【壓鑄模】鋁殼體壓鑄模具設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】【沖壓模具】
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壓鑄
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華東交通大學(xué)理工學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 題 目： （ 罩殼 ） 壓鑄 模具設(shè)計(jì) _ 分 院： 機(jī)電分院 _ 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 _ 班 級(jí)： 材料（ 2）班 _ 學(xué) 號(hào)： 20060410210210_ 姓 名： 曾智洋 _ 指導(dǎo)教師： 莊文瑋 _ 填表日期： 2010 年 03 月 23 日 一目的及意義 壓鑄是一種合金液在高壓作用下高速填充型腔，并在高壓下凝固形成鑄件的特殊鑄造方法，主 要用于有色金屬，如鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金等。其主要特點(diǎn)是高壓和高速，常用壓力為數(shù)十甚至上百兆帕，填充速度（內(nèi)澆口速度）約為 16 80 米 /秒，金屬液填充模具型腔的時(shí)間極短，約為 。作為一種少無(wú)切削的成形方法，壓鑄具有生產(chǎn)效率高，鑄件尺寸精度高，表面粗糙度好，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省大量機(jī)加工工序和設(shè)備，節(jié)約原材料。在節(jié)能降耗，追求可持續(xù)發(fā)展的浪潮中，壓鑄在在制造業(yè)尤其是規(guī)模化產(chǎn)業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。 就世界范圍而言，壓鑄業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力是汽車(chē)業(yè)的發(fā)展，這是由于汽車(chē)生產(chǎn)商 追求整車(chē)輕量化的原因。由于鋁的質(zhì)量比較輕，在汽車(chē)業(yè)中，鋁合金是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的輕金屬。鋁合金在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用以壓鑄為主要工藝，壓鑄占全部鑄造方法的 55左右。我國(guó)鋁合金壓鑄件占主導(dǎo)地位，其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，年產(chǎn)量持續(xù)上升。過(guò)去，鋁合金鑄件多用于變速箱、汽缸頭、油泵、化油器等不受強(qiáng)烈沖擊的外殼。由于汽車(chē)需要更薄壁和更強(qiáng)韌的結(jié)構(gòu)件，能夠熱處理和焊接的高品質(zhì)壓鑄件的應(yīng)用范圍也越來(lái)越大，采用鋁合金真空壓鑄的底盤(pán)結(jié)構(gòu)件正在逐漸取代鋼鐵鑄件或鍛件。 伴隨著汽車(chē)壓鑄件的功能和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，壓鑄業(yè)獲得 了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，壓鑄件正在向大型化、復(fù)雜化及高性能的方向發(fā)展。在這種情況下，必須不斷提高壓鑄件產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，加速新品交付周期，才能提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。壓鑄模設(shè)計(jì)在壓鑄生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，高新技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)在壓鑄模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用明顯地提高了壓鑄設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)了壓鑄業(yè)的飛速發(fā)展。目前，壓鑄生產(chǎn)常用的計(jì)算機(jī)技術(shù)包括： 算機(jī)輔助壓鑄模設(shè)計(jì)技術(shù)）、 算機(jī)模擬分析技術(shù)）、 算機(jī)輔助 制造技術(shù)）以及 速原型制造）等。這些技術(shù)是改造傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的 關(guān)鍵技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為用戶提供多種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、壓鑄工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。