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1、华南理工大学毕业论文2011年6月900M 双工滤波器腔体压铸模具设计【设计题目】设计要求:大批量生产,压铸件未注公差取CT5 -Ct6 级精度,产品原材料ALSI12 ,要求设计腔体模具。1摘要(略)对全文内容进行简要概括,字数应该控制在150 200 字左右。这是我对华为一款为900M 双工滤波器腔体的压铸模具设计,这类产品要求高,一是整个产品都要机架,机架余量为0.8mm -8mm 不等,机架位置不得有砂眼,气孔和夹杂。整个产品为电镀产品,因此要有极高的表面质量。由于是波的接收和过滤,然后放大再发送出去。整个产品密度、内部质量均匀性和产品各个特征的公差是非常重要的。有些公司为了保证质量选
2、择压铸机台时候选择到了2000 吨位了。大吨位使这款产品成本极高。我司拿到这个项目时候,我们对于这个产品每一个特征都仔细分析,每一个特征需要的压铸条件我们都找出来。当时我司只有800 吨压铸机,产品需要的压射速度、压力、成型2时间、锁模力大小我们一一核算,最后确定我们的工艺能够保证产品质量。在这行业创造了先例。关键词(略) 3 5 左右900M 双工滤波器腔体压铸模具1 引言铝合金压铸产品发展趋势越来越精密化、轻量化、节能、环保、安全可靠、更优良的性能。由于压铸件有可塑性强,强度高、能进行热处理、焊接、化学稳定性高、外观多样的特点,因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱。压铸工业是新兴的工业,目前
3、压铸制件几乎已经进入一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。特别在汽车和航空行业用铝合金取代钢铁结构件,大大减轻汽车飞机的重量,减少油耗,也就减少了废气的排放对环境的污染,并使汽车、飞机有更好的性能、安全、和舒适感。随着机械工业电子工业,航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展,压铸成型制件的需求量越来越多,质量要求也越来越高,这就要求压铸成型的模具的开发,设计制造的水平也须越来越高。本文也就对通讯设备用的滤波器模具设计过程进行阐述。2 压铸件的工艺性分析这是一款通讯设备用的滤波器,要求压铸产品为ALSI12,符合 ROHS要求。表面多处安装位置要求机加工,水压2.6 兆帕不渗漏。外表面喷涂
4、塑粉,内腔电镀镀银,电镀标准时9 铜 1 银,零件公差按压铸公差CT5到 CT6级,许多位置甚至达到 IT5-IT6级。要求是优良的气密性组织,加工表面无外漏沙孔、气孔,对于产品平整度和位置度都要求做到0.1 0.15. 产品需要进行机加工和水压测试,产品就必须有较高的内部组织质量,优质环保的压铸材料和优质的压铸精炼工艺,要求如此高的内部质量压铸机设备性能必须优良,压射杆位移速度在快压射速度能够达到5M/S以上,内浇口速度要达到36-44M/S。产品零件尺寸大部分要求达到CT6级,许多尺寸也要求更高,因此模具加工工艺要保证模具尺寸达到IT8 级以上。关于收缩率计算是否准确关系到模具零件尺寸的确
5、定,物体热胀冷缩受许多条件影响,包括材料特性、受热方式、受热温度高低、冷却速度、冷却速度,收缩是否受阻、零件壁厚不均使产品局部热载荷不一样都会影响产品收缩。因此对于此3产品我们做了收缩率模拟实验,让初始条件相同:包涵产品尺寸接近、压力相同产品和模具温度相同、收缩受阻条件、冷却方式相同。得到实验数据是:靠近水口位置,产品壁厚最后模具温度最高,冷却缓慢,收缩率是1.0055. 在水口末端产品壁厚最薄,模具温度最低,此处收缩率只有1.0047. 为了达到客户要求还需对产品做变性处理,才能在不一样收缩率条件下达到准确的产品尺寸,(方法省略)综上所述:压铸工艺有方法满足产品要求。2.1 压铸件的原材料分
6、析铝硅 12 的结构特点是:线型结构属于结晶型材料,使用温度可达500,耐寒性好,脆化温度 - 200以下;化学稳定性:化学稳定性一般,不耐酸、碱、等,抗氧化性能优良。性能特点:导电性能好,强度高,抗压能力强密封性能好,有一定的频遮性能,但不如镁合金,可热处理,吸水性小,但水敏性强,遇水容易起霉,对模具腐蚀性强。力学性能很好,强度,硬度高,但塑性较差,抗冲击抗蠕变性能较差延伸率只有2%,耐磨性好;成型特点:熔融温度高需要600 摄氏度以上才可以融化,熔体粘度大,流动性差(溢边值为 0. 07mm),流动性对温度变化特别敏感,冷却速度快,成型收缩率小,(一般是千分之五到千分之七)模具包紧力大,易
