助分型面。4.1分型面的类型根据铸件的结构和形状特点，可将分型面分为：直线分型面、倾斜分型面、折线分型面和曲线分型面等；根据分型面的数量，又将分型面分为单分型面、双分型面、三分型面和组合分型面等。4.2分型面的选择要点选择铸件的分型面涉及铸件的形状和技术要求，浇注系统和溢流系统的布置、压铸工艺条件、压铸模的结构和制

14、造成本、模具的热平衡等因素，这些因素往往是难以兼顾，确定分型面时要予以综合考虑。选择分型面应注意的要点如下：尽可能使铸件在开模后留在动模。分型面应通过铸件某方向上的最大截面。分型面尽可能开设在一个平面上，最好不要有复杂形式，否则模具结构复杂，制造困难。分型面选择应有利于浇注系统和排溢系统的合理设置。分型面选择应有利于保证铸件质量。尽可能减少熔融合金对活动型芯抽芯机构的压力，确保铸件质量。分型面的选择应保证侧向活动型芯能顺利抽出、型芯放置方便及镶嵌件安放方便。4.3罩壳分型面的确定对铸件形状结构分析得知，分型面采用构成铸件形状的型腔全部在动模或定模内的形式，讲导致铸件无法顺利脱模，故采用构成铸件

15、形状的型腔分别在动模和定模内。根据罩壳的结构特点以及压铸模的设计要求，现选择如图41所示的作为分型面。这样在保证重要平面的精度的同时，能使压铸件对动模部分包络侧面积大于对定模部分的包络侧面积，有利于使压铸件随动模移动方向脱模。图41 铸件的分型面5 浇注系统和溢流、排气系统设计5.1浇注系统的设计金属液在压力作用下充填型腔的通道称为浇注系统。浇注系统主要由直浇道、横浇道、内浇口所组成。浇注系统的主要作用是把金属液从热压室压铸机的喷嘴或冷压室压铸机的压室导入型腔内。它对金属液的流动方向、排气条件、模具的热分布、压力的传动、填充时间的长短和金属液通过内浇口处的速度等方面起着重要控制作用和调节作用。

16、因此，浇注系统是决定填充状况的重要因素，也是决定压铸件内部质量的重要因素。同时，浇注系统对生产效率、模具寿命、压铸件清理都有很大影响。5.1.1浇注系统的确定按照金属液进入型腔的部位和内浇道的形状，浇注系统一般分为侧浇道、中心浇道、直接浇道、环形浇道、缝隙浇道和点浇道等浇注系统。经分析铸件的结构特点，浇注系统采用最普遍的侧浇道，结构见图51。图51 侧浇道示意图5.1.2浇注系统各组成部分的设计1.内浇道的设计内浇道是指横浇道到型腔的一段浇道，其作用是使横浇道输送出来的低速金属液加速并形成理想的流态而顺序地充填型腔，直接影响金属液的充填形式和铸件质量。(1）内浇道设计的原则有利于压力的传递，内

17、浇道一般设置在压铸件的壁厚处。有利于型腔的排气，金属液进入型腔后应先充填深腔难以排气的部位，而不应立即封闭分型面、溢流槽和排气槽。薄壁复杂的压铸件，宜采用较薄的内浇道，以保证较高的充填速度；一般结构的压铸件，宜采用较厚的内浇道，使金属液流动平稳，有利于传递压力和排气。金属液进入型腔后不宜正面冲击型芯，以减少动能损耗，以防止型芯冲蚀。应使金属液充填型腔时的流程尽可能短，以减少金属液的热量损耗。内浇道的数量以单道为主。压铸件上的精度，表面粗糙度要求较高且不加工的部位，不宜设置内浇道。内浇道的设置应便于切除和清理(2）内浇道截面积的计算 根据流量计算法计算所需要的内浇道面积，按公式（51）： =G/

