压铸模设计 （有设计图纸）

压铸模 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 （有设计图纸） 有全套图纸 摘 要 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 本说明书结合电梯踏板的模具设计系统地阐述了压铸与模锻技术的基本原理，分析了压铸与模锻工艺主要参数的确定方法，论述了压铸模与锻模主要零部件设计方法，并介绍了模具的加工制造及维修保养。 关键词:压铸 模具 加工制造 维修保养 有全套图纸 有全套图纸 ABSTRACT With the nation of footstep join to the world continuously ,market competition is turning worse ,people is already known the important of quality ,cost ,and the ability of develop new product . but the manufacturing to the molding is one of the most basal factors in the whole chain ,the molding tool manufacturing technique has become to measure the important marking of a national manufacturing industry level now ,and decide the existence space of the business enterprise to a large extent . Although in the passed ten years of development ,the Chinese molding tool industry gain the harvest ,but compare to developed country we still have something to study .for example ,the universality rate of the technical of CAD/CAE/CAM is not high ;many of molding tool technique is not applied enough etc, caucus to import a larger number the complications and the longevity life molding tool . This manual systematically combined the molding tool to die-casting with the mold technical basic principle by introduce the design of the elevator pedal, analyze the method to make certain to the main parameter of die-casting and the mold craft, introduce the method to process and maintain . Keyword: Die-casting mould process maintain 有全套图纸 有全套图纸 目 录 1 压铸工艺概 论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1 压铸生产过程和特 点 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1.1 压铸生产过 程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1.2压铸特 点 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.2 压铸合金的基本要求和种 类 „„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 1.2.1对压铸合金的基本要 求 „„„„„„„„„„„„„„„„„„2 1.2.2压铸合金的种 类 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 1.3 压铸件的结构工艺 性„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 1.3.1壁 厚 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 1.3.2 铸 孔 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 1.3.3 铸造圆角和脱模斜 有全套图纸 有全套图纸 度 „„„„„„„„„„„„„„„„„„4 1.3.4 螺纹、齿轮和槽 隙 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 1.3.5 图案、文字和标 志 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 1.3.6 镶嵌 件 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 1.4 压铸主要工艺参数的选择与调 整 „„„„„„„„„„„„„„„„7 1.4.1压 力 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 1.4.2速 度 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 1.4.3温度 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 1.4.4时 间 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 1.4.5涂 料 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 2 压铸机 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 14 2.1 压铸机的种类和工作原 理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 2.1.1压铸机的型号和种 类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 2.1.2压铸机结构形式和压铸过 程„„„„„„„„„„„„„„„„13 2.1.3压铸机的主要技术参 数 „„„„„„„„„„„„„„„„„18 3 踏板的压铸模具设 计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20 有全套图纸 有全套图纸 3.1压铸机的选 用 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20 3.1.1锁模力计 算 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20 3.1.2压室容 量 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22 模距3.1.3 开 离 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 3.1.4 装模尺 寸 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 3.2浇铸系统和溢流、排气系统的设 计 „„„„„„„„„„„„„„„23 3.2.1 内浇口的设 计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24 3.2.2 直浇道的设 计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 3.2.3 横浇道的设 计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27 3.2.4溢流槽和排气槽的设 计„„„„„„„„„„„„„„„„„„28 3.2.5动、定模导柱和导套的设计„„„„„„„„„„„„„„„„ 29 3.2.6模板的设 计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„30 3.2.7 抽芯结构的设 计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„34 3.2.8 推出机构的设 计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„35 3.2.9模具厚度与动模座板行程的核 算 „„„„„„„„„„„„„37 4 压铸模的技术要求及选材 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 有全套图纸 有全套图纸 39 4.l 压铸模总装的技术要 求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„39 4.1.1 压铸模装配图上需注明的技术要求„„„„„„„„„„„„„39 4.1.2压铸模外形和安装部位的技术要 求 „„„„„„„„„„„„„40 4.1.3 总体装配精度的技术要 求 „„„„„„„„„„„„„„„„„41 4.2 结构零件的公差与配 合„„„„„„„„„„„„„„„„„„„41 4.2.1结构零件轴与孔朗配合和精 度 „„„„„„„„„„„„„„„41 4.2.2 滑动零件的配 合 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„41 4.3 零件的表面粗糙 度 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„42 4.4 压铸模零件的材料选择及热处理要 求 „„„„„„„„„„„„„43 4.4.1 压铸模所处的工作状况及对模具的影响„„„„„„„„„„„43 4.4.2 影响压铸模寿命的因素及提高模具寿命的措施 „„„„„„„„44 4.4.3 压铸模材料的选择和热处理 „„„„„„„„„„„„„„ 46 模具的加工制造及维修保 养 „„„„„„„„„„„„„„„„„47 5.1 金属模具的加工制造 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 47 5.1.1 金属模县毛坯的获取方 法 „„„„„„„„„„„„„„„„„47 5.1.2模样及铸 有全套图纸 有全套图纸 型 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„47 5.1.3 金属模具的机械加 工 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„50 5.2模具的快速制 造 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„60 5.2.1 快速成形技术的原理、主要方法及特 点„„„„„„„„„„„ 60 5.2.2 模具毛坯的快速制造方法 „„„„„„„„„„„„„„„„ 62 5.3 铸造模具的维护保 养 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„64 5.3.1铸模的预防性维护保养 „„„„„„„„„„„„„„„„„ 64 5.3.2铸模的修复性维 护 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„65 5.3.3工装模具的清洗技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 68 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 71 1 压铸工艺概论 压力铸造是将熔融合金在高压、高速条件下充型，并在高压下冷却凝成形的精密铸造方法，简称比铸。在压铸生产中，压铸合金、压铸模和压铸机是最基本的三大要素，而压铸生产就是将此三大要素加以组合、调整和正确实施的过程。 1.1 压铸生产过程和特点 1.1.1 压铸生产过程 压铸生产过程包括压铸模在压铸机上的安装与调整、对模具必要部位喷涂涂料、模具预热、安放镶嵌件、闭模、将熔融合金舀取倒入压室、压射(高 有全套图纸 有全套图纸 压高速)成型、铸件冷却后脱模和压铸件清理等过程。 1.1.2压铸特点 由于压铸时熔融合金在高压高速下充型，冷却速度快，因此有如下优点: 1(压铸件尺寸精度高 压铸件尺寸精度一般可达IT11~IT13，最高可达 RRam3.2~0.4,IT9，表面粗糙度可达。因此，压铸件可不经机械加工或个u 别表面只需少量机械加工就可直接使用，既提高了金属利用率，又节省了机械加工工时。 2(压铸件组织致密、硬度和强度较高 由于熔融合金在压铸模内冷却迅速，同时又在高压下结晶，因此在压铸件上靠近表面的一层金属晶粒较细，组织致密，表面硬度和强度较高，但伸长率较低。 3(可生产薄壁、形状复杂和轮廓清晰的铸件 锌合金压铸件最小壁厚可为0.3mm，铸孔孔径最小值可达0.7mm，螺纹的最小螺距能达0(75mm。同时，也可以压铸清晰的文字、图案和符号等。 