汽车锁扣压铸压铸模具设计(共41页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要 压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备。在经济批量生产中,铸件质量合格率的高低、作业循环的快慢、模具制造的难易及其使用寿命,在很大程度上受压铸模设计的正确、合理、先进和适用程度的制约。压铸模制造费用颇高,制成后难以进行大的修改,所以设计人员应当对模具设计和压铸技术有充分的了解,并细致地分析产品的具体特点,才能在压铸模设计上顺利地达到预期的效果。本课题是从零件的工艺分析开始,然后确定成型方案,选择合适的压铸机,对压铸模具的浇注系统、成型零部件、冷却系统、排气系统、借助于计算机辅助软件绘制了各部分零件及装配体的立体图和工程图,以保障模具的加工制造。根据由关资料,采用锥
2、形切线浇道系统,此浇注系统可以控制金属液的流动方向,能最大限度地减小金属液的流程,有利于压铸件的生产。确定铸件工艺参数:铸件尺寸公差选取CT5,铸件加工余量取0.751.0mm,收缩率为1.0055,脱模斜度12。关键词:汽车锁扣,压铸模设计,压铸工艺分析;专心-专注-专业Abstract Die casting is the main process equipment for die casting production. In the mass production, the qualification rate of casting quality of high and low, h
3、omework circulation speed and the difficulties of the mould manufacturing and its service life, to a great extent, the correct compression mould design, reasonable, advanced and applicable degree of restriction. Die mold manufacturing cost is high, make difficult after big changes, so the designer s
4、hould be understanding of die design and die casting technology are fully, and detailed analysis of the characteristics of products, can smoothly on die-casting die design to achieve the desired effect.This topic begins with parts of process analysis, and then determine the forming scheme, choosing
5、the appropriate die casting machine, the die casting mould gating system, molding parts, cooling system, exhaust system, with the aid of computer aided software made parts graphic model and engineering drawing of the parts and assembly, to ensure the mould processing and manufacturing. According to
6、the data, by cone tangent gating system, the pouring system can control the flow direction of liquid metal, liquid metal can minimize the process, is advantageous to the die casting production. Casting process parameters: choose CT6 casting size tolerance, casting machining allowance from 0.75 1.0 m
7、m, shrinkage rate is 1.0055, the draft 1 2 .Key Words: die-casting die design, die casting process analysis; 目 录01222334467789011234567889901234456678附录一第1章 绪 论1.1 概述 近年来,市场异常活跃,压铸产业的高速增长带来了压铸制造工业的一片兴旺。根据中国模具工业协会经营管理委员会编制的全国模具专业厂基本情况统计,压铸模具约占各类模具总产值5%,每年增长速度高达25%。 这几年,各模具厂普遍加大设备投入,提升技术水平和制模能力,模具的质量有
