机械毕业设计(论文)调速器盖的压铸模结构设计【全套图纸】.doc
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1、调速器盖的压铸模结构设计摘要压铸技术的日趋完善,使得铝合金铸件得到广泛发展和应用。该设计主要的内容是铝合金壳体压铸模的结构设计。根据零件的特点本次设计主要针对模具的整体机构以及装配关系、导向元件及其装配关系、浇注系统、推出机构以及压铸机的选择等做了系统的分析、计算,参照了大量的设计实例最终提出了一套比较合理,可靠的设计方案。此外通过查阅资料,对压铸机生产过程中容易出现的缺陷进行了分析。为提高经济效益和产品的合格率,本次设计可在机械性能方面满足零件的使用性能,而且在尺寸和精度上要求更精确。为了延长模具的使用寿命,尽量避免正面冲击型芯和型腔,对浇注系统做了圆形逆时针注入的设计。为了减少铸造过程的劳
2、动强度,螺钉和定位销等的链接尽量采取标准件。关键词:压铸模 模具设计 铝合金全套图纸,加153893706The shell of governor casting mold structure designAbstractDie-casting technology is perfect with each passing day,making aluminum alloy die-casting pieces widely development and application.This design is main about the aluminum alloy shell compo
3、nents compression casting mold desing development.Mainly aimed at the mold according to components characteristic this design the overall organization as well as the assembly relations,guides the part and the assembly relations,the casting system,promotes the organization as well as the die-casting
4、machine choice and so on has made the system analysis,the computation,referred to the massive design example finally to propose a set quite reasonably,the reliable design proposal.In addition through the consult material,to pressed the flaw which in the casting production process easy to appear to c
5、arry on the analysis.In order to enhance economic efficiency and product qualified rate,this design may satisfy the components in the mechanical property aspect the operational performance,moreover requests in the size and the precision precisely.In order to lengthen the mold the service life,evades
6、 as far as possible avoids frontage impact core and the die space,to poured the system to make the design which the circular anti-clockwise poured into.In order to reduce the casting process the labor intensity,connections and so on bolt and positioning pin uses the standard letter as far as possibl
7、e.Keywords:The die-casting Mold design Aluminum alloy目录1 绪论22 调速器盖工艺性分析62.1 壁厚62.2 铸造圆角62.3 脱模斜度62.4 铸孔62.5 调速器盖零件的尺寸精度要求62.6 表面粗糙度62.7 加工余量63 压铸模分型面的选择74 压铸机的选择84.1 确定比压84.2 初计算锁模力F锁85 压铸模浇注系统与溢流排气系统的设计105.1 内浇口105.2 直浇道115.3 横浇道125.4 溢流槽126 压铸模成型零件尺寸的确定156.1 压铸件的收缩率156.2 型腔尺寸156.3 型芯尺寸166.4 中心距离及位
