《挤压铸造模具的设计及工艺研究-武汉理工大学2012.06.21讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《挤压铸造模具的设计及工艺研究-武汉理工大学2012.06.21讲解（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、武汉理工大学本科生毕业设计（论文）挤压铸造模具的设计优化及工艺研究摘要随着机械工业的发展，挤压铸造模具技术在国内得到了很大的发展，特别是在汽车、摩托车行业得大很大的应用。同时人们对于挤压铸造模具的准确性与合理性提出了更高的要求。“挤压铸造”国内外也称“液态模锻”是一种介于铸造与锻造之间的优质、高效、节能的工艺方法，它既能接近甚至达到同种合金锻件的内部组织和力学性能，又能实现高效率的大批是生产，与普通压铸件相比，可较大程度的提高力学及使用性能，与普通锻件相比，又可节约能源。然而毕竟挤压铸造工艺的发展时间不是很长，一些已有的挤压铸造工艺模具工艺和结构上有稍微的不合理。找出这写不合理的地方，对其进行
2、修改和研究，便于提高挤压铸造零件的性能，甚至能够提高生产效率。本论文主要是对已有的挤压铸造模具（间接挤压和直接挤压）的工艺参数的研究和结构参数的优化，在分析已有模具结构的基础上，对于不合理的结构提出自己的修改意见，列出简单明了的结构参数表和工艺参数表，准确的表达出模具的工作原理，最后得出自己的结论。关键字：挤压铸造模具 工艺参数 结构参数 直接挤压 间接挤压 优化AbstractWith the development of machinery industry, the squeeze casting mold technology in the country has been great
3、ly developed, especially in the automotive, motorcycle industry have great application.People put forward higher requirements for the accuracy and rationality of the squeeze casting mold.Squeeze casting at home and abroad also known as liquid forging is a cross between the casting and forging qualit
4、y, efficient, energy-efficient technologies and methods, it not only close to or even reach the internal microstructure and mechanical properties of the alloy forgings,can achieve high efficiency, a large number is the production, compared with ordinary die-casting, can improve the mechanics and the
5、 use of a greater degree of performance, compared with the ordinary forging, but also save energy.After all, the squeeze casting process development time, however, is not very long, have squeezed a little unreasonable in the casting process mold processes and structures.Find out where this write unr
6、easonable, modify and research, and easy to improve the performance of squeeze casting parts, or even be able to improve production efficiency.In this paper, the existing squeeze casting mold (indirect extrusion and direct extrusion) the optimization of process parameters and structural parameters,
7、based on analysis of existing mold structure, unreasonable structureamedments, list of simple structural parameter table and the process parameters table, an accurate expression of the working principle of the mold, and finally draw their own conclusions. Keywords: squeeze casting mold, process para
8、meters, structural parameters, direct extrusion , indirect extrusion第一章 绪论1.1研究目的及其意义 挤压铸造（squeeze casting）是对铸型型腔中的液态或半液态的金属施加较高的机械压力，使其成型凝固，从而获得铸件的一种铸造方法，根据挤压铸造时合金液的流动状况及挤压铸造力的形式，挤压铸造可以分为直接挤压铸造（direct squeeze casting）和间接挤压铸造（indirect squeeze casting）两种基本形式。直接挤压铸造是指：在挤压铸造时，浇入挤压铸造模内的合金液在凸模（压头）的压力作用下，
