電動機端蓋壓鑄模具

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1、 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 題 目： 電動機端蓋壓鑄模設計及型腔數(shù)控加工 院系： 機械工程學院 專業(yè)： 設計制造及其自動化 學生姓名： 學號： 指導教師： 完成日期： 2010年6月20日

2、 誠 信 聲 明 本人聲明： 1、本人所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果； 2、據(jù)查證，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設計（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機構的學位而使用過的材料； 3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設計（論文）中的所有內容均真實、可信。 作者簽名： 日期： 年 月 日 湖南工程學院 畢業(yè)設計（論文）任務書 設計（論文）題

3、目： 電動機端蓋壓鑄模設計及型腔數(shù)控加工 姓名 閆全偉 系別 機械學院 專業(yè) 機械設計制造及自動化 班級 0704 學號 200702010404 指導老師 郭建新 教研室主任 彭浩舸 . 一、基本任務及要求： 1．完成本課題的開題報告（含文獻綜述）； 2．對電動機端蓋壓鑄成形工藝進行分析論證，并對其壓鑄模進行設計； 3．利用UG等CAM軟件對模具

4、型腔進行3D建模、數(shù)控編程和仿真加工； 4．撰寫畢業(yè)設計說明書。 二、進度安排及完成時間： 1．宣布畢業(yè)設計任務 、明確課題要求，收集、閱讀相關資料； 0.5周 2．.調查研究、分析課題要求、完成開題報告和畢業(yè)實習； 2.5周 3．壓鑄方案論證 ； 2周 4．工作圖設計：

5、 1）總裝配圖設計 3周 2）零件圖設計 3周 5．對模具型腔進行3D建模、數(shù)控編程和仿真加； 2周 5．撰寫畢業(yè)設計計算說明書。

6、2周 6．答辯 1周 電動機端蓋壓鑄模設計及型腔數(shù)控加工 摘要：壓力鑄造是目前成型有色金屬鑄件的重要成型工藝方法。壓鑄的工藝特點是鑄件的強度和硬度較高，形狀較為復雜且鑄件壁較薄，而且生產(chǎn)率極高。壓鑄模具是壓力鑄造生產(chǎn)的關鍵，壓鑄模具的質量決定著壓鑄件的質量和精度，而模具設計直接影響著壓鑄模具的質量和壽命。因此，模具設計是模具技術進步的關鍵，也是模具發(fā)展的重要因素。 本次的課題是圍繞電動機端蓋壓鑄模設計進行研究的，重點在于壓鑄模的設計以及數(shù)控加

7、工方面的探討。包括壓鑄設備的確定，零件的工藝分析，澆注排溢排氣系統(tǒng)的設計，推出機構抽芯機構的設計，模架的設計，成形零件的設計，結構零件的設計，零件的UG建模， CAM仿真，數(shù)控編程等。 關鍵詞：壓鑄模具；電動機端蓋；鋁合金；CAM仿真 Design and cavity nc machining of vibration to Motor cover die-casting molds Abstract: Die-casting molding technology is playing a key role in non-ferrous metal structure fo

8、rming processes. Die-casting process’s features are the strength and hardness of die casting on high, thin-walled castings with complex shape can be cast, and the production is efficient. The die-casting die is the key for the process of die casting, its quality decides the quality and accuracy of c

9、astings, and the design of the die-casting die affects its quality and operating life directly. Therefore, designing the die-casting die is the key to technological progress; it is also an important factor in the development of mold. This topic is about vibrators switch cover die-casting die desig

10、n, the key is the study of the design of die casting die and nc machining in the paper. Including die-casting equipment, parts of the process analysis to determine, pouring row of exhaust system design, overflow launch institutions core-pulling mechanism design, formwork design, forming parts design

11、, structural components design, parts of UG modeling, CAM simulation, CNC programming, etc. Keywords: die-casting mould; Motor cover . Aluminium alloy; CAM simulation 前 言 金屬壓鑄成型技術是目前成型有色金屬結構見的重要工藝方法，金屬壓鑄模是壓鑄層次那個的重要工藝裝備。猶豫金屬壓鑄成型具有高效率、搞精度、低消耗以及少、無機械加工等突出的特點、在振興制造業(yè)的年代得到了空前的發(fā)展。 由于金屬壓鑄成型有不可比擬的突出

12、有點，在工業(yè)技術快速發(fā)展的現(xiàn)在，其必將得到越來越廣泛的應用，特別是在大批量生產(chǎn)中，雖然模具成本高，但從總體上來說，其大批量生產(chǎn)是的綜合成本大幅度降低，在制造業(yè)中性價比高。近年來，汽車工業(yè)的飛速發(fā)展更是顯示出了壓鑄成型技術的重要性。 本課題主要針對電動機端蓋來探討壓鑄模具的設計及數(shù)控加工，從壓鑄模設計基礎入手，牽涉到壓鑄模具設計的各個方面，通過查閱各方面書籍，最后完成了本次壓鑄模具的設計，其中整個設計流程均按標準設計。本次電動機端蓋壓鑄模具的設計圖紙均用CAXA畫出二維模具圖，同時聯(lián)系實際生產(chǎn)中的所要涉及到的工藝，對所設計模具進行多次改進，多次數(shù)控加工仿真，以及對相關零件進行了CAM仿真和數(shù)控

