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1、学校代码：_11059_ 学 号：_0806031026_Hefei University本科毕业设计（论文）BACHELOR DISSERTATION 论文题目： 平衡环压铸模CAD设计 及CAE成型仿真 学科专业：_材料成型及控制工程(模具方向) 作者姓名：_ _李桂影 _ _导师姓名：_ _赵茂俞、姜海_ _ _完成时间：_ _ _2012年6月2日_ _平衡环压铸模CAD设计及CAE成型仿真中文摘要首先，分析平衡环压铸件的结构工艺，提出几种不同的压铸工艺方案，计算环形浇口尺寸、弯销尺寸、充填速度、温度、压实压力等工艺参数，完成压铸模结构设计。然后，确定模具分型面和浇注系统，借助PRO/
2、E三维软件，对平衡环零件三维造型，解决模具的结构设计。在此基础上，应用CAE软件PROCAST仿真平衡环充填、凝固过程，优化压铸模具结构设计。再次，绘制模具装配图、零件工程图，同时校核模具关键零件的强度。最后，编制型腔和型芯制造工艺卡片并借助CAM软件完成部分数控加工工序代码的生成。最终表明该模具结构合理，制造工艺良好，工作稳定可靠。关键词：压铸模；环形浇口；弯销；分型面；Pro/E；CAEBranch Pipe Joints Die-Casting Mould CAD / CAEABSTRACTIn this thesis, firstly, the structures of the Br
3、anch Pipe Joints die-casting were analyzed. The structure of die casting die was designed through the analysis of various process planning and the calculations of technological parameters of ring gate, bent pin, speed, temperature, pressure, etc. Secondly, the mold parting surface and gating system
4、must be determined. By using 3D PRO/E software, the die-casting model and the mould structure had been drawn. On the basis, the design of die-casting mould structure was optimized through the application of CAE software PROCAST simulating the pressure filling and solidification course. Then, the Mol
5、d assembly drawings, parts drawings were drawn and the key parts intensity was checked. Finally, establish cavity and core manufacturing processes cards using CAM software to complete NC code generation of some process. Finally, the conclusions show that the mold structure is reasonable, stable, rel
6、iable and the mould has good manufacturing processes.Keywords: Die-casting mould；ring gate；bent pin；mould surface；Pro/E；CAE目录目录1第一章 前言11.1 课题的提出11.2 国内外压铸研究的现状21.3 设计的内容和目标3第二章 平衡环压铸件的结构工艺性分析72.1 压铸合金的化学成分和性能72.2 压铸件的尺寸精度82.3 压铸件的形位公差102.4 壁厚102.5 铸造圆角半径102.6 脱模斜度102.7 压铸件的表面质量112.8 加工余量11第三章 金属压铸件压
7、铸工艺123.1 压力参数123.2 速度参数133.3 时间参数143.4 温度参数153.5 成型收缩率163.6 液态铝合金的密度173.7 压铸用涂料173.8 压铸件的后处理18第四章 铸件基本参数的计算与压铸机的选用204.1 压铸机的种类和特点204.2 确定型腔数目及布置形式224.3 确定压实压力224.4 压铸机锁模力的确定224.5 计算胀型力234.6 核定投影面积244.7 初步选定压铸机25第五章 压铸模分型面的设计26第六章 浇注系统和溢流、排气系统的设计296.1 浇注系统的分类296.2 内浇口的设计326.3 直浇道的设计336.4 横浇道的设计346.5
8、溢流槽的设计366.3 排气槽的设计386.4 预测可能出现的压铸缺陷及处理方法38第七章 压铸模抽芯机构的设计407.1常用抽芯机构的类型407.2抽芯力和抽芯距的确定407.3弯销及斜滑块的设计45第八章 模架与成形零件的设计518.1 模架的设计518.2 成形零件的结构设计518.3 加热与冷却系统的设计598.4 推出机构的设计618.5 复位机构的设计62第九章 模具的总体结构设计639.1 压铸模的技术要求639.2 压铸模外形和安装部位的技术要求63第十章 校核模具与压铸机的相关尺寸6710.1 锁模力的校核6710.2 铸件最大投影面积校核6810.3 压室容量校核6810.