18、(t) （51） 式中 内浇道截面积（）; G通过内浇道的金属液质量（g）； 液态金属的密度（g/）； 内浇道处金属液的流速（m/s）； t型腔的充填时间（s）。 查表4得：=2.4（g/） 查表4得：=45（m/s）查表4得：t=0.1(s)由此可计算出：=G/(t) =360/(2.4X45X100X0.1)=33.3(3）内浇道厚度计算、宽度的确定 查内浇口厚度的经验数据表4得：厚度=3mm 查内浇口宽度的经验数据表4得：宽度=0.8d=0.8X32=25.6mm2.直浇道的设计卧式冷室压铸机用直浇道一般由压铸机上的压室与压铸模上的浇道套组成，在直浇道中压射结束后留下的一段金属称为余料。

19、(1）直浇道的设计原则 直浇道的直径（浇道套和压室的内径）D根据压铸件所需的比压和压室充满度确定。 直浇道厚度H，一般取直径D的1/31/2. 浇道套靠近分型面一端在长度1525mm范围的内孔上，加工出的脱模斜度。 与直浇道相连接的横浇道一般设置在浇道套的上方，防止金属液在压室前流入型腔。 卧式冷室压铸机采用中心浇道时，直浇道的设计同立式冷室压铸机。(2）直浇道的直径、厚度的确定直浇道的直径D根据压铸件所需比压确定，即压射冲头直径，故D=50mm；直浇道的厚度H，一般取H=（1/31/2）D，故取H=18mm。(3）直浇道结构及浇口套结构见图52。图52直浇道及浇口套的结构3.横浇道的设计横浇

20、道是从直浇道末端至内浇口道之间的一段通道。横浇道的作用是将金属液从直浇道引入内浇道，同时横浇道中的金属液还能改善模具热平衡，在压铸件冷却凝固时起到补缩与传递静压力的作用。(1）横浇道的设计原则 横浇道截面积应从直浇道起向内浇道方向逐渐缩小。 横浇道截面积在任何情况下都不应小于内浇道截面积。 横浇道应具有一定的厚度和长度。 金属液通过横浇道时的热量损失应尽可能地小，以保证横浇道在压铸件和和内浇道之后凝固。 根据工艺上的需要可设置盲浇道，以达到改善模具热平衡，容纳冷金属液、涂料残渣和空气的目的。(2）横浇道的截面形状横浇道的截面形状最基本的有四种：圆形、方形、矩形和梯形。选用应用最普遍的扁梯形，金

21、属液热量损失小，加工方便，其截面形状见图53。图53 横浇道截面形状3）横浇道的尺寸确定查表4横浇道尺寸的选择得：=(34) =120D=(58)T=8 取= r=2mmW=25mm内浇口截面积（）； D横浇道深度（mm）；T内浇口厚度（mm）；出模斜度（）；r圆角半径（mm）；W横浇道宽度（mm）。5.2溢流槽的设计（1）溢流槽的作用1）排除型腔中的气体，储存混有气体和涂料残渣的前流冷污金属液。2）控制金属液的流动状态，防止局部产生涡流。3）调节模具的温度场分布，改善模具的热平衡状态。4）作为压铸件脱模时推杆推出的位置，防止压铸件变形，避免在压铸件表面留有推杆痕迹。5）设置在动模上的溢流槽，

22、可增大压铸件对动模的包紧力，使压铸件在开模时随动模带动。6) 作为压铸件存放、运输及加工时的之承、吊挂、装夹或定位的附加部分。（2）溢流槽的设计要点1）溢流槽要便于从铸件上去除，并且不损耗铸件的外观。2）所有溢流槽上的溢流口截面积之和要小于内浇口截面积。3）注意避免在溢流槽和铸件之间产生新的热节，造成新的收缩点。4）不要将多个溢流口引入一个溢流槽，也不要开设过宽的溢流口，以免脏的金属液从溢流槽流回型腔。（3）溢流槽结构的确定溢流槽的截面形状有三种：半圆形溢流槽、梯形溢流槽、和双梯形溢流槽，由于铸件壁厚较薄，故采用半圆形溢流槽。其结构见图54。图 54半圆形溢流槽截面图溢流槽尺寸的确定溢流槽尺寸