13、編程，最終得出設計結果。  第1章. 壓鑄設備的確定 1.1 零件圖的工藝分析 所選鑄件為電動機端蓋，材料使用鑄鋁合金ZL1。鑄件壁厚大體均勻，形狀對稱，由一圓柱體銑出的兩個型腔和圓柱外邊緣三個螺釘孔耳組成。零件中心開孔Φ23mm，內型腔上均布三個Φ4.2mm圓孔，因鑄造不便不設計在內，同時處于經(jīng)濟考慮，螺紋孔可在壓鑄后加工。 由于壓鑄件尺寸偏差小，故選工作精度為Ⅰ級，鑄件鑄件最大直徑為161mm，查參考文獻【1】表1.1-22得壓鑄件配合尺寸精度為CT7級, 鑄件工程圖如圖1-1。 圖1-1鑄件工程圖

14、 1.2分型面的選擇 合理的確定分型面，不但能簡化壓鑄模的結構，而且能保證鑄件的質量。確定分型面時，主要根據(jù)以下原則： ①開模時，能保持鑄件隨動模移動方向脫出定模，使鑄件保留在動模內。為便于從動模內取出鑄件，分型面應取在鑄件的最大截面上。 ②有利于澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的合理布置。 ③避免影響鑄件的尺寸精度。 ④使壓鑄模的結構簡化并有利于加工。 ⑤其他：如考慮鑄造合金的性能、避免壓鑄機構承受臨界負荷（或避免接近額定投影面積）。 根據(jù)鑄件的結構和形狀特點的不同，可將分型面分為:直線分型面、傾斜分型面、折線分型面和曲線分型面等。 根據(jù)零件結構，選用直線型分型面。則有三個面可供選擇，如

15、圖1-2所示。 綜合考慮上述個原則，選擇分型面如圖1-2所示位置。 ` 圖1-2分型面選擇 1.3選用壓鑄機 壓鑄機是壓鑄生產(chǎn)地最基本的設備，是壓鑄生產(chǎn)中提供能源和選擇最佳壓鑄工藝參數(shù)的調劑只能，是獲得優(yōu)質壓鑄件的保證。 壓鑄機通常按壓室的受熱條件不同，分為冷室壓鑄機和熱室壓鑄機兩大類。冷室壓鑄機又因壓室和模具放置的位置和方向不同，分為臥式、立式、和全立式三種。 本課題選擇臥式冷室壓鑄機，根參考文獻【1】圖1.1-32臥式冷室壓鑄機基本組成如下圖1-3所示。 圖1-3臥式冷室壓鑄機 1—增壓器；2—蓄能器；3—壓射缸；4—壓射沖頭；5—壓室；6—定座板；7—拉桿；8

16、—動座板；9—頂出缸；10—曲肘機構；11—支承座板；12—模具高度；13—合模缸；14—機體；15—控制柜；16—電機及泵 1.3.1 壓射比壓的確定 根據(jù)參考文獻【1】表1.1-5，選取壓射比壓p=50MPa。 1.3.2 壓鑄機鎖模力的計算 根據(jù)參考文獻【1】式1.1-4有 F鎖k（F主+F分）= 式中，是壓鑄機應有的鎖模力（kN）；是分脹型力（kN）；K是安全系數(shù)（一般K=1.25），它與鑄件的復雜程度、壓鑄工藝等因素有關。 由于本課題沒有涉及到分脹型力，故F鎖KF主；F主=Ap/10； 式中A—鑄件在分型面上的投影面積，一般另加30%作為澆注系統(tǒng)與溢流排氣

17、系統(tǒng)的面積，cm2；p—比壓MPa，體積為156413mm3，鑄件密度2.4g/cm3鑄件重量為0.375kg。本課題設計的壓鑄件在分型面的投影面積為230cm2。 F鎖KF主=KAp/10=1.25x230x50/10=1437.5N 根據(jù)鑄件投影面積以及鎖模力大小選用壓室直徑為60mm的J1118H型臥式冷室壓鑄機。 J1118H型壓鑄機主要技術參數(shù)根據(jù)參考文獻【1】表1.1-75 表1.3.2J1118H型壓鑄機主要技術參數(shù) 特性 內容 特性 內容 結構類型 臥式 鎖模力(kN) 1800 壓射力(kN) 200 壓實壓力 (MPa) 50-101 動模

18、座板行程(mm) 350 一次最大合金澆注量(kg) 2.2 壓室直徑(mm) 50\60 鑄件最大投影面積mm2 360 推出行程(mm) 80 拉缸內間距/mm 水平480x垂直450 1.3.3壓室容量的估算 壓鑄機初步選定后，壓射比壓和壓室的尺寸也相應得到確定，現(xiàn)在需核算容量能否滿足金屬澆注量的要求，根據(jù)參考資料【2】式6-8和6-9有 G室>G澆 （式6-8） 式中，是壓室容納金屬液質量(kg); 是每次澆注質量（kg），等于鑄件質量、澆注系統(tǒng)質量及排溢系統(tǒng)質量之和（kg）。 （式6-9） 式中，是

