阀盖压铸模设计小论文.doc

1、2008年优秀学士学位论文集阀盖压铸模设计T433-5 陈方指导老师 董艺摘要：本文对汽车制动系统上的重要零件阀盖零件进行压铸工艺分析，并确定分型方案、浇注系统位置和大小、抽芯方案等。然后选择合适的压铸机及相关参数。在此基础上，进一步确定模具整体结构布置方案。最后采用Pro/E软件，最终完成阀盖压铸模的模具设计。关键词：阀盖 压铸模 铝合金 Pro/E ABSTRACT：In this paper, the processing of die casting of a valve cover which was one of the most important parts of Automo

2、tive Brake Systems ,was analyzed theoretically, then confirming the scheme of parting , the design of pouring system as well as the position and size ，the scheme of volitant cores and so on. Moreover, selecting rightly die- casting machine and related parameters， Based on these aspects ， confirming

3、the whole scheme of die structure. In the end, mold design was completed by PRO/E.Key word: valve cover Die-casting mold aluminum alloy Pro/E1课题来源及意义本课题来自东风（十堰）有色铸件有限公司，其产品以汽车类压铸件为主。 作为一种少、无切削的成形方法，压铸具有生产效率高，铸件尺寸精度高，表面粗糙度好，经济指标优良的优点，可以节省大量机加工工序和设备，节约原材料。在节能降耗，追求可持续发展的浪潮中，铝合金压铸在在汽车业获得了广泛的应用和迅速的发展。2零件

4、结构特点及工艺分析本次毕业设计的零件是汽车制动系统上的阀盖，重量为 0.57 Kg，材料为YL113铝合金,年生产纲领十万件。其结构如图1所示。 图1 阀盖 图2 分型面该阀盖最大外形尺寸87.987.996mm，形状比较复杂，平均壁厚3mm。有四处直径小但深度大的通孔，两处M14-6H螺纹孔，内部有深孔。内腔为安装配合面，尺寸精度和粗糙度要求高。该零件不允许有有疏松、针孔等铸造缺陷，并且要求在800850KPa气压下不允许漏气。对于装配面，采用机加工的方式来保证尺寸精度和粗糙度要求，加工余量0.5mm。螺纹孔采用铸出底孔的方式，由机械加工完成扩孔和攻螺纹，底孔尺寸分别12mm为14mm。出模

5、斜度12。有加工要求的孔，尺寸保证大端，有装配要求的非加工孔尺寸保证小端，其余保证大端。收缩率确定为0.6%。设计时，应重点保证内腔部位的内部质量，避免加工后出现气孔。3压铸模设计3.1确定分型面分型面如图2所示，以该压铸件外底面端面作为分型面，侧面采用活动镶块成型，并采用抽芯结构，螺纹过孔采用型芯对接方式，以减少铸件清理时掉肉。零件底面端面在该件的最大截面处，利用压铸件的包紧力使之在开模时留在动模一侧。并且，这样分型有利于保证铸件的尺寸精度和外观质量，也有利于排气和利于简化模具结构。3.2压铸机选择根据锁模力选择压铸机，锁模力按下列公式计算： F锁K(F主+ F分) （1） 式中，F锁-压铸

6、机应有的锁模力（KN）； K-安全系数，一般取1.25；F主-主胀型力（KN）；F分-胀型力（KN）。321 主胀型力的计算 F主AP/10 （2）式中，F主-主胀型力(KN)；A-铸件在分型面上的总投影面积（cm2），一般增加 30%50%作为浇注系统及溢流排气系统面积，这里 A=126.51 cm2；P-压射比压（MPa），考虑生产实际，并按常用铝合金压射比压推荐值选取P=90MPa 计算得 F主1138.59KN322 分胀型力的计算 （3）式中：F分-分胀型力（KN）；P-压射比压（MPa），同上，取P=90MPa；A芯-侧向活动型芯成型端的投影面积（cm2），这里 A=58.85 c

7、m2； 楔紧块的楔紧角（度），这里取21。计算得 F分202.81KN因此，F锁K(F主+ F分) =1677.25KN根据上述计算和工厂现有设备的负荷情况，采用一模一件，选用锁模力为4200KN的冷室卧式压铸机，压室直径为50mm，压室偏心100mm。3.3浇注系统设计阀盖的浇注系统设计示意图，如图4所示：图4 阀盖的浇注系统由于直浇道处于高温环境，容易损坏，为了方便更换，采用直浇道和浇口套一体构成，并采用分流锥稳定合金液的流向，减少金属消耗量，便于活塞的跟踪顶出。横浇道截面设计为扁梯形，深度12mm，宽度40mm，两侧出模斜度15，底部圆角3mm。内浇口设计是浇注系统设计的核心。内浇口设计

