铝合金罩壳压铸模具设计(共28页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 大学理工学院毕业设计说明书设计题目: 罩壳压铸模具设计(ZL102)设计编号 : 学 院:专 业:材料成型及控制工程班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 完成日期: 年 月 日 答辩日期: 年 月 日罩壳压铸模具设计摘 要压铸模中根据模具的各部份的作用不同,可归纳为以下几部份机构组成,推出机构:如推杆,推管,顶针,推板,顶板等;导向机构:如导柱,导套等;复位机构:如复位杆待;抽芯机构:如机动,手动抽芯机构,滑块,锁模块,等;排溢系统:如溢浇槽,排气槽;冷却系统:如水路,水嘴,隔水部件等;支撑部件:如模板,模脚等;本次为表盖的压铸模具的设计,本次设计以以上各机构设
2、计要点为原则精心设计的,以下就是本次压铸模具设计的过程说明,及相关知识要点介绍。由于这里不能上传完整的毕业设计(完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等),此文档也稍微删除了一部分内容(目录及某些关键内容)如需要其他资料的朋友,请加叩扣: 关键词:压铸机;压铸工艺应用;压铸模结构;金属压铸成形性能;试模Pick The mould in mould parts according to the different effect, can be divided into the following several parts institution,Launch,
3、 push rod: if ejector push board, etc, roof, Guide: such as guiding pole, guide sleeve, Reset institutions: as to reset the pole, Core-pulling mechanism, such as motor, manual core-pulling mechanism, slider, lock module, etc, Row overflow tank overflow pouring system: if, exhaust slot, Cooling syste
4、m: water, water mouth, such as water, Support components: such as templates, mould feet, The lid of the die-casting molds for the design of design, design essentials for more agencies under the principle of elaborate design, mold design is the process of casting, and relevant knowledge presentation.
5、key words:Die casting machine; casting process application; die casting mold structure; metal die-casting forming properties; test mode 目 录中文摘要1 目 录 3引言51 对压铸件进行工艺性分析71.1常用压铸合性能分析 7 1.1.1压铸铝合金的化学成分和力学性能7 1.1.2 压铸铝合金性能要求91.2压铸模具结构简介111.3压铸模具结构和尺寸精度及表面质量分析121.4计算压铸件的体积和重量142 初选压铸机的型号和规格163 压铸工艺参数的确定17
6、4 压铸模的结构设计194.1分型面选择194.2浇注系统的确定204.3确定型腔、型芯的结及固定方式244.4型腔和型芯的工作尺寸计算264.5动模支承板厚度计算274.6确定推出结构类型284.7确定模具的导向机构285 压铸机使用和维护29 5.1压铸机外观29 5.2液压系统29 5.3电器部分31 5.4电器控制箱32 5.5外部线路的保养33 5.6外部信号装置的保养32 5.7合模部分33 5.8压射部分34 5.9润滑部分34 5.10冷却系统 356试模 357校核计算 37 7.1模具厚度参数校核38 7.2金属入量校核39 7.3顶出行程校核39小结40谢辞41参考文献4
7、2 引 言随着科技的进步与铸造业的蓬勃发展,不同的铸造方法有不同的铸型准备内容。以应用最广泛的砂型铸造为例,铸型准备包括造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯的各种原材料,如铸造砂、型砂粘结剂和其他辅料,以及由它们配制成的型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备的任务是按照铸件的要求、金属的性质,选择合适的原砂、粘结剂和辅料,然后按一定的比例把它们混合成具有一定性能的型砂和芯砂。常用的混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计的,连续混合,速度快。 造型造芯是根据铸造工艺要求,在确定好造型方法,准备好造型材料的基础上进行的。铸件的
8、精度和全部生产过程的经济效果,主要取决于这道工序。在很多现代化的铸造车间里,造型造芯都实现了机械化或自动化。常用的砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。 铸件自浇注冷却的铸型中取出后,有浇口、冒口、金属毛刺、披锋和合模线,砂型铸造的铸件还粘附着砂子,因此必须经过清理工序。进行这种工作的设备有磨光机、抛丸机、浇冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差的一道工序,所以在选择造型方法时,应尽量考虑到为落砂清理创造方便条件。有些铸件因特殊要求,还要经铸件后处理,如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。 铸造是比较经济的毛坯成形方法,对于形状复杂的零件更能
9、显示出它的经济性。如汽车发动机的缸体和缸盖,船舶螺旋桨以及精致的艺术品等。有些难以切削的零件,如燃汽轮机的镍基合金零件不用铸造方法无法成形。 另外,铸造的零件尺寸和重量的适应范围很宽,金属种类几乎不受限制;零件在具有一般机械性能的同时,还具有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能,是其他金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到的。因此在机器制造业中用铸造方法生产的毛坯零件,在数量和吨位上迄今仍是最多的。 铸造生产经常要用的材料有各种金属、焦炭、木材、塑料、气体和液体燃料、造型材料等。所需设备有冶炼金属用的各种炉子,有混砂用的各种混砂机,有造型造芯用的各种造型机、造芯机,有清理铸件用的落砂机、抛丸机等。还有
10、供特种铸造用的机器和设备以及许多运输和物料处理的设备。铸造生产有与其他工艺不同的特点,主要是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境的污染,比起其他机械制造工艺来更为严重,需要采取措施进行控制。对于铸造工程师以及机械结构设计工程师而言,热处理是一项非常有意义,而具甚高价值用以改进材料品质的方法,借热处理可以改变或影响铸铁的组织及性质,同时可以获得更高的强度、硬度,而改善其磨耗抵抗能力等等。由于目的不同,热处理的种类非常多,基本主要可分成两大类,第一类是组织构造不会经由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的,第二则是基本的组织结构发生变化者。第一热处理程序,