4(可采用镶铸法简化装配和制造工艺 将事先准备好的与浇注金属不同材料零件，放入压铸模中规定部位，压铸后零件被固定在压铸件中，这种压铸方法称为镶铸法(又称嵌铸法)。它既可满足特定部位的使用要求，又可简化装配和制造工艺。 5(生产效率高，易实现机械化和自动化生产 —般冷压室压铸机每小时可压铸75~80次，热压室压铸机平均每小时可压铸370~870次，当采用“一模多腔”时，产量还可以成倍增加。尤其是压铸过程是在压铸机上实现的，故易实现生产过程的机械化和自动化。 尽管压铸生产有上述优点，但也存在以下缺点: 1(压铸件易出现气孔和缩松 由于充型时间短，金属液在压铸模内凝固速度快，因此，型腔中的气体很难完全排出，补缩也困难，致使铸件容易产生气孔和缩松，铸件壁越厚越严重，故压铸件壁厚一般在4.5~6mm以下。有气孔的铸件在热处理时，气孔内气体在高温下膨胀会使铸件表面鼓泡，所以这种压铸件不能进行热处理。 2(对内凹复杂的铸件压铸较困难 内凹复杂的铸件所需模具结构复杂，且出件脱模也困难。 3(高熔点合金压铸时，模具寿命低，影响了压铸生产的扩大应用。 4(不宜小批量生产 由于压铸模结构复杂，制造成本高且准备周期长，因此只适应于定型产品的大量生产。 有全套图纸 有全套图纸 1.2 压铸合金的基本要求和种类 1.2.1对压铸合金的基本要求 为了满足压铸件的使用要求，保证压铸件质量，对压铸合金提出如下要求: (1)密度小，导电和导热性好; (2)强度和硬度高，塑性好; (3)性能稳定，耐磨和抗腐蚀性好; (4)熔点低，不易吸气和氧化; (5)收缩率小，产生热裂、冷裂和变形的倾向小。 (6)流动性好，结晶温度范围小，产生气孔缩松的倾向小。 1.2.2压铸合金的种类 压铸用合金可分为铸造铁合金和非铁合金两大类。 铸造铁合金又分为铸铁和铸钢两类。铸铁类如灰铸铁、可按铸铁和球墨铸铁等;铸钢类如碳钢、不锈钢和各种合金钢等。由于上述合金熔点高、易氧化和开裂，且模具寿命低，因此铁合金铸件的压铸生产还不普遍。 铸造非铁合金又分低熔点合金和高熔点合金。低熔点合金如铅合金、锡合金和锌合金等，高熔点合金如铝合金、镁合金和铜合金等。非铁合金压铸件中比例最大的是铝合金，其次为锌合金、铜合金和镁合金，常见压铸锌合金、铝合金、镁合金的化学成分和力学性能可参考表1-1、表1-2、表1-3。 有全套图纸 有全套图纸 有全套图纸 有全套图纸 1.3压铸件的结构工艺性 压铸件的结构工艺性好，可以简化模具结构，保证压铸件质量，降低成本，提高经济效益。否则，不仅模具结构复杂，且质量无法保证，甚至造成生产困难。压铸件的结构工艺性主要包括如下内容: 1.3.1壁厚 实践证明，压铸件壁厚超过某一值时，其强度和致密性随壁厚的增加而下降，这是因为厚壁铸件易产生气孔和缩松等缺陷。因此在保证强度和刚度的条件下，铸件应尽可能减小其壁厚，通常工艺条件下以不超过4.5mm为宜。在壁厚相差较大时，应尽可能使各截面的壁厚均匀，在较厚部分可采用减薄壁厚增设加强肋的方法，如图1—l所示(以防铸件产生外表面凹陷、内部缩松和裂纹等缺陷。铸件有镶嵌件时，镣嵌件周围金属层厚度为(1(5—3(5)mm(以提高金属基体与镶嵌件的包紧力。由于工艺出案的影响，压铸件壁厚也不能太小，以免产生浇不足和冷隔现象。最小壁厚可参考表1-4选取。 1.3.2 铸孔 有全套图纸 有全套图纸 压铸法的最大优点之一就是能压铸出较小的孔，但必须考虑到压铸合金在冷却过程中向铸件中心逐渐收缩时，对型芯会产生很大的包紧力，因此为防止型芯变形和断裂、考虑抽芯方便等，对铸孔的孔径、孔深和孔与孔之间的距离应加以限制。一般孔径不小于2.0mm，孔深不大于孔径的4—8倍，孔间距在10mm以上。 1.3.3 铸造圆角和脱模斜度 在压铸件壁与壁连接处，都应设计成圆角(它不仅有利于金属流动，便于成型，减小涡流，而且可以防止在尖角处产生应力集中，有利于保证铸件质量。对模具来说，可以消除尖角处应力集中而延长寿命。通常，铸造圆角半径最小值可取相邻两壁厚之和的0.5~1.0倍。 为便于压铸件脱模，防止表面划伤，延长模具寿命，压铸件应有合理的脱模斜度。脱模斜度与铸件壁厚、合金种类等有关。铸件壁厚越厚。合金对型芯的包紧力也越大，脱模斜度就越大。收缩率越大，熔点越高，脱模斜度也越大。此外，铸件内表面或孔比外表面的脱模斜度要大。一般脱模斜度取 ,为。 20~1.0: 1.3.4 螺纹、齿轮和槽隙 压铸外螺纹时，需留有(0(2—0(3)mm的加工余量;内螺纹虽可铸出，但必需考虑螺纹旋出装置的复杂性，故一般先铸出底孔，再由机械加工成内螺纹。螺纹长度不宜过长，因收缩时，长度方向有较人的积累误差。 压铸齿轮的最小模数m=0.3~1.5，对精度要求高的齿轮，齿面应留有(0.2~0.3)mm的加工余量。槽宽、槽深原则上可参考铸孔，但不能太大。通常槽宽最小值为(1.0~1.5)mm，槽深最大值为(10~12)mm。 1.3.5 图案、文字和标志 压铸文字大小一般不小于GB4457(3—84规定的5号字体。文字凸出高度应大于(0.3~0(5)mm，线条宽度一般为凸出高度的1.5倍，线条间最小距离为0.3mm，脱模斜度为。图案、文字和标志在压铸件上匀采用10~15:: 凸体，且避免尖角。 1.3.6 镶嵌件 镶嵌件在铸件内必须稳固牢靠，故其铸入部分可采用滚花、切槽、铣扁和压凸等方式，使金属基体包紧。镶嵌件包紧部分不允许有尖角等，以免铸件发生开裂。带镶嵌件的压铸件最好不进行热处理，以免镶嵌件松动。图1—2为镶嵌件在铸件中的固定方法。 有全套图纸 有全套图纸 总之，压铸件的结构应尽可能避免侧凹、深腔以便于脱模，壁厚均匀，减少尖角，消除铸造应力，以确保压铸件质量。图1—3为压铸件结构修改实例。图1—3a、b、c的1分别为轮形、矩形、箱形零件壁太厚产生气孔情况;图中的2分别为修改后情况。图d是把尖角修改为圆角。因e的修改是为增大脱模料度、图f的2修改后显然比图f的l起模方便，达到简化模具结构的目的。 有全套图纸 有全套图纸 1.4 压铸主要工艺参数的选择与调整 压铸生产时熔融合金充型的过程，是许多矛盾着的因素得以统一的过程。在影响充型的许多因素中，主要是压力、速度、温度和时间等，时间则 有全套图纸 有全套图纸 是有关工艺参数的协调和综合的结果。因此，只有对这些工艺参数进行正确选择、控制和调整，才能保证在其他条件良好的情况下，生产出合格的压铸件。 1.4.1压力 (一)压射力 压铸机的压射缸内工作液作用于压射冲头使其推动熔融合金充填模具型腔的力，称为压射力。它反映压铸机功率大小，其计算式为: 12 ,,FpD4 式中 F——压射力(N); p——压射缸内工作液的压力(MPa) D——压射缸直径〔mm〕。 (二)比压 比压是指压射冲头作用于熔融合金单位面积上的压力。其计算式为: F p,A 式中 p——比压 (MPa); F——压射力(N); 2mm A——压射冲头截面积()。 将填充阶段的比压称填充比压，充型结束时的比压称压射比压。比压的选择，应根据压铸件的强度、致密性和壁厚等进行。一般压铸件要求强度越高，致密性越好，比压就越大。对于薄壁铸件，因充型困难，故填充比压就要人些;对于厚壁铸件，因疑团时间长，故填充比压可小些，但压射比压要大。值得注意的是，由于比压过高会使模具受到熔融合金的强烈冲刷和增加枯模的可能性，降低模具寿命，且模具易胀开，因此必须合理选择比压。现压铸机上调整比压的办法有:调节压射力的大小和更换不同直径的压射冲头。一般常用比压可参考表I—6选用。 有全套图纸 有全套图纸 (三)胀型力和锁模力 由于压射比压的作用，使正在凝固的熔融合金将压射比压传递给型腔壁面的压力称为胀型力。胀型力总是力图使模具胀开，铸件在胀型刀作用下易产牛飞边，为避免此现象发生，压铸机的锁摸机构对模具合模后有一个夹紧力。故在充型过程中，为保证动、定模相互紧密闭合，沿合模方向上施加在模具上的夹紧力，此力称为锁摸力。锁模力必须大于胀型力在合模方向上的合力，其计算式为: FKpA, 锁 F式中 ——锁模力(N); 锁 p——压射比压 (MPa); A——铸件(包括浇注系统、排气槽、溢流槽)在合模方向垂直面上的 2mm投影面积()，其中pA项为胀型力的大小; K——安全系数，一船取1(1—1(3，小铸件取下限，大铸件取上限。 1.4.2速度 (一)压射速度 压射冲头在特定条件下运动的线速度称为照射速度，一般压射速度为(0.3~5)m/s。压射速度可通过压铸机调节阀无级调速。 (二)充填速度 在压射冲头作用下，熔融合金充型时通过内浇口的线速度称为充填速度。充填速度偏低，铸件易造成轮廓不清晰;充填速度偏高，型腔中气体排出困难，熔融合金成喷雾状态进入型腔并粘附型壁，降低铸件表面质量或形成内部疏松，且冲刷模具，严重降低模具寿命。 一般压铸件形状复杂、浇注温度低、内浇口较厚和模具导热性好时，充 有全套图纸 有全套图纸 填速度要高些，反之则低些。实践证明，充填速度在(15—40)m众时可获得优质铸件。对厚壁或内部质量要求高的铸件，应选择低的充填速度和高的比压，对薄壁或表面质量要求高以及复杂的铸件，应选择高的充填速度和低的比压。充填速度可参照表1—7选择。调整充填速度的方法有:调整压射速度、改变比压和调整内浇口的截面积。 1.4.3温度 (一)浇注温度 浇注温度是指熔融合金从压室进入型腔时的平均温度。由于压室内的熔融合金温度不便测量，故一般用保温炉内的熔融合金温度表示。 浇注温度过高，合金收缩大，铸件易产生变形和裂纹，铸件晶粒粗大，且易粘模;浇注温度过低，充型困难，铸件易产生冷隔、表面流纹和浇不足等缺陷。 实践证明，在压力较高的条件下，应尽可能采用低的浇注温度，最好使熔融合金呈粘稠的“粥状”时压铸，这样可以减小型腔表面的温度波动和对型腔的冲刷，延长模具寿命，减小气体卷入和产生涡流的可能性，同时也减小了凝固时的体积收缩，减小缩孔缩松倾向。但对含硅量高的铝合金不宜呈“粥状”压铸，否则会析出大量的游离硅，使加工性能变坏。各种合金的浇注温度可参考表1—8选取。 值得指出的是，充填速度超大，熔融合金因摩擦作用而升温的数值也越大，当充填速度为40m/s时，铝合金进入型腔时的温度将增加8?，因此充填速度大时(可适当降低浇注温度，以保证铸件质量。 有全套图纸 有全套图纸 (二)模具温度 模具温度是指模具的工作温度。压铸模在压铸前要预热到一定温度，预热的作用如下: (1)避免模具因激热面胀裂。 (2)避免熔融合金因激冷而充型困难或产生冷隔，或因线收缩加大而使铸件开裂。 (3)降低型腔中的气体密度，有利于排气。 但模具温度也不宜太高，否则易造成粘模、铸件顶出变形、模具局部卡死甚至损坏，且会延长开模时间，降低生产串等。 模具预热一般可采用煤气喷烧、喷灯、电热器和感应加热，当模具温度过高时应采用冷却措施，如采用水冷却。但冷却液应在模具预热以前及时通入，否则，将因激冷而使模具产生裂纹。模具工作温度按下式计算: t式中 ——模具工作温度(?); 模 t ——合金浇注温度(?)o 浇 (三)模具的热平衡 在压铸的每—个循环中，单位时间内模具从熔融合金中吸收的热量和传递散发到外界的热量相等时的热平衡就称为模具的热平衡。对于中小型模具来说，模具吸收的热量总是来不及向外界散发就进入到下一个循环，故须在模具内设置冷却装置调节模具热平衡。对大型模具，因体积大，热容量大，且循环时间也长，模具升温较慢，这时型腔附近可以不设冷却通道，而只在浇口套周围设置冷却通道即可达到模具热平衡的目的。有时型腔复杂，不同 有全套图纸 有全套图纸 部位温差较大，故模具内不仅设有冷却通道，而且也设有加热通道，从而形成一个冷却—加热系统来调节模具热平衡，此时，工作介质多为油。 1.4.4时间 (一)充填时间 压铸时熔融合金从进入模具型腔开始到充满型腔为止所需的时间称为充填时间，大多在(0.01~0.2)s之间。充填时间的长短取决于铸件的体积和复杂程度，实践证明，中小型铝合金压铸件的充填时间为0.1s左右。充填时间的调节方法与充填速度的调节方法相似。 (二)保压时间 压铸时在熔融金属充型后保持压力的时间称为保压时间。保持一定压力下凝固，一方面可以加强补缩，另一方面可使组织更致密。一般保压时间为(1—2)s，对结晶温度范围大和厚壁铸件，保压时间为(2—3)s。但保压时间过长，起不到很大效果，且易造成立式压铸机的切料困难。 (三)冷却时间 压射保比作用完成后到压铸模开模推出铸件时的这段时间称为冷却时间，又称留模时间。冷却时间的长短对生产影响较大，苦冷却时间短，则铸件强度还较低时就脱模，铸件易金形，对强度低的合金还可能因内部气孔的膨胀而产生表面鼓泡。冷却时间太长(则收缩大(推出铸件困难，热脆性大的合金还会引起开裂，且压铸生产率也降低。一般冷却时间按每毫米壁厚为3s计算，且通过试模适当调整。 1.4.5涂料 压铸过程中，使模具易磨损部分在高温下具有润滑性能，并减小活动件阻力防止粘模所用的润滑材料和稀释剂的混合物，统称为压铸涂料。 (一)涂料的作用 压铸用涂料主要有如下作用: (1)改善模具工作条件。涂料可避免熔融合分直接冲刷型腔和型芯表面。 (2)改善成型条件，减小模具的热导率，保持合金的流动性。 (3)提高铸件质量和延长模具寿命，减小铸件与模具成型部分的摩擦防止粘模(对铝合金而言)。 但值得提出的是涂料使用不当会导致铸件产生气孔和夹渣等缺陷。 (二)对涂料的要求 压铸用涂料应满足下列要求: (1)高温时具有良好的润滑作用。 (2)挥发点低，在(100~150)?时，稀释剂能很快挥发。 有全套图纸 有全套图纸 (3)涂敷性好，民对模具及铸件无腐蚀作用。 (4)性能稳定，在空气中稀释剂挥发小，存放期长，五毒、臭气体放出。 (5)配方工艺简单，来源丰富，价格低廉。 (6)在型腔表面不产生积垢。 (三)涂料的种类 压铸用涂料的种类繁多，其中较理想的成分、配方、配制方法和适用范围列表于1-9中，供选用时参考。 (四)涂料的使用 涂料使用时市注意用量不沦是涂刷还是喷涂，都要避免厚薄不均改太厚，喷除或涂刷后，待稀释剂挥发历才能合模浇注，否则型腔或压室气体增加，会增加气孔产生的可能性，甚至形成高的反压力而使充型困难。排气槽不应被涂料堵死，以免排气不畅。型腔转折、凹角部位不应有涂料沉积，以确保铸件轮廓清晰。一般冲头和压室每压铸3—5次后应喷涂涂料一次，浇汗系统和成形部分每压铸3—8次后应喷涂—次(大中型压铸件生产时每次压铸后应喷涂一次。 