8、在静模一侧，合金液从动模侧引入。内浇口截面积的确定是浇注系统设计的重要环节，按下列经验公式计算:Ag=G/(Vgt) （4）式中：Ag-内浇口截面积（cm2）；-合金的密度(g/ cm3),这里取2.4 g/ cm3；G -通过内浇口的金属液质量（g）,这里为604.5 g；Vg内浇口处金属液的流速（m/s）, 这里取38m/s；t -型腔充填时间（s）, 这里取0.055s。计算得 Ag=120.5 mm2因此，设计内浇口厚度为2mm，宽度为60.5mm. 溢流槽和排气槽是浇注系统中不可缺少的部分。在铸件的四个角的位置设置大容量溢流槽，调整金属液的流向，收集冷污金属液和气体。溢流槽采用梯形截

9、面，开设在动模上，其上设置推杆，增大铸件推出时的受力面，减少压铸件变形。排气槽置于溢流槽的后面，用于排出型腔中的气体。排气槽的尺寸为：深度0.2mm，宽度16mm。3.4模具结构设计341 成型零件结构模具成型零件采用镶拼式结构，利于易损件的更换，降低模具制造成本。型芯/镶块采用台阶式结构固定，这种结构制造和装配简便。对于有方向性的型芯/镶块，这里采用了两种方式防转。对于比较小的型芯，采用平面式结构，即在其固定台阶上磨出一直边，与其相关的装配面配合。对于较大的活动型芯/镶块，采用方形台阶，一周均为配合面，同时，增加销钉式结构来定位。342 抽芯结构采用斜杠抽芯机构，其特点是结构简单紧凑、动作安

10、全可靠、加工制造方便。抽芯行程分别为26mm和52.5mm。采用T 形滑块结构，其中导滑槽采用镶拼式结构，这样的结构加工方便，维护简单。滑块的限位采用定位钉结构来实现。模具结构如图5所示。图5 模具结构图3.5冷却系统设计静衬模采用循环水道来实现型腔的冷却。形成铸件内腔的型芯采用如图6“点通水”结构来冷却。1.铜管 2.通水器 3.通水接头 4. 通水塞 5. O形圈铜管 6.铜管图6 “点通水”结构4基于Pro/E的模具CAD设计4.1建模在Pro/E的PART模块中，综合运用多种特种命令，完成阀盖零件的三维建模。4.2开模在Pro/E的MOLD模块中进行开模，主要是完成型腔、型芯、成型镶块

11、的设计，这是整个CAD设计的核心部分。1） 进入MOLD模块，导入零件模型，系统自动生产为参考模型；2） 根据合金的特性，设置收缩率为0.6%；3） 创建工件，并将参考模型与工件装配在一起；4） 创建模具体积块，具体就是设计型芯、活动型芯和活动镶块。进入Mold Volume,创建型芯/镶块，方法与Part造型一样，关键步骤是采用Trim to Geom命令与参考模型进行关联。5） 创建分型面，即定义动静衬模的分模面。6） 分割体积块，其实质是将工件分割为衬模、型芯以及镶块。7） 抽取体积块。在Mold Volume中，将衬模、型芯及镶块体积块一次抽取出来；图7 开模完成后的爆炸图完成后的型腔

12、如图7所示。4.3结构件建模成型零件开模成功后，在MOLD模块中，用创建零件、修改零件的方法，进一步完成动、静模、固定板、推板、滑块、抽芯等其他模具结构元件的三维造型。4. 4出图在DRAWING模块中,完成铸件图和全套模具的工程图。5模具校核与模具工作原理在上述设计完成之后，对锁模力、压室容量、模具厚度、开模行程等数据进行校核，确保模具能正常工作。模具的动作过程如下；合模压射凝固开模顶出预复位合模。在合模/开模过程中，利用固定在静模上的斜杠实现插芯/抽芯动作。6毕业设计总结通过这次的毕业设计，从查阅资料计算数据到计算机绘图，我们都学到了不少东西，在压铸模设计方面受益匪浅，增大了专业知识面的宽

13、度和深度，锻炼了动手能力，为以后的工作打下了很好的基础。参考文献1耿鑫明.发展中的中国压铸业. 机械制造与自动化.2004，（4）：682李荣德 于海朋 袁晓光. 压铸技术的发展与应用.2003，（8）：5976013陈光明.压铸模CADCAECAM的研究现状与发展.铸造技术，2004，（2）：1481494 唐玉林 苏仕方 徐爽等.世界压铸工业和市场的概况.铸造，2004，（10）：9519575 SU Shifang,TANG Yulin,XU Shuang.The status of China die casting industry.Proceedings of the third

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