特种电机壳体压铸工艺及模具设计【UG+CAD+说明书+答辩PPT】.rar

特种电机壳体压铸工艺及模具设计答辩人：黎俊龙导师：宋延沛 时间：2024.4.11专业：机械设计制造及自动化班级：机械自动化一班研究背景及现状 随着国内外制造业的发展，压铸生产技术能够满足越来越多行业的生产要求。同时，汽车、材料、计算机等关键性制造行业的蓬勃发展，对于压铸件的生产质量、精度等提出了更高的要求，对于成型材料的要求也愈加严苛，反过来促使了压铸生产技术的进一步发展。随着模具CAD/CAE/CAM行业发展地愈加成熟，基于CAD/CAE/CAM技术的压铸模具设计制造和开发系统也在不断发展和完善，使压铸模具的设计和制造更加一体化、标准化、通用化。本毕业设计的内容就是在压铸模具CAD系统基础上进行生产零件的压铸模具的设计和优化工作。分型面的设计01浇筑系统的设计02答辩主要内容成型尺寸计算04抽芯机构的设计05冷却系统的设计06排溢系统的设计031第部分分型面的设计分型面的设计01分型面：是动模和定模分离界面，浇注系统的废料可以用推杆或别的方法或取下。在设计压铸模具加工时，必须按照零件的形态和构造来明确分型面的位置、形状。例如，分型面可以平行于模具、垂直平分模具或一定的倾斜角度。分型面可能有一个或好几个分型面来完成脱模。还需要考虑到废料是不是能和成形件一起取下，边角废料是不是能全自动或手动式从零件上分离出来。分型面的结构和部位的选取影响了模具的复杂性、设计难度、使用性能和可靠性，也间接性决定了外表层的表面粗糙度和产品质量。分型面设计的关键是基于浇口形式、排气条件、模具类型、脱模方法以及铸件的几何形状。通过分析零件结构，最终选取零件的最大轮廓面为分型面。2第部分浇注系统的设计浇筑系统的设计02A.确定浇注系统采用侧浇道的浇注系统进行设计，这种浇注系统不仅适用于单型腔模，也适用于多型腔模，因为浇道去除方便，所以广泛应用于压铸模具设计。侧浇道一般在分型面上开设，内浇道一般设置在压铸件的最大轮廓处的外侧，这样有利于压铸件的成型。浇筑系统的设计02B.直浇道的设计1)直浇道的直径：因为本次课题采用的是卧式冷压式，直浇道的直径等于压铸机压室的直径D=105mm。2)直浇道的厚度：一般取H=（1/31/2）D，这里取55mm。3)对于直浇道的起模斜度，通常选择1302，此处选择2，而长度的推荐范围是1525mm，此处选择20mm，并且在浇道套靠近分型面一方的内孔上开设起模斜度。C.浇口套的设计浇口套与压室的连接。浇口套和压室的连接可以制作成一个整体，也可以分开制造但是端面需要密封对接。在目前的压铸模具设计中，浇口套和压室分开制造使用的比较多。浇筑系统的设计02D.横浇道的设计1横浇道是连接直浇道和内浇口的通道，其作用是将金属液从直浇道引入内浇口内。2压铸件的形状、大小、型腔个数，以及内浇道的形式、位置、方向和流入口的宽度等因素不同，横浇道的结构形式也不同，本设计一模一腔，选用平直式。3横浇道长度侧浇口的横浇道长度L=d/2+（2030）式中：d为压室直径，d=105mm则：L=105/2+（2035）=69mm浇筑系统的设计02E.内浇道的设计1)内浇道的截面积计算2)内浇道的尺寸内浇道的设计最小厚度应不小于0.15mm，因此在这里选择8mm。内浇道长度=69mm，宽度=16mm3第部分排溢系统的设计排溢系统的设计03溢流槽的设计设置溢流槽可作为接纳型腔中的气体、气体夹杂物及冷污金属，还可以作调节型腔局部温度、改善充填条件以及必要时作为工艺搭子顶出铸件之用。在分型面上设置溢流槽是一种简单适用的常用方式。为了后序工艺的需要，而保持溢流包与压铸件的整体连接，将溢流槽开设在动模一侧。溢流槽的截面形状一般有三种，椭圆形、方形和梯形，本次设计采用椭圆形溢流槽,如右图所示。同时为了便于脱模，溢口脱模斜度做成溢口与铸件连接处应有0.31mmx45的倒角，便于清除。4第部分成型零件尺寸计算成型零件尺寸计算04成型零件的工作尺寸包括型腔的径向尺寸和深度尺寸、型芯的径向尺寸和高度尺寸、中心距尺寸等。为保证压铸件尺寸精度，需要选取合适的公差来计算成型零件工作尺寸。成型零件工作尺寸通常按照平均收缩率来计算，分为型腔尺寸的计算和型芯尺寸的计算。A先计算型腔尺寸如下成型零件尺寸计算04B型芯尺寸的计算5第部分抽芯机构的设计抽芯机构的设计05A抽芯机构形式的确定因为铸件上两侧的孔型结构，阻碍了压铸件的直接脱模。这时，就必须要设计抽芯机构进行侧面的成型。