有全套图纸 有全套图纸 2 压铸机 压铸机是压铸生产的基本设备，在选用压铸机时，必须熟悉压铸机的种类、工作原理、基本参数和压铸机的特点等。 2.1 压铸机的种类和工作原理 2.1.1压铸机的型号和种类 (一)压铸机型号 目前，国产压铸机已经标准化，其型号主要反映压铸机类型和锁模力大小等基本参数。压铸机型号表示方法为“J x x x”，其意义是“J”表示“金属型铸造设备”，J后第一位阿拉伯数字表不压铸机所属“列”，压铸机有两大列，分别用“1”和“2”表示，“1”表示“冷压室”，“2”表示“热压室”。J后的第二位阿拉伯数字表示压铸机所属“组”，共有九组，目前使用的有三组，“1”表示“卧式”“2”表示“热压室”，“5”表示“立式”。第二位以后的数字表示锁模力的1/100kN，在型号后加有A、B、C、D„„字母时，表示第几次改型设计，例如: 有全套图纸 有全套图纸 在国产压铸机型号巾，普遍采用的主要有J213B、J1113C、J113A、J116D、J1163等型号。 (二)压铸机的种类 压铸机一般分为热压室和冷压室两大类，冷压室压铸机按压室结构和布置方式又分为卧式和立式(包括全立式)压铸机两种。 2.1.2压铸机结构形式和压铸过程 (一)热压室压铸机结构形式和压铸过程 热压室压铸机结构形式如图2—1所示，其压室与柑埚联成一体(压铸过程如图2—2所承。压射冲头上升时，熔融合金通过进口人压室内，合模后，在压射冲头作用下，熔融合金由压室经鹅颈管、喷嘴和浇注系统进入模具型胶、冷却凝固成压铸件，动模移动与定模分离而开模，通过推出机构推出铸件而脱模，取出铸件即完成一个压铸循环。 有全套图纸 有全套图纸 (二)立式冷压空压铸机结构形式和压铸过程 图2—3为立式冷压室压铸机的结构形式，其压室和压射机构是处于垂直位置，压室中心与模具运动方向垂直。压铸过程如图2—4所尔:合模后，浇入压室中的熔融合金被已封住喷嘴孔的反料冲头托住，当压射冲头向下运动压至熔融合金液面时，反料冲头开始下降，打开浇口道孔，熔融合金进入模具型腔。凝固后，压射冲头退回，反料冲头上升切除余料并顶出压室，取走余料后反料冲头降至原位，然后开模取出铸件，即完成一个压铸循环。 有全套图纸 有全套图纸 (三)卧室冷压室压铸机结构形式和压铸过程 有全套图纸 有全套图纸 卧式冷压室压铸机的结构形式如图2—5所示，其压室和压射机构处于水平位置，压室中心线平行于模具运功方向，其压铸过程如图2—6所示:合模后，熔融合金浇入压至，压射冲头向前推动，熔融合金经浇道压人模具型腔，凝固冷却成压铸件，动模移功与定模分外而开模(在推出机构作用下推出铸件，取出压铸件，即完成一个压铸循环。 2.1.3压铸机的主要技术参数 目前，压铸机的主要技术参数已经标准化，征压铸机产品说明书上均能查到。表2—1为国产部分压铸机的主要技术参数。图2—9为J116D压铸机的模具安装尺寸，图2—10为J1113C压铸机的模具安装尺寸。 有全套图纸 有全套图纸 有全套图纸 有全套图纸 3 踏板的压铸模具设计 本次压铸模设计的零件是电梯踏板，零件的外形结构如图所示:使用的材料为铝合金ZL102。压铸模采用两模腔。 3.1压铸机的选用 在实际生产中，并不是每台压铸机都能满足压铸各种产品的需要(而要根据具体情况进行选用。选用压铸机时应考虑下述两个方面的问题。 首先，应考虑压铸件的石同品种和批量。在组织多品种、小批量生产时，一般选用液压系统简单、适应性强和能快速进行调整的压铸机。如果组织少品种大量生产时，则应选用配备各种机械化和自动化控制机构的高效率压铸机。对单一品种大量生产时，可选用专用压铸机。 其次，应考虑压铸件的不同结构和工艺参数。压铸件的外形尺寸、质量、壁厚以及工艺参数的不同。对压铸机的选用有重大影响。 下面主要根据上述诸因素，介绍压铸机选用时对锁模力、压室容量和开模距离等参数的确定。 3.1.1锁模力计算 根据条件，本踏板模具采用斜销抽芯和斜滑块抽芯机构，因此按以下计 有全套图纸 有全套图纸 K(PP)，反法算公式计算: (10^4N) P,锁1000PF(FFFF)p,,，，， ,p反溢浇余铸 PpFtan,, ,法法 P式中 ——作用于滑块 法 P——锁模力 锁 P——压射比 F——浇道内浇口在分型面上的投影面积 浇 F——溢流槽仔分型面上的投影面积 溢 ,——锲形块的锲形角 K——安全系数 P——压铸时的反压力 反 F——铸件在分型面上的投影 铸 F——余料在分型面上的投影 余 根据计算和现有条件，这里选择J1125型卧室冷压室压铸机，其技术 规格如下: 有全套图纸 有全套图纸 3.1.2压室容量 压铸机初步选定后，压射比压和压室直径的尺寸相应地得到确定，压室可容纳的金属液的重量也为定值，但是否能够容纳每次浇注的金属液重量，必须时需按下面核算: G,G,压室 (VVV)，，,123压铸机压室容量应大于每次浇铸的金属液总量: (kg) G,压室1000G——压缩机给定的压室容量 压室 V——压铸件的体积 1 V——浇注系统的总容积 2 V——余料体积 3 ——合金密度 , 3.1.3 开模距离 压铸模合模后应能严密地锁紧分型面，因此，要求合模后的模具总厚度大于(一般大20mm)压铸机的最小合模距离。开模后应能顺利地取出铸件，最大开模距离减去模具总厚度的数值，即为取出铸件(包括浇注系统)的空间。上述关系可用图2—12加以说明，由图2—12可知: Hhh,， 12合 HL20mm,， min合 LHLL10mm,，，， max12合 LLL10mm,，， 12 h式中 ——定模厚度(mm); 1 h——动模厚度(mm); 2 H——压铸模合模后的总厚度(mm) 合 有全套图纸 有全套图纸 L——最小合模距离(mm); min L——最大开模距离(mm); max L——铸件(包括浇注系统)厚度(mm); 1 L——铸件推出距离(mm); 2 L——最小开模距离(mm); 3.1.4 装模尺寸 装模尺寸的选择原则如下: ?摸具的安装尺寸应与模板尺寸相适应。 ?压铸机合模后应能严密地缩紧分型面，合模后的模具总厚度应大于压铸机的最小合模距离。 ?压铸机开模后要能顺利取出铸件，压铸机最大开模距离减去模具总厚度后应留有取出铸件的距离。 3.2浇铸系统和溢流、排气系统的设计 浇注系统的主要作用是把金属液从热室压铸机的喷嘴或冷室压铸机的压室导入型腔内。浇注系统和溢流、排气系统与金属液进入型腔的部位、方向、流动状态、型腔内气体的排出等密切相关，并能调节充填速度、充填时间、型腔温度等充型条件，其设计是压铸模设计的重要环节。 3.2.1浇铸系统的结构、分类和设计 金属液在压力作用下充填型腔的通道称为浇注系统。浇注系统主要由直浇道、横绕道、内浇口所组成。立式冷室压铸机浇注系统结构入下图所示: 有全套图纸 有全套图纸 1-直浇道 2-横浇道 3-内浇口 4-余料 浇铸系统设计的主要内容 (1)对压铸件的结构特点，尺寸精度、表面和内部质量要求、承受负荷情况、耐压要求、加工基准面等进行分析。 (2)根据压铸件的外形尺寸、复杂程度、合金种类、铸件重量和在分型面上的投影面积等，确定所采用的压铸机型号、选用适当的压室和冲头。采用立式压铸机或热室压铸机时还要选用适当的喷嘴，使喷嘴截面积与挠注系统相适应。 (3)确定金属液进入型腔的方向、位置和流动状态。 (4)确定浇注系统的总体结构和各组成部分的尺寸。 3.2.1 内浇口的设计 内浇口的设计主要是确定内浇口的位置、形状和尺寸。由于铸件的形状复杂多样，涉及的因素很多，设计时难以完全满足应遵循的原则，内浇口的截面积目前尚无切实可行的精确计算方法，因此进行内浇口设计时，经验是很重要的因素。 内浇口设计的原则如下: 1)金属液从铸件厚壁处向薄壁处填充。 2)内浇口的设置要使进入型腔的金属液先流向远离浇口的部位。 3)金属液进入型腔后不宜立即封闭分型面、溢流槽和排气槽。 4)从内浇口进入型腔的金属液，不宜正面冲击型芯。 5)浇口的设置应便于切除。 6)金属液进入型腔后的流向要沿着铸件上的肋和散热片。 7)避免在浇口部分产生热节。 8)选择内浇口位置时，应使金属液流程尽可能短。对于形状复杂的大型 有全套图纸 有全套图纸 铸件最好设置中心浇口。 9)采用多股内浇记时，要注意防止金属液进入型腔后从几路汇合，相互冲击，产生涡流、裹气和氧化夹渣等缺陷。 10)薄壁压铸件内浇口的厚度要小一些，以保持必要的充填速度。 11)根据铸件的技术要求，凡精度、表面粗糙度要求较高且不再加工的部位，不宜设置内浇口。 12)管形铸件最好围绕型芯设置环形浇口。 流量计算法计算内浇口截面积: GA, gvt,g A式中 ——内浇口截面积 g G——通过内浇口的金属液质量 ——液态金属的密度 , v ——内浇口处金属液的流速 g t——型腔的充填时间 有全套图纸 有全套图纸 浇口套如图所示: 有全套图纸 有全套图纸 3.2.2 直浇道的设计 直浇道的设计要点 ?根据铸件重量，选择喷嘴导入口直径。 ?处于浇口套部分直浇道的直径，应比喷嘴部分直浇道的直径每边放大0.5~1mm。 ?喷嘴部分的出模斜度取1.30度，浇口套的出模斜度取1.30~3度。 ?分流锥处环形通道的截面积一般为喷嘴导入口的1.2倍左右，直浇道底部分流锥的直径d3一般情况下可按 22ddd,,(1.1~1.3) 321 式中 d1——直浇道底部环形截面处的外径，mm d2——直浇道小端(喷嘴导处入口处)直径，mm dd,23要求 ,3 (mm) 2 ?直浇道与横浇道连接处要求圆滑过渡，其圆角半径一般取R5~20，以使金属液流动顺畅。 卧室冷压室压铸机直浇道的设计 直浇道一般由压室和浇口套组成，在直浇道上的这一段，通称为余料。 有全套图纸 有全套图纸 直浇道的设计要求 ? 直浇道直径D根据铸件所需比压来选定。 ? 直浇道厚度H一般取直径D的1/2~1/3。 ? 为保证压射冲头动作顺畅，有利于压力的传递和金属液充填平稳，压室内径与浇口套内经应保持同轴度。 ? 压室和浇口套宜制成一体，如分开制造时应选择合理的配合精度和配合间隙。 ? 为了使直浇道从浇口套中顺利脱出，可在靠近分型面一端长度为15~25Mm范围的内孔处，设有1.30~2度的出模斜度。 ? 正确选择压室和压射冲头的配合间隙 ? 与直浇道相连接的横浇道一般设置在浇口套的上方，防止金属液在压射前流入行腔。 ? 压室和浇口套的内孔，应在热处理和磨精后再沿轴线方向进行研 R磨，其表面粗糙度不得高于0.2。 a 3.2.3 横浇道的设计 横浇道是指从直浇道末端到内浇口之间的通道(有时横绕道可划分为主横浇道和过渡横浇道。 横浇道的设计要点如下: 1)横浇道的截面积应从直浇道起到内浇口止，逐渐缩小(如在横浇道中出现截面积扩大的情况，金属液流过这里时则会出现负压，由此必然会吸收分型面上的空气，增加金属液流动过程中的涡流。 2)圆弧形状的横浇道可以减少金属液的流动阻力，但截面积应逐渐缩小，防止涡流裹气。圆弧形横浇道出口处的截面积应比进口处减小10,一30,。 3)横浇道应具其一定的厚度和长度，若横浇道过薄，则热量损失大;若过厚时冷却速度缓慢，影响生产率，增大金属消耗。保持一定长度的目的，主要对金属液起到稳流和导向的作用。 4)横绕道截面积在任何情况下都不应小于内浇口截面积。多腔压铸模主横浇道截面积应大于各分支横浇道截面积之和。 5)根据工艺上的需要可布置盲浇道，以达到改善模具热平衡条件，容纳冷污金属液、涂料残渣和气体的目的。 6)模具上横浇道部分，应顺着金属液的流动方向研磨，其表面粗糙度不 Rm0.2,大于。 a 有全套图纸 有全套图纸 7)对于卧式冷室压铸机，在一船情况下，横浇道入口处应位于直浇道(余料)的上方，防止压室中的金属液过早流入横浇道。 3.2.4溢流槽和排气槽的设计 溢流槽和排气槽的作用主要决定于设置的部位，而其效果则取决于容量和尺寸的选择。在模具结构和工艺条件已决定的情况下，溢流槽和排气槽可以弥补由于浇注系统涉及不合理带来的缺陷，起到相辅相成的作用。 溢流槽的设计要求 ?金属液在横浇道内或进入行腔后最先冲击部位。 ?受金属液冲击的型芯背面。 ?两股或多股金属液相汇合，容易产生涡流裹气或氧化夹杂的区域。 ?由于行腔形状所形成的涡流部位。 ?金属液最后充填的部位。 ?需要改善金属液流态抑制涡流、紊流的部位。 ?内浇口两侧或其他金属液不能直接充填的死角区域。 ?大平面上容易产生缺陷集中的部位。 ?行腔温度较低的部位。 ?铸件壁厚过薄难以充填的部位。 为使溢流槽能充分发挥作用达到七应有的效果，不致消耗过多的金属，增加投影面积，影响铸件尺寸精度，降低充填行腔的有效压力，甚至影响和打乱充填流态或引起其他反作用，故在布置溢流槽时应慎重考虑。在模具设计时，一般事先在准备布置溢流槽处保留一定的余地，经试压验证后，观察铸件上金属液的流痕和缺陷产生的形态，最后确定合理的布局和容量。 3.2.5动、定模导柱和导套的设计 导柱和导套设计的基本要求 1)应具有一定的刚度引导动模按一定的方向移动，保证动、定模在安装和合模时的正确位置。在合模过程中保持导柱、导套首先起定向作用，防止型腔、型芯错位。 2)导柱应高出型芯高度，以避免模具搬运时型芯受到损坏。 3)为了便于取出铸件，导柱一般装置在定模上。 4)如模具采用卸料板卸料时，导柱必须安装在动模上。 5)在卧室压铸机上采用中心浇口的模具，则导柱必须安装在定模座板上。 导柱的导滑段直径及导滑长度的确定 有全套图纸 有全套图纸 导柱、导套需有足够的刚性，当导柱为4根时，选取导柱导滑直径的经 验公式为: dKF, 式中 d——导柱导滑段直径 F——模具分型面上的表面积 K——比例系数，一般为0.07~0.09。 mm 根据本踏板的设计，导柱导滑直径dKF,,25 ,0.05025查表得公差: mm ,0.089 导柱导滑长度查表得l=50 mm 导柱如下图所示: ，0.03925根据配合，导套内孔直径: 0 ，0.03335 导套外径: ，0.017 导套如下图所示: 有全套图纸 有全套图纸 3.2.6模板的设计 定模套板的设计 定模套板一般不作强度计算，设计时应考虑以下几点: 1、模具吊装在压铸机墙板上后，要留出安装压板的位置，使模具压紧定位。 2、与卧式压铸机的压室安装孔或立式压铸机的喷嘴安装孔精确配合。 3、当定模套版为不同孔时，则以定模压板取代了定模座板，但仍必须留出安装压板或紧固螺钉的位置。 