8、了转大的提高。总体来说,中、小型模具的制作完全可以满足国内的需求,大型、复杂、精密的压铸模具依赖进口的状况较大地得到改善;中、低档模具供大于求,大型且要求高的压铸模进口不少;出口的压铸模量年年递增;国内商品化模具总量已经超过一半,自产自用的模具已不再占主导地位。 这几年,压铸模品种、产量、综合设计水平,产品的复杂、精密程度,模具的大型化,以及企业的工装设备,工作环境,加工和检测手段等均有很大提高,应该说是我国有史以来提升最迅速的时期。但是压铸模的制造总体来说与国外先进工业国家相比差距还很大,大致相当于他们90年代末的水平,模具结构复杂些的还多是步人后尘,以造复制模为主,创新点不多。制造过程中普
9、遍存在质量控制不够严谨、制造精度差些,以及设计时对模具的热平衡分析、冷却系统设置、零件的快换、安装的快捷、生产的安全性等方面考虑欠周全,模具使用时稳定性不高,故障率大。1.2 论文构成及研究内容1、 下载一篇专业相关的英文文献并翻译成中文。2、 提交一份开题报告,独立完成汽车锁扣零件图、毛坯图及其模具总图设计、确定模具的主要压铸成形工艺参数,选择一至二个成型零件进行制造工艺设计。3、 按照开题报告的进度计划,独立进行模具设计所需的数据计算,结合相关课程中涉及的经验公式与经验数据,撰写论文,论文正文不少于10000字。1.3 压铸产业的发展趋势 近年来为适应铸件大型化的需要,国内大吨位压铸机拥有
10、量剧增,大型、复杂压铸模需求量得到扩大。行业中出现产能的扩充现象尤其凸显,高端的加工设备增添很多,如:五轴高速加工中心、三座标测量仪、慢走丝线切割机床、大型合模机、大型精密机床、石墨电极加工中心机床、深孔钻床、大型龙门磨床、大型龙门数控、大型高压真空淬火炉等设备。这些优良的装备投入为加大产出,缩短制模周期,制造精密、复杂模具提供了保证,压铸模的生产运作正改变着“依赖钳工”修正装配的制模模式,朝着“只装少配”的方向迈进。第2章 汽车锁扣零件的技术要求和工艺分析2.1 铸件分析图2-1 零件3D图如图所示的零件,材料镁合金,铸造精度CT5,铸件方形壳体,侧壁有凹孔,其立体图如图2-1,要求为表面光
11、滑、无飞边,表面质量好。为了使模具与注射机相匹配以提高生产力和经济性、保证塑件精度,并考虑模具设计时应合理确定型腔数目,该模具选择一次开模及一模一腔。2.2铸件的原材料分析 镁是以镁为基础加入其他的合金。其特点是:小(1.8g/cm3镁合金左右),比强度高,比弹性模量大,散热好,消震性好,承受冲击载荷能力比较大,耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等镁合金(英文:Magnesium alloy)的比重虽然比重,然而,单位重量强度和弹性率高于塑料,因此,零件的强度在同等条件下,镁合金的部分可以做得更好比塑料轻薄。此外,由于镁合金的比强度高于镁和铁,因此,没有减少零件的
12、强度,可以减少铝或铁的重量部分。 镁合金比强度高于铝合金和钢。刚度比(刚度和质量之比)接近镁合金和钢,远高于工程塑料。 镁具有极好的滞弹吸震性能,可吸收震动和噪音,用作设备机壳可减少噪音传递,预防冲击和防止凹陷损坏。 镁合金具有优良的脱模性能,在压铸时,与铁的亲和力小,即使采用较小的出模斜度也不会出现粘模现象。 镁合金具有良好的耐腐蚀性能、电磁屏蔽性能、辐射防护性能,可100%回收。镁合金具有极高的氧化活性,极易氧化,严重时会导致燃烧。镁合金压铸成形性好,压铸最小壁厚为0.6毫米。但镁合金线膨胀系数很大,达到2526 m/m,而镁合金则为23 m/m,黄铜约20 m/m,结构钢12 m/m,铸
13、铁约10m/m,岩石(花岗岩、大理石等)仅为59 m/m,玻璃511 m/m。2.3成型工艺分析零件结构的合理性、工艺性直接关系到其成型模具结构、类型、生产周期与成本。只有符合压铸工艺要求的有色金属制品的设计,才能顺利的成型,确保内在与外观的质量要求,达到高效率生产和低成本目的,在设计时应充分考虑这些因素。工艺性分析主要分为以下几个方面:2.3.1 零件的壁厚压铸件壁的厚薄对其质量有很大的影响,不仅影响到铸件的强度和刚度,而且还影响到铸件成型时的流动状态。汽车锁扣壁厚受使用要求、镁合金的性能、其几何尺寸以及成型工艺等众多因素的制约。根据成型工艺的要求,应尽量使铸件各部分壁厚均匀,否则成型后会因
14、收缩不均匀而使铸件变形或产生缩孔,凹陷烧伤或者冷隔等缺陷。压铸件壁厚的选择如表21所示:表21 推荐压铸件表面积相应的最小壁厚 (单位:mm)压铸件表面积/mm2合金种类铅锡合金锌合金镁合金镁合金铜合金250.5-0.90.6-1.00.7-1.00.8-1.21.0-1.525-1000.8-1.51.0-1.51.0-1.51.2-1.81.5-2.0100-2500.8-1.51.0-1.51.5-2.01.8-2.32.0-2.5250-4001.5-2.01.5-2.02.0-2.52.3-2.32.5-3.5400-6002.0-2.52.0-2.52.0-3.02.8-3.53.