本次设计将采用机动抽芯，这种抽芯机构比较复杂，但是抽芯力大，生产效率高，精度较高，容易实现现代自动化生产。其中，斜导柱抽芯是侧抽芯机构中应用最常见的抽芯机构。如右图所示。抽芯机构的设计05B抽芯距的确定S抽=S移+K其中，S移=3mm，为滑块型芯完全脱离成型处的距离，K为安全距离，这里取3mm，所以，S抽=3+3=6mm。C抽芯机构零部件的设计 1）滑块的尺寸与精度要求3）滑块材料滑块常用材料为：45钢、T8A、T10A等热处理硬度要求：HRC40在本设计中，采用45钢，HRC40。6第部分冷却系统的设计冷却系统的设计06在压铸模中，冷却系统是用来冷却模具，降低熔融金属液带给模具的热量，将模具的温度下降到最佳工作状态的一个系统。模具通常有以下几种冷却方式：1）水冷却，水冷却是在模具内设置冷却水通道，把冷却水注入模具中带走热量。水冷的效率高，容易加工和控制，成本低，是最常用的模具冷却方法。2）风冷却，风冷却是通过使用鼓风机或者空气压缩机产生的风力吹走模具的热量。风冷的方法简单，模具内也不需要设置冷却装置；但是它的效率太低，无法带走太多的热量，冷却时间也过长，所以一般用于熔点低，产生热量不高的合金或中小型薄壁件的压铸模中。3）用传热系数高的合金（铍青铜、钨基合金等）冷却，用传热系数高的合金制成导热棒或者导热快，加入到型芯中，在另一端则设置散热片来将热量从模具中导出。本次压铸模具的冷却系统采用的最常用的水冷方式，通过在定模镶块、定模套板上设置水道，接入胶管通入冷却水给模具的镶块和型芯降温，达到冷却的效果。冷却水道布置于型腔上方，沿型腔均匀布置，使冷却更加均匀，防止铸件因冷却不均产生缺陷。如下图所示。总装图的设计金属液由直浇道进入，在压头的作用下金属液以一定的初速度进入横浇道，在溢流系统作用下将杂质等物质分离，通过内浇道，充填型腔时排气系统发挥作用将型腔内气体排出。经冷却水路冷却后，开始脱模，脱模时压铸模具从分型面处分开，侧抽芯机构由斜销作用斜滑块沿着斜销与定位销运动，将斜滑块抽离型芯，滑块脱离型芯后，推杆在推板的作用下在型芯处将零件顶出，推板沿复位杆往复运动，以上完成一次完整的压力铸造过程。通过分析电机壳体零件的材料、结构、精度等特点，确定其压铸成型工艺。确定了分型面及一模一腔的模腔布局。为确保准确成型，对型腔、型芯、侧型芯等成形零件进行了精确地尺寸计算。对浇注系统的各部分进行了结构形式的选择和尺寸确定，对推出机构、侧抽芯机构、模架进行了设计和选择，同时设计了必要的排气、溢流、冷却等结构。选择了合适的压铸机，并进行了相应的校核。总结谢谢您的观看与聆听本科生毕业论文（设计）(2024 届)题 目：题 目：特种电机壳体压铸工艺及模具设计特种电机壳体压铸工艺及模具设计 学 院：学 院：机电工程学院机电工程学院 专 业：专 业：机械设计制造及自动化机械设计制造及自动化 班 级：班 级：自动化（专升本）1 班自动化（专升本）1 班 学生姓名：学生姓名：黎俊龙 学号：学号：2022014020083 指导教师：指导教师：宋延沛 职称：职称：教授 完成时间：完成时间：20242024 年 年 4 4 月 月 3 3 日 日 本科生毕业论文（设计）诚信声明本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师的指导下取得的成果，论文（设计）写作严格遵循学术规范。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人对所写的内容负责，如有违规行为发生，自愿承担一切责任。毕业论文（设计）作者签名：黎俊龙 日期：2024 年 4 月 3 日 本科生毕业论文（设计）使用授权声明本科生毕业论文（设计）使用授权声明本人完全了解学校有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，同意海南科技职业大学保留并向有关部门或机构送交毕业论文（设计）的书面版和电子版，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权海南科技职业大学将本设计（论文）的全部或部分内容网上公开或编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等方式保存和汇编本设计（论文）。对于保密毕业论文（设计），按保密的有关规定和程序处理。毕业论文（设计）作者签名：黎俊龙 指导教师签名：日期：2024 年 4 月 3 日 日期：年 月 日I摘 要本设计的核心目标是完成特种电机壳体压铸模具的相关设计任务。