定模套板如下图所示: 有全套图纸 有全套图纸 动、定模套板的设计依据 套板一般受拉伸、弯曲、压缩3种应力，变形后会影响型腔的尺寸精度。因此，在考虑套板尺寸时，应兼顾模具结构与压铸生产中的因素。 动、定模套板边框厚度 当采用滑块时，动、定模套板边缘厚度应增加到厚度h’ ，其厚度h’计算如下: 2 mm hLS',，抽3 S式中 ——抽芯距离 抽 L——包括端面镶块中T形槽成型部分在内的滑块总长度mm 圆形套板边框厚度h 按以下计算 DpH1h,型腔为不穿通式: 2[]H, 有全套图纸 有全套图纸 Dph,型腔为穿通式: 2[], 2,DDp,D,受力时，变形值按下式计算: 24hE2 式中 p——压射比压 ——许用抗拉强度，=80~98Mpa [],[], 5 E——弹性模量，E=MPa 2.0510， h——套板边框厚度，mm D——型腔直径，mm H ——型腔深度，mm 1 H——套板厚度，mm ——弹性变形量，mm ,D 矩形套板边框厚度h按下式计算: 2PP8H[]PL，，,2211 h,4H[], PpLH, 111 PpLH, 221 式中 h——套板边框厚度 H,H,L,L ——按铸件大小确定 112 P,P ——边框侧面承受的总压力，N 12 [],[], ——材料的许用强度，MPa，对45刚调质后=196~245MPa p——压射比压，MPa 动模支承板的选择 选择支承板厚度的原则 1、铸件分型面投影面积大，支承板厚度取较大值，反之取较小值。 2、在投影面积相同的情况下，压射比压大，支承板厚度取较大值;压 有全套图纸 有全套图纸 射比压小时，支承板厚度取较小值。 3、当模座上的垫块设置在支承板长边两端时，则支承板厚度取较大值;设置在支承板的短边两端时，取娇小值。 4、当采用不同套板时，套板底部厚度为支承板厚度的0.8倍。 动模支承板的加强形式 当垫块间距较大或支承板厚度较小时，可借助推板导柱或采用支柱，以增强对支承板的支承作用。 动模支承板厚度的计算 动模支承板厚度h可按下式计算: PL, h,2B[]弯 式中 p——动模支承板所受总压力，N;P=pF，其中，F为铸件在分型面上的投影面积 B——动模支承板的长度; L——垫块间距，mm [], ——钢材的许用弯曲强度，MPa. 弯 动模支承板材料为45钢，回火状态，静载弯曲时可根据支承板结构情 [],况，分别按132.3、98、88.2MPa 3种情况选取。 弯 [], 根据3种情况代入公式简化为: 弯 [], 当=132.3MPa时: 弯 PLPL1PL,,,h 63,，，，2B[]132.3102B16.310B弯 [],当=98MPa时: 弯 1PLh, 31410B， [],当=88.2 MPa时: 弯 有全套图纸 有全套图纸 1PLh, 313.310B， 根据设计和计算，支承板设计图如下: 3.2.7 抽芯结构的设计 压铸时，金属液冲天型腔，冷凝收缩后，对活动型芯的成形部分产生包紧力，抽芯时需要克服由铸件收缩产生的包紧力和抽芯机构运动时的各种阻力，两者的合力即为抽芯力。 在开始抽芯的瞬间，所需抽芯力最大，为起始抽芯力。继续抽芯时，只需克服机构及型芯运动时的阻力，为相继抽芯力。 抽芯力按下式计算: PPcosPsinAlp(cossin),,,,,,,,, 阻包 有全套图纸 有全套图纸 式中 P——起始抽芯力，N; P ——抽芯阻力，N; 阻 P ——铸件冷凝收缩后对型芯产生的包紧力，N; 包 l——被铸件包紧的型芯成型部分长度，mm; A——被铸件包紧的型芯成型部分断面周长，mm; p——挤压应力，对锌合金一般取5.88~7.84MPa;对铝合金一般取9.8~11.76MPa;对铜合金一般取11.76~15.68MPa; ——压铸合金对型芯的摩擦系数，一般取0.2~0.25; , , ——型芯成形部分的斜度。 确定抽芯距离 抽芯后活动型芯应完全脱离铸件成形表面，并使铸件能顺利推出型腔。 SSK,，抽芯距离的计算如下: 移抽 S式中 ——抽芯距离，mm; 抽 S ——滑块型芯完全脱处成形处的移动距离，mm; 移 K——安全值，mm。 3.2.8 推出机构的设计 压铸模中使铸件从模具的成型零件中脱出的机构，称为推出机构。推出机构一般设置与动模上。推出机构一般由推比元件(如推扦、推管、卸料板、成型推块、斜滑块等)、复位元件、限位元件、导向元件、结构元件组成。 推出机构的结构形式按机构形式分为推杆推出、推管和推叉推出、卸料板推出、斜滑块推出及其他推出机构。 推出机构的设计要点如下: 1、推出距离的确定 在推出元件作用下，铸件与其相应成型零件表面的直线位移或角位移称为推出距离。推出距离的确定见表 2、推出力的确定 推出过程中，使铸件脱出成型零件时所需要的力， F,KF称为推出力。推出力按公式 核算。 推包 3、受推面积和受推力 在推出力的推动下，铸件受推出零件所作用 有全套图纸 有全套图纸 的面积，称为受椎面积A。而单位面积上的压力称为受推力P。下表为不同合金所能承受的许用受推力。 有全套图纸 有全套图纸 3.2.9模具厚度与动模座板行程的核算 为了机器合模时能锁紧模具分型面，开模后能方便地从分型面间取出铸件，必须对模具厚度、动模座板行程进行核算。 模具厚度核算 虽然调整合模机构的位置可适应所设计的模具厚度，但调整范围不超过说明书中所给出的最大和最小模具厚度。 根据分型面在合投时必须贴紧的要求，所设计的模具厚度，不得小于机 有全套图纸 有全套图纸 器说明书所给定的最小模具厚度，也不得大于所给定的最大模具厚度。据此。设计模具时，按下面公式核算所设计的模具厚度 H10mmHH10mm，,,, minmax设 动模座板行程核算 动模座板行程实际上就足压铸机开模后，模具分型面之间的最大距离。设计模具时，根据铸件形状、浇注系统和模具结构核算是否能满足取出铸件的要求， LL(mm), 取行 L式中 ——开模后分明面之间取出铸件的最小距离(mm) 取 L ——动模座板行程(mm) 行 有全套图纸 有全套图纸 4 压铸模的技术要求及选材 4.l 压铸模总装的技术要求 4.1.1 压铸模装配图上需注明的技术要求 装配固应注明如下几点技术要求。 1)模具的最大外形尺寸(长×宽×高)。为便于复核校具在工作时，其滑动构件与机器构件是否有干扰，液压拍芯油缸的尺寸，位置及行程(滑块拍芯机构的尺寸，位置及滑块到终点的位置均应画简图示意。 2)选用压铸机型号。 3)压铸件选用的合金材料。 4)选用压室的内径、比压或喷嘴直径。 5)最小开模行程(如开模最大行程有限制时 6)推出行程。 7)标明冷却系统，液压系统进出口。 8)浇注系统及主要尺寸。 9)特殊运动机构的动作过程。 4.1.2压铸模外形和安装部位的技术要求 压铸模的外形和安装部位有如下几点技术要求。 1)各模扳的边缘均应倒角2×45I，安装面应光滑平整，不应有突起的螺钉、销钉、毛刺和击伤等痕迹。 2)在模具非工作面上醒目的地方打上明显的标记，包括以下内容:产品代号、模具编号、制造日期及模具制造厂家名称或代号。 有全套图纸 有全套图纸 3)在动、定模上分别没有吊装用螺钉孔，重量较大的零件(,25k8)也应设起吊螺孔。蛹孔有效螺纹深度不小于螺孔直径的1(5倍。 4)模具安装部位的有关尺寸应符合所选用的压铸机相关对应的尺寸，且装拆方便，压室安装孔径和深度须严格检查。 5)分型面上除导套孔、斜销孔外，所有模具制造过程中的工艺孔，螺钉孔都应堵塞，并且与分型面平齐。 4.1.3 总体装配精度的技术要求 压铸模总体装配精度有如下几点技术要求。 1)模具分型面对定、动模座板安装平面的平行度按表9-1的规定 2)导柱、导套对定、动模座板安装面的垂直度按表9—2的规定。 3)在分型面上，定模、动模镶件平面应分别与定模套板、动模套板齐平或允许略高，但高出量在0.05~0.10mm范围内。 4)推杆、复位杆应分别与型面齐平，推杆允许凸出型面，但不大于0.1mm，复位杆允许低于型面，但不大干0.05mm。推杆在推杆固定板中应能灵活转动，但轴向间隙不大于0.10mm。 5)模具所有活动部位，应保证位置准确，动作可靠，不得有歪斜和呆滞现象。相对固定的零件之间不允许窜动。 6)滑块在开模后内定位准确可靠。抽芯动作结束时，所抽出的型芯端面，与铸件上相对应型位或孔的端面距离不应小于2mm。滑动机构应导滑灵活，运动平稳，配合间隙适当。合模后滑块与楔紧块应压紧，接触面积不小于二分之一，且具有一定预应力。 0.4m, 7)绕道表面粗活度Rd不大于，转接处应光滑连接，镶拼处应密 。5合，拔模斜度不小于。 有全套图纸 有全套图纸 8)合模时镶块分型面应紧密贴合，如局部有间隙，也应不大于0.05mm(排气槽除外)。 9)冷却水道和温控油道应畅通，不应有渗漏现象，进口和出口处应有明显标记。 R10)所有成形表面粗糙度不大于，所有表面部不允许有击伤，0.4m,a 擦伤或微裂纹。 4.2 结构零件的公差与配合 压铸模在高温条件下进行工作，因此在选择结构零件的配合公差时，不仅要求在室温下达到一定的装配精度，而且要求在工作温度下确保各结构件稳定性，动作可靠性，特别是与融熔金屑被直接接触的部位，在充填过程中受到高压、高速、高温金属液的冲擦和热交变应力作用时，结构件在位置上所产生偏移以及配合间隙的变化，都会影响生产的正常进行。 4.2.1结构零件轴与孔朗配合和精度 4.2.1.1 固定零件的配合 4.2.1.1.1 配合要求 1)在金属液冲击下，不致产生性置上的偏移。 2)受热后不会因热膨胀变形而影响模具正常生产。 3)维修时拆装方便。 4.2.1.1.2 配合类别和精度等级 固定零件的配合类别和精度等级见表 4.2.2 滑动零件的配合 4.2.2.1 配合要求 1)在充填过程中，金属液不致窜入配合间隙。 2)受热膨胀后(不致使原有的配合间隙产生过盈，导致动作失灵。 有全套图纸 有全套图纸 4.2.2.2 配合类别和精度等级 滑动零件的配合类别和精度等级见表 4.3 零件的表面粗糙度 模具结构零件表面粗糙度直接影响到各机构的正常工作和模具使用寿命。成形零件的表面粗糙度以及加工后遗留的加工痕迹及方向。直接影响到铸件表面质量，脱模的难易，甚至是导致成形零件表面产生裂纹的起源。表面粗糙也是产牛金属粘附的原因之一。因此，压铸模具型腔、型芯的零件表 Ramm0.40~0.100,,面祖糙度应在，其抛光的方向应与铸件脱模方向一致，不允许存有凹陷、沟槽、划伤等缺陷。导滑部位(如推杆与推杆孔、导柱与导套孔、滑块与滑块槽竿)的表面质量差，往往会使零件过早磨损或产生咬合。 各零件工作部位的表面组糙皮，可参照表9—14选用。 有全套图纸 有全套图纸 4.4 压铸模零件的材料选择及热处理要求 4.4.1 压铸模所处的工作状况及对模具的影响 压铸模具所处的工作状况以及对模具的影响如下。 1)融熔的金属液以高压、高速进入型腔，对模具成形零件的表面产生激烈的冲击和冲刷，使模具表面产生腐蚀和磨损，压力还会造成型芯的偏移和弯曲 有全套图纸 有全套图纸 2)在填充过程中，金属液、杂质和熔渣对模具成形表面会产生复杂的化学作用，加速表面的腐蚀和裂纹的产生。 3)压铸模具在较高的工作温度下进行生产。所产生的热应力是模具成形零件表面裂纹乃至整体开裂的主要原因，从而造成模具的报废。在每一个铸件生产过程中，型腔表面除了受到金属液的高速、高压冲刷外，还存在者吸收金属在凝固过程放出的热量，产生热交换，模具材料因热传导的限制，型腔表面首先达到较高温度而膨胀，而内层模温则相对较低，膨胀量相对较小，使表面产生压应力。开模后，型腔表面与空气接触，受压缩空气和涂料的激冷而产生拉应力。这种交变应力反复循环并随着生产次数的增加而增长，当交变应力超过模具材料的疲劳极限时，表面首先产生塑性变形，并会在局部薄弱之处产生裂纹。 4.4.2 影响压铸模寿命的因素及提高模具寿命的措施 影响压铸模寿命的因素很多，如从铸件结构、模具结构与制造工艺、压铸工艺、模具材料等，而提高模具寿命也正是从这些方面入手。 4.4.2.1 铸件结构设计的影响 1)在满足铸件结构强度的条件下，宜采用薄壁结构。这除了减轻铸件重量外，也减少了模具的热载荷。但铸件壁的厚度也必须满足金属液在型腔中流动和填充的需要。 2)铸件壁厚应尽量均匀，避免产生热节，以减少局部热量集中而加速局部模具材料的热疲劳。 3)铸件的转角处应有适当的铸造圆角，以避免在模具相应部位形成棱角，使该处产生裂纹和塌陷，也有利于改善填充条件。 4)铸件上应尽量避免窄而深的凹穴，以免模具的相应部位出现窄而高的凸台，使散热条件恶化，并因受冲击而弯曲、断裂。 4.4.2.2 模具设计的影响 1)模具中各元件应有足够的刚性和强度，以承受锁模力和金属液充填时的反压力而不产生较大的变形。导滑元件应有足够的刚度和表面耐磨性，保证模具使用过程中起导滑、定位作用。所有与金属液接触的部位，均应选用耐热钢，并采取合适的热处理工艺。套板选用45钢并进行调质处理(大模具也可选用球墨铸铁)。 2)正确选择各种元件的公差配合和表而粗糙度。使模具在工作温度下，活动部位不致咬合和窜入金属液，固定部位不致产生松动。 3)设计浇注系统时，要尽量防止金属液正面冲击或冲刷型芯，减少浇口 有全套图纸 有全套图纸 流入处受到冲蚀。尽量避免浇口、溢流槽、排气槽靠近导柱、导套和抽芯机构，以免金属液窜人。有时适当增大内浇口截面积会提高模具使用寿命。 4)设计时应注意保持模具热平衡(尤其是大模具，复杂的模具)，通过溢流槽、冷却系统合理设计，特别是采用温控系统，会大大提高模具寿命。 5)合理采用镶块组合结构，避免锐角、尖劈。以适应热处理工艺要求。设置推杆和型芯孔时，应与镶块边缘保持一定的距离，溢流槽与型腔边缘也应保持一定距离。 6)由于铸件设计面造成模具不可避免的易损部位，特别是较小截面的凸台，细小而长的型芯，应尽量采用镣拼的做法，便于损坏时更换。 4.4.2.3 模具钢材及锻造质量的影晌 经过锻造的模具钢材，可以破坏原始的带状组织或碳化物的积集，提高模具钢的力学性能。为充分发挥钢材的潜力，应首先注意它的洁净度，使该钢的杂质含量和气体含量降到最低。目前(压铸模用钢普遍采用H13钢，并采用真空冶炼或电渣重熔的钢材。经电渣重熔的H13钢比一般电炉生产的疲劳强度提高25,以上，疲劳的趋势也较缓慢。 作为型腔和大型芯的钢坯应通过多向反复锻打，控制碳化物偏析和消除纤维状组织及方向性。锻材内部不允许有微裂纹、白点、缩孔等缺陷。 