其中， 變了壓鑄模設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)的手工畫(huà)圖的模式，不僅能輕松完成復(fù)雜零件的壓鑄模設(shè)計(jì)，拓寬了壓鑄件的產(chǎn)品范圍，而且減輕了設(shè)計(jì)勞動(dòng)強(qiáng)度，將設(shè)計(jì)人員從從繁冗的繪圖和計(jì)算中解放出來(lái)，以從事更多的創(chuàng)造性工作。同時(shí)， 定了基礎(chǔ)，從而為提高壓鑄模設(shè)計(jì)和加工質(zhì)量，提高新品開(kāi)發(fā)速度，降低壓鑄模設(shè)計(jì)和制造成本，縮短壓鑄件開(kāi)發(fā)周期創(chuàng)造了極為有 利的條件，是未來(lái)壓鑄模設(shè)計(jì)的發(fā)展方向 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)正是利用 術(shù)來(lái)完成閥蓋壓鑄模的設(shè)計(jì)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅可以鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，還可以培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的能力，同時(shí)提高了應(yīng)用 軟件的能力，因而是一次很好的理論和實(shí)踐相結(jié)合的鍛煉機(jī)會(huì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)源于生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)于我們今后從事實(shí)際技術(shù)工作有很大的幫助，有利于我們掌握壓鑄模設(shè)計(jì)的過(guò)程和要點(diǎn)，熟悉 軟件在壓鑄模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用步驟，為日后的工作打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！ 二國(guó)外壓鑄現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)壓鑄的發(fā)展特點(diǎn) 由于科學(xué) 技術(shù)水平的提高和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以轎車(chē)為主體的汽車(chē)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，加速了壓鑄工業(yè)水平的提升?？傮w來(lái)說(shuō)，無(wú)論是發(fā)展中國(guó)家還是發(fā)達(dá)國(guó)家，壓鑄工業(yè)都是在發(fā)展中。以美國(guó)、日本、德國(guó)等為代表的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，雖然工業(yè)發(fā)展處于平衡或有時(shí)下降，特別是鑄造業(yè)在上世紀(jì)九十年代處于產(chǎn)量降低時(shí) 期，但由于汽車(chē)輕量化日益受到重視，許多鑄鐵件已被鑄鋁件所代替，鎂鑄件的生產(chǎn)及市場(chǎng)也在迅速擴(kuò)大，使得壓鑄業(yè)的技術(shù)上平和生產(chǎn)規(guī)模不斷上升。美國(guó)是名符其實(shí)的壓鑄件生產(chǎn)大國(guó)，美國(guó)的壓鑄工業(yè)很發(fā)達(dá)，產(chǎn)量和技術(shù)都屬全球首位。美國(guó)壓鑄業(yè)的發(fā)展對(duì)全球有一定的影響 ，近年來(lái)保持略有增長(zhǎng)；由于汽車(chē)工業(yè)對(duì)壓鑄件需求的急劇增長(zhǎng)，在本國(guó)總體經(jīng)濟(jì)不景氣的背景下，日本壓鑄取得了令人驚異的增長(zhǎng)速度，壓鑄年產(chǎn)量不斷創(chuàng)出新高。德國(guó)鎂壓鑄件的產(chǎn)量在大幅度的增加。另一方面，企業(yè)之間的兼并和重組的趨勢(shì)也在加劇。為緩解競(jìng)爭(zhēng)壓力，降低成本，發(fā)達(dá)國(guó)家壓鑄廠家紛紛移師海外發(fā)展。同時(shí)，國(guó)際上大型汽車(chē)廠家的零部件采購(gòu)進(jìn)入全球化時(shí)代。在這種大環(huán)境中，發(fā)展中國(guó)家的壓鑄業(yè)獲得了難得的機(jī)遇，近 10 年來(lái)的發(fā)展非常迅速。中國(guó)平均年增長(zhǎng)率在 10以上，東南亞地區(qū)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)都非?；钴S。（世界各國(guó)壓鑄件的產(chǎn)量及市場(chǎng) 狀況表 1）。