8、置尺寸177 模具结构尺寸的确定197.1 镶块197.2 定模套板197.3 动模套板217.4 定模座板227.5 支承板247.6 导柱导套257.7 推杆固定板297.8 垫块307.9 推板导柱,导套的设计317.10 模架具体尺寸的确定328 推出机构358.1 推杆的设计358.2 推杆的稳定性368.3 推出机构的复位与导向368.4 复位杆的设计378.5 限位钉的设计379 压铸模具设计的校核389.1 压铸模具的校核389.1.1 模具厚度校核389.1.2 动模座板行程核算3810 结 论40参考文献41致 谢431 绪论铝合金压铸技术是目前铸造调速器盖较为先进的方法,
9、压铸作为一种先进的精密零件成型技术,在全球制造业中正呈现一种不断增长的趋势。首先介绍一下铝合金目前在工业中的情况,目前,铝合金压铸工艺已成为汽车用铝合金成形工艺中应用最广泛的工艺之一,在各种汽车成型工艺方法中占49%。近20年来,世界汽车工业中铝铸件的应用不断增加,据统计,全世界铝铸件的总产量每年按3%以上的速度增长,而在铝铸件的总产量中,有60%-70%的铝铸件应用与汽车制造,使的世界铝铸件的生产和应用与汽车制造业的发展产生了密切的关系9。国内的发展情况也非常的快,中国现有压铸企业3000家左右,压铸件产量从1995年的26.6万吨上升到2005年的87万吨,年增长率保持在20%以上,其中铝
10、合金压铸件占所有压铸件产量的3/4以上。 为什么铝合金会在汽车制造业方面发展这么迅速?在压铸世界中有一篇文章是这样说的6减轻整车质量的最有效的途径之一,首先是改变材料,用铝合金铸件代替铸铁件,无疑是最佳的选择,并且确认,在各种铝合金铸件中,压铸件应摆在最重要的位置。压铸件产品的种类多种多样,应用的方面也多种多样,包括汽车、摩托车、通讯、家电、五金制品、电动工具、IT、照明、扶梯梯级、玩具灯等。随着技术水平和产品开发能力的提高,压铸产品种类和应用领域不断扩宽,其压铸设备、压铸模和压铸工艺都发生了巨大的变化。压铸铝合金压铸铝合金自1914年投入商业化生产以来,随着汽车工业的发展和冷室的发明,得到了
11、快速发展。6压铸铝合金按性能分为中低强度和高强度两种。现在介绍汽车压铸件的典型应用9(1)链条壳盖 主要用于连接发动机缸体 油底壳,在汽车行驶过程中始终承受油压和气压的考验,因此对产品的内部质量提出了很高的要求。虽然此产品采用铝合金压铸对工件夹具及模具的投入费用较高,但生产效率高,相对汽车行业这种大批量的生产来说,总的费用不算太高。(2)发动机缸体 由于铝合金的导热性较铸铁好使用铝制汽缸盖和汽缸体可以改善发动机的工作状态,提高其热效率,更大的改善和提高发动机的工作效率。(3)支撑类零件 此类零件主要用于发动机 变速器等关键部位的链接,虽然表面看不如缸体 缸盖等关键,但本质上此类零件质量的好坏对
12、整个汽车的安全性具有决定性作用。下面来介绍一下铝合金压铸技术吧,因为我的课题是调速器盖的压铸模具加工,所以主要说下模具方面的:模具是否耐疲劳 耐热都直接影响着铸件、压铸模质量和生产效率。首先来看一些铝合金流动的原理,在铝合金压铸时,11高温金属液流在高速度、高压力下被压人模具型腔内型腔表层温度剧烈上升,首先达到高温而膨胀,而内层升温较慢,相对膨胀较小,两层间温度梯度较大,使表层产生压应力;当开模具后,型腔表面与空气接触,受到压缩空气及涂料的激冷作用,表层温度迅速下降,而内层温度下降较慢,内层的膨胀大于表层,从而使得表层受拉应力的作用。这种非脉动交变应力随着压铸工程的进行而交替进行,并伴有增大的
13、趋势,当超过模具材料的疲劳极限时,表层即产生塑性变形,在晶界处即产生裂纹。所以在工作时压铸模的使用寿命对生产实际非常重要。对压铸模的研究应该分析得很清楚,数值模拟则非常好的分析方法。在热加工工艺中的一篇文章中有关于模具方面的记录,11基于PROCAST软件对铝合金压铸用模具的温度场及热应力场进行了数值分析,从中可以看到:(1)浇注温度对模具的热应力场分布有着重要的作用,浇注温度越高,模具易出现裂纹部位,的表层热应力越大。(2)不同的模具预热温度在压铸过程中也起着很重要的作用,预热温度越高,模具表层的温度梯度越小,产生的热应力也越小。(3)通过模具寿命预测模型,在选取三种不同的浇注温度的情况下,
14、得出本文所研究模具的寿命随着浇注温度的升高,模具寿命有降低的趋势,所以我们可根据预测结果调整浇注温度为650。(4)根据模拟结果选择650 的浇注温度,220 的模具预热温度在工厂进行实际验证,结果模具寿命较之前有所提高。对压铸模温度的研究会提高寿命 那么如何多方面提高铝合金压铸模具的寿命呢?1(1)模具的强度设计 压铸模具在生产过程中,要承受高温、高压和强烈的挤压,模具强度直接影响模具的整体寿命。模具强度一般根据产品的大小和压铸机来确定。(2)在模具设计时,内浇口的位置和导流方向非常重要,一般都采用铸件需机加工的端面进料,这样设置内浇口的位置多得多,内浇口大对模具成型表面的冲击和热磨损相对减
15、小,如果产品需要其它地方进料,内浇口必须根据铸件结构合理设置,避免内浇口直接冲击模具成型表面。(3)在模具内浇口处和靠内浇口的模具成型部位设计循环冷却水道,保证模具温度均匀,减少模具热应力和对模具表面的强冷却而造成的表面龟裂。(4)模具完成后,必须将刀具的加工痕迹全部打磨掉,然后进行低温长失效热处理,避免加工痕迹造成模具应力点,造成模具在使用过程中产生开裂和龟裂。压铸模具材料的热处理对解决压铸模的使用寿命也是很重要的,压铸世界中有一篇文章写到了处理方法,大致如下1(1)压铸模具材料的热处理是保证模具使用寿命的关键因数之一。目前采用的主要有普通热处理淬火和真空气体淬火,普通热处理淬火若控制不好,