锻件应进行退火，以达到所要求硬度和金相组织。 型芯、镶块等模块应进行超声波探伤检查合格后方可使用。 4.4.2.4 模具加工及加工工艺的影响 1)在加工过程小，除保证正确的几何形状和尺寸精度外，还需要有较好的表面质量。在成型零件表面，不允许残留加工痕迹和划伤痕迹，特别是对于高熔点合金的压铸模，该处往往成为裂纹的起点。 2)导滑件表面。应有适当的粗糙度，防止擦伤影响寿命 3)电加工后应进行消除应力处理。 4)复杂、大块的成型零件，在粗加工后应安排消除应力处理。 5)成形零件出现尺寸或形状差错，需留用时，尽量可采用镶拼补救的办法。小面积的焊接有时也允许使用(采用氩弧焊焊接)。焊条材料必须与所焊接工件完全一致，严格按以焊接工艺，充分并及时完成好消除应力的工序，否则在焊接过程中或焊接后产生开裂。 4.4.2.5热处理的影响 通过热处理可改变材料的金相组织，以保证必要的强度和硬度，高温下尺寸的稳定性，抗热疲劳性能和材料的切削性能等。经过热处理后的零件要求变形量少，无裂纹和尽量减少残余内应力的存在。 有全套图纸 有全套图纸 热处理质量对比铸模使用寿命起十分重要的作用，如果热处理不当，往往会导致模具损伤、开裂而过早报废。采用真空或保护气氛热处理，可以减少脱碳、氧化、变形和开型。成型零件淬火后应采用2次或多次的回火。 实践证明，只采用调质(不进行淬火)再进行表面氮化的工艺会出现表面龟裂和开裂，其模具寿命较短。 4.4.2.6 压铸生产工艺的影响 1)生产前的模具预热工作，对模具寿命影响较大。不进行预热即进行生产，当高温金属液填充型腔时，型腔表面受到剧烈的热冲击，致使型腔内外层的温度梯废增大，易造成表面裂纹，甚至开裂。 2)生产过程中，模具温度逐步升高，当温度过热时，会造成铸件产生缺陷、粘模或活动机构失灵。为降低模温，决不能采用冷水直接冷却过热的型腔、型芯表面。一般模具应设置冷却通道，通进适量的冷却水以控制模具生产过程的温度变化。 有条件时，提倡使用模具温控系统，使模具在生产过程中保持在适当的工作温度范围内，模具寿命可以大大延长。 3)模具导滑部位的润滑，型腔、型芯涂料的选用及使用是否恰当，对棋具寿命也会产生很大影响。 4)热应力的积累会使模具产生开裂。为减少热应力，投产一定时问后的压铸模型腔部位应进行消除热应力回火处理或采用震动除应力的办法。回火温度可取480~520度，采用真空炉进行回火温度可取上限，此外，也可用保护气氛回火或装箱(装铁粉)进行回火处理。 4.4.3 压铸模材料的选择和热处理 4.4.3.1 压铸模使用材料的要求 4.4.3.1.1 与金属液接触的零件材料要求 1)具有良好的可锻性和切削性能。 2)高温下具有较高的红硬性，较高的高温强度，高温硬度，抗回火稳定性和冲击韧件。 3)具有良好的导热性和抗热疲劳性。 4)具有足够的高温抗氧化性。 5)热膨胀系数小。 6)具有高的耐磨性和耐腐蚀性。 7)具有良好的淬透性和较小的热处理变形率。 4.4.3.1.2 滑动配合零件使用材料的要求 1)具有良好的耐磨性和适当的强度。 有全套图纸 有全套图纸 2)适当的淬透性和较小的热处理变形率。 4.4.3.1.3 套板和套板、支承板使用材料的要求 1)具有足够的强度和刚性。 2)易于切削加工。 5 模具的加工制造及维修保养 5.1 金属模具的加工制造 5.1.1 金属模县毛坯的获取方法 常用的金属模具有:铝合金模具、铜合金模具、钢铁模具三类。要制造金属模具，首先要获取金属模具的毛坯，方法有两类:一类是用铸造方法获取毛坯，另一类是用锻坯或块料直接用作毛坯。铸造方法一般是先根据图样制造毛坯的模样(如木模、塑料模、石膏模、快速原型模等)(然后用精密砂型(如红砂或普通粘土砂、树脂砂、水玻璃砂、铬英覆膜砂等)、转移涂料砂型、石膏型、陶瓷型等方法来获得模具的毛坯。 5.1.2模样及铸型 制造模具毛坯的模样材料主要是木材，也可用塑料模、石膏模等。模样一般按照图样及铸造工艺要求制作。 常见的模具毛坯铸型有陶瓷型、石膏型、树脂砂型、转移涂料砂型、普通砂型等。 5.1.2.1 用陶瓷型生产金属模具毛坯 (1)陶瓷型铸造及特点 陶瓷型是利用能耐高温的陶瓷质耐火材料作骨料，水解硅酸乙酯作粘结剂，在催化剂的作用下，经过灌浆、结胶、起模及焙烧等一系列的工序，制成的铸型。用陶瓷型浇注的铸件具有较高的尺寸精度(3~4级)和表面粗植度 有全套图纸 有全套图纸 值小()的优点。 Ram3.2~6.3, 陶瓷型有两种:一是全部为陶瓷浆料制成的铸型;二是采用底套，即仅铸型表面灌注一层陶瓷浆料，而背层采用砂底套或金属底套。 陶瓷型与其他铸造方法相比，具有一定的透气性和退让性、铸型的耐火性能好(可浇注熔点主高的合金钢件和厚大件)、投资少、上马快等优点，比较适合制作要求较高的金属模具铸件。 (2)陶瓷型的材料组成及典型配方 陶瓷型材料包括:耐火材料、粘结剂、催化剂、透气剂、脱模剂等。 常用的耐火材料有石英玻璃、刚玉、铝硅酸盐、锆砂、碳化砖(即金刚砂)等。 粘结剂一般为硅酸乙酯水解液。随同可加入0.5,左右的醋酸或甘油，以防产生裂纹。 常用的固体催化剂是氢氧化钙(Ca(OH)2) 和氧化镁(MgO)，液体催化剂 ()NHCOHO,有苛性钠(NaOH)和碳酸铵[]的水溶液等。 432 透气剂的作用是增加铸型的透气性能。根据产生通气微孔的原理不同，透气剂又分为两类:一类是在喷烧过程中烧掉或升华消失的材料，使型内形成微细空隙，如淀粉、糊精等;另一类是在浆料中能快速分解产牛气体而形 HO成小孔的材料，如双氧水()、碳酸钡等。 22 脱模剂—般可采用:上光蜡、石蜡、机油、变压器油、有机硅油、凡士林等， 一般上光蜡与机油同时使用效果较好。 (3)陶瓷型的工艺流程 除了保证原材料的质量和配比外，脱模和焙烧工序也十分重要。脱模有一定的时间，太早太晚部不好，最好的脱模时间应控制在浆料结胶后呈弹性状态，此时浆料具有一定的伸缩性，不会因脱模而损坏铸型;但有时为了防止铸型产生裂纹，脱模可稍晚一些，即在弹性状态的后期进行。另外，灌浆造型最好能在真空条件下进行。 5.1.2.2 用石膏型生产金圈模具毛坯 (1)石膏型铸造及特点 石膏铸型是指由石膏粉、水、石英砂(粉)等材料混合而成的浆料，经灌浆、凝结、脱模、干燥、焙烧等工序而制成的铸型。 石膏型具有成型性能好、铸件精度高、表面粗糙度值小等优点，可铸造 有全套图纸 有全套图纸 薄壁、复杂、优质的整体精密铸件;但其热导率小、透气性差，易引起铸件的组织粗大，易形成气孔、气穴和浇不足等缺陷。常用于制造铝合金和铜合金铸件。 (2)石膏型的材料组成及典型配方 石膏型原材料主要包括:石膏粉、水、填料(石英砂(粉)、铝钒土、滑石粉、石英玻璃粉、石棉等)。 CaSOHO1/2,石膏型中的石膏粉一般为型半水石膏(，又称熟石膏)，42 CaSOHO2它是由天然二水石膏(，又称生石膏)经0.101~0.304MPa(1~3大42 气压)和约124?的蒸锅内蒸炼而成的，它具有收缩率小、所需的混水量少等优点。 ,半水石膏与水混合后，经历溶解、凝结、硬化三个阶段，形成石膏型。型半水石膏的水化反应的需水量理论上为16.8,，实际上加水量要多于理论值，多出的部分成为游离水。水的加入量越多，浆料的流动性越好，但凝结终了的时间就越长，所能达到的最高温度就越低，强度则会随之下降。 填料的作用主要是增加透气性、提高强度、降低开裂倾向、提高铸型的稳定性等。 (3)石膏型的工艺流程 应当注意的是石膏型的透气性较差，除必须按焙烧 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 烘干透外，还应考虑加入一亿量的透气性物质。有的将自然干燥后的石膏型进行蒸压和浸湿处理(其目的也是为了增加石膏型的透气性，以确保铸件的质量。另外，与陶瓷型一样，灌浆尽量在真空的条件下进行。 5.1.2.3 用树脂砂型铸造生产金属模具毛坯 (1)树脂砂型的特点 与石膏型、陶瓷型相比，用自硬树脂砂作铸型，具有透性好、工艺简单、成本低、脱模容易等优点，对于生产精度和表面粗糙度要求不太高的各种铸件较为适合。 (2)树脂砂型的材料组成及典型配方 树脂砂型一般由硅砂、树脂粘结剂、固化剂等组成。硅砂一般选用擦洗砂，原砂的含水量应小于0.5,(为了获得较小的铸件表面粗糙度，可选用粒度较小的原砂)、粘结剂采用吱喃树脂(加入量约为砂质量分数的1.5,)、催化剂为对甲苯磺酸(加入量约为树脂的30,)。用球型混砂机混制而成。 (3)树脂砂型的工艺流程 有全套图纸 有全套图纸 用树脂砂型生产金属铸件的工艺流程如固27.4-4所示。为了获得较小的铸件表面粗糙度，树脂砂铸型一般要上涂料。涂料经烘干或自干后再进行浇注。 (4)用锆英树脂砂或锆英覆膜砂生产金属毛坯 近年来，用锆英砂作原砂，采用锆英树脂砂或锆英覆膜砂生产金属毛坯的工厂日趋增多。因为，锆英砂的粒度小、冷却速度快，用锆英树脂砂或锆英覆膜砂生产金属毛坯(既具有砂型铸造工艺简单、成本低的优点，又有表面质量好、组织性能和内部质量好的优势，是生产金属毛坯的好方法。 用锆英树脂砂或锆英覆膜砂生产金属毛坯方法，与用普通石英树脂砂和覆膜生产金属铸件的方法类似;但树脂加入量要随锆英砂的比例和粒度大小而调整，加热固化时间也要进行调整(因为锆英覆膜砂的加热和冷却速度较快)。 5.1.2.4 用转移涂料砂型生产金属模具毛坯 用转移涂料法铸造金属模具毛坯是近年来发展起来的一种新的技术，它具有尺寸精度高、表面我糙度小的优点。 转移涂料法的关键技术是转移涂料配方的性能，其关键是涂料与型砂的结合力要大于涂料与模型的结合力。高性能的转移涂料配方仍是目前的研究热点。 5.1.2.5用锻造毛坯或锭料作金属模具毛还 随着金属模具机械加工技术特别是数控加工的发展，用锻造毛坯或外购的锭料作金属模具的加工毛坯，直接加工金属模具，近年来被广泛采用。这种方法的主要优点是:?模具的坯料来源方便，工序较简单，不需要为金属模具毛坯而特制工艺装备;?锻造毛坯或外购锭料的内部质量容易得到保证，不会因坯料的内部质量问题或缺陷造成模具加工中途报废，成功率高，但这种方法的材料利用率较低，机械加工的工时多。 在用锻造毛坯或外购锭料作金属模具毛坯时，应注意如下技术要求:?坯料的化学成分应符合用料的要求，或符合外购订货 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 规定的化学成分指标;?坯料表面不得有缩孔、裂纹、折叠、锻伤等缺陷，内部也不得有内裂、夹层、气孔、夹渣等冶金缺陷;?坯料的几何形状随尽量接近所制模具的外形尺寸，以达到节约原材料和节省加工工时的目的;?根据坯料的不同，机加工前要对坯料进行热处理，以改善其加工性能。 有全套图纸 有全套图纸 5.1.3 金属模具的机械加工 5.1.3.1传统机械加工方法 传统的机械加工方法有车、刨、铣、钻、插、钳等，不同的模具形状和外形表面采用不同的加工方法。模具及模具零件的外形表面种类繁多，但从它们的表面几何特征看，不外是外圆表面、内圆表面、锥面、平面、球面及其他随形面等，这些表面的机械加工方法无异于一般的机械零件加工。 (1)外圆或外旋转体表面加工 外圆柱体或圆锥体表面多采用普通车床加工。这种加工方法有利于模具零件外旋转表面与其他表面相对位置精度的保证，特别适用于有较高同轴度、垂直度等要求的模具零件加工。精度和表面粗糙度要求较高的外圆表面可用磨床加工，外圆柱体加工的精度和表面粗糙度值。 对于旋转曲面体外表面的加工，需要采用仿形车床。在加工之前，必须按照零件的外形表面制作仿形靠模，对仿形靠模的尺寸精度和形状精度要严格控制，仿形靠模在车床上的安装也要倍加小心(做到位置准确。但进行仿形靠模车削加工之前，必须对模具零件进行预加工，不要在毛坯面上直接进行仿形靠模车削，以免损坏仿形靠模装置、刀具等。 对于尺寸大或重量大的模具零件，其外旋转表面的机械加工，一般在立式车床上进行。 (2)孔加工 模具零件上通常有许多孔，这些孔由于用途不同因而几何结构、精度要求都不相同。孔加上最常用的机床设备是各种钻床，也可以在镗床、磨(铰)床或车床上加工某些孔。 对于零件比较小、孔表面质量要求不高的情况，在台式钻床上加工比较合理;立式钻床多用于加工中小型尺寸、精度要求比较高、孔表面与其他平面有位置精度要求的孔;对于模具零件尺寸、重量都比较大，工件不便于安装，不同尺寸、不同角度孔数量比较多的情况，用摇臂钻床加工比较方便;对于模具上同轴多阶孔面，最好的加工方法是在车床、立式车床或镗床上进行;对精度要求很高的孔加工可用磨(铰)床进行加工。 模具上的定位孔和导向孔的位置精度要求很高(如表)，一般都采用工具固定成一个整体同时加工或配合加工。 (3)平面加工 平面是模具外形表面中最常见的一种表面形 式，加工平面最常用的设备是:牛头刨床、龙门、刨床、铣床和平面磨床等。 由于模具平面常作为模具使用时的安装基面，或作为模型表面加工的基 有全套图纸 有全套图纸 准，故这类平面的加工要求严格。模具上的外形平面，一般相对的平面都要求相互平行，相邻接的平面都要求相互保持一定的角度，而各个平面自身也要求—定的平面度。因此，在安排模具平面的加工时，应尽量能安排在一次安装中先后将各个平面都加工出来。若由于结构或其他原因不能实现这一安排时，可以采用互为基准的方法，逐对或逐个地进行加工。 为了保证模具平面之间的位置精度，在条件允许的条件下，可以采用龙门刨床或龙门铣床同时加工几个平面，或者采用加工中心，在模具零件—次安装中，将有相对位置要求的各种外形表面都加工出来。 通常，如果模具的外形表面有平面的话，则模具的机械加工工艺首先安排外形平面的加工，以便为后续的加工工序提供良好的精基准，这对于保让模具的加工质量和精度具有重要意义。 模具外形平面除了对精度有一定的要求外，经常还对表面粗糙度有要求，因此模具平面还经常要进行磨削加工。磨削平面是在平面磨床上进行的，当平面尺寸较大时(或加工的零件数量比较多时，对选用方式平面磨床、在一般情况下，则用卧式平面磨床。 (4)模具曲面加工 模具曲面的加工有两大类:一类是各种金屑切削机床的切削加工，另一类是利用电、化学、超声等能量的特种加工。机械加工方法，主要是指采用普通的切削机床(车、刨、铣、钻、插等)、精密的切削机床(坐标镗床、坐标磨床、成型磨削等)、仿形机床、雕刻机床、数控机床等进行加工的方法;特种加工方法是指电火花、线切割等加工。 