9、4 模具尺寸的的校核689.5 压实压力的校核6810.6 开模行程的校核68第十一章 压铸CAE数值模拟分析6911.1 概述6911.2 模拟分析过程6911.3 结果分析73第十二章 结论76参考文献79附 录81插图清单图1-1 平衡环压铸零件二维结构3图1-2 平衡环压铸零件三维结构4图4-1 压铸机的主要参数25图5-1 分型面取在零件的对称面上26图5-2 分型面取在零件的端面上27图5-3 分型面取在零件最大垂直轴向截面上27图5-4 分型面取在零件轴向截面上28图6-1 侧浇口30图6-2 环形交口（横浇道为水平直线型）31图6-3 环形交口（横浇道为斜直线型）31图6-4
10、多入口侧浇口31图6-5 缝隙式浇口32图6-6 浇口套的二维结构34图6-7 浇口套的三维结构34图6-8 侧横浇道小端的截面形状36图6-9 主横浇道截面形状36图6-10 浇注系统及溢流槽的三维结构38图7-1 型芯142图7-2 型芯243图7-3 型芯344图7-4 弯销1三维图及工程图46图7-5 弯销2三维图及工程图47图7-6 斜滑块1三维图及工程图48图7-7 斜滑块2三维图及工程图48图7-8 斜滑块压板1三维图及工程图49图7-9 斜滑块压板2三维图及工程图49图7-10 斜滑块托板1三维图及工程图50图7-11 斜滑块托板2三维图及工程图50图8-1 定模型腔1的二维结
11、构55图8-2 动模型腔2的二维结构55图8-3 动模型腔1的二维结构56图8-4 定模型腔2的二维结构56图8-5 动、定模型腔3的二维结构57图8-6 定模型腔1的三维结构57图8-7 动模型腔2的二维结构57图8-8 动模型腔1的三维结构57图8-9 定模型腔2的二维结构57图8-10 动、定模型腔3的三维结构58图8-11 型芯1的二维结构58图8-12 型芯1的二维结构58图8-13 型芯2的二维结构59图8-14 型芯2的二维结构59图8-15 型芯3的二维结构59图8-16 型芯3的二维结构59图8-17 推杆的二维结构62图8-18 复位杆的二维结构62图8-19 复位杆的二维
12、结构62图9-1 平衡环压铸模具二维结构64图9-2 模具合模状态三维结构65图9-3 模具开模状态三维结构65图9-4 定模三维结构66图9-5 动模三维结构66图11-1 浇注系统的三维结构70图11-2 浇注系统导入msc.patran中三维图70图11-3 msc.patran中参数设置图70图11-4 网格图71图11-5 虚拟模具建立图71图11-6 温度分布图72图11-7 速度分布图72图11-8 压力分布图73图11-9 结果分布图75表格清单表2-1 压铸铝合金的化学成分和力学性能7表2-2 高精度尺寸推荐公差8表2-3 严格尺寸推荐公差9表2-4 一般尺寸推荐公差9表2-
13、5 压铸件的平行度公差10表2-6 压铸件的同轴度公差10表2-7 机械加工余11表3-1 压射比压选择的主要考虑因素12表3-2 常用压射比压的推荐值范围13表3-3 不同合金充型速度速度的推荐值14表3-4 不同壁厚铸件充型速度的推荐值14表3-5 填充时间推荐值14表3-6 不同壁厚铸件所需持压时间的推荐值15表3-7 常用的留模时间15表3-8 铝合金的浇注温度15表3-9 压铸模的预热温度和工作温度16表3-10 铝合金的计算收缩率17表3-11 压铸用涂料及配制方法18表3-12 压铸件时效退火和负温时效处理规范19表4-1 压实压力推荐值22表6-1 内浇口厚度的经验数据33表6
