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1、摘 要金属压铸是将熔融状态或半熔融状态的合金浇压铸机的压室,在高压力的作用下,以极高的速度充填在压铸模的型腔,并在高压下使熔融合金冷却而成形的高效益、高效率的精密铸造方法。压铸模是铸造生产的关键工艺装备,生产能否顺利进行,铸件质量能否保证,在很大程度上取决于模具结构的合理性。本次设计的主要容如下：第一章介绍压铸技术的特点、应用围和压铸模的国外发展情况；第二章介绍金属压铸技术的基本知识和压铸模的结构和使用；第三章进行分型面、浇注系统和排溢系统的设计；第四章进行压铸模的抽芯机构、推出机构的设计；第五章进行模架与成形零件的设计；第六章介绍压铸模的材料选择及技术要求。 关键字：金属、压铸成型、模具设计
2、AbstractMetal die-casting is to sprinkle the metal alloy of meltdown appearance or half meltdown appearance to die-casting press of machine room, under the function of high pressure dint, with the very high speed, fill in die-casting the chamber of die-casting mold, and make the meltdown metal alloy
3、 cool off to take shape at the high pressure. This is a benefit, high-efficiency cast method.Die-casting mold is the key equipmentof cast production. If production can go on wheel and the cast quality can promise, in a large extent be decided by the rationality of molding tool structure.The main con
4、tents of this design is as follows:Chapter 1 introduction of pressure-casting s characteristics, application with pressure-casting the domestic and international development of mold;Chapter 2 introduction of metals die-castings technicals basic knowledge and the structure and usage of mold;Chapter 3
5、 design of pouring and exclusive overflow system;Chapter 4 design of core pulling and pushing out structure;Chapter 5 design of die-forming and parts;Chapter 6 introduction of pressure-castings material selection and technique request of mold. Key word：Metal, die-casting molding, mold design前 言据文献报道
6、,压铸最初用于压铸铅字。早在1822年,威廉姆乔奇Willam Church博士曾制造一台日产1.22万铅字的铸造机,已显示出这种工艺方法的生产潜力。1904年英国的法兰克林H.H.Franklin公司开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承,开创了压铸件在汽车工业中应用的先例。近40年来,随着科学技术和工业的进步,尤其是随着汽车以及家用电器等工业的发展,又从节能、节省原材料诸多方面出发,压铸技术以获得及其迅速的发展。压铸生产不仅在非铁合金铸造中占主导地位,而且已成为现代工业的一个重要组成部分。从世界围和我国情况来看,铝合金压铸件应用的围日益广泛。本次设计即选取铝合金为压铸材料。模具,是工业生产的基础
7、工艺装备,在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中,6080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。随着我国铸造业的不断发展壮大,铸造模具的设计与制造也愈来愈受到人们的关注。本次设计的任务是在查阅资料及调研基础上,进行压铸零件的工艺分析、模具结构设计,通过努力已经基本达到要求,但由于技术资料收集困难,文字水平不高,定有不尽如人意的地方,请老师和同学们不吝赐教,提出宝贵意见。第1章 概述1.1 压铸的基本概念压铸是将熔融状态或半熔融状态的合金浇压铸机的压室
8、,在高压力的作用下,以极高的速度充填在压铸模的型腔,并在高压下使熔融合金冷却凝因而成形的高效益、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填充成形的两大特点,也是压铸与其它铸造成形方法最根本的区别所在。压铸时常用压射比压在几兆至几十兆帕的围,甚至高达500Mpa；充填速度在0.5120 m/s围；充填时间很短与铸件大小、壁厚有关,一般为0.010.2s,最短的仅有千分之几秒。此外,压铸模应具有很高的尺寸精度和很小的表面粗糙度值。由于具有以上所述特点,使得压铸件的结构、质量、性能、压铸工艺以及生产过程都具有自己的特点。1.2 压铸生产的特点及应用围1.2.1 压铸的优缺点 1铸件的尺寸