9、迅速流动而充型，接着在较高的压力下凝固并产生少量的塑性变形。间接挤压铸造是指：合金液在压力作用下，通过内浇道压入型腔，充型、凝固而获得产品的挤压铸造方式。然而我的毕业设计题目是挤压铸造模具的设计优化及其工艺研究，在了解挤压铸造工艺的基础上，对已有的挤压铸造模具进行优化模具结构参数和生产工艺参数，绘制模具结构图。挤压铸造工艺是介于铸造和锻造之间的一种新的工艺方法，它兼有铸造和锻造二者的一些优点。 挤压铸造件具有： 组件尺寸精度高，表面质量好；无缩孔缩松气孔等缺陷；能得到有效的补缩；不设浇注冒口系统，减少了液态金属的消耗。1.2与压力铸造相比具有以下特点 压力铸造时，金属在高压作用下以极快的速度充
10、填铸型，卷入气体，型腔里的空气也难全部排出，铸件中气体的含量较多，不能热处理。挤压铸造时金属液直接浇入型腔中而不经过浇注系统，吸气少，铸件可进行热处理。压力铸造时，金属液的流程长，冷却凝固快，而且浇道里的金属液比铸件先凝固，压力不可能维持到铸件结晶凝固终了，铸件得不到补缩，因此，铸件厚壁处的组织难以致密，晶粒也较粗大；挤压铸造时没有浇注系统，金属液在压力作用下充型、结晶凝固，补缩效果好，晶粒较细，组织致密、均匀。压力铸造的模具结构复杂，加工工时多，加工费用高，金属的利用率低；挤压铸造的模具结构较简单，加工费用较低，寿命较长，金属的利用率较高。1.3与锻造相比具有一些特点 锻件的力学性能一般比挤
11、压铸件高，但通常存在各向异性，尤其是塑性指标在纵向与横向之间的差别很大，横向低很多，限制了锻件的应用；挤压铸件的力学性能虽稍低于锻件，但只要工艺正确，其力学性能可接近或达到锻件的水平，且各向性能均匀。挤压铸件的成形是靠压力作用在封闭的型腔里的液态金属，使其结晶凝固而成的，而锻件是压力作用在固态金属上形成的。前者所需的压力比后者小得多，所需设备的功率比锻造小65%75%。挤压铸造为一次成形，生产率高，劳动强度较低，能源消耗低。挤压铸件的尺寸精度比锻件和熔模精密铸件高，表面粗糙度相比之下也最低，加工余量小，一般为0.52mm，因此，所用的金属料少，成本较便宜。锻件要达到上述的尺寸精度和表面粗糙度是
12、相当困难的。挤压铸造适用于多种合金材料，包括铸造铝合金、锌合金、铜合金、铸铁、铸钢以及部分变形合金，而锻造的材质却很有限。 挤压铸造也有自身的缺点，主要是：（1）不能使用砂芯。（2）挤压铸造件侧壁厚一般不小于5mm。（3）适宜的铸件尺寸取决于施加的压力，对于现行最大的设备（15000kN），设计面积不大于1200cm2。（4）投资高，一般适宜大批量生产。（5）与压铸相比，铸型寿命低。（6）铸件形状复杂度有一定的限制。（7）由于具有较陡的温度梯度，铸件有时会出现所谓的偏析；当表面偏析较严重时，结晶温度低于随后所要求的热处理温度。1.4 挤压设备现状 据统计目前世界各国进行挤压铸造生产的各种液压机
13、大约有1000台。各国挤压铸造总数也压铸机相比还是很少的，而且很不也很不均匀，较集中在亚洲地区，其中主要是日本。近年来，挤压铸造机有快速增加的趋势。例如，在日本大多数压铸厂都配有一定数量的挤压铸造机。欧美各国，由于其压铸设备（如实时控制、真空压铸等）和锻压设备水平较高，过去对挤压铸造的发展相对不够重视，但近年来有明显改变。大部分的压铸机生产厂家在普通卧室压铸机上推出挤压铸造新技术。我国的挤压铸造设备发展一直很慢，至今都没有开发出高水平的挤压铸造机。这是制约我国挤压铸造发展的最大瓶颈。在国内，由于近年来摩托车行业利润下降，使用部分对于挤压驻扎的液压机改做他用，以至于现存于挤压铸造机的液压机有所减
14、少。 1.5挤压铸造模具的现状 目前，影响我过挤压铸造发展的主要因素是：挤压设备的性能满足不了挤压铸造工艺的要求。由于我过尚未开发出挤压铸造工艺要求的专用或者通用挤压铸造机，在一定程度上制约了挤压铸造技术的发展。当某项工艺技术发展到一定程度后，必须配置相应的设备。否则，就会影响先进工艺技术的应用和推广。目前国内从事挤压铸造的企业仍采用普通液压机来生产挤压铸造件，某些工艺参数的选取缺少标准规范，很难保证铸件质量的稳定性。 由于挤压铸造具有以上的特点，兼有铸造和锻造的优点，特别是：挤压铸造件的尺寸精度高，铸件的加工余量小；金属利用率高；铸件组织致密晶粒细化；因此设计的挤压铸造模具广泛的应用于一些力
15、学性能要求高的气密性好的厚壁铸件，比如：汽车、摩托车的铝轮毂、发动机的铝活塞、铝缸体、铝缸头、铝传动箱体、减震器、制动器铝铸件、压缩机、气压机，各种泵体的铝铸件，自行车的曲轴、方向轴、车架接头、前叉接头、铝镁或者锌合金光学镜架、仪表及计算机壳体件、铝合金压力锅、炊具零件、铜合金轴套及铝基复合材料等。1.6 目的及其意义由于一些挤压铸造模具存在的一些问题，对于已有的一些挤压模具结构进行改进或者对其工艺参数进行优化，有助于铸件性能的提高。本设计主要是在设计挤压铸造模具的基础上对挤压铸造模具进行优化：分析零件的形状、结构、精度和各项技术指标；选择挤压铸造方式，修改模具结构、确定分型面、浇口位置和浇注
16、系统的总体布置方案，绘制制件毛坯图。对于已有的挤压模具进行优化模具的结构参数和生产工艺参数，提出自己的意见对模具进行优化和改进，这样对与提高制件的各种性能要求具有大的用处。第二章 摩托车铝轮毂挤压铸造模具的设计2.1挤压铸造铝轮毂80年代中期我国摩托车铝轮毂的生产主要采用低压铸造、金属型铸造、压力铸造，而挤压铸造摩托车铝轮毂90年代初首先由五二研究所研制开发成功，并申报国家专利。当时有多家工厂引进该技术，形成了一定的生产规模。这是因为用挤压铸造生产铝轮毂较之其它铸造工艺具有以一定的优越性，主要体现在：设备投资低于低压铸造和压力铸造，高于金属型铸造，生产效率低于压力铸造而高于低压铸造和金属型铸造；而产品质量均高于其它几种铸造工艺，且价格适中，受到主机厂的欢迎。因此，用挤压铸造工艺生产汽车、摩托车铝轮毂有较强的竞争力。摩托车了铝轮毂要能够承受很大的压力，其用途要求它