19、壓室直徑（cm）；L是壓室長度，包括澆道套長度（cm）；是液態(tài)合金密度（g/）；K是壓室充滿度，一般取60%～80%。 而G澆=Vρ=156413mm32.410-3Kg/m3=0.375kg 取D室=φ60mm,則G室=（）1000=1.5kg> G澆 故取D室=φ60mm合適。 第2 章 澆注系統(tǒng)溢流排氣系統(tǒng)的設計 系統(tǒng)的主要作用是吧金屬液從熱室壓鑄機的噴嘴或冷室壓鑄機壓室導入型腔內，澆注系統(tǒng)和溢流排氣系統(tǒng)與金屬液進入型腔的部位、方向、流動狀態(tài)﹑型腔內氣體的排出等密切相關，并能調節(jié)填充速度，

20、充填時間，型腔溫度等充型條件，其設計是壓住模的重要環(huán)節(jié)。 2.1澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)按澆口位置可以分為中心澆口、頂澆口、側澆口、徑向澆口、切向澆口。 中心澆口的特點是：模具結構緊湊，鑄件平面上帶有孔時，澆口開在孔上，同時在孔口處設置分流錐。金屬液從型腔中心部位導入，流程短，鑄件和澆注系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積小，可改善壓鑄機的受力狀況，澆注系統(tǒng)金屬消耗量較少。 從壓鑄件的結構考慮，恰好符合中心澆口的特點，故選用中心澆口，在中心孔φ29處設置一分流錐。 2.2注系統(tǒng)各組成部分的設計。 2.2.1內澆口的設計 設計內澆口時，主要是確定內澆口的位置和方向，并預計合金充填

21、過程的流態(tài)，可能出現(xiàn)的死角區(qū)和裹氣部位，以便設置適當?shù)囊缌鞑酆团艢獠邸? 內澆口設計時應注意以下幾點： ①從內澆口進入型腔的金屬液，應首先填充深腔處難以排氣的部位，然后充填其他部位，并注意不要過早的封閉分型面、排氣槽，以便于型腔中的氣體能夠順利排除。 ②金屬液進入型腔后，不正面沖擊型壁和型芯，力求減少動能損耗，避免因沖擊而受侵蝕發(fā)生粘?，F(xiàn)象，致使該處過早損壞。 ③應盡可能采用單個內澆口而少用分支澆口（大型鑄件、箱體和框架類以及結構形式特殊的鑄件除外），以避免多路金屬液匯流互相撞擊，形成渦流，產(chǎn)生裹氣和氧化物夾雜等缺陷。對有加強肋的鑄件，應使內澆口導入金屬液的流向和加強肋方向一致。 ④

22、形狀復雜的薄壁鑄件，應采用較薄的內澆口，以保證有足夠的填充速度。對一般結構形狀的鑄件，以保證最終靜壓力的傳遞作用，應采用較厚的內澆口，并設在鑄件的厚處。 ⑤內澆口設置位置應使金屬液充填壓鑄型腔各部分時，流程最短，流向改變小，以減少填充過程中能量的損耗和溫度降低。 此外，還要考慮到鑄件的加工、粗糙度及切除澆口是否對技術要求有影響等有關問題。 由于本鑄件中心開有Φ23孔，采用中心澆口澆注方式，內澆口可直接設在中間，金屬液將從如圖2-1所示進入型腔，方便快捷，結構簡單。 圖2-1 內澆口的尺寸設計： 內澆口截面積的確定可由參考資料【2】經(jīng)驗公式（5-1）有下公式（2-2）：

23、 (2-2) 式中：Ag—內澆口橫截面積；—通過內澆口金屬液的總質量，；—液態(tài)金屬的密度，； Vg—內澆口流速，；t —型腔的填充時間s；V—通過內澆口金屬液的體積cm3；Vn—型腔的充填速度。 計算得出數(shù)值如下： 求得A約為1.8mm2，根據(jù)模具結構，設置為環(huán)形內澆口。 2.2.2直澆道的設計 直澆道一般由壓鑄機上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成，它是傳遞金屬液壓力的首要澆道，其尺寸大小可以影響金屬液的流動速度、充型時間、氣體的儲存空間和壓力損失的大小，起著能否使金屬液平穩(wěn)引入橫澆道和控制金屬液充型條件

24、的作用。 選用壓鑄機的類型不同，直澆道的結構也不同。圖2-5為臥式冷室壓鑄機用直澆道的結構，它又壓鑄機上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成，在直澆道上的一段稱為余料，其設計要點如下： ①根據(jù)所需壓射比壓和壓室充滿度選定壓室和澆口套的內徑D。 ②澆口套的長度應不小于壓鑄機壓射沖頭的跟蹤距離，便于余料從壓室中脫出。 ③橫澆道入口應開設在壓室上部內徑三分之二以上部分，避免金屬液在重力作用下進入橫澆道，提前開始凝固。 ④分流器上形成余料的凹腔的深度等于內澆道的深度，直徑與澆口套相等，沿圓周的脫模斜度約為2。 ⑤有時將壓室和澆口套制成一體，形成整體式壓室。整體式壓室內孔精度高，壓射時阻力小，但加工

25、復雜，通用性差。 ⑥采用深導入式直澆道（圖2-6），可以提高壓室的充滿度，減小深型腔壓鑄模的體積，當使用整體式壓室時，有利于采用標準壓室或先有的壓室。 圖2-5臥式冷室壓鑄機用直澆道 圖2-6 深導入式直澆道結構示意圖 1-壓室 2-澆口套 3-分流器 4-余料 ⑦壓室和澆口套的內孔，應在熱處理和精磨后，在沿軸線方向進行研磨，其表面粗糙度不大于Ra0.2。 而臥室冷室壓鑄機中心澆口的直澆道可按照熱室壓鑄機的直澆道設計，參考文