14、-2 浇口套、压室和压射冲头的配合尺寸34表7-1 常用抽芯距的安全值44表7-2 弯销的厚度46第一章 前言1.1 课题的提出压力铸造是近代金属加工工艺中，发展较快的一种先进的铸造方法。液态金属在高速高压作用下射入紧锁的模具型腔内，并保压、结晶直至凝固，形成半成品或成品2。压力铸造作为一种终形和近终形的成形方法，具有生产效率高、经济指标优良、压铸件尺寸精度高和互换性好等特点。在制造业获得了广泛的应用和迅速的发展，压铸件已成为许多产品的重要组成部分。随着轿车、摩托车、内燃机、电子通信、仪器仪表、家用电器和五金等行业的飞速发展，压铸件的功能和应用领域不断扩大，从而促进了压铸技术不断发展，压铸合金
15、品质不断提高。在压力铸造中，一般作用于原料上的压力在20200 MPa，充型时浇口处初始速度为1570 m/s，充型时间仅为0.01020 s1。正是由于这种特殊充型方式及凝固方式，导致压力铸造具有自身独特的特点11：1)可以得到薄壁、形状复杂但轮廓清晰的铸件；2)铸件精度高、尺寸稳定、加工余量少、表面光洁；3)铸件组织致密、具有较好的力学性能；4)生产效率高。压力铸造的生产周期短，一次操作的循环时间约5 s3 min，这种方法适于大批量生产；5)压力铸造采用镶铸法可以省去装配工序并简化制造工艺；6)材料利用率高；7)压铸件常有气孔及氧化夹杂物存在；8)压铸件尺寸受到限制；9)压铸合金种类受到
16、限制。平衡环为汽车中常用的连接件，是汽车系统中起平衡作用的连接件。在汽车制动系统的工作过程中，平衡环处于相连接状态，由于平衡制动系统的工作压力很大，并且平衡环需要经常拆卸，对平衡环的精度和承载力要求较高。若采用压铸工艺成型,不仅可以达到其组织结构，尺寸精度等各方面的要求，而且可以批量生产。所以，对于平衡环这样的零件，采用压铸的方法生产较为适用。1.2 国内外压铸研究的现状1.2.1国外压力铸造业的现状压铸技术涉及到机械制造、液压传动、材料、冶金、自动化、计算机、化工、电子、传感器、检测、电气等诸多学科并正在向边缘学科渗透。随着以上诸多学科的发展和工业技术的进步，压铸技术也取得了突飞猛进的发展，
17、具体表现为11：1)压铸机及外围设备整体性能和控制系统水平的大幅度提高。2)计算机模拟技术在压铸中的广泛应用，加深了对压铸充型、凝固过程规律的认识。3)压铸型材质和制造技术的发展，提高了压铸型使用寿命和压铸件质量。4)薄壁压铸件成形技术的开发与应用，为实现轻量化的目标创造了条件。5)压铸型涂料的开发，改善了铸型润滑特性，提高了压铸件表面质量。1.2.2国内压力铸造业的现状压铸模在我国约起始于20世纪40年代，但在工业上大量应用压铸件是始于20世纪50年代，即1958年以后。至20世纪90年代，我国的压铸技术达到相当水平，已自行设计和制造出成系列的、性能优良的压铸机。国产压铸机从一般小型到500
18、0kN、6300kN、8000kN、10000kN、12500kN、及16000kN的大型压铸机均有生产。但与国外相比，我国压力铸造业仍然存在很多不足，主要表现在以下方面。1)国外压射系统始终在不断地改进，平均58年就有一次重大改进。而我国压射部分的所有压射参数的调节均为人工手动，无参数显示系统配套，给压铸工艺规范的实施造成困难，因而压铸件的质量无法保证，也难以实现自动化。2)液压系统无法实现压铸机的自动控制。而国外有名的压铸机公司在这方面早已普遍应用。3)国产压铸机大都存在漏油的现象，主要原因是密封件质量差和加工质量问题。4)刚性是影响压铸机精度的重要因素，以前我国压铸机压射性能较差，人们集
19、中精力研究压射系统的性能，而忽视了强度、精度的提高。5)压铸模使用寿命短。6)模具可靠性较差。7)生产率低由于国产模具使用可靠性不稳定，生产中故障多，返修量大，班产量不如进口模具高。8)我国在压铸模的设计和制造方面，进展较为缓慢。在压铸模设计中，目前仍主要依靠设计人员的经验。9)外观质量不理想。国产压铸件往往线条不清晰，水流纹不理想，表面粗糙度差。与进口压铸件对比，差距明显。1.3 设计的内容和目标本课题的主要内容、重点解决的问题,完成任务可能思路和方案。1.3.1毕业设计(论文)主要内容(1) 英文资料翻译一份(不少于5000汉字)。(2) 压铸件三维建模、CAE成型仿真及模具设计。按照充填