通常模具上有较多的曲线、曲面形状。虽然已有电火花、线切割、数控加工等先进的加工技术，使模具加工变得更为简便，但用普通机械方法加工曲面仍然是必要的，特别是大型的、形状简单的模具，采用普通的机械加工方法可降低模具的制造成本。 在现代模具加工中，除了用普通的切削机床(车、刨、铣、钻、插等)作粗加工外，采用坐标镗床、成型磨削机床、电火花加工、线切割加工、数控(CNC)加工等进行槽加工较为普遍。 5.1.3.2现代机械加工方法 (1)坐标镗床加工 坐标镗床主要用来加工孔距精度要求高的模具零件，也可加工复杂的型腔尺寸和角度。采用坐标镗床加工不仅加工精度高，且可以节省大量的辅助时间(因此经济效益显著。为了适应不同的加工需要，坐标镗床加工时应备有回转工作台、倾斜工作台、镗刀头等辅助工具。 有全套图纸 有全套图纸 (2)成形磨削加工 模具零件的成形磨削可在普通平面磨床或专用磨床上采用一种或几种专用工具(如成形砂轮等)进行。 成形磨床加工的特点是:模具零件的形状和尺寸精度高，零件耐磨性好，可加工淬火钢及硬质合金钢，表面租糙度值小。 5.1.3.3模具的特殊加工 (1)雕刻加上 雕刻机是用来加工模具上的文字、数字、刻度及凹凸花纹图案的专用机床，在能刻机上也可以加工小型模具的型面，因此它在塑料成型模具的制造中得到广泛的应用。雕刻机的工作原理类似于仿形铣床和数控铣床。就雕刻机加工成形表面的类型，它可以分为平面雕刻机和立体雕刻机。前者主要用于平面标牌上的文字、数字、图形等的雕刻;后者用于小件模具上三维立体型面的雕刻。 在现代模具加工中，数控雕刻机的使用愈来愈广泛，它具有精度高、加工速度快、适应性广等优点。 雕刻机的刀轴一般都采用较高的转速，以保证雕刻加工的要求，因此对刀具的要求也较为严格。雕刻机使用的刀具一般称作刻刀，刻刀的材料多采用高速钢和硬质合金。刻刀的刃口应锋利、尖细，以适应雕刻精致的花纹图案和文字的要求。用于粗雕和半精雕的刀具，由于金属的切削量较大，应使用耐磨的淬火钢刀具。 (2)深孔加工 深孔是指深径比L/D,5的孔。深孔加工的设备与普通内孔加工的设备相同，可以用钻床，也可以用镗床、车床、磨(锭)床等，但深孔加工的钻头——深孔钻，与普通麻花钻有很大的不同。因为用普通的麻花钻加工深孔，在冷却、排屑和导向等方面部会产生很多困难。 目前采用的各种深孔钻，基本都是以单刃的枪(炮)孔钻为基础发展起来的。具有导向和切削稳定等优点，所以能加工直线度和圆度都较好的深孔，其结构比单刃枪(炮)孔钻更为合理，因此加工效率、加工精度及表面质量都有较大的提高。带有高压冷却液的深孔钻，多用于加工深径比为10~30的孔，但也钻出过深径比为300的深孔。 1)常用的深孔钻 常用的深孔钻有:外排屑深孔钻、内排屑深孔钻、喷吸钻、DF系统等几种。 ?外排屑的单刃枪孔钻 加工直径较小()的深孔，采用外,,2~30mm 排屑方式不太有效。其中最常用的为单刃枪孔钻。 有全套图纸 有全套图纸 单刃枪孔钻(简称枪钻)是一种比较原始的深孔钻。由于它导向和切削稳定、曾是深孔加工的主要刀具，广泛用于枪械生产的深孔加工。 单刃枪孔钻的结构特点是，只有一个切削刃，故消除了由于两个切削刃不对称而带来的一系列问题。由于钻头只有一个120度的外屑沟槽，因而钻头的刚度也比麻花钻高。工作头部除单切削刃外，还有相应另外两个导向块，与切削刃正好构成三点，掌握住钻孔的导向，其中与孔壁下部接触的导向块，主要承受主切力，另一导向块则主要承受径向力。 FpFc ?内排屑的BTA深孔钻 内排屑深孔钻(又称炮孔钻)可将一定压力和流速的高压油，经稳油装置由钻杆与孔壁间隙处输入到切削区，再从钻杆的内孔中同切屑一起排出。该类深孔钻又有;单刃BTA深孔钻、多刃错齿BTA深孔钻两种. 内排屑深孔钻中，以BTA深孔钻技术比较典型。其结沟原理是根据单刃外排屑深孔钻发展而来，切削过程与枪钻甚为相近。 BLA深孔钻分为单刃BTA深孔钻和单刃内排屑深孔钻。这类单刃深孔钻，结构简单，刃磨方便。由于采用了宽度合适的断屑台及阶梯式主切削刃。所以分屑和断屑条件比较好。 多刃错齿BTA深孔钻是把切削刃错齿排列在两个相对应的刀刃上，以保证能形成容积系数较小的“C”形切屑、使切屑从内孔中顺利地排出。 ?喷吸钻 喷吸钻是采用BTA深孔钻，结合排屑系统中的喷吸原理，达到完善排屑条件的一种新型钻头。 标准的BTA喷吸钻为20~75mm，深径比为16~50，最大为100;一次钻 Ram1.6~0.4,孔精度可达到H7级，表面粗糙度为，比一般麻花钻、枪孔钻的效率提高2~7倍。 ?DF系统 DF系统是将BTA系统和喷射系统中推、吸排屑的优点相结合的一种加工系统。其特点是增大了切屑排出量。 由于DF系统具有推吸的双重作用，使冷却液流动畅通，因而切屑排出常流畅，刀具酌能力也得到了充分的发挥，放可用大走刀量。进行高精度孔的加工。 2)提高深孔钻的加工效率、切削性能、加工精度的措施 ?改善深孔钻的切削性能 a)断屑和排屑 深孔钻的加工效率、切削性能、加工精度与钻削时的断屑和排屑顺利通畅是分不开的。 有全套图纸 有全套图纸 断屑主要是依靠切削刃前角的断屑台与适当的进给量来实现;排屑则依靠外排屑槽或内排屑孔，由高压冷却液的回油系统排出。 喷吸钻的回油系统由于油压差的作用，能加速将屑随回油系统吸出;DF系统的回油系统既有推的作用，又有吸的作用，故切屑排出得更快。 b)减少钻孔偏斜 kk i)单刃田L钻的主切削刃偏角所钻出的2 角，在之间，2 120~140rr角的适当增大，可使钻削时径向力减少，故提高了钻头的耐用皮及减少钻孔后 k的偏斜。喷射钻头的2 角常选用144度。 r ii)由于深孔钻的钻孔深径较大，钻杆细而长，故钻头刚性低，易振动，钻孔易走偏。因此，加工时支承导向极为重要，要正确利用支承导向装置。 单刃深孔钻在专用深孔加工机床上，设有导套支架，可通过掌握导套支架定位孔的精度来保证钻孔时不发生钻进偏离。在普通机床上采用枪钻时，如果无导套支架。则应在工件开钻前，预先加工一个导向孔，其深度为钻头直径的1~1.5倍。 c)提高孔尺寸精度 i)为了提高钻孔尺寸精度，机床主轴、导套(或导向孔)及深孔钻三者的同轴度允差为0(03mm。 ii)深孔钻正确钻孔时，孔径有一定量的缩孔，这是由于主切削刃偏角大于副切削刃偏角，致使对应的导向刃紧紧地压在已加工孔壁所产生。冷却润滑液不足和切屑粘附，不但影响钻孔表面粗糙度，而且影响钻孔尺寸精度。在对工件硬度低和韧性而的材料钻孔时，更易发生。采用加入“化学活性物质”(SOOH，COOH，OH等)的润滑液(有利于提高冷却润滑作用。采用抗黏附性能好的硬质合金导向条材质，可有效的减少切屑黏附。 iii)深孔钻孔时，导向支架上的导套精度或开始前的导向孔精度，应满足配合精度m5级。才能有效地控制钻孔尺寸精度。 d)减小钻孔表面粗糙度 i)深孔钻外缘切削刃圆柱的表面粗糙度应低于钻孔表面祖糙度2~3级。 ii)出深孔钻削时，切削热不易散出，工作条件恶劣，必须采用有效的冷却方式。 单刃外排屑钻孔时，油箱的容量最少是泵每分钟流量的10倍及管系容积的6倍。在输送冷却润滑液的循环过程中，还应对冷却系统实现压力p、流量q进行控制及安全保险控制和净化处理。一般选用流速v,4~6m/min或 有全套图纸 有全套图纸 流速不小于切屑流速的5倍。 一般内排屑深孔钻的冷却泵容量压力P为220~350MPa，流量q为80~300L/mim。 喷吸钻的油压p大致为BTA深孔钻的1/2，约100~150MPa。流量为BTA深孔钻的2/3，约150L/mim 冷却润滑液必须很好过滤。实践证明，当冷却润滑液过滤到，则10,m深孔钻两次刃磨之间的钻孔数量比冷却润滑液过滤到时提高钻孔数520,m 倍c iii)单刃外排屑深孔钻的切削刃起始处，到支承起始接触点的距离至少应有0.25mm，以确保所必须的冷却液间隙尺寸。此间隙对降低切削着重要作用。单刃深孔钻在台阶上的冷却润滑液间隙尺寸。 iv)为提高工效率降低加工表面粗糙度，单刃深孔钻常用高的转速和低的进给量来提高加工速率。 ?合理选择切削用量 正确合理地选用切削用量，关系到切削过程以及切削的形成。 a)单刃螺旋深孔钻因无法导人冷却润滑液，切削速度不宜过高(p,10m,mm);进给量f应控制在0.013~0.032mm/r;并应及时地将切屑退出。 b)高速钢外排屑枪钻的切削用量:v=35~65m/min，f=0.013~0.032mm/r。 c)硬质合金外排屑枪钻的切削用量。 外排屑深孔钻削的每转的进给量，要比麻花钻头小得多，这是因为深孔钻头的钻杆，不能承受像麻花钻头常遇到的那样的扭转应力。 黄铜、铝、镁、软的铸铁和低碳钢对硬质合金钻头刀口的磨损很慢，国外采用高达300m/min或更高的表面线速度，而仍能有良好的刀具寿命。 一般说来，直径<3.2mm的钻头，钻削易于冷作硬化的材料时，甚至要求进给量低到0.004mm/r以下。但在高度磨损性的材料上用过小的进给量时，则会使钻头过早被磨坏。过大的进给量会引起排屑困难和钻头的支承区域的划伤，也使刃具过早损坏。 用直径小于12.7mm的深孔钻头钻硬度低于300HB的碳钢和合金钢时，进给量应在0.025mm/r以下。用直径大于38mm的钻头钻同样种类的钢料时，所用的进给量可以达到0.049mm/r。 d)内排屑深孔钻头的切削用量。 有全套图纸 有全套图纸 5.1.3.4模具的CAD/CAM一体化 (1)模具CAD/CAM一体化简介 模具CAD/CAM是指金属模具的计算机辅助设计和计算机辅助制造;具有更广泛意义的金属模具CAE是指金属模具的计算机辅助工程。以计算机信息处理和数控机床加工为核心的模具CAD/CAM系统已在铸造金属模具加工中广泛采用。 (2)模具CAD/CAM系统 用于铸造模具制造的CAD/CAM系统有从大型计算机到微型计算机的各种系统。它们的用语无明确区分，但从功能和用途方面来考虑，有如下几类: 1)通用系统。使用大型计算机，与事务处理及生产管理联为一体，同时也用于模具制造。 2)专用铸造模具CAD/CAM系统。以微机为基础的模具制造专用CAD/CAM系统，它具有三维图形处理及模具设计所需的图形处理功能、制作数控纸带和加工程序的功能。这是用于模具制造的最有代表性的CAD/CAM系统。 3)简易CAD系统。以个人用计算机为基础的小型XY绘图机绘图，以处理二维图形为中心的标准结构、组合、零件等软盘记录，并可对图形进行修改。 4)自动编程装置。 —种简化制作数控机床所使用的数控纸带系统，用于进行三维加工、二维加工和孔加工等。 5)计算功能和数据处理。以个人计算机为基础，可进行模具成本估算、技术计算等工作。它不能进行图形处理，但对麻烦的技术计算可作自动化处理。 (3)模具CAD/CAM的技术优势 模具的CAD/CAM技术经过十余年的快速发展，所需硬件和软件不断完善和实用。它具有如下技术优势: 1)强大的三维图形处理功能。若用二维图形表达较复杂的铸造模具形状，不易理解，也易产生错误;而以三维图形将模具的形状储存于计算机内，并可按原样经任意角度旋转后在显示屏上显示出来，便于设计人员快速理解，可大大减少设计错误。 2)对设计资料和判断基准的再利用。在设计铸造模具时，需要很多的信息和作出各种各样的判断。不同的设计者对固有信息和判断基准会有不同的理解。若对这些信息进行标准化，并对判断基准进行整理，就可用同一条件进行设计，提高设计的可靠性。 有全套图纸 有全套图纸 3)技术情报的高级化。对于铸件的收缩率、变形及加工余量等取值，可根据过去所积累资料的分析结果进行反馈和修正，以提高其精度。 4)简化模具设计。将模具标准结构、组合、标准零件等储存起来，随时都可取出来进行设计制图，可使设计工作大为简化。图纸的修改也非常方便。 因此，在铸造模具的设计和制造过程中采用CAD/CAM系统，可达到缩短设计时间、提高复现性及可靠性、减少试模及修正工时、有效使用数控机床、提高模具零件的加工精度、减少设计及加工差错等目的。 5.1.3.5 模具加工前后的热处理 模具零件的加工前后绝大多数都需要进行热处理，热处理的工序安排主要取决于热处理的目的和模具材料的性质。 1)消除内应力的时效处理。为了消除模具零件在铸造、锻造和机械加工时引起的内应力，工艺上常安排人工时效处理;时效处理—般安排在毛坯成型后和粗加工之后进行。 2)改善毛坯加工性能的退火处理。为了改善机械加工性能，使毛坯的硬度下降，需进行退火处理，该工序一般安排在粗加工之前。 3)获得模具零件综合机械性能的调质处理。一般安排在粗加工之后，零件上有孔、应将孔钻好，调质余量为2~4mm。 4)提高模具零件耐磨性的淬火及渗氮处理。重要型腔应进行渗氮处理;耐磨性处理一般安排在磨加工之前，磨削余旦为0.2~0.4mm。 5)表面处理。电镀、抛光、发蓝等表面处理一般安排在模具加工的最终工序。 5.1.3.6 模具加工后的表面处理 (1)抛光 模具对表面粗糙度有较严格的要求，一般模具表面的粗粮度应为Ram,1.6,，而用普通的机械加工和电火花加工很难达到此表面粗糙度，为此对模具表面通常必须有光整工序。目前大多数工厂的模具型腔光整都使用抛光工艺，对模具进行抛光加工时(应注意如下几点: 1)抛光作业对操作者的思想和技能素质要求很高，必须精力集中、操作仔细; 2)抛光时容易碰伤分型面和非抛光作业面，容易引起棱边塌角，故操作时必须将非作业面保护好; 有全套图纸 有全套图纸 3)抛光作业对环境的要求是:没有噪声干挠、没有灰尘、有充足的可变光度照明; 4)抛光时应有目的、有计划地改变抛光方向，一般应用30~45度角斜向交叉抛光; 5)对不易作业的抛光表面应先进行抛光; 6)抛光的基本工具是砂轮、砂纸、抛光轮和抛光剂等。砂轮粒度的选择应根据型腔表面的粗糙度和余量确定。用抛光剂抛光时，应经常更换抛光剂，发现抛光剂黏度增大或减小时，应把原有的抛光剂除去，将型腔擦拭干净，换上新的抛光剂。 (2)电镀 模具表面电镀通常是指镀硬铬，其目的有二:一是以美观为主要目的，称之为装饰镀铬;另一是提高模具的表面硬度、耐磨性或光亮度。装饰铬的坯件需要在材料的表面先镀上一层铜膜，镀铬层的深度一般在;0.25~1.0,m面镀硬铬通常是直接将铬镀在材料的表面上，镀铬层深度—般在8~1000,m。 1)电镀前对型腔的要求 模具表面应进行去污清洁处理;型腔表面不允许有损伤，粗糙度应小于Ram0.8,，型腔表面如有通孔，应用铅等导电材料将其填塞;非镀铬表面应绝缘，徐以绝缘漆。 (2)化学热处理 模具的化学热处理通常是通过加热使某些元素渗入模具表面，以改变模具表层的化学成分和组织性能，它主要包括:渗氮、掺铬、渗硼等。 模具渗氮通常采用气体渗氮(一般在密闭的马弗炉内进行。工件装炉后加热至500—600?，通入氨气。氨在高温下分解生成活性氮原子进入工件表面。形成渗氮层。 模具渗硼常采用固体法，将模具埋入粉末等各种固态渗硼剂中装箱加热。常用渗硼剂为硼铁。加热至800~1000?，保温l~5h，可获得0.1~0.3mm的渗硼层。 模具渗铬常采用固体法。常用渗剂的配方为50,铂铁粉(65,一70,Cr)+2,NH4Cl十48,ALO3，加热温度为950~1100?，活性铬原于渗入模具表面，并向内部扩散。 模具的化学热处理人多用于钢质模具，它可大大提高模具的表面硬度、 有全套图纸 有全套图纸 耐磨性和耐蚀性。 5.1.3.7模具加工过程中的检验与测巴技术 (1)模具零件加工过程中测量的目的、内容、要点 金属模具加工所追求的目标是:“一次试模成功”。为此、除了目标尺寸要正确外，还需要按照目标尺寸进行加工。为了减少模具的修改，通常希望在模具零件加工过程中进行实时测量检验，因为这样可以达到减少校验工时，保证加工质量和精度之目的。如果加工结束后进行检验时再发现不符合要求，则为时已晚。 模具零件的测量检验内容包括:长度(长、宽、高、直径等)，位置(从基准面到测量部位的距离、孔的间距等)、圆角R、平面轮廓形状、立体形状、配合及组合等。必须按照图样和技术条件的要求对每个尺寸、形状、位置及其公差进行全面的检测，必要时还应把实测结果院际偏差值记录下来)。 测量模具零件对，要注意如下几个主要方面: 1)要根据模具零件的功能确定测量项目组装成棋具的零件都具有某一种功能，不同功能的模具零件，其检测的项目特有不同、检测的重点也有变化。例如:用于模具零件定位功能的导柱、定位孔等，其位置尺寸和表面粗糙度等要求较为严格 2)测量仪器的选择 必须选择与测量内容和要求精度相符的测量仪器，不是测量精度越高越好，而在于测量仪器的检验范围应与目的相符，满足操作迅速和价格便宜之要求。 3)测量基准的确定。基准不同，对同一物体进行测量往往会出现较大的误差，因此实际测量时，确定测量基准非常重要，应根据零件图样的画法决定基准。 5.2模具的快速制造 5.2.1 快速成形技术的原理、主要方法及特点 5.2.1.1 快速成形技术的工艺过程 借用快速成形技术制造模具，是近年来模具制造行业的一项巨大技术进步，又称为快速制模。RP技术能在数小时至数十小时内，将设计人员的设计思想、意念或平面图样，通过计算机转化为三维CAD实体模型和RP设备系统能接收的文件格式(STL格式)，最后由R P设备制造出零件的原型，并 有全套图纸 有全套图纸 使零件设计的修改也变得非常容易: 与传统的零件加工成形比较，快速成形技术突出的优点是:零件的成形速度快、修改很容易。快速成形技术充分地利用了现代计算机信息处理速度快的特点，辅助于零件的设计、制造过程中，使得零件的制造工艺大为简化，也使得过去极为复杂庞大约零件加工成形过程可以在办公室内完成。 5.2.2快速制模方法 减少模具的制造时间和成本一直是制造部门十分关心和重视的问题。将BP技术用于模具制造可大大减少模具的制造成本和时间，明显提高生产效率。 快速制模又可分为直接制模和间接制模两类: 直接制模是BP原型直接作模具使用。如用纸质LOM原型代替木模使用、用金属粉质SLS原型作金属模，用塑料质FDM原型作塑料模等。 间接制模是由BP原型转制或表面处理获得实用模具。用原型转制法可得硅橡胶模、环氧树脂模，用金属喷涂法可得金属冷(热)喷涂模。用物理气相沉积法(PVD)可在原型表面沉积一层低熔点合金(锌合金等)，用快速制作的EDM电极可加工钢质模具，等等。目前大都采用的快速制模方法为间接制模法。随着RP原型制造精度的提高，各种间接快速制模的方法已开始成熟。 5.2.1.3 常用快速成形方法的特点及材料 快速成形技术(RP))的方法和设备系统很多，但运用最力广泛的有:立体平版印刷机、分层物体制造、选择性激光烧结、熔丝沉积制造、粉末材料选择性粘结等五种。不同的快速成形方法只有不同的特点，所使用的快速原型材料也个相同。 5.2.2 模具毛坯的快速制造方法 快速生产合格的金属模具和金属零件一直是BP技术的研究和应用的重点之一。但由于材料和工艺方法等原因，目前直接用快速成形技术生产高质量的金属模具零件(如用金属粉末烧结等)尚有—定的困难，而通常是利用快速成形技术制造原型，然后借助铸造方法生产金属模具零件。所以原型的制造方法及所用材料的不同，用快速成形技术生产金属模具零件(或金属模具)的途径及特点也不相同。 5.2.2.1用SLA原型生产金属零件 用SLA原型生产金属模具毛坯零件通常有两种方法: 1)SLA模+熔模铸造 即以SLA原型模代替熔模稍密铸造中的蜡模，在SLA模上直接涂 挂耐火浆料(分多层)，待耐火浆料固化后，再焙烧除去SLA 有全套图纸 有全套图纸 模，剩下铸造用型壳供铸件浇注(其工艺与熔模铸造工艺相同)。 该法存在的问题是，由于模型材料为热固性树脂，一般难于溶解于溶剂、也难于在加热时熔化成液态流出(像石蜡一样)，故焙烧时SLA模的发气量很大，其热膨胀往往造成形壳的开裂甚至破坏。为此，SLA模的原材料除了要满足快速成形的性能要求外。还要满足熔模铸造的性能要求。一般的做法是、往SLA模的原材料(树脂)中掺人一定比例的低温挥发的成分，这些成分在低温下(即型壳烙烧的初期)气化、并使模型收缩，以减少高温焙烧时模型膨胀对型壳的作用力，防止型壳被胀裂破坏。 防止型壳焙烧时胀裂的另一措施是，将SLA模设计成内部(带支撑的)中空体或结构。这样的型壳焙烧时，中空模样受热向内塌陷，不会胀裂型壳。 2)SLA模+实型铸造 即以SLA原型模取代实型铸造中的气化模。将上有涂料的SLA模进行真空干砂造型，金属液被浇入砂型内后，烧去SLA模并形成金属铸件。 该方法的缺点是，被金属液烧去的SLA模会留下一定量的残留物，它们对铸件表面的质量影响较大。故此时SLA模的性能(及材料)应接近实型铸造中的气化模(泡沫塑料)的性能。 5.2.2.2用LOM原型生产金属零件 由LOM原型生产金属零件的途径较多，原型材质不同生产金属零件的方法也不一样，归结起来有以下四种: 1)将LOM原型制成所需零件的凹模，经膏型或陶瓷型浇注金属零件 用硅橡胶模进行过渡的原因是，LOM原型模表面未经处理的表面光洁程度欠佳:当LOM原型的拔控斜度较小时，用LOM原型直接造型(石膏型、陶瓷型等)，脱模非常困难。所以通常需要经硅橡胶模过渡(因为硅橡胶模具有弹性，脱模较易)。 2)当零件具有一定的拔棋斜度或LOM原型模表面经过特殊处理后，可将LOM原型制成零件形代替木模使用，直接制造石膏型或陶瓷型。方法2比方法1的生产周期大为缩短。 3)当LOM原型模的材料为纸或塑料薄膜等低温可消失材料时，可采用在LOM原型模表面直接上耐火浆料的方法(分多层)，待耐火浆料固化后，再始烧除去LOM原型，剩下可浇注金属液的型壳。这种方法又叫“失纸精密铸造”，它与用SLA原型生产金属零件的方法l相同。但对DM原型的材质性能要求较严格。以防焙烧“失纸”过程中壳型被胀裂破坏。 4)当LOM原型模的材料为金属箔时，可用LOM原型生产实型铸选用 有全套图纸 有全套图纸 EPS气化模。该方法是直接制造EPS模具，故可批量生产金属铸件。 5.2.2.3 用SLS原型生产金属零件 SLS原型的原材料一般为粉末材料。当材料为石蜡、塑料等时，制出的SLS原型用于生产金属零件的方法与SLA原型用来生产金属零件的方法相同。当材料为金属粉末时，直接烧结成金属零件(目前，直接由SLS烧结成的金属零件在强度和精度上都很难达到理想的结果)。当前用SLS法直接制作金属件的成功方法是，在SLS原型经烙烧后渗入低熔点的金属。例如。采用SLS方法烧结包覆树脂的钢粉末制成模具的半成品，再经渗铜和其他后处理工艺得到刚铜合金(钢占约60,，铜占约40,)的注塑模块等。 当材料为陶瓷粉末或铸造砂等时，可直接烧结铸造用(陶瓷等材料)壳型来生产各类铸件，甚至是复杂的金属零件，用这种方法直接快速生产各类金属铸件只有很大的实用价值。 5.2.2.4用FDM原型生产金属零件 FDM原型材料通常为石蜡和塑料等低熔点材料，此时用于生产金属零件的方法与用SLA原型生产金属零件的方法相同。用金属和陶瓷做材料也可直接制造金属或陶瓷质的FDM原型或金属(或陶瓷)零件。 5.2.2.5用TDP原型生产金属零件 虽然粘结剂也能将金属粉末粘结成金属零件、但用TDP法生产金属件一般是、采用陶瓷粉或石英砂作材料来制造陶瓷或砂质原型。该原型经再加热固化后获得铸造壳型，用于浇注金属铸件。采用TDP原理，美国的Soligen公司创造了DSPC法,直接制造熔模铸造用型壳，来获得精铸件。类似于SLS法、用渗入低熔点金属的方法、包可由TDP原型直接制成金属件。 5.2.2.6用快速成形技术生产金属零件的最佳工艺路线及其适用范围 如上所述，用RP技术生产金属零件的方法很多，但各种方法由于其工作原理、所用材料及特点的不同，生产金属零件的工艺方法相差较大，同一种快速成形方法制出的原型，如采用不同的材料制作，其生产金属零件的途径也相差甚远。总体来讲，由RP技术生产金属零件有直接法利间接法两种:直接法主要是用金属粉、片、丝等作材料直接成形金属零件，目前因材料工艺方面都难以满足实用的要求;间接法是用RP技术结合铸造新技术来转制各类金属零件。 有全套图纸 有全套图纸 5.3 铸造模具的维护保养 5.3.1铸模的预防性维护保养 工厂应建立铸造工艺装备的维护保养制度其范围应包括型板(含模样)、模板框、芯盒、砂箱、夹具等，内容则应包括预防性维护和修复性维护。 预防性维护一般只需通过外观检查或测量检查，采用专用或简易工具，即可使工装保持或恢复良好技术状态。它包括保养和点检， 5.3.1.1 保养 保养—般由操作工实施，分为日常保养和定期保养。日常保养在每天停机后进行，定期保养则一般利用节假日和停产检修期间开展。保养标跋为: 清除模样、模板工作表面的积砂、杂物、污垢;清除模样上标识符号表面沾敷的积砂和污垢，校查浇注系统、通气片的固定螺钉“封皮”是否脱落，模样表面是否有磕碰伤，通气针(片)、字牌是否松动、脱落，定位销是否凸起或凹缩等。 清除芯盒分盒面、芯腔内表面及销套上的积砂污垢，清除通气塞、排气槽内朗污垢、垫砂，检查各部位紧固件是否牢固，有无缺损，检查芯盒滑块、镶块、定位块等是否有松动或位移。 布清除干净后的型板和芯盒表面喷涂分型剂。 检查砂箱的销、套是否有磨损、松动、弯曲、断裂、清除砂箱和定位销、套配合面上沾敷的积砂和污垢以及小铁块、残渣、铁屑等。 检查夹具的各部件是否完整、定位、夹紧机构是否松动，井对各润滑点进行加油润滑。 5.3.1.2 点检 点检一般由维修工实施，也分为日常点检和定期检查。日常点检在每次模具生产使用前进行，内容与保养差不多。定期检查则是模具使用一定次数后，送模具部门进行划线检查，内容有: 有全套图纸 有全套图纸 1)检查上、下(或前、后)模型和上、下(或动、舒)芯盒的外形偏差; 2)检查模型和芯盒芯头位置的准确及尺寸精度; 3)检查模型和芯盒工作面和分型面磨损程度; 4)检查模型和芯盒工作面的几何形状和尺寸精度; 5)检查模型定位点、定位面的位置准确度和尺寸精度; 6)检查芯盒、型板(框)销、套的磨损程度及型板(框)、芯盒本体的变形程度; 7)检查各紧固件、定位销、套是否松动、缺件、下沉; 8)检查通气塞是否有破损或下沉现象; 9)检查通气针(片)是否弯曲、松动、却件; 10)其他部件如抽块、导轨、斜杠、滚轮等件是否完好; 11)检查备件是否齐全，外观有无缺陷、标志牌是否清晰。 5.3.2铸模的修复性维护 由于金屑铸造模具制造工艺复杂，加工周期长、成本高。在制造和使用中，时常由于制造错误或模具磨损而产生尺寸超差现象;又由于当今产品更新速度越来越快，质量上对模具的尺寸精度要求越来越高，因此生产个必须经常对模具进行形状更改和尺寸修复。日前模具的修复手段主要有:焊、镶、粘、镀等，其中焊、镶技术最为常用，但对于大面积加工尺寸超差和使用磨损，由于超差尺寸通常在1mm以下，焊、镶、粘等修复技术基本上无法满足质量上的要求，只有采取表面镀覆技术，在模具的表面镀上一层金属涂层，以恢复模具的原有尺寸。 5.3.2.1 焊补 焊补一般用于模具的小面积修复。或者应急修复的场合，常用电弧焊、氩弧焊，采用镍基焊条或铜焊条。 焊补作业顺序为:样板制作?焊补操作?手工或机床加工修正?样板或划线检查?完成。 5.3.2.2 镶块 镶块多用于模具较大面积形状更改的修复。镶块可采用钢、铁树质，因此使用寿命不低于模具本体。 5.3.2.3 粘贴 粘贴用于模具工作表面局部磨损的修复，也是为防擦 砂而增大合 箱间隙的一项技术措施。粘贴用1~3mm厚的钢板或铜片，采用铆接方法粘贴于模具上。 有全套图纸 有全套图纸 5.3.2.4 镀复 模具的镀覆主要分为电镀、化学镀、电刷镀、电喷涂等工艺方法，本节中重点介绍近年来发展较为迅速的电刷镀工艺。 (1)电刷镀技术的基本特点及应用 1)基本原理和特点 电刷镀技术是一种表面涂层技术，使用专用的直流电源或脉冲直流电源，工作时，将镀笔(一种高纯纫石墨块作为阳极材料，石墨块外面包裹上棉花和耐磨石棉套)接电源正极，工件接电源负极，用镀笔浸满专用溶液以一定的相对运动速度在工作表面上移动，并保持适当的压力。在镀笔与工作接触的部位，专用溶液中的金属离子，在电场力的作用下扩散到工作表面，在表面获得电子后还原成金属原子，结晶后形成镀层。根据刷镀的时间、电压、脉冲频率等参数的调节，可以获得不同厚度及硬度的镀层。目前电刷镇的镀液种类可达百种之多，选择不同的镀液可得到不同功能的镀层，如强化镀层，防腐镀层、装饰镀层、复合镀层等。 2)电刷镀的设备及工艺特点 目前电刷镇技术的电源设备品种繁多(从直流输出到脉冲输出，从整流式到逆变式，从便携式到可移动式、应有尽有。由于电镀技术既不需要挂具、镀槽、也不需要悬链设备，十分便于流动作业、移动工作，而电刷镀溶液中金属离子的含量通常比电槽高数倍至数十倍。在刷镀过程中，尽管使用大电流密度作用(但在镀液中的金属离子也只有在镀笔和工件接触的那些部位放电，还原结晶。