16、在模具表面容易产生氧化物,模具变形量大,而真空气体淬火后模具表面没有氧化物,模具变形量小,可以更好的保证模具质量。(2)模具经过机加工后,保留3%的精打磨余量,然后热处理淬火,经过3次以上回火,保证模具硬度匀HRC:4749;然后精打磨,模具完成后,需要热处理去应力回火和表面氧化处理。(3)蒸汽氧化处理院采用专门的设备,进行蒸汽加热,在模具表面生成稳定的、致密的、具有保护性的Fe304氧化;对压铸模进行适当的蒸汽氧化处理在不改变原材料机械性能的前提下,氧化膜隔离了液体金属与模具材料的接触,从而提高模具抵抗侵蚀的能力;蒸汽氧化膜其表面鳞片状结构增强了模具表面对润滑剂的附着,降低了摩擦系数,易于脱
17、模。蒸汽氧化处理有效地延缓液体金属对压铸模具材料表面的粘附和熔损,可以被应用于压铸模具,尤其是易受侵蚀的压铸模具。另外,脱模剂的选取也很重要,3水基乳化脱模剂是市场的主体,有许多优点,但也存在诸多问题,譬如配合不当会导致铸件产生拉伤。粘模或者表面形成皱纹、沉积等缺陷。粉状脱模剂以空气为载体进行分散并涂装的脱模剂品种,粉状脱模剂以原料蜡为基础,在压室及型腔温度的作用下熔化而附着在型壁表面上起到对流体的润滑作用。最后简要介绍一下压铸的技术方法(1)半固态压铸,半固态压铸技术半固态压铸是在液态金属凝固时进行搅拌,在一定的冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料,然后用浆料进行压铸的技术。(2)真
18、空压铸,真空压铸法是将型腔中的气体抽空或部分抽空,降低型腔中的气压,以利于充型和合金熔体中气体的排除,使合金熔体在压力的作用下充填型腔,并在压力下凝固而获得致密的压铸件。(3)超高速压铸法,采用比传统压铸法更高的压射速度,实现超高速压铸法,条件是配备有多功能压射机构(4)超低速压铸机,压射速度在0.5-0.15m/s,层流充填。气流量控制在0.6-0.8ml/100g;一般压铸气体量在25ml/100g。对铝合金的压铸就介绍这些吧,我自己也懂了一点这方面的知识,但是毕业设计刚刚开始,压铸的学习刚刚开始,所以要学的知识也还是很多很多的,希望我能学到很多,也希望毕业设计能圆满完成。2 调速器盖工艺
19、性分析2.1 壁厚铝合金压铸件适宜的壁厚为1至6mm,该铸件最小壁厚5mm,最大厚度为8mm。根据铝合金的压铸件厚度的要求:对于大型铝合金压铸件,壁厚不宜超过6mm。查表4-116 壁的单面面积100500,厚度最小1.8mm,正常为3mm。而该铸件的壁厚为5mm,大致满足要求。2.2 铸造圆角 由此取圆角半径r=15mm。2.3 脱模斜度 查表4-316 非配合面的最小出模斜度,内表面 =30,外表面=1配合面的最小出模斜度,内表面=15,外表面=30。2.4 铸孔 该铸件有铸孔直径为11.5mm,为通孔,深度为16mm;铸孔直径为10mm,深度为27mm的通孔。由手册表4-416得:对于铝
20、合金,该铸件的孔深与直径的关系满足要求,可以铸出。2.5 调速器盖零件的尺寸精度要求根据GB6414-86铸件尺寸公差中规定的压力铸造生产的各种铸造金属及合金铸件的尺寸公差,查表2-516,由于变速器盖为铝合金铸件,且为非精密压铸件,故本铸件采用公差等级为CT6的公差精度。 2.6 表面粗糙度 在填充条件良好的情况下,压铸件表面粗糙度一般比模具成型表面的粗糙度低两级。2.7 加工余量当压铸件的尺寸精度与形位公差达不到设计要求而需机械加工时,应优先考虑精整加工,一边保留其强度较高的致密层。机械加工余量应选用较小值。3 压铸模分型面的选择该铸件零件结构较简单,没有凸缘之类不便出模的部位,分型面的布
21、置使得铸件成型的型腔部位全部处于动模内。该铸件只需用单分型面即可,在单分型面上。合理的确定分型面,不但能简化压铸模的结构,而且能保证铸件的质量。确定分型面时,分型面选择原则:(1) 尽可能地使压铸件在开模后留在动模部分;(2) 有利于浇注系统、溢流槽系统合排气系统的布置;(3) 保证响铸件的尺寸精度和表面质量;(4) 简化模具结构、便于模具加工;(5) 避免压铸机承受临界载荷;(6) 考虑压铸合金的性能。根据上述的要求,又由于该铸件为罩壳类,故可得出两种分型位置:1) 采用A-A面为分型位置时,符合将型腔放置在定模上,型芯放置在动模上习惯分型,也是同类零件理想的分型面,结构简单;动定模分开时,
22、铸件由于包紧力大于其他方向上的力,铸件会包紧型芯并脱离定模,设计符合要求。2) 采用B-B面作为分型面时,分型面需要机械加工,为了简化整修,而采用这种分型方式,综上所述,虽然采用B-B面作为分型面较A-A面作为分型面更加便于机械加工,但由于铸件部分需要机械加工,部分不需要,所以不采用B-B分型面也可,选用A-A面作为分型面方法简单,故选用以A-A面作为分型面,图1 分型面的选择4 压铸机的选择4.1 确定比压 查手册表113 表1比压推荐值(MPa)锌合金铝合金镁合金铜合金一般件1320305030504050承载件2030508050805080耐气密性件或大平面薄壁件25408012080
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