26、獻【1】表1.3-17，設計本模具的直澆道如下圖2-7所示。 圖2-7 直澆道小段直徑d =24.3mm,根據(jù)模具結構，取d=26mm。則其有效截面積參考文獻【1】公式1.3-6有A有效==226.3mm2,大于內澆口截面積，小于噴嘴出口截面積，符合要求。 2.2溢流排氣系統(tǒng)的設計 由于模具密合時分型面間有足夠的縫隙用于排氣，且采用中心澆注的方案，金屬液可以很好的把零件體鑄滿，故不再另外增設排氣槽和溢流槽。  第3章 模架與成形零件的設計 3.1模架的設計 3.1.1模架的基本形式 模架的基本形式如下： ①不通孔的模架 ②通孔的模架

27、③推出機構為卸料板的模架 ④帶有抽芯機構的模具 ⑤設置斜滑塊的模架 ⑥臥式壓鑄機采用中心澆口的模架 通孔的模架加工工藝性好，但在設計時應對支承板的強度充分考慮，防止在工作中受反壓力變形，影響鑄件尺寸和精度。多腔模和組合鑲塊的壓鑄模較多采用這種模體形式，所以根據(jù)件的特點，選用通孔模架。 模架的設計要點如下 ①模架應有足夠的剛度，在承受壓鑄機鎖模力時，不發(fā)生變形。 ②模架不宜笨重，以便裝卸、運輸和修理，并減輕壓鑄機負荷。 ③模架在壓鑄機上的安裝位置應與壓鑄機規(guī)格或者通用模座規(guī)格相一致，安裝必須牢固可靠。 ④型腔的反壓力中心應盡可能接近壓鑄機

28、合模力中心，防止壓鑄機受力不勻，導致鎖模不嚴；推出機構的受力中心要求與壓鑄機的推出裝置基本一致，當推出機構偏心時，應加強推板導柱的剛度，確保在推出工件時平穩(wěn)。 ⑤鑲塊到模架邊緣的模面應留有足夠的部位設置導柱、導套、銷釘、緊固螺釘?shù)奈恢?，模架邊緣的寬度應進行計算，對沒有抽芯機構的模具，模板邊框應滿足導滑長度和設置楔緊塊的要求。 ⑥連接模板用的緊固螺釘和定位銷釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量應根據(jù)受力大小選取，位置分布均勻。 ⑦為了便于壓鑄模的吊運和裝配，在動、定模模架上設有吊環(huán)螺釘，對于大、中型壓鑄模，在模板兩側均鉆有螺孔，以擰入握柄或吊環(huán)螺釘。 ⑧壓鑄模的總厚度必須大于所選用的壓鑄機的最小合模間距。

29、 3.1.2系列模架的選用 當系列標準模架的尺寸及結構形式滿足壓鑄件生產(chǎn)要求時，應盡量采用標準模架，這可以大大節(jié)省模具的設計和制造周期。 根據(jù)參考文獻【3】表3-10標準系列模架尺寸（之一），選用為的模架 圖3-1 3.2成形零件尺寸計算 3.2.1 確定型芯、型腔尺寸和固定方法 已知鑄件最大直徑為161mm，取CT7級精度，查參考文獻【1】表1.4-27得收縮率φ取0.6%。 如圖3-2,動模鑲塊尺寸，根據(jù)參考文獻【2】計算公式（6-18）（6-19）（6-20）（6-21）（6-22）有型腔徑向尺寸、深度尺寸、型芯徑向尺寸、型芯深度尺寸和中心距尺寸計算公式依次如

30、下： D+Δ0=(D+D-0.7Δ) +Δ0 H、+Δ0=(H+H-0.7Δ) +Δ0 ’=(L+Lφ-0.7Δ)Δ/2 根據(jù)七級精度查參考資料【4】表1.4，則 φ120+0.040=(120+120x0.006+0.7x0.04)-Δ’=φ120.748+0.04mm 同理有： 根據(jù)模具總體設計及參考文獻【1】相關部分，可得出動模型芯的其他尺寸，且使用臺階式固定外加螺釘緊固的方法，如圖3-2所示 圖3-2 同理有定模鑲塊： 根據(jù)模具總體設計及參考文獻【1】相關部分得如圖3-4所示零件圖其余尺寸，使用臺階固定的方法固定，

31、如圖3-3。  圖3-3 如圖3-5,定模型腔鑲塊尺寸，根據(jù)參考文獻【1】表1.4-29計算公式變換有：87.5（-0.46）=(D+Dφ-0.7Δ)+Δ’=87.6055+0.092mm 同理82 （-0.46）=82.078+0.092mm，R8（-0.2）=7.9+0.04mm，3（-0.12）=2.931（+0.024）mm，85（-0.46）=85.093+0.092mm，68（-0.4）=68.06+0.08mm，70（-0.4）=70.07+0.08mm 54（-0.28）=’=(H+Hφ-0.7Δ)+Δ’=53.99+0.08mm 根據(jù)模具總體設計及參考文獻