20、理论以及经验公式对压铸件零件的成形工艺性进行分析，校核其尺寸的合理性。平衡环零件的二维、三维结构图如图1-1，图1-2所示。图1- 1 平衡环压铸零件二维结构图1- 2 平衡环压铸零件三维结构(3) 对浇注系统的选择与计算，压铸机型号的选择。根据压铸件的形状及精度要求，设计浇注系统的尺寸，尤其是内浇道尺寸的选择。(4) 对加热以及冷却系统的设计根据压铸件及浇道系统的数量、布置形式，计算加热功率以及冷却水道的尺寸、数量。(5) 进行初步数值模拟仿真成型，优化模具结构。(6) 选择合理的模具结构,绘制装配图。根据模具结构的选择和绘制，应该以生产批量的大小、零件的复杂程度、精度以及使用要求等方面综合
21、考虑，绘制压铸模三维装配图。(7) 绘制压铸模二维装配图以及型腔、型芯等工程图的绘制。(8) 对主要模具工作零件(型腔、型芯)进行制造工艺编制(包括数控加工程序)；1.3.2重点需要研究的问题：(1) 依据液态金属充填理论，通过研究平衡环压铸件的充填、凝固顺序，设计合理的压铸工艺；(2) CAD设计该件的压铸模具，优化设计模具结构；(3) 对主要的零件(型腔、型芯)等强度校核，完成绘制装配图和零件工程图；(4) 对主要模具工作零件(型腔、型芯)等进行制造工艺编制(包括数控加工程序)；(5) 进行初步数值模拟成型；(6) 对大学阶段的知识进行总结和应用，培养创新能力。1.3.3完成任务可能思路和
22、方案：由于平衡环压铸件结构较复杂，尺寸精度要求较高，平衡环零件材料为YL112，表面质量和内部质量要求严格等特点，成型时要保证压铸件的质量，克服成型缺陷，因此对压铸件的成型工艺选择要求科学、合理，压铸模结构具有良好的工艺性。为提高生产效率且保证零件质量，预采用一模两腔，对称分布在浇注系统两侧成型。根据零件的结构，零件上两处都需要抽芯，侧抽芯可以通过多种方法来实现，譬如：采用斜导柱抽芯机构、弯销抽芯机构、斜滑块抽芯机构、齿轮齿条抽芯机构、液压抽芯机构等。分型面的选择也有多种方案：方案一：分型面取在零件的对称面上，零件型腔有一半在定模上，影响零件的上下型腔成型部分的同心度，但可以通过采用动定模上的
23、型腔同时加工，采用附加导柱定位合模精度的方法消除同心度误差问题。方案二：分型面取在铸件端面，抽芯距大且则型腔部分需要采用哈夫块形式，铸件外表面会有毛刺，铸件在拼接处的质量差；外表面的粗糙度大，且打磨困难，增加了精加工工序。方案三：分型面取在零件最大垂直轴向截面上，动定模均需要采用哈夫块形式，大大增加了模具的成本，零件也很难取出，而且还需要一个侧抽芯。方案四：分型面取在零件轴向截面上，定模需要采用哈夫块形式，增加了模具的成本，零件也很难取出，而且需要两个侧抽芯。综合考虑，分型面的选择采用方案一较为合理。1.3.4设计的目标：由于平衡环压铸件结构较复杂，尺寸精度要求较高，平衡环的零件材料为YL11
24、2，表面质量和内部质量要求严格等特点，成型时要保证压铸件的质量，克服成型缺陷，因此对压铸件的成型工艺选择要求科学、合理，压铸模结构具有良好的工艺性。利用三维设计软件设计模具的装配结构，通过液态金属充填理论和数值仿真模拟合理设计浇注系统和优化设计参量。通过本毕业设计，掌握压铸原理及模具结构，掌握压铸模设计的步骤，模具制造工艺的编制能力，具有较强的从事压铸工艺及模具技术工作的能力，组织模具生产管理的能力。第二章 平衡环压铸件的结构工艺性分析压铸件的结构工艺性分析是压铸生产技术中的重要部分，主要涉及压铸合金性能分析、压铸工艺对铸件要求、压铸件的技术要求、压铸件的工艺性能等。压铸件的结构工艺性是否合理