以该模具的设计流程为实例，我们对压铸模具的设计方法和具体的设计流程进行了深入的阐述。首先，我们根据特种电机壳体压铸的特定结构进行了工艺分析，并选择锌合金作为特种电机壳体压铸铸件的主要加工材料。通过分析研究特种电机壳体压铸中常用的几种铸造方法，结合不同压铸工艺方案下的技术经济指标，优选出适合于该压铸件成形的最佳压铸工艺路线。考虑到铝合金材料的基础工艺特性，我们根据特种电机壳体压铸的质量标准和产品外观特征选择了标准模架。根据特种电机壳体的几何形状和尺寸参数，我们制定出合理的设计方案，确定了模具设计的工艺参数，完成了压铸模结构设计，尺寸参数计算，包括型腔、型芯、浇注系统和脱模机构。为了保证铸件质量，节约模具材料，我们决定采用“一模一腔”的结构设计方案。这样可以在保证产品质量前提下，有效提高特种电机壳体的工作效率。确保设计出的模具在压铸过程中具有高度的可靠性，从而满足实际生产操作的需求。在这次的设计过程中，我们使用了三维软件来绘制特种电机壳体压铸铸件的三维图像，并最终利用 CAD 软件绘制了模具的装配图和各个模具零件的零件图及浇注系统等零件图。利用有限元软件对其强度、刚度等方面进行校核。这次毕业结果为压铸模生产提供了有价值的参考，具备相当的现实意义。关键词：特种电机壳体；压铸成型技术；压铸模具；CADIIAbstractAbstractThe core goal of this design is to complete the related design tasks of special motor housing die-casting molds.Taking the design process of this mold as an example,we have elaborated on the design methods and specific design processes of die-casting molds in depth.Firstly,we conducted a process analysis based on the specific structure of special motor housing die-casting and selected zinc alloy as the main processing material for special motor housing die-casting castings.By analyzing several common casting methods used in special motor housing die-casting and combining the technical and economic indicators under different die-casting process schemes,we have optimized the best die-casting process route suitable for the die-casting forming of this type of casting.Considering the basic process characteristics of zinc alloy materials,we selected standard mold frames based on the quality standards of special motor housing die-casting and the product appearance characteristics.By measuring various dimensional parameters of special motor housing die-casting,we further calculated the dimensional parameters of related parts.After completing the mold part,such as the cavity,core,gating system,and demolding system design,we decided to adopt a one mold,one cavity structural