金屬材料成人(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 求。本設計中選支座背面的大平面作為動靜模分型面，零件的絕大多數在動模內形成，容易保證各部 分的同軸度，并且脫模時能夠保證它留在動模內。結合教材第 61 頁分型面設計的幾種選擇，經過分析采取第三種分型設計，如圖 23 所示 5 圖 23 確定型腔數量 由于鑄件形狀和結構較簡單，且投影面積及體積，質量較小，初步擬訂一模二 腔形式。 內澆口的設計 內澆口 內澆口是橫澆道到型腔的一段澆道。模具設計采用側澆道澆注系統，由于鑄件端部圓柱底部側面導入金屬液，因為這部分不僅壁厚，而且較深，這樣內澆道導入的金屬液首先充填深處難以排氣的部位，再留向分型面，有較好的排氣效果；從側面導入金屬液不 會正面沖擊型芯，減少了動能的損失也減少了粘模現象。 內澆口的尺寸確定 1. 內澆口截面面積 [12] g gVA vt? 6 式中：gA— 內澆道的截面積 （ 2cm ）； t—— 填充時間（ s） gv—— 內澆道速度（ cms ），查 [1] gv=36~44m/s； V— 通過內澆口的金屬體積（ 3cm ）； GV ?? 式中： G— 鑄件和排溢系統金屬重量（ g）， ? — 合金的液態密度（3gcm），鋁合金 3gcm， 對于填充時間，可以用推薦的數值鋁合金 ~，取 t=。也可以按下面的公 式計算： 0 .0 3 4 2 nynmT T FtbTT???? ? 其中： t—— 填充時間（ s） nT —— 內澆道處熔融金屬的溫度（ c? ） yT —— 熔融金屬液體相線溫度（ c? ） mT —— 模具溫度（ c? ） B—— 鑄件的平 均壁厚（ mm） F—— 熔融金屬在填充瞬間選定允許凝固的百分數之后的給定值。 內澆口截面面積 gA =6/（ ?? ） = 2cm T ~ mm? ,取 mm? （壁厚 ~3mm 鋁合金 ） W和長度 L L=2mm W=( ~ ) 30 .5? =~，取 W=20mm 7 直澆道的設計 根據所需壓射比壓和壓室充滿度選定壓室和澆口套內徑 D=25mm,壓射比壓,壓室充滿度 K=60％～ 80％。取 75％。 [13] 直澆道 的結構尺寸 設計要點 （ 1） 根據壓鑄件所需的比壓選擇壓室直徑 D1 （ 2） 在可能的條件下，保持較高的壓室充滿度 （ 3） D1 和 D2 應該保持較高的同軸度，可減少沖頭磨損，并防止沖頭卡住 （ 4） 與直澆道連接的橫澆道或型腔一 般設置在直澆道的上方，以防止自流 1— 分流錐 2— 推桿 3— 澆口套 4— 壓室 圖 24 臥 式冷室壓鑄機直澆道的結構尺寸 澆口套、壓室和壓射沖頭的配合尺寸 壓室基本尺寸 D1 ＞ 18～ 30mm，其配合尺寸見表 表 澆口套、壓室和壓射沖頭的配合尺寸 8 橫澆道的設計 [14] （ 1） 不采用圓弧形狀 的橫澆道 （ 2） 擴張式橫澆道入口處截面積比值不超過 1： （ 3） 模具橫澆道部分，應順著金屬液流動方向研磨，表面光潔度要達到 ?9 （ 4） 對于臥式冷壓室壓鑄機，橫澆道應處于直澆道（余料）的正上方或者上側方。 主要取決于 鑄件的結構形狀和尺寸大小，內澆口的位置方向和流入口的寬度，內澆口的結構以及型腔的分布狀況等。 結構類型：等寬澆道。如圖 25 圖 25 橫澆道結構形式 結構特點： 壓室 D1（ H7） 壓射沖頭 d(e8) 澆口套 D2(f8) + 0 + + 9 （ 1） 接近內澆道時，截面突然收斂，即過 渡段的長度 L較小，過渡角 a 較大。突然收斂使壓射能量的損耗較大 （ 2） 能量損耗的大小，取決于澆道深度與內澆道厚度之比。當比值為 5： 1時，能量損失為 1%；當比值為 10： 1 時，能量損失接近 3%；當比值更大時，能量損失還要大 （ 3） 一般橫澆道深度與內澆口厚度之比取 10： 1 以下，特別是中小鑄件，比值應小些 橫澆道的截面形狀 根據鑄件的結構特點，截面形狀采用扁梯形。特點：金屬液熱量損失少，加工方便，應用廣泛。其截面形狀見圖 26 其截面形狀的特點如下： （ 1） 在截面相等的條件下，此截面的散熱比較快，散熱速度 與他的寬度和深度的比值 c=b/e 成正比， c一般取 1~5，不宜過大，應保證金屬不過早凝固的條件下選最大的 c 值 （ 2） 為便與澆口脫出澆道，兩側的起模斜度為 5~10?? 圖 26 橫澆道的截面形狀 出模斜度 5~10?? ,取 10?? 橫澆口深度 ( ~ 2)eH??平 H平 為平均厚度， mm?平 ( ~ 2) ~ 7e m m? ? ?，取 e=6mm 橫澆道寬度 12b mm? 