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，大多數(shù)國(guó)家的鋁合金壓鑄件占總量的 70%左右，鋅合金壓鑄件僅次于鋁合金壓鑄件。每個(gè)國(guó)家都是汽車(chē)制造業(yè)驅(qū)動(dòng)著壓鑄行業(yè)，汽車(chē)業(yè)使用的壓鑄件不低于 48%（美國(guó)），多者可達(dá) 80%（日本）。 表 1 世界各國(guó)壓鑄件的產(chǎn)量及市場(chǎng)狀況 國(guó)家 壓鑄件產(chǎn)量 /t D 或者 E 各行業(yè)所占的市場(chǎng)份額比例 % A B C D+E E F G H I J K L 中國(guó) 208993 1724 72712 1575 1166 本 711888 2120 40864 930 28 班 8600 2300 65 15 65 16 3 5 0. 2 5 牙 0 0 8 德國(guó) 271425 3872 65915 215 72 61 度 175000 5200 250 60 5 10 20 墨西哥 50 33 加拿大 82056 10946 21500 60 11 49 5 13 2 美國(guó) 611812 20593 173728 430 160 48 11 8 11 澳大利亞 54000 300 6000 90 80 20 注： 。 我國(guó)壓鑄業(yè)經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，特別是近 年來(lái)，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車(chē)、摩托車(chē)工業(yè)的突飛猛進(jìn)，推動(dòng)了壓鑄生產(chǎn)的迅速增長(zhǎng) 。壓鑄業(yè)的市場(chǎng)前景持續(xù)看好，壓鑄企業(yè)和從業(yè)人員增多，規(guī)模擴(kuò)大。壓鑄件正在向大型化、復(fù)雜化、薄壁化、高性能化、高精度化以及集成化方向發(fā)展，如東風(fēng)本田、 東風(fēng)日產(chǎn)以及上海皮爾伯格公司都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)轎車(chē)鋁合金缸體的大批量生產(chǎn)。壓鑄市場(chǎng)的發(fā)展，得益于壓鑄技術(shù)的進(jìn)步。這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用為高質(zhì)量壓鑄件的大量生產(chǎn)創(chuàng)造了條件?？偟恼f(shuō)來(lái)，我國(guó)壓鑄業(yè)技術(shù)的發(fā)展具有下列特點(diǎn)： 1）、壓鑄設(shè)備能力提升，壓鑄機(jī)的自動(dòng)化程度出現(xiàn)飛躍。由于國(guó)內(nèi)制造水平的整體提高和引進(jìn)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，我國(guó)的壓鑄機(jī)制造能力大幅提升，出現(xiàn)了許多具備較強(qiáng)技術(shù)實(shí) 力的大型壓鑄機(jī)制造廠商，如深圳領(lǐng)威科技公司、無(wú)錫新佳盛公司等。 2）、壓鑄模制造水平大幅提高，壓鑄模制造周期縮短，壓鑄模使用得以延長(zhǎng)壽命。除了選用優(yōu)秀的熱作模具鋼外，大型模具廠家紛紛采用數(shù)控加工、電火花、線切割和模具拋光技術(shù)來(lái)提高模具精度和表面質(zhì)量，采用真空淬火等熱處理工藝來(lái)提高模具的硬度和剛性。 3）、大量壓鑄新工藝得到應(yīng)用。為降低鑄件廢品率，改善壓鑄件的熱處理性能和焊接性能，真空壓鑄技術(shù)、半固態(tài)技術(shù)、擠壓鑄造技術(shù)被應(yīng)用到壓鑄生產(chǎn)中。 4）、壓鑄新材料的研究和應(yīng)用得到推廣。一些改善了合金性能的復(fù)合材料，正 在從科研院校鑄件應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中。鎂合金壓鑄的應(yīng)用更是遍地開(kāi)花，從熔煉 、壓鑄、表面處理到回收再利用，形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，正在產(chǎn)生規(guī)模 效益。 5）、 明顯提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，因而得到廣泛應(yīng)用。 6）先進(jìn)的管理理念被導(dǎo)入到企業(yè)的日常管理中，如 田模式、日產(chǎn)模式等，加強(qiáng)了壓鑄生產(chǎn)過(guò)程的控制，有效地降低了企業(yè)的浪費(fèi)。 三主要研究?jī)?nèi) 容及可行性分析 根據(jù)圖紙，對(duì)罩殼 零件進(jìn)行工藝分析，并確定分型方案、澆注系統(tǒng)位置和大小、抽芯方案、頂出方案等。然后選擇合適的壓鑄機(jī)及相關(guān)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定模具整體結(jié)構(gòu)布置方案。