design scheme.Through die-casting experiments on special motor housing,we verified that this scheme can effectively improve the working efficiency of special motor housing while ensuring product quality.Then,we carefully selected the appropriate mold manufacturing materials and meticulously designed the overall structure of the mold to ensure that the designed mold has a high level of reliability during operation,meeting the requirements of actual production operations.In this design process,we used 3D software to draw the 3D image of the special motor housing die-casting casting,and finally perfected the assembly drawing of the mold and the part drawings of each mold using CAD software.After analyzing and calculating the mold structure and working process,reasonable process parameters and related components of the pouring system were determined,and finite element simulation was used to verify its strength,rigidity,etc.This mold design method provides valuable reference for similar die-casting IIImold designs,with considerable research significance.Key words:die casting process;Die casting mold;CAD;Die casting machine;IV目 录摘要.IAbstract.II目 录.III第 1 章 绪论.11.1 选题背景.11.2 模具的发展现状.11.3 课题意义.3第 2 章 压铸件工艺分析.42.1 铸件零件分析.42.2 产品生产工艺分析.52.3 铸件的原材料分析.52.4 压铸的结构要素.52.4.1 壁厚.62.4.2 压铸件的铸造圆角半径.62.4.3 压铸件的脱模斜度.6第 3 章 压铸设备的选用与压铸工艺设定.83.1 压铸机选用.83.1.1 压铸机的分类.83.1.2 确定型腔数目.93.1.3 锁模力的计算.93.1.4 校核压铸机参数.113.2 压铸工艺设定.123.2.1 压射比压.123.2.2 充填速度.123.2.3 充填时间.123.2.4 合金浇注温度.13V3.2.5 模具温度.13第 4 章 压铸模结构设计.154.1 压铸件分型面的设计.154.2 浇注系统的结构设计.164.1.1 直浇道的设计.164.1.2 内浇道的设计.164.2 排溢系统的设计.174.3 成型零件的设计与计算.184.3.1 成型零件结构.184.3.2 成型零件工作尺寸的计算.194.4 抽芯机构设计.204.5 推出机构设计.224.6 冷却系统的设计.234.7 模具总装图.25第 5 章 模具装配和调试.265.1 压铸模装配.265.2 凸、凹模间隙调整.265.3 模具调试.27总结.28参考文献.30致谢.321第 1 章 绪论1.1 选题背景伴随着科技和科学的持续进步，压铸模具的应用逐渐增多。由于压铸件本身具有一定的形状特征，因此对模具也提出了较高的要求。传统上，模具的设计依赖于经验和连续的测试流程，这主要取决于设计师的专业知识和处理团队的技术能力。