铝壳体压铸模具设计

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1 前言

1.1 课题内容

设计一套能够高效率的生产高质量铝壳体的压铸模具。

1.2 课题背景

压铸是将熔融状态或半熔融状态合金浇入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模的型腔内，并在高压下使熔融合金冷却凝固而成形的高效益、高效率的精密铸造方法。高压力和高速度是压铸时熔融合金充填成形过程的两大特点，也是压铸与其其他铸造方法最根本的区别所在。作为压铸成型加工的主要工具之一的压铸模具，在质量、精度、制造周期以及压铸成型过程中的生产效率等方面水平的高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。随着合金新品种的不断出现以及合金制品在结构、外观上要求的日益提高，使产品的设计和模具设计过程变得越来越复杂。而传统的模具设计是在二维环境下采用手工绘图的方式进行的，已经很难满足这种发展变化的需要。过去模具设计工作主要依靠设计人员的经验，模具的加工制造又在很大程度上依赖于生产者的操作技能，因此存在模具设计水平低、加工质量差、生产周期长、使用寿命短等缺陷。

压铸模具CAD／CAM技术的应用，从根本上改变了传统的产品开发和模具加工方式，大大地提高了产品的质量、缩短了开发周期、降低了生产成本、强有力地推动了模具工业的发展。一些大型的商品化CAD／CAM 软件，如Pro／Engineer、Cimatron、Flow-3D等，都已开发出专门用于压铸模具设计的功能模块，为模具设计提供了十分方便的工具。有资料统计表明，采用CAD技术可以使模具设计时间缩短50％。在欧美一些工业发达的国家，CAD／CAM已经成为模具行业一种普遍应用的技术。在CAD应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段。在模具设计中采用三维CAD软件的企业已经接近90％。目前，国内也有不少企业开始应用CAD软件进行模具设计。

Pro／E、Flow-3D等软件在压铸模具设计中的应用，成功地弥补了传统设计方法的不足，制品几何造型、分型面的创建、模具的结构设计，都是基于同一数据库进行的，既方便，又易保证制品的精度。

1.3 课题的来源及要求

本课题来源于盐城市江动集团。

A．模具应能满足加工要求，保证制件精度；

B．模具应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；

C．模具尽量用通用件以便降低制造成本；

1.4模具国内外发展概况

模具,是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60％～80％的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。

压铸是一种精密的铸造方法，经由压铸而铸成的压铸件之尺寸公差甚小,表面精度甚高，在大多数的情况下，压铸件不需再车削加工即可装配应用，而且表面处理有多种方法可供选择例如电着、电镀喷沙等，螺纹的零件亦可直接铸出。从一般的照相机件、打字机件、电子计算机件、卫星零件及装饰品等小零件，以及汽车、机车、等交通工具的复杂零件大多是利用压铸法制造的。
    压铸法有上述的优点，但亦有下列缺点：
    (1)压铸合金受限制
目前的压铸合金只有锌、锡、铅、铜、镁、铝等六种，其中以铜合金的熔点最高。最近亦有铸铁压铸的报告，但为了经济上的因素，仍须研究有关之材质，模具材料及作业方法等。
    (2)设备费用昂贵
压铸生产所需之设备诸如压铸机、熔化炉、保温炉及压铸模等费用都相当的昂贵。
    (3)铸件之气密性差
由于熔液经高速充填至压铸模内时，会产生乱流之现象，局部形成气孔或收缩孔，影响铸件之耐气密性。

根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。

2 总体方案设计

首先是对铸件进行测绘。测绘好后用Pro／E软件进行三维造型。主要采用拉伸、旋转、扫描、混合及薄壁等步骤造型。造型结束后进行模具设计。考虑到生产批量和经济效益，还有铸件的精度等级本模具采用一模一腔。下面选择压铸机，主要从压室容量、锁模力等方面进行考虑。要确保铸件及浇注系统所需的压铸量不超过压铸机最大容量的80％。接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。浇注系统分为直浇道、横流道、内浇口、余料等。直浇道的中心线与压铸机压室的中心线应在同一条直线上。另外由于直浇道与高温高压的熔融铝合金接触所以外面要加个浇口套。浇口套要进行淬火处理，这样可以延长模具的使用寿命。横浇道的截面积采用扁梯形。直浇道与横浇道采用圆角过渡，这样可以减小料流转向过渡时的阻力。横浇道表面不必很光，可以使金属液的冷却皮层固定，有利于保温。横浇道与内浇口采用圆弧过渡，有利于金属液的流动及填充。内浇口主要有两个作用，一是起控制作用，二是压力撤销后封锁型腔，不产生倒流。余料主要是避免冷料进入型腔影响铸件的质量和堵塞浇口。本模具排气系统采用间隙排气。利用分型面的配合间隙自然排气。下面是推出机构的设计。推动的动力来源有手动推出、机动推出和液压推出机构。本模具设计采用压铸机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现铸件的自动脱模。接着是推出机构的设计。本模具设计采用铸件留在动模，要保证铸件不应推出变形或损坏，还要保证铸件的良好外观和结构可靠。

2.1 铸件的测绘

铸件为铝壳体，材料为ZL102，用游标卡尺对零件进行测绘。我们最终所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我们所取的铸件是模具生产出来的千千万万个铸件中的一个，由于制造的原因铸件在出模后不可避免的会产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对铸件较大尺寸误差的进行修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，然后绘出零件的草图。由于条件限制所以采用多次取断面进行测量的办法。

量具：游标卡尺（0～300、0.02），曲线测量仪等。

注意做到以下几点：

a．测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上；

b．采用多次测量求平均值；

c．正确地读取数据。

测量的主要尺寸如下图：

以上内容只是毕业设计作品的部分资料介绍,如果了解更多详情请联系客服QQ:57510459
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