11、主要用於消除内应力,而此内应力系在铸造过程中由於冷却状况及条件不同而引起。组织、强度及其他机械性质等,不因热处理而发生明显变化。对於第二类热处理而言,基地组织发生了明显的改变,可大致分为五类:(1)软化退火:其目的主要在於分解碳化物,将其硬度降低,而提高加工性能,对於球状石磨铸铁而言,其目的在於获得具有甚高的肥力铁组织。(2)正常化处理:主要用改进或是使完全是波来铁组织的铸品获得均匀分布的机械性质。(3)淬火:主要为了获得更高的硬度或磨耗强度,同时的到甚高的表面耐磨特性。(4)表面硬化处理:主要为获得表面硬化层,同时得到甚高的表面耐磨特性。(5)析出硬化处理:主要是为获得高强度而伸长率并不因而
12、发生激烈的改变。 铸造产品发展的趋势是要求铸件有更好的综合性能,更高的精度,更少的余量和更光洁的表面。此外,节能的要求和社会对恢复自然环境的呼声也越来越高。为适应这些要求,新的铸造合金将得到开发,冶炼新工艺和新设备将相应出现。铸造生产的机械化自动化程度在不断提高的同时,将更多地向柔性生产方面发展,以扩大对不同批量和多品种生产的适应性。节约能源和原材料的新技术将会得到优先发展,少产生或不产生污染的新工艺新设备将首先受到重视。质量控制技术在各道工序的检测和无损探伤、应力测定方面,将有新的发展。1.对压铸件进行工艺性分析1.1 常用压铸合性能分析1.1.1压铸铝合金的化学成分和力学性能如下表。合金铸
13、造工艺性能,通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分,但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。(1)流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好影响流动性的因素很多,主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒,但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力(俗称浇注压头)的高低。实际生产中,在合金已确定的情况下,除了强化熔炼工艺(精炼与除渣)外,还必须改善铸型工艺性(砂模
14、透气性、金属型模具排气及温度),并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度,保证合金的流动性。(2)收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲,合金从液体浇注到凝固,直至冷到室温,共分为三个阶段,分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响,它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩,在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。铝合金收缩大小,通常以百分数来表示,称为收缩率。体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。铸造合金液从浇注到凝固,在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩,这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见,并分为集中
15、缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中,并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小,大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到,显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一,产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现,铸造铝合金凝固范围越小,越易形成集中缩孔,凝固范围越宽,越易形成分散性缩孔,因此,在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则,即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充,是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件,冒口设置数量比集中缩孔要多,并在易产生疏松处设置冷铁,加大局部冷却速度,使其同时或
16、快速凝固。线收缩线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大,铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大;冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率,即使同一合金,铸件不同,收缩率也不同,在同一铸件上,其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。(3)热裂性铝铸件热裂纹的产生,主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力,大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化,失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸,形状呈锯齿形,表面较宽,内部较窄,有的则穿透整个铸件的端面。不同铝合金铸件产生裂纹的倾向也不同,这是因为铸铝合金凝固过程中开始形成完整的结晶框架的温度与凝固温度之差越大,
17、合金收缩率就越大,产生热裂纹倾向也越大,即使同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等因素产生热裂纹倾向也不同。生产中常采用退让性铸型,或改进铸铝合金的浇注系统等措施,使铝铸件避免产生裂纹。通常采用热裂环法检测铝铸件热裂纹。(4)气密性铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的作用下不渗漏程度,气密性实际上表征了铸件内部组织致密与纯净的程度。1.1.2压铸铝合金的性能要求一、铝合金的特点 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
18、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 铝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
19、,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铝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。 图1 时效时间对铝合金屈服强度和冲击韧性的影响 图2 温度对抗拉强度的影响 二、铝合金种类 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
20、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。 不同的铝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。 三、铝、合金的选择 选择哪一种铝合金,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、
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