23、见表67（2）。表67（2）单个溢流槽的经验数据项目铅合金、锡合金、锌合金铝合金、镁合金铜合金、黑色金属流口宽度h/mm612812812流槽半径R/mm46510612溢流口长度l/mm232323流口厚度b/mm0.40.50.50.80.61.2溢流槽距H/mm1.5h2h1.52h1.5h2h据此表可得：溢流口宽度h=812mm,取h=10mm;溢流槽半径R=510mm，取R=8mm;溢流口长度l=23mm，取l=3mm；溢流口厚度b=0.50.8mm,取b=0.8mm;溢流槽长度中心距H1.52h，取H=2h=20mm。5.3 排气槽的设计排气槽是充型过程中型腔内受到排挤的气体得以逸

24、出的通道。排气槽的作用有：排除浇道、型腔及溢流槽内的混合气体，以利于充填、减少和防止压铸件中气孔缺陷的产生。（1）排气槽的设计要点：排气槽尽可能设置在分型面上，以便于脱模。排气槽尽可能设置在同一半模上，以便于制造。溢流槽尾部必须开排气槽，以便于金属液无阻力顺利进入溢流槽。排气量大时，可增加排气槽数量和宽度，切不可增加厚度，以防金属液向外喷溅，排气量的总截面积通常为内浇口截面积的20%50%。型芯或推杆与镶块之间的间隙也具有排气的作用，但设计时可不列入总面积。（2）排气槽形状及尺寸排气槽可分为：溢流槽尾部可开排气槽、分型面上的排气槽和型芯推杆间隙排气槽（设计时不列入总面积），本模具利用溢流槽尾部

25、开微小的排气槽进行排气，如下图55：图55 溢流槽尾部排气槽6 成型零件的设计压铸模结构中构成型腔以形成压铸件形状的零件称为成型零件。压铸模的成型零件主要是指型芯和镶块。6.1成型零部件的设计压铸模具的成型零件主要是指形成铸件型腔的镶块和型芯，一般镶块用来形成铸件的外轮廓形状，而型芯则用来形成铸件的内部及侧面凹凸形状，是模具核心部分。6.1.1成型零件的结构压铸零件的结构形式可分为整体式和镶拼式两类。由于铸件中间被挖去，形成一个壁厚3mm的薄壁，综合考虑，在动模的型腔设计上，采用动模镶块与动模型芯组合方法；在定模上设置定模镶块即解决了模具加工问题，又保证了压轮尺寸精度，同时由于动模型芯受高温合

26、金的冲击，易损坏，用镶接组合的方法便于动模型芯的更换，从而保证了模具的整体使用寿命。6.1.2成型零件的固定形式(1）镶块的安装固定方式由于本模具设计为通孔套板，综合考虑，镶块采用台肩固定，底部设有凸台放入套板后，在通过螺钉将动模支承板或定模座板与套板压紧。(2) 型芯的固定方式采用常用的通孔台阶式结构及固定形式，主型芯镶入镶块，再用座板压紧，螺钉固定，这样加工方便，稳定可靠。6.2 成型尺寸的设计计算成型尺寸的目的是保证压铸件的尺寸精度。但影响尺寸精度的因素很多，而且有些因素随时变化，所以要精确计算成型尺寸时，应注意事项如下：1）型腔磨损后，尺寸增大。2）型芯磨损后，尺寸减小。3）两个型芯或