由于没有考虑到产品在整个生命周期内的性能变化，因此导致了模具失效频繁。为了判断设计的合理性，我们必须依赖模具的实验测试，而对于存在的缺陷，则需要通过多次模具的修复来进行修正。在许多情况下，由于模具结构不合理或生产周期长等原因，往往无法保证产品的要求。这种做法不只是为了确保模具在质量、设计和制造上的周期过长和质量的不稳定性，更重要的是，这对于大型、精确、中等和高级的模型尤为关键。在许多情况下，由于模具失效导致产品报废率很高，严重影响了企业生产效率。这类传统的模具设计和制造方式无法满足现代模具技术的需求。计算机技术的迅速进步为压铸模具 CAD/CAM 技术的进一步提供了模具技术的创新策略。它使传统的模具设计工作由手工完成变为自动化，提高了模具的生产效率，减少了工人的劳动强度。从 20 世纪 80 年代中旬开始，先进的工业国家普遍采纳了压铸模CAD/CAM 和相关技术。它在塑料模具中得到广泛应用，使塑料成型工艺发生重大变革。这种技术显著地提升了塑料模具的制造质量，同时也缩减了模具设计和生产的时间周期，并减少了模具制造的总成本。同时也提高了模具的生产效率，节省了大量人力和物力资源，使模具行业实现了由粗放型向集约型转变。传统压铸模具的设计和生产方式已经因制造成本的大幅变化而发生了根本性的改变。本文介绍了现代工业中常用的几种压铸模技术及其特点。在使用 CAD/CAM 技术的过程中，我们都选择了 CAE 技术。这种先进技术能减少模具开发费用，缩短新产品开发周期，同时也可保证产品质量。压铸 CAE技术有助于对设计图纸进行优化，进而协助设计师更准确地设计模具结构和进行模具修复，从而有效地降低生产成本。通过应用这些先进的设计技术，可以大大提高生产效率，降低产品生产成本。利用 CAD/CAE/CAM 的综合集成技术，可以显著地减少模具设计所需的时间，增强模具设计的精确度，优化设计大纲，并确保部件尺寸的高度精确性。2此外，表面的粗糙度可以自动决定制造部件的工具路径。1.2 模具的发展现状在当前阶段，模具的应用范围和使用频次都相当广泛，这对整个制造业产生了深远的影响。模具不仅存在，还具有示范作用。以电子制造为例，几乎所有电子产品在制造过程中都是依赖模具来完成的。目前，模具行业的发展势头相当乐观，而且模具行业的整体水平也能直观地展示出一个国家工业化进程的水平。在制造行业中，模具的使用几乎无处不在。显而易见，无论在哪种制造领域，模具的使用都是非常普遍的。我们日常生活中的许多产品都是通过模具进行加工和生产的。因此，模具在整个制造过程中起到了不可或缺的作用。这也是目前模具行业人才短缺的主要原因之一。这部分人才对整个工业和制造业的推动作用是显而易见的。目前，我国在制造业的进步是显而易见的，其种类和范围都非常广泛。然而，国内模具行业在人才方面的需求仍然很大，而在人才短缺的背景下，这方面的生产似乎也显得捉襟见肘。因此本文就将对我国目前的模具产业的现状进行分析，然后针对其中出现的问题提出一些建议与对策。目前，模具生产的焦点已经发生了明显的转移。我国在这一领域的进展在全球范围内都是不容忽视的。尽管从技术角度看，我国在这方面还存在很大的技术差距，但由于发展势头强劲，追赶只是时间问题。目前，我国对模具行业的高度重视无疑将为模具技术的进一步发展提供强大的支持。模具在整个制造业中是一种独特的设备，它对国家的经济增长起到了显著的作用。在当前的生产流程中，无论是冲压还是压铸，都是常见的生产方式。此外，许多与我们日常生活紧密相关的产品也是通过这种方式制造出来的。这种加工方式与整个制造业有着紧密的联系，以下是对其优势的详细列举:（1）在模具的辅助下，加工过程得以顺利完成，这是因为模具本身具有很高的可塑性，并且对各种产品都有很好的适应性。例如，我们可以通过冲压技术来处理不同的金属和产品，但这主要是对其形状或参数进行微调。而对于塑料制品，大多数情况下都是通过压铸技术来完成加工的。（2）利用模具进行加工可以有效地规避切割问题。这种方法基本上不需要通过切3割来加工，从而使得整个产品在加工过程中变得更为简便。这也是提高加工效率的关键因素。切割过程中对原材料的浪费是一个相当严重的问题，这也从侧面证明了成本可以被有效地控制。随着模具技术的不断进步，产品的精度也得到了显著的提高。这部分甚至可以很好地控制产品的粗糙度，对于简化整个工艺流程也是非常重要的。（3）在当前阶段，模具加工产品展现出极高的精确度。对于具有复杂结构的产品，模具表现出显著的差异性。此外，在模具的辅助下，产品间的一致性也得到了很好的维持，从而显著提高了效率。