15、5-4.5600-900-2.5-3.03.0-3.53.5-4.04.0-5.0900-1200-3.0-4.03.5-4.04.0-5.0-1200-4.04.0-由零件图可知,其壁厚为4.0mm2.3.2 脱模斜度由于塑件冷却后产生收缩,会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分,使塑件脱出困难,强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模,塑件设计时必须考虑与脱模(及轴芯)方向平行的内、外表面,设计足够的脱模斜度。本零件设为0.52.3.3 汽车锁扣尺寸精度和表面粗糙度 压铸件的表面粗糙度取决于压铸模成型零件型腔表面的粗糙度,通常压铸件的表面粗糙度比模具相应成型表面的粗糙度高两级。本模具
16、的粗糙度选用0.8um。产品表面质量要求比较高,图纸未注明尺寸精度,我们取IT5级精度。2.2.4 汽车锁扣的收缩率 为使压铸后的产品符合图纸要求,在设计模具时,应该考虑产品的收缩性。影响收缩率的因素大致可分为锌合金的性质、压铸件结构、模具结构、成型工艺条件等几方面。对于零件,我们可知零件的材料为镁合金,查资料得镁合金的收缩率为0.5%。第三章压铸机的选择与校核3.1 估算零件体积和投影面积用PROE建模分析知塑件体积为体积:V=5.97cm3,模具分型面上铸件的总投影面积为:A= 7827.7mm23.2压射比压压射比压是压室内金属液在单位面积上所受的压力。其计算式为:式中 p比压 (Pa)
17、; F压射力(N); A压射冲头截面积()。将填充阶段的比压称填充比压,充型结束时的比压称压射比压。比压的选择,应根据压铸件的强度、致密性和壁厚等进行。一般压铸件要求强度越高,致密性越好,比压就越大。对于薄壁铸件,因充型困难,故填充比压就要大些;对于厚壁铸件,因凝固时间长,故填充比压可小些,但压射比压要大。值得注意的是,由于比压过高会使模具受到熔融合金的强烈冲刷和增加粘模的可能性,降低模具寿命,且模具易胀开,因此必须合理选择比压。现压铸机上调整比压的办法有:调节压射力的大小和更换不同直径的压射冲头。一般常用比压可参考表16选用。综合以上资料,本模具的比压选择为30 3.3 压铸机的选择为了简化
18、选择压铸机时的计算,在已知模具模具分型面上铸件的总投影面积和选用的压射比压P后,国产压铸机可以从图直接查到所选的压铸机型号根据汽车锁扣零件几何特点可知铸件的尺寸为12464mm,综合生产压铸机设备吨位,确定模具型腔数为一模一腔,根据压铸机选项用的基本原则,初选压铸机为:卧式冷压室压铸机型号为J116C。其工艺参数如下:采用常用的卧式冷室压铸机,其型号为J116C。压铸机主要参数如下:压射力为 85 kN;压室直径为3055mm;最大浇注量为0.7kg锁模力 630kN;拉缸内空间水平垂直为280mm280mm。 3.4 压铸机的校核 式中 压铸机应有的锁模力(kN); 安全系数(一般取k=1.
19、25); 主胀型力、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); 式中主胀型力(KN); 压实压力(MPa); 压铸件在主分型面上的正投影面积; 由以上信息估算此模具浇注系统与溢流排气系统的面积约是型腔部分的1倍。所以 =11cm2根据初选的压铸机,选择压射比压为50MPa,所以锁模力符合要求。第四章汽车锁扣压铸模具结构设计4.1 型腔分型面位置和形状的设计 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、铸造工艺条件、铸造模具的结构和制造成本、模具的热平衡等因素,这些因素难以
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