27、型腔之间的中心距离和位置尺寸，与磨损量无关，应保持铸件尺寸接近于最大和最小两个极限尺寸的平均值。4）受具的分型面和滑动部分（如型芯机构等）影响的尺寸应另行修正。5）螺纹型环和螺纹型芯尺寸的计算，应按照GB19281中的规定。6）凡是有出模斜度的各类成型尺寸，首先应保证与铸件图上所规定尺寸的大小端部位一致，一般在铸件图上未明确规定的大小端部位时，需要按照铸件的尺寸是否留有加工余量。(1）模具成型尺寸的基本计算公式 模具成型尺寸按公式（61）计算： (61) 式中 计算后的成型尺寸（mm）； 铸件的基本尺寸（mm）; 压铸件的计算收缩率（%）； n补偿和磨损系数。当铸件精度为IT1113，压铸工艺

28、不易稳定控制或其他因素难以估计时，取n=0.5；当铸件精度为IT1416时，取n=0.45； 铸件偏差（mm）； 模具成型部分的偏差（mm）。型腔和型芯的制造偏差按下列规定： 当铸件精度为IT1113，取1/5； 当铸件精度为IT1416, 取1/4。 中心距离，位置尺寸的制造偏差按下列规定：当铸件精度为IT1114，取1/5；当铸件精度为IT1416，取1/4。铸件偏差的正负符号，应按铸件尺寸在机械加工或修整，磨损过程中的尺寸变化趋向而定。当零件在机械加工过程中，按图样设计基准顺序论，尺寸趋向于增大的，偏差符号为“+”；尺寸趋向于减小的，偏差符号为“-”；尺寸变化趋向稳定的如中心距离，位置尺

29、寸的偏差符号为“”。(2）成型尺寸的计算 型腔尺寸的计算：为了简化型腔尺寸的计算公式，铸件的偏差规定为下尺寸，当偏差不符合规定时，应在不改变铸件尺寸极限值的条件下，以适应计算公式。型腔尺寸可按下式计算： (6-2) (6-3)罩壳零件尺寸186h6()型腔 mm=mm罩壳零件尺寸型腔 mm=mm罩壳零件尺寸32h6（）型腔 mm=mm罩壳零件尺寸12h6 型腔 mm=mm罩壳零件尺寸18h6（）型腔 mm=mm罩壳零件尺寸68h6（）型腔 mm=mm罩壳零件尺寸12h6()型腔 mm=mm罩壳零件尺寸4h6()型腔 mm=mm罩壳零件尺寸15h6()型腔 mm=mm罩壳零件尺寸13h6()型腔

30、 mm=mm 型芯尺寸的计算：为了简化型腔尺寸的计算公式，铸件的偏差规定为上偏差。型腔尺寸可按下式计算： （64） （65）罩壳零件尺寸180H6（）型芯 mm=mm罩壳零件尺寸5.5H6()型芯 mm=mm罩壳零件尺寸19H6（）型芯 mm=mm罩壳零件尺寸50H6()型芯 mm=mm罩壳零件尺寸80H6()型芯 mm=mm罩壳零件尺寸69H6()型芯 mm=mm罩壳零件尺寸22H6()型芯 mm=mm罩壳零件尺寸99.5H6（）型芯 mm=mm罩壳零件尺寸27H6()型芯 mm=mm罩壳零件尺寸2H6()型芯 mm=mm罩壳零件尺寸9.35H6（）型芯 mm=mm 中心距离、位置尺寸的计算

31、：为了简化中心距离、位置尺寸的计算公式，铸件中心距离、位置尺寸的偏差规定为双向等值。中心距离、位置尺寸可按下式计算： (66)中心距离 1200.44mm=120.060.09mm中心距离 800.39mm=80.40.08mm位置尺寸 320.32mm=32.160.06mm位置尺寸 26.50.32mm=26.630.06mm7 抽芯机构的设计抽芯机构是指在模具中，将受阻不能直接从合模方向取出铸件的成型部分，做成活动的且顺利取出铸件并能复位的装置。7.1 抽芯机构的组成与分类抽芯机构一般由成型元件、运动元件、传动元件、锁紧元件、限位元件组成。抽芯机构主要有机械抽芯机构、液压抽芯机构和其他抽