32、【1】相關部分得如圖3-4所示零件圖其余尺寸，使用臺階固定的方法固定，如圖3-4所示 圖3-43.3結構零件的設計 3.3.1定模座板的設計 定模座板一般不做強度計算，采用螺釘緊固，根據(jù)已選的壓鑄機J116E，可以得出U型槽的位置和尺寸，參考文獻【3】表3-10選取模板的主要尺寸為=，厚度A=40mm,其余尺寸根據(jù)模具總體設計確定，如下圖3-5所示。 圖3-5 3.3.2動定模套板的設計 套板一般受拉伸、彎曲、壓縮三種應力，變形后會影響型腔的尺寸精度。因此，在考慮模板尺寸時應兼顧模具結構和壓鑄生產(chǎn)中的工藝因素。 （1）定模套板的設計 參考文獻【1】表1.4-51及

33、模具總體設計得出定模套板的主要尺寸為：= 厚度B=75mm。其余尺寸如圖3-6所示。 圖3-6 （2）動模套板的設計 參考文獻【1】表1.4-51及模具總體設計得出定模套板的主要尺寸為：=400x500 厚度C=80mm。其余尺寸如圖3-7所示。 圖3-7 3.3.3動模支承板的選擇 模支承板厚度h可按下式計算(參考文獻【1】公式1.4-16) h===63mm，查參考文獻【1】表1.4-45，取板厚為40mm，其余尺寸如圖3-8。 圖3-8 3.3.4推板和推桿固定板的設計 （1）推板和推桿固定板的標準尺寸系列見參考文獻【1】表1.4-47 （2）推板

34、和推桿固定板的厚度尺寸見參考文獻【1】表1.4-48。 參考文獻【1】表1.4-51及模具總體設計，得出推板和推桿固定板的基本尺寸為：=264x500，其中推板厚度G=16mm,其余尺寸見3-9。 推桿固定板厚度H=16mm, 其余尺寸見3-10。 圖3-9 圖3-10 3.3.5模座的設計 模座是支撐莫體及其壓力的構件，其一端與動模體組成動模部分，令一端則緊固在壓鑄機的動模安裝板上模座的兩端在合模時承受壓鑄機的合模力所以端面兩端應有足夠的受壓面積推出鑄件時模座又受較大的推出反力。因此模座與壓鑄機的動模安裝板模具動模支承板或套板的緊固必須可靠。 （1）模座的基本形式

35、模座的墊塊應沿動模支承板或套板的長邊設置查參考文獻【1】表1.4-49，選擇模座的基本形式為組合式，其特點是安裝推板，導柱和限位釘比較方便。 （2）墊塊的設計 查參考文獻【1】表1.4-50得墊塊的基本尺寸為BHL=10063500。 其承壓面積的核算按參考文獻【1】公式1.4-18進行，則 △B===0.015mm<0.05mm 墊塊的壓縮變形量小于0.05mm，滿足要求。 參考文獻【1】表1.4-51及模具總體設計得出模座的其余尺寸，如圖3-11所示。 圖3-11 3.3.6 導套和導柱的設計 3.3.6.1動、定模導柱和導套的設計 根據(jù)模具結構，導柱安裝在動模套

36、板上， 導滑段直徑計算經(jīng)驗公式 D=K(參考文獻【1】式1.4-10) 其中A為模具分型面上的表面積，K為比例系數(shù)，取K=0.09。 則D=11.6mm，查參考文獻【1】表1.4-35取D=20mm。 導柱的導滑長度應大于高出分型面的型芯及鑲塊長度和導滑直徑之和，故取導滑長度E=55mm，其余尺寸查表參考文獻【1】表1.4-35確定。 如圖3-12所示。 如圖3-12 同理，查參考文獻【1】表1.4-36確定導套的尺寸，如圖3-13所示。 圖3-13 3.3.6.2推板導套和導柱的設計 推板導柱的導向段直徑參考文獻【1】表1.4-51，取D=20mm,其余尺寸查

37、參考文獻【1】表1.4-41確定，如圖3-14所示。 圖3-14 同理可確定推板導套的尺寸，如圖3-15所示。 圖3-15 第4章 推出機構及抽芯機構的設計 4.1推出機構的設計 4.1.1 推出機構的組成與分類 在壓鑄的每一個循環(huán)中，都必須將鑄件從模具型腔中脫出，用來完成這一工序的機構稱為推出機構。推出機構用于卸除鑄件對型芯的包緊力，所以機構設計的好壞，直接影響鑄件的質量。因此，推出機構的設計，是壓鑄模設計的一個重要環(huán)節(jié)。 推出機構的組成如圖6-1所示，一般推出機構由以下幾部分組成。 ①推出元件 推出鑄件，使之脫模，包括推桿、推管、卸料板、成型推塊、斜

38、滑塊等。 ②復位元件 控制推出機構，使之在合模時回到準確的位置，如復位桿及能起復位作用的卸料板、斜滑塊等。 ③限位元件 保證推出機構在壓射力作用下，不改變位置，起到止退的作用，如擋釘、擋圈等。 ④導向元件 引導推出機構的運動方向，防止推板傾斜和承受推板等元件的重量，如推板導柱（導釘、導桿支柱）、推板導套等。 ⑤結構元件 使推出機構各元件裝配成一體，起固定的作用，如推桿固定板、推板、其他連接件、輔助零件等。 圖4-1 推出機構的組成 1-限位釘 2-復位桿 3-推桿 4-推管 5-推板導套 6-推板固定板 7-推板 8-推桿導柱