9、精度和表面粗糙度要求很高铸件的尺寸精度为IT12IT11；表面粗糙度Ra一般3.20.8m,最低达0.4m。因此,一般压铸件可以不经过机械加工或仅是个别部位加工即可使用。 2铸件的强度和表面硬度较高由于压铸模的激冷作用,又在压力下结晶,因此,压铸件表面晶粒较细,组织致密,所以表面层的硬度和强度都比较高。压铸件得抗拉强度一般比砂型铸件高25%30%,但伸长率较低。 3可以压铸形状复杂的薄壁铸件由于压铸件形成过程始终是在压力作用下充填和凝固的,对于轮廓峰谷、凸凹、窄槽等都能清晰地压铸出来。压铸出的最小壁厚：锌合金为0.3mm；铝合金为0.5mm。铸出孔的最小直径为0.7mm。铸出螺纹最小螺距0.7
10、5mm。对于形状复杂,难以或不能用切削加工制造的零件。即使产量小,通常也采用压铸生产,尤其当采用其它铸造方法或其它金属成形工艺难以制造时,采用压铸生产最为适宜。 4生产效率极高在所有的铸造方法中,压铸是一种生产率最高的方法。这主要是由于压铸过程的特点决定的,且随着生产工艺过程的机械化、自动化程度进一步发展而提高。一般冷压室压铸机平均每班可压铸600700次,热室压铸机可压铸30007000次,适合于大批量的生产。每一次操作循环一般为10 s1 min,并且可以实现一模多腔的工艺,其产量增倍。与其他铸造方法比较,压铸还节约甚至完全省去了零件的机械加工工时和设备。 5可省略装配操作和简化制造程序压
11、铸生产时,可嵌铸其他金属或非金属材料零件以提高压铸件得局部强度,满足某些特殊要求如耐磨性、绝缘性、导磁性等,以及改善铸件结构的工艺性。压铸既可获得形状复杂、精度高、尺寸稳定、互换性好的零件,又可以镶嵌压铸,代替某些部件的装配和简化制造工序,改善压铸件得工作性能,并且节能降耗。任何一种工艺方法都不是十全十美的。压铸也尚存一些缺点有待解决,主要是： 1压铸件表层有气孔这是由于液态合金充型速度极快,型腔中的气体很难完全排除,常以气孔形式存留在铸件中。因此,一般压铸件不能进行热处理,也不宜在高温条件下工作。这是由于加热温度高的时候,气孔的气体膨胀,导致压铸件表面鼓包,影响质量与外观。同样,也不希望进行
12、机械加工,以免铸件表面显露气孔。 2压铸合金类别和牌号有所限制目前只适用于锌、铝、镁合金的压铸。对于钢铁材料,由于其熔点高,压铸模使用寿命短,故目前钢铁材料压铸难于实际生产。但近年来,正在研究试验半固态金属铸新工艺,将为钢铁材料压铸开辟新的途径。至于某一种合金类别中,仅限于几种牌号可以进行压铸,这是由于压铸时的激冷、产生剧烈收缩、成形的充填条件等的原因造成的。 3压铸的生产准备费用较高 这是由于压铸机的成本高,压铸模加工周期长、成本高。如国产的J111型1250kN通用压铸机,大约1012万美元/台；一般的压铸模制造费210万元/具,进口模具价格更昂贵。由于压铸机生产效率高,故压铸工艺只适用于
13、大批量的生产。1.2.2 压铸的应用围压铸是近代金属加工工艺中发展较快的一种高效率、少无切削的金属成形精密铸造方法。与其他铸造方法比较,由于压铸的生产工艺流程短、工序简单而集中、不需要繁多的设备和庞大的工作场地,铸件的质量好、精度高、表面光洁,可以省去大量的机械加工工序、设备和加工工时；金属的工艺出品率高、节省能源、节省原材料等优点,所以压铸是一种高经济效益的铸造方法。这种工艺方法已广泛地应用在国民经济的各行各业中,如兵器、汽车与摩托车、航空航天产品的零部件以及电器、仪表、无线电通信、电视机、计算机、农业机具、医疗器械、洗衣机、电冰箱、钟表、照相机、建筑装饰以及日用五金等各种产品的零部件的生产
14、方面。目前生产的一些压铸件,最小的只有几克,最大的铝合金铸件重达50 kg,最大的直径可达2 m。压铸零件的形状多种多样,大体上可以分为六类：1圆盘类,如号盘座等；2圆盖类,如表盖、机盖、底盘等；3圆环类,如接插件、轴承保持器、方向盘等；4筒体类,如凸缘外套、导管、壳体形状的罩壳、上盖、仪表盖、深腔仪表罩、照相机壳与盖、化油器等；5多孔缸体、壳体类,如油泵体的气缸体、气缸盖等复杂的壳体这类零件对力学性能和气密性均有较高的要求,材料一般为铝合金,以及汽车与摩托车的汽缸体、气缸盖等；6特殊形状类,如叶轮、喇叭、字体等由肋条组成的装饰性压铸件等。目前,压铸已广泛应用于制造非铁合金的压铸件。由于压铸工
15、艺的特点,故使用的合金是结晶温度围小、热裂倾向小以及收缩系数小的压铸铝、锌、镁及部分铜的合金。至于钢铁材料的压铸,由于尚缺乏理想的耐高温模具材料,还处于研究试验阶段。在非铁合金的压铸中,铝合金占的比例最高约为3060,锌合金次之。在国外,锌合金铸件绝大多数为压铸件。铜合金压铸件比例仅占压铸件总量的12。镁合金压铸件的使用呈上升趋势,但因其容易产生裂纹,且工艺复杂,故宜慎用。综上所述,压铸件的应用围很广泛。压铸的确是很有发展前途的工艺方法之一。目前扩大应用围,主要趋势是发展大型压铸件生产、承力零件压铸件生产、压铸生产自动化、钢铁材料压铸以及研制高熔点、耐热劳、抗热裂倾向好的模具材料,延长压铸模寿命等。上述诸方面,国外均进行了大量的工作,并取得了一定的成果。压铸是高效益、高效率,很有发展前途的铸造方法,在高科技的不断推动下,压铸必将进一步扩大其应用围,在国民经济发展中必将发挥出越来越大的作用。1.3 铸造模具行业的现状与发展模具,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,6080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