32、芯机构三大类。在实际生产中，常采用斜销、齿轴齿条及斜滑块等机械抽芯机构和液压抽芯机构。本次设计采用应用最广的斜导柱抽芯机构，其结构图见图71。图71 抽芯机构结构图7.2 抽芯力和抽芯机构所谓抽芯力是指抽芯时，克服抽芯方向上铸件对型芯的包紧力及抽芯机构运动时的各种阻力的合力。7.2.1抽芯力的估算由于影响抽芯力的因素很多，所以精确的计算抽芯力十分困难。生产中主要考虑包紧力，并综合其他因素进行估算。一般按公式（71）计算： (71)式中 抽芯力（N）； 抽芯阻力（N）； 铸件冷凝收缩后对型芯产生的包紧力（N）； 被铸件包紧的型芯成形部分端面周长（cm）； l被铸件包紧的型芯成形部分长度（cm）；

33、 p挤压应力。对锌合金一般为p取68Mpa；对铝合金一般p取1012MPa；对铜合金一般p取1216Mpa; u压铸合金对型芯的摩擦系数（一般取0.20.25）; 型芯成形部分的出模斜度。根据铸件的结构可知，被包紧的型芯成形部分端面如图72所示：图72 型芯截面图可算出 =（180.35+31）X2=422.7mm =（68.15+31）X2=198.3mm =2X(19.1/2)=59.97mm按图7分别查得型芯长度为10mm时，铝合金压铸时的抽芯力，即 =10000(N) =4666.7(N) =1333.3(N)以查得数乘以成形长度，然后相加得 F=10000X0.3+4666.7X0.

34、6+1333.3X0.3=6199.99(N)（2）抽芯距离的确定抽芯后活动型芯应完全脱离压铸件，使压铸件能顺利推出型腔，此时型芯在抽芯方向所移动的距离为抽芯距。抽芯距离应按公式（72）计算： （72）式中 抽芯距离（mm）； 滑块型芯完全脱出成型处的移动距离（mm）； K安全值。根据铸件的结构形式，可确定=12mm；由表7查得，取K=5mm；故算出=17mm。7.3斜销的设计7.3.1斜销的形式 斜销的基本形式和各部分作用见图73：图74 斜销的基本形式斜销的倾斜角为，长度为固定于模套内的部分，与模套内安装孔的配合取H7/s6过度配合。7.3.2斜销倾斜角的确定抽芯时开模阻力为抽芯力的30%

35、35%，斜销承受近似于抽芯力1.05倍，故可选=（查表7）。7.3.3斜销直径的估算与查用斜销所受的力主要取决于抽芯时作用于斜销上的的弯曲力。斜销直径d的估算按公式（73）计算：d= 或 d= (73)式中 斜销承受的最大弯曲力（N）； h滑块端面至受力点的垂直距离（cm）； F抽芯力（N）。根据抽芯力以及倾斜角可查表7得：=6187.99（N）其中h=17.08mm,查表7得：斜销直径d=18mm。7.3.4斜销长度的确定斜销长度的计算是根据抽芯距离、固定端模套板厚度H、斜销直径d以及所采用的斜角大小来确定的，见图74。图74 斜销结构图斜销总长度L按公式（74）计算： =(D-d)tan/

36、2+H/cos+dtan+/sin+(510)mm (74)式中 斜销固定端尺寸（mm）； 斜销工件工作段尺寸（mm）； 斜销工作引导端的尺寸（mm）； 抽芯距离（mm）; H斜销固定端套板的厚度（mm）； 斜销斜角； d斜销工作段直径（mm）； D斜销固定端台阶直径（mm）。根据=，d=18mm,取D=24mm,H=40mm, =17mm。由表7可查得：=1.09mm =42.57mm =6.55mm =49.71mm；得出斜销固定段尺寸=43.66mm；斜销工作段尺寸=56.26mm；斜销总长尺寸=107.92mm。8 推出机构的设计压铸模中使铸件从模具的成型零件中脱出的机构称为推出机构。