自动化技术的引入也极大地提高了模具加工的便利性，同时成本控制的效果也变得尤为突出。1.3 课题意义这次的设计重点是针对特种电机壳体压铸件的压铸模具设计。在整个设计流程中，对模具的技术水平有很高的要求，需要有坚实的知识基础，并且设计完成后能有效地回顾整个设计过程。在整个设计流程的初始阶段，首先需要对压铸件进行全面的分析。这一分析的核心目标是识别加工过程中的关键技术点，并根据相关标准对压铸模结构和尺寸参数进行计算和确定。只有这样，我们的设计才能满足设计的具体要求，并利用绘图软件完成相关图纸的绘制工作。在本次的设计当中，我们将对整个模具结构以及工艺参数进行校核和确定。，并且通过认真仔细的计算校核完成整个设计方案。这次的设计重点是针对特种电机壳体压铸部件的压铸模具。在整个设计流程中，对模具的技术水平有很高的要求，需要有坚实的知识基础，和认真的工作态度，按计划完成设计任务。4第 2 章 压铸件工艺分析2.1 铸件结构分析图 2.1 为特种电机壳体压铸件的三维零件图，图 2.2 为其零件图。由图 2.2 可知，特种电机壳体铸件整体尺寸为 270*270*224mm，铸件中心是一个较深的圆形空腔，侧壁有一直径 80mm 的通孔突出电机壳外表面。壳体的底端有一方形法兰盘，四个角各有一个直径为 30mm 的固定孔，铸件平均壁厚 3.8mm。最大截面为法兰盘，尺寸 270270mm。图 2.1 铸件三维图图 2.2 铸件工程图5 2.2 产品生产工艺分析零件结构包含异形的表面以及凸台，这一部分无法满足传统冲压和锻件制作的需求。选择采用压铸方法进行生产会更合适。鉴于对产品的强烈需求，采纳压铸技术生产能够显著提升生产效率，而运用压铸模具生产能进一步优化压铸件的尺寸精确性和其表面的质量。2.3 铸件的原材料分析在铸件设计过程中，正确地选择压铸合金是至关重要的一个环节。在决策过程中，不仅要关注零件的使用需求，而且需要对合金的各项工艺性质有深入的认识。当合金的性能标准能够满足要求时，更应优先选用成型工艺优越的合金材质。在选择压铸合金时，我们主要从以下几个角度进行思考：（1）关于材料所受的力。这个观点主要关注产品的最后使用条件，比方说，在受到拉伸、振动或冲击等各种负荷的影响下。（2）工作环境下的产品。这个问题主要是基于产品在实际应用时对外部环境温度和封闭性有哪些特定需求，同时要考虑与之暴露的环境因素，例如海水、湿润的空气、盐、酸和碱，是否具备抵御侵蚀的特性。（3）用于生产的具体条件。在铸件制造时，我们首要关注的是所采用的压铸工具和相关的工程技术参数的设置。（4）在经济收益方面。最终我们应该重视的一个重点是如何进行有效的成本核算，以尽可能地减少成本。经过对特种电动机外壳压铸件性能和成本需求的深入分析，最终决定以铝合金作为本次设计中的主要原料。使用压铸方法制成的铝合金具有优越的成型性质和轻质的重量。压铸铝合金经过热处理后可以加强其性能，在常温环境下展示出优越的力学性能和抗大气腐蚀性。这种合金密度低，铸造性能的表现出色，无热裂的可能性，气密性高，线缩率不大。是电机壳体压铸件的最合适的材料选择。62.4 压铸件的结构要素一个部件的结构设计合理性以及其工艺性如何，都会对模具的结构、种类、生产时间和成本产生直接影响。压铸部件在技术要求上主要涉及壁厚、圆角、脱模角度、孔洞设计、网格布局、文字、螺纹和齿轮等几个方面；接下来，我们将针对这三个核心要素进行详细分析：2.4.1 壁厚通过参考和查阅有关压铸件设计的手册，我们能够了解到不同的压铸件具有不同的最小壁厚尺寸。如果其壁厚小于最小值，这通常意味着这个零件不宜用于压铸制造，或者可能无法进行生产。要达到对零件性质的制造，就需要在毛坯上加入相应的加工工艺。详细指标如下所述：表 2-1 压铸件的最小壁厚和正常壁厚从零件图来看，特种电机壳体的压铸壁的一侧面积范围从 100mm 到 500mm 都是大于500mm。因此，这片铸模的最小壁厚是 3.0mm，满足了整个压铸模具生产的壁厚标准.2.4.2 压铸件的铸造圆角半径对于压铸零件的墙面，无论是直角、钝角还是锐角，与其相连接的位置都应采用圆形设计。铸造的圆形角度有助于金属液更好的流动，降低了涡流，并能有效地排除气体，这也助于产品更容易成型。这样也更能有效地阻止在尖角部位由于应力过分集中而导致7产生裂纹的问题。按照压铸成型工艺与模具设计P81 页中的铸造圆角半径确立公式，本次特殊电机的壳体压铸铸造圆角定义为 r=15mm。