39、 推出機構的基本傳動形式有機動推出、液壓推出器推出和手動推出三種。推出機構的結構形式，按動作分為直線推出、旋轉推出和擺動推出；按機構形式分為推桿推出、推管推出、推板推出、斜滑塊推出和齒輪傳動推出機構等。 4.1.2推出距離的確定： 在推出元件的作用下，鑄件與其相應的成形零件表面的直線位移或角位位移稱為推出距離。推出距離的確定如圖5-2所示（參考文獻【1】表1.6-2）。 當抽芯或壓鑄模結構等方面需要增大推出距離時，允許推出距離相應增大。 圖4-2 推出距離的確定 由于鑄件的結構要求，本模具取推出距離S=50mm,就能將鑄

40、件從模具型芯出。 4.1.3 推出機構的確定 根據(jù)模具結構，本模具采用推桿推出機構 推桿推出機構如圖5-3所示，大部分推桿推出機構采用圓形推桿，圓形推桿形狀簡單，制造方便，推桿位置可以根據(jù)鑄件對型芯包緊力的大小及推出力是否均勻來確定，它動作簡單、安全可靠，不易發(fā)生故障，故使用最廣泛。但由于推桿直接作用于鑄件表面，在鑄件上會留下推出痕跡，影響鑄件的表面質量，而且推桿截面積較小，推出時單位面積所承受的力較大，如果推桿設置不當，易使鑄件變形或局部破壞。 圖4-3 推桿推出機構的組成 1-推桿 2-復位桿 3-推桿導柱 4-擋板導套 5-推桿固定板 6-推板

41、 7-擋圈 推桿推出部位的設置如下 ①推桿應合理布置，使鑄件各部位所受推力均衡。 ②鑄件有深腔和包緊力大的部位，要選擇正確的推桿直徑和數(shù)量，同時推桿兼排氣、溢流的作用。 ③避免在鑄件重要的表面和基準面設置推桿，可在增設的溢流槽上增設推桿。 ④推桿的推出位置應盡可能避免與活動型芯發(fā)生干涉。 ⑤必要時，在流道上合理布置推桿，有分流錐時，在分流錐部位設置推桿。 ⑥推桿的布置應使壓鑄模的成形零件有足夠的強度。 ⑦推桿直徑d應比成形尺寸d0小0.4～0.6mm，推桿邊緣與成形立壁保持一個小距離，形成一個小臺階，可以避免金屬

42、的竄入。 本模具推出機構為機動，利用開模動作，由推板帶動推桿將鑄件推出，且用圓錐銷止轉，推桿和復位桿位置尺寸詳見零件圖 4.1.4推桿的尺寸計算 推桿截面積計算（參考文獻【1】1.6-2） 102.5 查參考文獻【1】表1.6-8，所以取推桿直徑d= 4.1.5 推出機構的復位 在壓鑄的每一個循環(huán)中，推出機構推出鑄件后，都必須準確回到原來的位置。這一動作由復位機構來實現(xiàn)。 查參考文獻【1】表1.6-23，本模具采用復位桿模內復位形式，復位桿的尺寸查參考文獻【1】表1.6-25確定，如圖4-4所示。 圖4-4 復位機構的定位采用

43、限位釘，其尺寸查參考文獻【1】表1.6-26，如圖4-5所示 圖4-5 4.2抽芯機構的設計 4.2.1 確定抽芯數(shù)量，選用合理的抽芯方案 根據(jù)鑄件自身的特點，此鑄件可利用壓鑄機的開模動作和開模力進行抽芯，無需增設抽芯機構，增加模具復雜度。 4.2.2 抽芯力的計算 已知定模型芯周長S1=2πR=108mm，查參考文獻【1】圖1.5-3得抽芯力3.5kN,所以F抽= kN。同理可得動模型芯周長為420.8mm, 查參考文獻【1】圖1.5-3得抽芯力為9kN，所以F抽=kN。均小于開模力。所以當開模時，動模型芯可以依靠抽芯力將鑄件從定模中拉出，故此設計是合適的。 第5章

44、數(shù)控加工 5.1型芯的數(shù)控加工 5.1.1型心零件的工藝分析 1） 確定毛坯類型 （1）銑削零件毛坯類型：圓柱 （2）零件材料：3Cr2W8V （3）制造方法：型材 2） 數(shù)控加工工藝分析 零件被加工部分的各尺寸、形位等要求一般。工件復雜程度一般，包含了平面、圓弧表面、內外輪廓以及三維曲面的加工。零件的成型表面的表面粗糙度要求較高，Ra為0.8，需要精銑和研磨，其余面粗糙度為1.6到3.2之間，只需要精加工即可。 選用通用虎鉗工件，校正虎鉗，使之與工作Z軸垂直。采用試切法對刀，找正工件X、Y、Z軸零點，零點位于工件上下端面的中心位置，設置Z軸零點與機械原點重合，刀具長度補償