37、推出机构一般设置在动模上。8.1 推出机构的组成和分类推出机构一般由推出元件（如推杆、推管、卸料板、成型推板、卸滑块等）、复位元件、限位元件、导向元件、结构元件组成。在压铸模中常用的推出机构有：推杆推出、推管推出、推板推出、斜滑块推出和齿轮传动推出机构。由于推杆推出机构动作简单、可靠、故障率低；推杆和模具间的缝隙还具有排气的作用，因此本次设计采用推杆推出机构，见图8-1。图81 推杆推出机构8.2 推出机构的设计8.2.1推出距离的确定在推出元件的作用下，铸件与其相应成型零件表面的直线位移或角位移称为推出距离。由表8可查得：当H20mm时，H/3H；由H=49mm,故取=45mm。8.2.2推

38、出力的计算、确定和核算推出过程中，使铸件脱出成型零件时所需要的力，称为推出力。推出力按公式（81）计算： （81）式中 推出力（N）；机动推出时为压铸机的开模力，液压推动时为液压推出器的推出力；铸件对模具成型零件的包紧力及推出时铸件外形与型腔壁摩擦阻力；K安全值（一般K=1.2）。故可确定：=1250KN； 查图7得：=19KN；故。8.3 推杆推出机构的设计8.3.1推杆的基本形式与截面形状推杆基本形式与截面形状见图82：图8-2 推杆的基本形式8.3.2推杆测尺寸推杆在推出铸件的过程中，收到轴向压力，因此必须计算推杆的直径，同时校核推杆的稳定性。推杆直径是按推杆端面在铸件上允许承受的受力p

39、决定的。 1） 推杆面积可按公式（8-2）计算： A=/（np） （82）式中 A推杆前端截面积（）； 推杆承受的总推力（N）； n推杆数量； p许用受推力。查表8：p=50Mpa；其中=12.5KN，取n=6；则可计算出：A=12.5X/（6X50）=41.67；根据表8取推杆直径为8mm，根据需要取L=168mm，对矩形推杆的短边a取壁厚，长边取b=15mm。2） 推杆的稳定性为保证推杆的稳定性，需要根据单个的推杆的细长比调整推杆的截面积。推杆承受静压力下的稳定性可按公式（83）计算： (83)式中 稳定安全倍数，钢取1.53； 稳定系数，其值取20.19； E弹性模数（N/）,钢取E=2

40、X（N/）； 推杆承受的实际推力（N）；l推杆全长（mm）；推杆最小截面处之抗弯截面矩量（）。对于推杆的截面为圆形时，则 =/64=X/64=0.02推杆全长L=168mm,故可算出：=20.19X=2.3对于推杆的截面为矩形时，则=b/12=X1.5/12=8X推杆全长L=125mm，故可算出：=20.19X=1.65可达到钢的安全要求。8.3.3推杆的配合推杆的配合及参数见图83所示：图83 推杆结构图根据表8查得：当d=8mm时，=3d，故=24mm；D=d+2=10mm；L=+10=24+45+1010d，=+5=50mm, ；15h30，故取h=30mm；=D+b=18mm；=48m

41、m,取=8mm。8.4 推出机构的复位与预复位机构在压铸生产过程的每一次循环中，推出机构推出压铸件后，都必须准确地回到起始位置，这就是推出机构的复位。这个动作通常是借助复位机构来实现的，并用挡钉作最后定位，使推出机构处于准确可靠的位置。9 压铸模的技术要求及选材9.1 压铸模的技术要求9.1.1压铸模总装的技术要求压铸模总体装配精度的要求：1) 模具分型面与定、动模座板安装平面的平行度公差值为0.1mm。2）导柱、导套对定、动模座板安装平面的垂直度公差为0.02mm。3）在分型面上，定模、动模镶件平面应分别与定模套板、动模套板齐平或允许略高，但高出量在0.050.1mm范围内。4) 推杆在推杆