2.4.3 压铸件的脱模斜度为了使压铸部件更容易从模具的型腔和型芯中脱出，并避免部件表面被划伤，设计压铸部件时通常会考虑合适的脱模角度。当浇注系统中存在较大的压力时，需要对压铸材料进行压缩处理。压铸零件的壁厚和所选择的压铸合金决定了具体的脱模斜度的大小。对于薄壁件，由于其本身结构比较薄，因此一般不需要采用较大的脱模角。当合金的厚度增加时，其脱模的斜度也随之增大，从而导致合金的收缩率上升和脱模斜度的增大。如果选择铝合金，由于其本身具有良好的机械性能，因此可以选用较小的脱模斜度来减少收缩量。因此，在综合考量本次设计中使用的特种电机壳体压铸件和铝合金材料后，参照下面的表格，我们最后确定了拔模斜度为 1。表 2-2 常用合金最小脱模斜度推荐值配合面的脱模斜度非配合面的脱模斜度合金种类外表面内表面外表面内表面铝镁合金00150030003010锌合金0010001500150045铜合金003000451010308第 3 章 压铸设备的选用与压铸工艺设定3.1 压铸机选用模具设计完毕后，另一个待解决的问题是如何选择合适的压铸机。这一选择对模具的设计成果有着显著的影响，因此选择一个合适的压铸机变得尤为关键。选择什么样的压铸机才算是比较恰当呢？选择合适的压铸机可以极大地延长模具的使用寿命，而且使用压铸机也有其独特的优点。在选择压铸机时，一方面需要确保压力足够大以支持压铸过程，另一方面也要避免过大的压力对模具造成不良影响。3.1.1 压铸机的分类1.压铸机的分类 根据不同特征，压铸机可按表 3.1【3】分类。表 3.1 压铸机的分类根据这次设计的铝合金材料，文献3显示，卧式冷室压铸机主要用于生产铝、镁、铜等有色合金，而黑色金属的压铸应用是非常罕见的。在有色金属压铸行业，由于铝合金和镁合金具有密度小，比强度高，耐腐蚀性强，导热系数低等优点，使得其成为了一种新型的铸造材料。因此，在这次的设计中，我们选择了卧式冷室压铸机作为主要的压铸工具。在此基础上进行了相应的结构设计和计算分析。图 4.3 展示了卧室压铸机的基本的构成元素:9图 3.1 卧式冷室压铸机基本组成在选择压铸机时，我们需要考虑许多因素，如部件的大小、模具的尺寸和对压力的需求等。这一次，在进行选择时，我们也进行了全面的思考，最终确定了具体的选择标准是：1、F6.14.1F压力。2、确定行程，确定行程的目标是在压铸过程完成，铸件成型凝固后，确保可以将其从模具内部取出。3、在压制薄件时，其高度需要符合模具封口的具体要求。当滑块部分展开时，必须保持适中的宽度。5、模座部分尺寸必须限制在压铸机本身应有的范围内。在决定压铸机的型号时，我们应基于材料在变形时的压力需求来做决策。通常，我们需要确保压铸机所能给予的压力明显超过了材料变形过程中对压力的特定需求。3.1.2 确定型腔数目由于本次我们设计的压铸件尺寸比较大，且在每个零件的两侧都设计有侧孔，我们需要设计二个抽芯机构。因此，为了简化模具设计，我们决定采用单一模具的型腔设计。3.1.3 锁模力的计算UG 三维技术可以直接测量出铸件的投影面积 A1=70391.64mm2。但在生产的实际过程中，通常我们会增加 30%的面积给排溢系统和浇注系统，因此，浇注系统和排溢系统10的投影面积 A2的面积选择为 21117.49mm2.在挑选压铸机的过程中，我们首先需要考量的是压铸机的锁模力。锁模力的主要目的是压铸过程中将模具牢固固定，确保它不会因为膨胀力导致的开模。）（分主锁FFKF (3-1)K 为安全系数，一般取 1.25。主胀型力的计算根据公式 1000ApF主 (3-2)式中：P射比压（MPa），铝合金取 40；kNApF56.28110004064.703911000主通过锁模力的计算，以及分析铸件尺寸和估算模具模板尺寸，查资料3表 3-8 压铸机型号为 J1180G 型冷室压铸机,具体参数见表 3.2。表 3.2 卧式冷室压铸机主要参数项目GJ1163单位锁模力8000KN动模安装板行程760mm拉杆内间距910910mm压铸模厚度950420mm压室直径80110 mm一次金属浇入量（铝）15kg顶出力130KN顶出行程100mm3.1.4 校核压铸机参数1）校核锁模力kNApF56.28110004064.703911000主F锁=8000KNF主11锁模力符合要求。2）校核模具厚度 模具的厚度应该满足：minH10HmaxH10 （3-4）式中:最小模具厚度：minH420mm 最大模具厚度：maxH950mm根据后面模架的设计，该压铸模具的厚度为 810mm，符合要求。