45、利用X軸定位器設定；有時也可不使用刀具半徑補償功能，而根據(jù)不同刀具沒定多個工件坐標系零點進行編程加工。 5.1.2型芯的UG建模 UG具有豐富的曲面建模工具。包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組類正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標準二次曲線方法放樣、等半徑和變半徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光順橋接、動態(tài)拉動調整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁減、編輯、點云生成、曲面編輯。 1)畫草圖，如圖5-1所示。 圖5-1 2）回轉 圖5-2 3)畫草圖 圖5-3 4)拉伸求差及拔模 圖5-4 5.1.3 型芯零件的CAM 1

46、） 切削參數(shù)的選擇 各工序及刀具的切削參數(shù)見下表7-2所示： 表7-2各工序及刀具的切削參數(shù) 加工步驟 刀具與切削參數(shù) 序 號 加工內容 刀具規(guī)格 主軸轉速n r/min 進給速度vt mm/min 類型 材料 1 粗銑輪廓 Φ6mm立銑刀 高 速 鋼 1300 800 2 精銑輪廓 Φ6mm球頭刀 2000 700 2） 刀具路徑的生成及加工仿真 工步1：粗銑上輪廓； 加工方式：型腔銑； 刀具選擇：Φ6mm立銑刀； 切削參數(shù)：進給率800、每

47、刀深度0.6mm、提刀速度800、主軸轉速1300、 加工預留量0.15mm、最大切削間距0.5。 在UG內進入加工界面，進行數(shù)控加工仿真。 1）創(chuàng)建加工程序，如圖5-6所示。 圖5-6 2）創(chuàng)建Φ6mm立銑刀刀具 圖5-7 圖5-8 3）創(chuàng)建加工幾何體 圖5-9 4）創(chuàng)建型腔銑粗加工操作，刀具和幾何體選用剛才創(chuàng)建的，如圖5-10所示。 圖5-10 5)進入型腔銑加工界面，依次指定部件、毛坯和切削區(qū)域。如下圖所示。 圖5-11 6）設置切削參數(shù)和加工余量 圖5-12 7）設置進刀退刀類型等非切削移動參數(shù)。 圖5-13

48、 8）設置進給和速度參數(shù)。 圖5-14 9)生成刀軌 圖5-15 10)加工仿真 圖5-16 加工仿真效果如圖5-17所示 圖5-17 工步2：精銑上輪廓； 加工方式：型腔銑； 刀具選擇：Φ6mm球頭銑刀； 切削參數(shù)：進給率700、每刀深度0.4mm、提刀速度800、主軸轉速2000、 加工預留量0.05、最大切削間距0.5； 1) 復制、粗加工刀具路徑如圖5-18所示。 圖5-18 2）編輯復制出來的路徑，進入型腔銑加工界面，編輯精加工刀具Φ10mm球頭銑刀，如下圖所示。 圖5-19 3）選擇切削方式和切削用量 圖5-

49、20 4）設置切削參數(shù) 圖5-21 5）設置非切削移動，進刀類型為沿形狀斜進刀。 圖5-21 6）設置進給和速度 圖5-22 7)生成刀具路徑 圖5-23 8）加工仿真如圖5-24所示，其中未加工部分為粗加工以加工表面，，已達精度要求，故不作考慮。 圖5-249） 程序導出 程序導出方式為后處理，如下圖所示。 圖5-25 導出程序如下： TOOL PATH/CAV-ROU,TOOL,D6 TLDATA/MILL,6.0000,0.0000,75.0000,0.0000,0.0000 MSYS/-17.7058,-10.0000

50、,0.0000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,1.0000000,0.0000000,0.0000000 $$ centerline data PAINT/PATH PAINT/SPEED,10 LOAD/TOOL,1,ADJUST,1 …… GOTO/-7.6623,-3.5745,-40.0000 GOTO/-7.6623,-3.5745,-37.0000 PAINT/COLOR,211 RAPID GOTO/-7.6623,-3.5745,20.0000 PAINT/SPEED,10 PAINT/TOOL,NOMORE END-O

51、F-PATH 5.2定模型芯的數(shù)控加工 5.2.1定模型心零件的工藝分析 1） 確定毛坯類型 （1）銑削零件毛坯類型：棒料 （2）零件材料：3Cr2W8V （3）制造方法：型材 2） 數(shù)控加工工藝分析 零件被加工部分的各尺寸、形位等要求一般。工件復雜程度一般，包含了平面、圓弧表面、內外輪廓以及三維曲面的加工。零件的成型表面和與壓室連接的孔內表面和臺階面的表面粗糙度要求較高，Ra為0.8，需要精銑和研磨，其余面粗糙度為1.6到3.2之間，只需要精加工即可。 選用通用虎鉗工件，校正虎鉗，使之與工作Z軸垂直。采用試切法對刀，找正工件X、Y、Z軸零點，零點位于工件上下端面的中心位

52、置，設置Z軸零點與機械原點重合，刀具長度補償利用X軸定位器設定；有時也可不使用刀具半徑補償功能，而根據(jù)不同刀具沒定多個工件坐標系零點進行編程加工。 5.2.2型芯的UG建模 1）草圖 圖5-26 2）回轉 圖5-27 3）畫草圖、打孔，如圖5-28所示。 圖5-28 4）拉伸求差，如圖5-29所示 圖5-29 5.2.3 定模型芯零件的CAM 1） 切削參數(shù)的選擇 各工序及刀具的切削參數(shù)見下表7-2所示： 表7-2各工序及刀具的切削參數(shù) 加工步驟 刀具與切削參數(shù) 序 號 加工內容 刀具規(guī)格 主軸轉速n r/