42、固定板中，应灵活转动，但其轴向间隙不大于0.1mm,推出应与挡钉紧密接触。推杆复位时，不允许低于型腔表面，但可以凸出表面不大于0.05mm，复位杆应与分型面齐平。5）合模时镶块分享面应紧密贴合，如局部有间隙，也不应大于0.05mm。9.1.2结构零件的公差与配合压铸模是在高温下进行工作，因此在选择结构零件的配合公差时，不仅要求在达到一定的装配精度，而且要求在工作温度下保证各部分结构件尺寸稳定，动作可靠，特别是与金属件直接接触的部位，在充填过程中受到高压、高速和热交变应力，结构件在位置上可能产生偏移以及配合间隔的变化所造成的后果，都会影响生产和正常进行。(1)对固定零件的配合要求在熔融合金的冲击

43、下，不应产生松动与位置上的偏移。受热膨胀后，不产生变形，而且不能使配合件损坏。维修时拆装方便。(2)对滑动零件的配合要求在充填过程中，熔融合金不应窜入配合的间隙中。受热膨胀后，应具有合适的间隙，是滑动平稳。(3)表面粗糙度 结构零件表面粗糙度直接影响铸件的表面质量，机构正常工作和模具的使用寿命、成型零件。表面加工后所遗留的加工痕迹是导致成型零件表面产生裂纹的起源。因此，对模具型腔、型芯表面粗糙度应在 ,其抛光方向要求和铸件推出方向一致，成型表面粗糙度也是产生金属粘附的原因之一。导滑部位的表面粗糙度高，会使结构零件过早磨损或产生咬合，各种零件工作部位的表面粗糙度，应按工作的需要选用，其适宜的表面

44、粗糙度见表93：表93 压铸模的表面粗糙都表面部分表面粗糙度镶块、型芯等成型零件的成型表面和浇注系统表面0.2镶块、型芯、浇道套的配合表面0.20.8导柱、导套、推杆、斜导柱的配合表面0.8模具分型面、各模板间的接合面0.6非工作的其他表面6.39.2 压铸模材料的选择在金属的压力铸造生产过程中，压铸模直接与高温、高压、高速的金属液相接触。一方面它受到金属液的直接冲刷、磨损、高温氧化和各种腐蚀；另一方面由于生产的高效率，模具温度的升高和降低非常剧烈并形成周期性的变化。所以在选择压铸模的制造材料时就应该注意：（1）与金属液接触的零件材料的要求1）良好的可锻性和切削性能。2）具有较高的高温强度、高

45、温硬度、抗回火稳定性和冲击韧性，对高熔点合金，强度和硬度变化少。3）良好的导热性和抗热疲劳性。4）具有足够的高温抗氧化性。5）热膨胀系数小，以保证铸件的尺寸精度和模具配合部位的精度。6）高的耐磨性和良好的抗蠕变性。7）良好的淬透性和较小的热处理变形率。（2）压铸模主要零件材料的选用及热处理要求 压铸模主要零件材料的选用及热处理要求见表94：表94 压铸模零件材料及热处理要求零件名称压铸合金热处理要求定模座板45调质2832HRC定模套板45调质2832HRC定模镶块3Cr2W8V调质2832HRC动模套板45调质2832HRC动模镶块3Cr2W8V调质2832HRC滑块3Cr2W8V调质2834HRC定模型芯3Cr2W8V调质2834HRC浇口套3Cr2W8V调质2832HRC推杆3Cr2W8V4550HRC导柱T8A5055HRC导套T8A5055HRC复位杆T8A5055HRC支承板45调质220250HB垫块45调质220250HB推板45调质220250HB推杆固定件45调质220250HB10 压铸机参数校核根据所选的J1113C型卧式冷室压铸机的主要参数表3对其一些参数进行校核。10.1