3）压室容量校核根据 J1180G 压铸器的相关数据，选择了 105mm 的压腔，这个压力腔可以最远承载15kg 的锌合金质量，通过 UG 软件的计算得出浇注的质量是 5.34kg；由于压力室的最大容纳合金液体的能力超过浇注的容量，这样的设计使得压力室的容量达到了所需标准。4）对开模行程进行的计算在经过设计的模具完成合模时，模具的高度必须超过压铸机所需的最短合模距离；mmLH20min合 （3-5）本次设计中，H合为 416mm，大于 270mm，所以开模行程符合要求。3.2 压铸工艺设定压铸技术作为影响压铸制品品质的关键元素之一，同样是压铸过程中各要素有机整合的决定性因素。如果我们想获得理想的压铸效果，我们必须挑选最合适的压铸工艺。本次我们为锌合金部件的压铸模具设计了新的方案。为确保压铸件达到期望标准，我们确实需要为其选用恰当的压铸技术。3.2.1 压射比压由于压射比压是压铸件的显著特性，因此选择适当的压力参数显得尤为关键。目前国内常用压射比压力来表示。在实际的生产活动中，我们通常使用压射比压力来设定压力参数。压射比压是指压射冲头与被注液体间所需达到的最大压强值。压射比压描述的是压射冲头在模具尾部压力室的单位面积上对金属液面所施加的力量。压射比压可以通12过改变压射比压值来调节。压射比压不仅会对压铸件的表面品质和机械特性产生影响，还会延长模具的使用寿命。如果没有适当的压射比压值，将会造成材料浪费，降低产品质量，甚至使产品报废。因此，选择适当的压射压力比变得尤为重要。本文以某汽车轮毂为例，介绍了模具设计方案，并进行相关计算分析，确定该轮毂的最佳注射比。通过参考资料13，我们可以确定本设计所需要的压射比压。为了获得最佳的压射比压力，本文对压铸工艺进行了研究。所设计的压铸材料是铝合金，其压射比压可以达到40MPa。3.2.2 充填速度在压铸制造流程中，充型速度被视为压铸技术的关键参数之一，充型速度的快慢会直接决定压铸部件的内部和外部品质。如果充型速度控制不当就会导致压铸件内部缺陷和表面气孔等问题的产生。如果充型速度设置得当和合理，那么压铸件的整体质量将会得到显著提升。考虑到我国压铸的实际需求，通常我们会按照表 3.3 所给出的充型速度进行操作。由于压铸件尺寸变化较大，所以对充填速度也提出了较高要求。在这一设计方案里，灌装的速率可以被设定为 25m/s。表 3.3 充填速度的推荐值 /ms-1压铸合金简单厚壁单件一般件复杂薄壁件锌合金101510252530镁合金202525353540锌合金和铜合金10151515203.2.3 充填时间充型时间描述的是从液态金属开始进入型腔，直至型腔被完全填充的这段时期。如果要获得较好的铸造性能和外观效果，就必须使充型时间尽可能短，否则会产生缩孔、夹渣等缺陷。同理，压铸件的质量也会受到填充时间的影响，过长或过短的填充时间都是不利的。因此，在压铸生产过程中要合理地控制充填时间。在这个设计方案里，你可以依据表 3.4 来决定填充的具体时间。当充型过程完成后，浇注系统压力达到最大时，则表明充型成功。填充所需的时间大约是 0.06 秒。13 表 3.4 填充时间推荐值压铸件平均壁厚 b/mm填充时间/s380.0560.1003.2.4 合金浇注温度我们将熔融金属从压力室流入型腔的平均温度定义为合金的浇注温度，并强调浇注温度不应过高或过低。当合金浇注温度超过熔点时，就会发生凝固现象，形成缩孔和疏松，降低其机械性能。当温度过高时，合金从熔化状态向固态的收缩会增加，这可能导致压铸部件出现裂痕和变得脆弱。若温度太低，易发生缩松等铸造缺陷。如果温度太低，可能会导致浇注不足、冷隔等缺点。因此在压铸生产过程中对合金浇注温度有较高要求。在这一设计方案里，锌合金的浇注温度是根据表 3.5 所规定的 680C 来确定的。表 3.5 锌合金的浇注温度 /铸件壁厚3mm 铸件壁厚3mm合金结构简单结构复杂结构简单结构复杂含硅的610630640680590630610630含铜的620650640700600640620650锌合金含镁的6406606607006206606406703.2.5 模具温度压铸模具在启动前必须进行预热，并确保在操作过程中温度维持在特定的区间内。铝合金压铸模具的预热和工作温度应根据表 3.6 进行选择。由于在压铸生产过程中，需要对产品进行反复多次浇铸，因而模具必须保持较高的冷却速度才能保证良好的表面质量，而这又是通过合理控制模具工作时的温度场来实现的。在这个设计中，压铸部件的平