53、min 進給速度vt mm/min 類型 材料 1 粗銑輪廓 l Φ3mm立銑刀 高 速 鋼 1300 800 2） 刀具路徑的生成及加工仿真 工步1：粗銑上外輪廓； 加工方式：型腔銑； 刀具選擇：Φ6mm立銑刀； 切削參數(shù)：進給率800、每刀深度0.6mm、提刀速度800、主軸轉速1300、 加工預留量0.15mm、最大切削間距0.5。 在UG內進入加工界面，進行數(shù)控加工仿真。 其參數(shù)設置步驟同5.1動模型芯的數(shù)控加工。 生成的刀具路徑圖如和加工仿真圖如下。 圖5-29 9） 程序導出 程

54、序導出方式為后處理，如下圖所示。 圖5-25 導出程序如下： N0010 G00 G90 X-4.4172 Y0.0 U0.0 V0.0 N0020 G01 N0030 X-4.305 N0040 G02 I-4.305 J0.0 N0050 G01 X-4.246 N0060 G02 I-4.246 N0070 G01 X-4.1869 N0080 G02 I-4.1869 N0090 G01 X-4.1279 N0100 G02 I-4.1279 …… N8290 G01 X.915 N8300 G03 I.915 N8310 G01 X.9741 N

55、8320 G03 I.9741 N8330 G01 X1.0331 N8340 G03 I1.0331 N8350 G01 X1.0922 N8360 G03 I1.0922 N8370 G01 X1.0331 N8380 G00 N8390 M02 小 結 畢業(yè)設計是我們理論練習實際的一次嘗試，是將我們大學期間學到的知識的一次系統(tǒng)性的總結，同時這也是我們走向社會前最聯(lián)系到實際生產(chǎn)中的的一次設計嘗試，通過這次課程設計對我們大學四年來所學知識做出了系統(tǒng)檢驗和鞏固，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程． 在這次壓鑄模具設計中，我在多方面都有所提高。這次電動

56、機端蓋壓鑄模設計，綜合運用了多方面的理論和生產(chǎn)實際知識，從而提高了我獨立思考以及查閱資料整理篩選資料的能力，鞏固與擴充了所學的內容，掌握了模具設計的基本方法和步驟。本次電動機端蓋的設計從零件的工藝分析，到壓鑄機的選擇，再到壓鑄模具的總體設計以及最后的CAM仿真，每一步都經(jīng)過了頻繁的查閱參考設計資料，力爭把設計做到更好。在繪圖過程中使用了UG、CAXA等制圖軟件，這些均提高了我的繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準。在這次設計中，通過老師的指導以及和同學的探討，我學到了設計壓鑄模具時應該主意的相關事項，最重要的是學到了怎樣去思考，怎樣去整理思路，怎樣去通過查閱篩選自己所需要的資料來完成課題。 在本次的設

57、計過程中，我也發(fā)現(xiàn)了許多不足，尤其是對表面處理這一塊還不太清楚，同時還欠缺對實際生產(chǎn)中的許多細節(jié)考慮等等，這些，我會通過我在以后的工作和學習當中進行改善。  參考文獻 [1] 潘憲曾/黃乃瑜.模具工程大典 第七卷壓力鑄造與金屬型腔鑄造模具設計 .北京：電子工業(yè)出版社. 2007.3 [2] 章飛/陳國平.型腔模具設計與制造.北京：化學工業(yè)出版社.2003.8 [3] 甘玉生 壓鑄模具工程師專業(yè)技能入門與精通.北京.機械工業(yè)出版社.2007.12 [4] 胡鳳蘭.互換性與技術測量基礎.高等教育出版社.2005.2 [5] 董峨.壓鑄模鍛模及其他模具.機械工業(yè)出

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59、京:北京工業(yè)出版社.2009.9 [14] 劉小年/楊月英.機械制圖習題集.北京：高等教育出版社.2007.6 [15] 宋才飛.中國壓鑄五十年.鑄造設備研究.2000 [16] 馬修金/朱海燕/齊衛(wèi)東.壓鑄工藝與模具設計.北京：北京理工大學出版社.2007.9 [17] 姜家吉.《模具CAD/CAM：模具設計與制造專業(yè)》.機械工業(yè)出版社.2002 致 謝 本次課題是在郭建新老師的精心指導和熱情關懷下完成的，在此謹向導師表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意。 郭老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風和大膽創(chuàng)新的進取精神對我產(chǎn)生重要影響。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時，在此次畢業(yè)設計過程中我也學到了許多了關于微生物發(fā)酵方面的知識，實驗技能有了很大的提高。 再有要感謝母校，你給了我深造和成長的機會，感謝老師，你們的諄諄教誨讓我茁壯成長。 還有要感謝我身邊的同學，感謝他們在平時生活和學習中對我的無私幫助。 我能夠專心學習，順利完成學業(yè)，與我的父母的培養(yǎng)、鼓勵和支持是分不開的，在此向他們表示最誠摯的感謝！ 感謝文中所引用文獻的所有作者們！再次感謝所有關心、支持和幫助過我的老師、同學和朋友們！ 最后讓我再一次感謝郭老師，再次想郭老師表示真摯的敬意。