7、产生应力集中2 。根据上面的原材料的特点再结合所制造铸件的形状得到以下结论:1熔融温度高且熔体粘度大,对于大于6 公斤的铸件应用冷室机成型,严格控制模具温度,一般在180240为宜, (有条件的可以使用模温机)模具应用铝合金压铸模专用材料,这次设计建议使用瑞典一胜白的8407 并真空淬火,三次至四次回火。2此材料模具亲和力强,因此建议。模具表面软氮化处理。3易产生应力集中,严格控制成型条件,铸件成型后需退火处理,消除内应力;铸件壁不宜厚,避免有尖角、缺口和嵌件造成应力集中,脱模斜度宜取1.5- 2。2.2铸件的尺寸精度分析该铸件尺寸精度有特殊要求,大部分尺寸均为IT6 级,可按铸件公差IT6
8、查取公差,其主要工作尺寸公差标要求达到IT5-6 级(单位均为mm):如此高的要求只能用以下几个方面来保证:( 1)模具零件公差必须达到 IT8 级或者无公差制作,所有模具配件都要用高精密检测设备检验,包括千分尺,三坐标测量仪等。4( 2)要有一套确保模具精度的模具制造工艺。精度高的加工设备和刀具保证按图加工无差错。要对每一步加工的零件进行检测,符合图纸要求才可以进行下道工序。( 3)模具图纸尺寸必须精确,由于产品的复杂性,产品在生产过程中冷却收缩条件不一样而致使产品收缩率不一样。所以要对产品的收缩进行模拟实验找准不同部位的收缩率大小,再根据不同的收缩率对产品每一个特征分开放收缩率。有了准确的
9、压铸产品收缩前的图纸尺寸,模具图纸尺寸准确就有保证了。(收缩率实验方法:找一款已经做好的模具,他们产品尺寸接近然后让初始条件相同:压力相同产品和模具温度相同、收缩受阻条件、冷却方式相同。得到的收缩率就是我们要做的产品收缩率)( 4)严格的生产工艺保证以后压铸生产按实验的初始条件进行生产:保证和实验相同的条件进行生产,相同的模具温度、铝水温度、冷却方式、冷却时间、接近的压力和速度等来保证收缩率处于理想状态下、 。( 5)铸件件外形正投影面积: ( 455X362+455X49.5Xtg23 ) X1.2=209057MM2( 6)铸件所需压射比压:38-40mpa (铸件壁厚在3-5 毫米之间,
10、局部40 毫米,要求用到 35mpa以上压射比压)( 7)压铸机合模力计算:209057x38/10000=7940 千牛顿所以需要 800 吨以上的压铸机生产。模具外形尺寸与800 吨压铸机校核:模具最大外形为880x1050, 压铸机杠间距为920X920,(略)综上所述,产品尺寸可以用压铸成型来保证2.3铸件表面质量分析该铸件要求内外表面要求美观,内外表面皆不能有水纹、流痕、沙孔、气孔、卷气、夹杂、拉模、拉伤、缺肉、多肉,表面打磨过120#砂带,先抛丸再喷砂,顶针痕迹只能凸起不可凹陷、信号腔不允许有顶针痕迹。表面粗糙度可取Ra3.2m。要达到这些就要按它的图纸要求进行产品后处理,在压铸时
11、压铸的参数需要能够保证产品外观达到以上要求。2.4铸件的结构工艺性分析(1)从图纸上分析,该铸件的外形四方体,壁厚不均匀,脱模斜度内腔单边1.5 ,外腔单边 1,最小壁厚1.2 ,符合最小壁厚要求。以上符合压铸要求,虽有难度,还是可以做到。(2)铸件型腔较大,有尺寸不等的方孔圆孔,所有孔位按照图纸要求都是要机加工的4以下全部模具不做出,符合最小孔位要求。 ,51700 m,( 3)在铸件侧边有四个深孔和几个四方形沉台。因此,需要考虑油缸侧抽装置。结论:综上所述,该铸件可采用压铸成型加工。2.5确定成型工艺参数试模按以下参数参照调试,修正后结果填入工艺参数表。表 2.1成型工艺参数-大气压力1.
12、013e6模具温度220250空气温度2540初始条件压射时间0.016 0.02s压射比压35 40mpa冷却时间2 3s初始条件增压比压90110mpa循环完成时间40s慢射速度0.6-0 8m/s打磨120#砂带快压速度4m-5m/s外观后处理抛丸0.3不锈钢丸建压时间0.001s喷砂0.3玻璃砂3 成型零部件的设计3.1型腔尺寸的确定型腔可采用整体式或组合式结构。由于该铸件件尺寸较大,投影面积接近且形状复杂,有许多深腔筋位和散热筋,还有许多极难成型的小孤岛。虽然采用整体式型腔,加工和热处理都较困难。但还得按此方法制作,因为只有整体式型腔结构更能保证产品尺寸精度,镶拼结构由于多次加工会有累积误差。再者整体结构利于热传导。根据资料 ALSI12 收缩率为 =0.5 0.7 ,实验所得壁厚处收缩率为:Q=0.55. 壁薄位置: Q=0.47 ,此模具按产品不同特征进行不同收缩率计算模具尺寸,对产品进行变形处理。根据铸件尺寸公差要求,模具的制造公差IT6 选取。表 3.1型腔尺寸已知条件:平均收缩率SCP =0.0055mm;模具的制造公差取Z= 3。(这里取最小公差)模类零件具铸件尺