25、，对模具的结构、压铸件的质量、生产成本有着直接的影响。如果压铸件的结构不合理，不仅模具结构复杂，且质量无法得到保证，甚至造成生产困难。2.1 压铸合金的化学成分和性能压铸合金是压铸生产的要素之一，要生产优良的压铸件，除了要有合理的结构设计和成型设计、设计完善的压铸模和工艺性能优越的压铸机外，还需要有性能优良的合金。本次设计要求的材料为压铸铝合金YL112，压铸铝合金是目前应用最广泛的压铸材料，而大多使用高硅铝合金。因为它们允许有相当数量的杂质，可以用旧铝作回收利用，提高原材料的利用率。压铸铝合金的主要特点有4： 密度较小，比强度高； 在高温和常温下都具有良好的力学性能，尤其时冲击韧性好； 有较
26、好的导电性和导热性。机械切削性能也很好； 耐腐蚀性能好； 具有良好的压铸性能，较好的表面粗糙度以及较小的热裂性。但是，铝合金的体积收缩率较大，在压铸件冷却凝固时易在最后凝固处形成较大的集中缩孔。同时铝合金对模具具有较强的黏附性，在脱出压铸件时，会产生黏附现象。压铸铝合金YL112的化学成分和力学性能见表2-1。表2- 1 压铸铝合金的化学成分和力学性能（摘自GBT15115-1994）合金牌号合金代号化学成分(质量分数)(%)力学性能(不低于)SiCuMnMgFeNiTiZnPbSnAl(%)硬度HBSYZAlSi9Cu2YL1127.59.53.04.01.21.20.10.1其余24018
27、52.2 压铸件的尺寸精度2.2.1影响压铸件的精度的主要因素7：压铸件的空间轮廓尺寸；基本尺寸；模具结构对该尺寸的影响，主要取决于分型面或活动成形的锁紧状况及脱模斜度；合金种类；设计模具选用收缩率与该尺寸实际表现收缩率的差值；压铸工艺参数的变动，主要是模温和脱模时的铸件温度；模具直至达到工作寿命，制造维修对其精度的保证；压铸机合模系统的结构精度和刚性。2.2.2压铸件的轮廓性尺寸大小以空间对角线来表示。空间对角线取自外切铸件最大轮廓的四方体，其值按式2-12求得，一律取整数： (2-1)式中空间对角线(mm)；a长度(mm)；b宽度(mm)；c高度(mm)。140.7mm根据空间对角线的尺寸
28、，精密压铸件高精度尺寸推荐公差见表2-2表2- 2 高精度尺寸推荐公差5相近公差等级空间对角线L/mm合金种类基本尺寸/mmGB/T1800.3-19981818303050508080120120180IT1050铝合金0.070.080.10501800.110.130.160.190.220.25根据空间对角线的尺寸，精密压铸件严格尺寸推荐公差见表2-3表2- 3 严格尺寸推荐公差相近公差等级空间对角线L/mm合金种类基本尺寸/mmGB/T1800.3-19981818303050508080120120180IT1150铝合金0.110.130.16IT12501800.180.210
29、.250.300.350.40根据空间对角线的尺寸，精密压铸件一般尺寸推荐公差见表2-4表2- 4 一般尺寸推荐公差相近公差等级空间对角线L/mm合金种类尺寸类别基本尺寸/mmGB/T1800.4-19991818303050508080120120180（JS12+JS13）/250铝合金A0.110.140.16B0.210.240.26JS1350180A0.140.170.200.230.270.32B0.240.270.300.330.370.42注：A类尺寸表示不受分型面和活动型芯影响的尺寸；B类尺寸表示受分型面和活动型芯影响的尺寸。高精度尺表示寸有：、。严格尺寸有： 、93、5、
30、4、55、88、60余下的全为一般尺寸，其中A类尺寸：2.5、33、38B类尺寸：、10、39于是得：、。2.3 压铸件的形位公差(1) 压铸件的平行度公差：见表2-5。表2- 5 压铸件的平行度公差 (单位：mm)名义尺寸两个半型内的公差250.1525630.2631600.3(2) 压铸件的同轴度公差：见表2-3。表2- 6 压铸件的同轴度公差 (单位：mm)名义尺寸同一半型内的公差18500.15501200.252.4 壁厚压铸件的合理壁厚取决于铸件的具体结构，合金性能和压铸工艺等许多因素，为了满足各方面的要求，以正常、均匀壁厚为佳。大面积的薄壁成型比较困难；壁厚过大或严重不均匀则易