且镀笔的移动限制了晶粒的长大和排列，因而电刷镇较常规电镀具有超细的晶粒和更高密度的表面镀层。此外，由于镀液中的金属离子的浓度高，扩散速度快(因此电刷镀层的沉积速度也更快，效率更高。 (2)电刷镀技术的应用 1)对刷镀电源的要求 ?直流电刷镀 直流电刷镀的电源要具有恒流压特性，当负载电流加大时，电压降应很小。输出电压应能在0~50 v以内连续调节。常用电压不超过30 v。刷镀电源应有输出极性转换装置，以满足电净、活化与电镀的要求。为了适应流动工作的需要，电源装置应尽量做到体积小、重量轻、操作简单、维修方便。 ?脉冲电刷镀 脉冲电刷镀与直流电刷镀相比(通过调节频率、波形、占空比及平均电流密度等工艺参数，使电沉积过程能在很克的范围内变化，从而改变金属离子的电沉积过程，并获得比直流电刷镀更为理想的镀层。脉冲电刷镀的输出电压在0~30 v之间调节，常用电压<20V。工作频率可在100~4000Hz之间波动。 有全套图纸 有全套图纸 2)电刷镀溶液 电刷溶液品种可达数百种，按其性能和用途分类主要分为两大类:表面准备溶液和金属 电刷镀溶液，由于电刷镀溶液在整个刷镀过程中起着关键材料的作用，其质量的优劣将直接关系到电刷镀的操作能否进行及镀层的性能质量。 ?表面准备溶液 包括模具在内的大多数金属若放置在空气中，其表面必然发生氧化，而无论新旧的模具的表面，都沾有油类物质，刷镀时必须将其氧化物及污物杂质除去，这样才会增强金属基体与镀层之间的结合强度，使用表面推各溶液就是为了达到以这一目的。表面准备溶液主要有电净液和活化液。 ?电刷镀溶液 电刷镀技术在原理上仍属电镀的范畴，溶液中均含有金属离子的主盐。但金属电刷溶液与槽电镀又有较大的差异，主要是它的金属离子含量高，容积小，沉积速度快(可达0.04~0.05mm/min)，镀厚能力强，可达2~3mm，刷镀精度可达0.001mm，而耐磨镀层硬度可达60~70HRC，最佳电镀参数方便易调。 3)电刷镀的操作工艺 ?工艺流程 电刷镀工艺随着被镀材质和镀液种类的不同而变化，但基本工序大致相同，通常的工艺流程是: 预处理?水洗?电净?水洗?活化?水洗?再活化?水洗?预镀?水洗?刷镀?水洗?镀后处理?水洗?干燥 ?镀前推备 模具表面的镀前被备是电刷镀工艺中不可缺少的一个重要步骤，是获得优质刷镀层的重要环节，模具表面的准备通常包括预处理、电净和活化三个步骤: a)预处理 电刷镀是一种电化学的沉积过它要求必须在洁净新鲜的金屑表面上沉积镀层，因此在模具表面上不允许有油膜、氧化膜、锈蚀、污斑，且模具的表面不能租糙，不能有疏松组织，应尽量做到光滑、平整、洁净，用机械和化学试剂彻底清洁模具的表面，经机械修整后的表面，除必须去除 Ram,3.2,零件表面的疲劳层外，还应使用模具的表面粗糙度，为使工件与镀笔间有极好的接触和通电时电流分布均匀，所镀表面粗糙度应越小越好。 b)电净 电净是一个补充的除油过程，也有轻度的去锈作用，经预处理过的模具表面，住住仍残留着少量的油膜。镀前还须采用电—化学方法，将其去除。如招待处理模具接电源负极，镀笔接电源正极，利用工作表面(阴极)析出的大量氢气把油膜撕破。同时由于电净溶液对油的乳化与皂化作用，以及铅笔对工件表面的擦拭作用，可达到良好的除抽效果。 有全套图纸 有全套图纸 c)活化 活化即通过弱酸电化学的腐蚀作用，去除工件表面经机械加工或研磨后形成的氧化膜和其他杂质。经过轻微电蚀的金属表面呈现出金屑的结晶组织，镀层与它有较高的结合强度。活化时，工件接电源阳极，镀笔接阴极，活化后、工件要用水彻底清洗。 ?工艺操作方法 a)预处理 当前国内所使用的校样和芯盒等铸造模具材料大多为灰铸铁*其牌号为HTl50~HT250。与普通钢材相比，在灰铸铁材料基体上镀层更难获得良好的附着力。尤其是经生产使用过的旧模具，其表面状况复杂，局部难以清理，因此预处理的效果更显得十分重要。对于新模具通常采用丙酮将待刷镀的模具表面进行清理，以去除表面油质即可。而对于待修理的旧模具，一般先作氧化乙炔火焰快速的把表面的油污烘烤一遍，再用油石把所刷镀区域打磨露出基体本色，然后用金属清洗剂将模具表面包括螺栓孔等位置彻底清理(去除油质。 b)电净 将模具接负极，镀笔接正极，电压为10~14v，镀笔相对运动速度:10~20mm/min，当采用脉冲电净时，电压仍为10~14v，镀笔的相对运动速度则为4~8mm/min，除抽完毕后，用清水冲洗模具。 c)活化 首无用2号活化液活化，电源反接，电压为10~14v，相对运动速度为6~8m/min，出现黑色灰色为正常，清水冲洗;然后用3号活化液活化，电源反接，电压为18~25V相对运动速度为6~8m/mm，除去表面碳黑层，使其呈银灰色、清水冲洗。 d)镀底层 常用特殊镍镀液打底，用镀笔蘸取镀液将模具无电擦拭一遍，然后镀笔接正极在18V电压下刷镀模具，最后再将电压降至12~14v，以相对速度5~10 m/min刷镀模具。刷镀的时间及镀层厚度视材料及工艺要求丽定，通常镀层厚度为20~30 ，镀后以清水冲洗。 ,m e)刷镀工作层 用快速镍作为工作层。当采用直流刷镀时，可选用根据模具的情况10~18v电压，当采用脉冲刷镀时，则应在12~18v的电压下根据模具的情况选用1000~2500Hz之间频率刷镀。经反复刷镀其镀层厚度可达1mm以上，仅留0.03mm余量用特殊镍覆盖。在整个刷镀的过程中，镀液的温度应保持在30~50?之间为宜。 4)电刷镀的应用范围 ?恢复磨损或损坏模具的尺寸精度与几何形状精度。 ?填补模具表面的划伤、沟槽与压坑。 ?补救模具加工时的超差尺寸。 有全套图纸 有全套图纸 ?强化模具表面。 ?提高模具的耐蚀性和耐磨性。 5.3.3工装模具的清洗技术 树脂砂芯盒的结垢与清洗是我国许多企业多年来一直未能有效解决的难题。芯盒的结垢不仅造成模具表面粗糙，严重影响砂芯的外观质量，导致铸件粘砂、尺寸精度降低、严重时则会造成铸件批量废品和模具报废。 树脂砂芯盒中垢物的形成机理，主要是由于芯砂表面的树脂在射砂过程中受到射砂气流的冲击，部分树脂破裂，少量的树脂被挤压粘附于芯盒表面，日积月累逐渐在芯盒表面形成一层坚硬、致密的硬化树脂垢。因此，射砂压力过大，树脂质量差，芯砂中树脂加入量过高，脱模剂与所用树脂不匹配;芯盒表面粗糙都将促使芯盒结垢。 目前国内外企业在芯盒清洗方面使用了多种清洗方法。 1)利用化学清洗剂清洗。 2)利用液体或固体喷砂机喷砂清洗。 3)采用于冰喷射法清洗芯盒。 下面对上述部分清理方法分别作以下介绍; 5.3.3.1液体喷砂机清洗芯盒 1)工作原理 以磨液泵和压缩空气为动力，通过喷枪将磨液高速喷射到模具表面，达到光饰模具的目的。磨液是用对模具有保护作用的载液与—定粒度的磨料(白刚玉砂，玻璃丸等人造磨料)按一定配比混合而成，放置在机体下部的贮箱中。工作时磨液泵将贮箱中的磨液以一定压力和流量通过磨液管路输入喷枪。此时，还有一磨液旁路经装置在其中的搅拌喷嘴高速喷出，从而使贮箱中的磨料和载液搅拌均匀;另外压缩空气由外接气源经过(溢)减压阀、电磁阀进入喷抢。喷枪是直接执行液体喷砂工作的主要部件。它与磨液、压缩空气管路系统相连接，设置在机体上部密闭的工作舱内。喷射出的磨液对模具表面冲击磨削后，从圆盘工作台梳下，经网孔板返回贮箱，如此循环便完成了对模具的喷射清洗。 2)清洗工艺 根据芯盒不同的工艺要求，有两种工作方式可供选择:?不加压缩空气，只靠磨液泵供给磨液，通过喷嘴加速射向被清洗模具。适用于定期对芯盒进行一般性清洗保养。?磨液系统和压缩空气系统同时启动，向喷枪同时提供磨液和压缩空气，使其在喷拾内混合后，经喷嘴向模具表面高这喷射气、磨液流。由于有气、泵兼施的工作方式，使得喷出的气、磨液流具有更大压力，被载液包裹着的磨液质点动能加大，有效提高了芯盒的清洗能力(主要适用于芯盒表面树脂结垢的清洗)。 有全套图纸 有全套图纸 3)工艺方法及参数 使用液体喷砂机，压缩空气压力为0.5~0.7MPa，喷射距离为10~120mm左右。 清洗介质选用粒度为90 的玻璃丸或0.125mm(120目)的白刚玉砂对,m 芯盒进行清洗保养(或清除结垢)，一般情况下芯盒定期清洗保养时间,1~2min，而对于表面有树脂结垢的芯盒清洗时间，视芯盒的大小、结垢厚度、形状复杂程度不同而定(通常在5~20min范围内可将芯盒垢物清除干净，而映射时间对芯盒的尺寸精度和表面粗糙度基本没有影响。 4)生产效率和经济效益比较 ?使用液体喷砂机和玻璃丸清洗芯盒的工艺基本上能够将芯盒表面较厚的树脂结垢清理干净，但对于较长时间没有清洗以垢很厚的沟槽处，却难于清除干净。?采用气、液、玻璃丸清理芯盒的方法，丝毫不会影响芯盒的尺寸精度，且芯盒表面较为光洁。非常适合经常定期对芯盒进行保养。该工艺在某些发达国家得到广泛应用。?采用气、液、白刚玉砂清理芯盒工艺，能将树脂结垢很厚的芯盒彻底清理干净，其效果比玻璃丸对芯盒的清理更彻底，而且清理效率也提高近50,，但芯盒表面光洁程度稍逊于玻璃丸方式。 综上所述，从生产效率方面考虑，采用气、液、白玉砂的芯盒清理工艺更合理，从经济效益方面分析，白刚玉砂与玻璃丸价格基本相向同，而玻璃丸比白刚玉砂容易打碎，使用寿命短。因此，对于一般的芯盒而言、采用白刚玉砂清理芯盒比玻璃丸更具有生产的实用性。 5.3.3.2干冰喷丸清理模具 1)工作原理及特点 将液体CO2闪蒸至常压，把所形成的“雪”压成冰形(即为干冰。干冰喷丸的清理原理像喷吹其他介质一样，干冰喷吹的动能是首要条件，主要取决于空气的压力。空气的速度必须达到180~300m/s，以确保得到足够的动能(动能,质量x速度)。将直径2~3mm的干冰球丸装入喷丸机的装料斗中，使用低压压缩空气将干冰球丸沿着导管输送到喷丸枪中，干冰球丸在喷枪中进一步加速，以约300 m/s的速度撞击待清洁的物体。当被清理的物体表面受到约零下78?(干冰在常压下的温度)的高动能干冰球九碰撞所产生的热冲峦，使外层收缩、脆弱、易于裂开。同时，灰石与待清表面问的联接力变弱*并在其联接处产生裂缝，干冰在此升华。这种升华能使叭的体积膨胀达500倍，迅速把模具表面的杂物清除。之后，由反复碰撞的球九带走破裂、脆化的表层。该干冰项丸情理技术无其他喷丸技术常见的伴随磨损。此种环保型情理技术对于除去模具上的表面涂层、油污、残渣具有很强的清洁作用。由于这种清理技术还可避免模具基体的研磨损伤，因而 有全套图纸 有全套图纸 不再需要昂贵的、细致的表面处理过程。另一个显著的特点;由于干冰丸可完全升华到大气中而无残留溶剂或其他液体残渣，因血清理作业环境更加清洁、卫生。 2)干冰热冲击对模具基体金属的影响 由于模具和模具上的表面涂层油污、残渣及结垢是两种不同的材料，具有不同的热膨胀系数。在于冰的冲击下，表面涂层、油污、残渣及结垢就会被剥离。而干冰的热冲击由于只发生在涂料或杂质与基体相交的表面，因此即使在高冲击速度直接作用到模具表面，使得模具表面的温度短时间便降至干冰温度(-78度)，也仅仅是引起模具的表面温度下降，不会对模具基体金属产生热应力而影响到模具基体组织。根据喷嘴的待征，干冰喷射机有两种类型:双管型和单管型。无论何种类型，必须选用低温管道材料，以保持喷出的CO2为固态。 应用干冰喷丸系统的用户至少需要一台空气压缩机，一台干冰喷射机。干冰丸的供应根据用量可采用:对于用量少、间断使用的企业，可就近到附近的干冰供应站采购;对于大量连续使用的企业，可选用一家CO2气体公司供应储槽，并将液体CO2送至现场较为经济。这就可按实际需求生产干冰，减少储存干冰的损失。 由于干冰喷丸清理工艺(在情理铸造模具方面具有能够处理一般方法不能解决的清理问题，是一种环保型的新型清理技术，相信在不久的将来，必定会在铸造行业中得到广泛的应用。 有全套图纸 有全套图纸 参考文献 1、中国机械工程学会 中国模具设计大典编委会 《铸造工艺装备与压铸模设计》 江西科学技术出版社 2、王树勋 苏树珊 《模具实用技术设计综合手册》(第二版) 华南理工大学出版社 3、潘宪曾 压铸模设计手册——模具手册之三 机械工业出版社 致 谢 经过几个月的努力，终于将自己所学的点点滴滴展现在 毕业设计 机械毕业设计下载球磨机的毕业设计下载关于网络爬虫的毕业设计下载关于网络爬虫的毕业设计下载河南城建学院毕业设计论文下载 里。在此，我衷心地感谢在此过程中无私帮助我的顾苏军老师李现军老师给我的无微不至的指导和帮助。正是在他们的帮助下，我的毕业设计才得以顺利地完成。在此过程中，他们细致为我讲述和解答各种问题和难题，给我的设计带来了极大的帮助。 最后，祝我的母校繁荣昌盛，快速发展～希望后来者超过我们，给母校争光～ 有全套图纸 有全套图纸 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语(?基础理论及基本技能的掌握;?独立解决实际问题的能力;?研究内容的理论依据和技术方法;?取得的主要成果及创新点;?工作态度及工作量;?总体评价及建议成绩;?存在问题;?是否同意答辩等): 有全套图纸 有全套图纸 成 绩: 指导教师签字: 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语(?选题的意义;?基础理论及基本技能的掌握;?综合运用所学知识解决实际问题的能力;?工作量的大小;?取得的主要成果及创新点;?写作的规范程度;?总体评价及建议成绩;?存在问题;?是否同意答辩等): 有全套图纸 有全套图纸 成 绩: 评阅教师签字: 月 日 年 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语(?选题的意义;?基础理论及基本技能的掌握;?综合运用所学知识解决实际问题的能力;?工作量的大小;?取得的主要成果及创新点;?写作的规范程度;?总体评价及建议成绩;?存在问题;?是否同意答辩等): 有全套图纸 有全套图纸 成 绩: 评阅教师签字: 年 月 日 有全套图纸 有全套图纸 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩 答 辩 情 况 回 答 问 题 有一有原提 出 问 题 正 基本 没有 般性则性确 正确 回答 错误 错误 答辩委员会评语及建议成绩: 答辩委员会主任签字: 年 月 日 有全套图纸 有全套图纸 学院领导小组综合评定成绩: 学院领导小组负责人: 年 月 日 有全套图纸