圓角半徑 取 r=2mm。 10 橫澆道的尺寸如圖 27 圖 27 橫澆道形狀及尺寸 溢流槽的設計 溢流槽的作用： (1) 排除在填充過程中的流動金屬前 沿的冷金屬 (2) 容納混有氣體，氧化物，涂料的異物金屬 (3) 在一定程度上幫助控制金屬流的填充形態 (4) 消除或轉移縮孔，氣孔，渦流和冷隔等缺陷 (5) 改善模具溫度分布狀態 (6) 布置推桿，利于頂出鑄件 (7) 增加鑄件留在動模內包緊力 (8) 防止鑄件的變形 (9) 為鑄件的運輸提供掉掛和夾持的條件。 (10) 作為加工的定位裝夾部位。 溢流槽的設計原則：設計溢流槽時，應根據所要起的作用來確定其位置和容積的大小。 選擇溢流槽分布在分型面上，其結構型式如圖 28 11 圖 28 流槽結構型式示意圖 采用形式 I，其形狀尺寸如表 ： 表 溢流槽及尺寸選擇示意圖 溢流口寬度 h (mm) 8～ 12 溢流槽半徑 r (mm) 5～ 10 溢流口長度 l (mm) 2～ 3 溢流口厚度 b (mm) ～ 溢流槽長度中心距 H (mm) (～ 2)h 注意： 12 (1) 溢流槽的 總容積不少于鑄件體積的 20％ (2) 溢流口的面積 ,一般為內澆口截面積的 50～ 70％ . (3) 為了便于脫模 , 溢口的脫模斜度做成 30?～ 45 溢口與鑄件連接處應有(～ 1)mm?45 的倒角 ,以便于清除。 (4)溢口的厚度應小于內澆口的厚度 .初步取步擬定采用 2個溢流槽。 排氣槽的設計 排氣槽的作用：在填充過程中，排氣道能排除澆道，型腔以及溢流槽內的混合氣體。以有利于填充，減少鑄件的缺陷，獲得輪廓清晰和致密度高的鑄件 排氣道的設置原則： 1）盡量設在便于加工和清理模具的表面上 2）溢流槽外開設 排氣槽 3）型腔深處可在型芯上開設排氣道或特設推桿排氣 4）排氣道不能被金屬堵塞 5）直澆道端部開設排氣道 6）排氣道相互不應連通 為了便于模具設計與制造 ,排氣槽直接布置在溢流槽的后端 ,開在分型面上 ,鋁合金排氣槽的 深度 t為 ～ , 排氣槽的寬度 b 一般取 10～ 20mm 排氣槽在離開型腔 20～ 30mm 的距離后 ,寬度和深度可適當增加 取 ?=,b=20mm. 圖 29 排氣槽示意圖 13 斜滑塊機構設計 . 側抽芯系統概述 當鑄件上具有與推出方向 不 一致的側孔、 側凹或側凸形狀時，在壓鑄成型后，此處的成型零件會 阻礙壓鑄件 的推出，必須設置可以移動的側型芯。在鑄件推出前，先 將 型芯抽出， 消除障礙后，再將壓鑄件推出 ， 合模時，再將 型 芯回復到原來的成型位置。完成側抽芯的抽出和復位動作的機構稱為側抽芯機構。 側抽芯機構有多種形式，但應用較多的是斜銷機構和斜滑塊機構。斜銷機構較復雜，但用途較廣；斜滑塊機構簡單，僅用于側凹較淺的情況 [20]。 (1) 斜銷側抽芯結構。圖 210 是斜銷側抽芯的工作過程。 斜銷側抽芯機構主要用于側孔抽 芯，分型面為垂直分型面。 (2) 斜滑塊側抽芯機構。 如圖 211 所示， (a)為合模狀態， (b)開模， (c)抽出型芯。在定模板的推動下，斜滑塊復位。 本課題根據零件的結構特點 選擇 了 斜滑塊側抽芯機構。 圖 210 斜銷側抽芯結構工作過程 （ a） 合模狀態 （ b） 開模狀態 14 (c)抽芯狀態 圖 211 斜滑塊機構工作過程 斜滑塊機構基本結構 斜滑塊 抽芯機構，主要由定位銷和斜滑塊組成。特點是：結構緊湊，動作可靠， 常用于側成型面積較大，側孔 、側凹較淺，所需抽芯力不大的情況。斜滑塊抽芯基本結構如圖 212 所示 。 圖 212 斜滑塊抽芯基本結構 1－定模板； 2－限位銷； 3－斜滑塊； 4－動模套板； 5－型芯； 6－推桿； 7－動模固定板 15 斜滑塊的拼合形式 斜滑塊拼合形式如圖 213 所示。 在圖 211 中， （ a）、（ b）、（ c） 是兩瓣式的拼合形式。 （ a） 是常用形式， （ b）可能產生溢料現象， （ c） 能解決溢料問題。 （ d）、（ e）、（ f） 為三瓣式或多瓣式的拼合形式 [15]。 由于本課題設計的 彎管 鑄件比較簡單，因 此選用圖 213 中 （ a） 兩瓣式 的拼合形式，不但滿足要求而且設計比較簡單。 圖 211 斜滑塊拼合形式 圖 213 斜滑塊的導滑形式 斜滑塊導滑形式如圖 214 所示。 T 形槽形式加工比較簡單，因此本課題選用 T 形槽形式。 斜滑塊尺寸設計 （ 1）抽芯距離計算 根據參考文獻 [16]的 公式 ： 16 其中 — 外形內凹成形深度（ mm）； K— 安全值，斜滑塊機構一般取 3～ 5mm。 本課題鑄件的 =24， K 取 5mm，因此， =29mm