最后采用 軟件，完成 罩殼 壓鑄模的模具設(shè)計(jì)。 該壓鑄件為長(zhǎng)方體，模腔較深，頂部無(wú)孔，內(nèi)腔有長(zhǎng)凸臺(tái)。壁厚較薄而均勻，一般為 2料采用 合金。 為了做好本次設(shè)計(jì)本人查閱了大量的參考文獻(xiàn)，從理論上做好充足的準(zhǔn)備，進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)習(xí)，同時(shí)學(xué)習(xí)了材料成型原理等課程，并 做過(guò)模具設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)，能熟練使用 軟件進(jìn)行建模、裝配、開(kāi)模和出圖。此外，指導(dǎo)本次設(shè)計(jì)的老師在工廠從事 過(guò) 技術(shù)工作，有大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，相信在我們 的共同努力下，一定能做好本次設(shè)計(jì)。 四 進(jìn)行工藝分析 ,完成鑄件 模和鑄件圖，估算出鑄件體積與質(zhì)量，選擇壓鑄機(jī)，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、型腔鑲塊、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)模板、推出機(jī) 構(gòu)等，并選用材質(zhì)，最后完成模具設(shè)計(jì)，輸出全套圖紙 五預(yù)期達(dá)到目標(biāo) 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，完成開(kāi)題報(bào)告。采用 軟件，按照壓鑄模設(shè)計(jì)流程圖完成罩殼 壓鑄件全套模具設(shè)計(jì)，輸出完整的圖紙，并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書(shū)。在這個(gè)過(guò)程 中， 鞏固以往所學(xué)的理論知識(shí)，熟悉壓鑄模結(jié)構(gòu)，掌握壓鑄模的設(shè)計(jì)方法和 軟件在壓鑄模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用步驟，提高動(dòng)手能力，為將來(lái)從事具體的技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 圖 2 設(shè)計(jì)流程圖 六關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)的罩殼零件具有形狀復(fù)雜、壁薄、加工面多和氣密性要求高的特點(diǎn)。熔融金屬進(jìn)入模具型腔中，氣體也隨其一起進(jìn)入到型腔，它不僅阻礙熔融金屬的流動(dòng)，而且，合金凝固后留在鑄件中會(huì)形成氣孔。特別是對(duì)此類薄壁但形狀復(fù)雜的零件，型腔對(duì)收縮的阻力大，其成型過(guò)程復(fù)雜，液體金屬在流動(dòng)過(guò)程中極易裹氣好形成紊流。鋁合金材料的熔點(diǎn)溫度高，粘模嚴(yán)重，流動(dòng)時(shí)對(duì)型腔的沖刷和侵 蝕也較嚴(yán)重。而澆注系統(tǒng)的位置和大小是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵，因?yàn)橥ㄟ^(guò)控制內(nèi)澆口的截面尺寸可以不僅保證合金液的流向，還可以使其具有一定的流量流速和壓力，零件在成型過(guò)程中表面能得到很好的冷卻，形成較厚的冷凝層，這也是保證氣密性的重要途徑。因此，本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于深刻理解澆注系統(tǒng)和鑄件成型的關(guān)系，冷卻系統(tǒng)和氣孔、粘模的關(guān)系，合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。 七工作計(jì)劃 序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 日 期 1 制定工作計(jì)劃，了解并學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)（壓鑄機(jī)、壓鑄模、壓鑄鋁合金、 軟件等） 熟悉課題任務(wù)要求，收集有關(guān)設(shè)計(jì)資料，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，掌握相關(guān)壓鑄知識(shí)和 軟件，完成開(kāi)題報(bào)告和英文翻譯 進(jìn)行工藝分析 ,完成鑄件 模，輸出鑄件圖，根據(jù)評(píng)審結(jié)果進(jìn)行修改 選擇壓鑄機(jī)，布置模具結(jié)構(gòu)，輸出模具裝配草圖，
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