31、产生缩陷及裂纹。随着壁厚的增加，压铸件材料力学性能明显下降。2.5 铸造圆角半径铸造圆角可以使金属液流畅，气体容易排出，并可避免因锐角而产生裂纹，内圆角取值为取1mm。2.6 脱模斜度脱模斜度大小与铸件几何形状如高大或深度、壁厚机型腔或型芯表面形状如粗糙度、加工纹路方向有关。取平衡环内表面脱模斜度=1。2.7 压铸件的表面质量用新模具压铸可以获得Ra0.8m表面粗糙度的压铸件。在模具正常使用寿命内，铝合金压铸件大致在Ra3.2Ra6.3m范围。平衡环内表面为Ra1.6Ra3.2m；外表面为Ra3.2Ra6.3m。2.8 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要机械加工时，应优先
32、考虑精整加工，以便保留其强度较高的致密层。加工余量，见表2-72。表2- 7 机械加工余 (单位：mm)尺寸303050508080120120180180260260360360500每面余量0.30.40.50.60.70.81.01.2第三章 金属压铸件压铸工艺压铸工艺是将模具、压铸机和铸件结构与合金特点等三大要素有机地结合并加以运用的过程。压铸生产中最重要 过程就是液态金属充填的过程，是许多因素共同作用的过程。影响充型的主要因素是压力、速度、温度和时间。各工艺因素是相互影响和制约的，调整某一工艺因素时，必然引起与之相应的工艺因素发生变化，并可能反过来影响已经调整的工艺因素。因此，要对这
33、些工艺参数进行调整、控制和选择，是个工艺参数协调在最佳状态，满足压铸生产的需要，才能生产出合格的铸件。3.1 压力参数压力是使压铸件获得组织致密和轮廓清晰的重要因素，是由压铸机提供的，其大小取决于压铸机的结构及功率。压力的表示形式有压射力和压射比压两种。为了提高铸件的致密度，提高压射比压无疑是必要的，但是压射比压过高，会使型腔受金属液的冲刷和粘模的倾向严重，降低模具的使用寿命；压射比压过低会导致逐渐组织不致密和轮廓不清晰。因此，应根据铸件的特点和合金的不同来选择合适的压射比压。选择压射比压时考虑的主要因素见表3-1表3-1压射比压选择的主要考虑因素10因素选择条件说明铸件结构特性壁厚薄壁件压射
34、比压选高些，厚壁件增压比压选高些形状复杂程度复杂件压射比压选高些工艺合理性工艺合理性好，压射比压选低些合金材料特性凝固温度范围凝固温度范围大，增压比压选高些流动性流动性好，压射比压选低些合金材料特性密度密度大，压射比压、增压比压均选高些比强度比强度，增压比压选高些浇注系统浇道阻力浇道阻力大，压射比压、增压比压均选高些浇道散热条件浇道散热条件好，压射比压选高些排溢系统排气道布局排气道布局合理，压射比压选高些排气道截面积排气道截面积足够大，压射比压、增压比压均选低些内浇口速度要求内浇口速度要求内浇口速度大，压射比压选高些温度合金与模具温差温差大，压射比压选高些压射比压是压射过程中金属液在压室中单位
35、面积所受到的压力。它是压铸机的压射力与压射冲头截面积之比。铝合金常用压射比压的推荐值范围见表3-2。表3-2 常用压射比压的推荐值范围 (单位：MPa)压铸合金铸件壁厚3mm简单件复杂件简单件复杂件铝合金25353545456060703.2 速度参数压射中速度的表示形式有压射速度和充型速度两种。压射速度是指压射冲头的移动速度，充型速度是指金属液流经模具内浇道的线速度。充型速度与压射比压的内在关系由流体力学原理表示如下： （3-1a）由于液能量态合金的粘性以及在流经模具浇注系统时会因摩擦而引起损失，上式应改写为： （3-1b）式中 金属液流经内浇道的充型速度（m/s）;施加给金属液的压射比压（
36、Pa）；金属液密度（）；浇口系数。充型速度对压铸件的表面粗糙度和内部组织的致密度有很大影响。铝合金充型速度见表3-3和表3-4。表3- 3不同合金充型速度速度的推荐值2 （单位：m/s）压铸合金简单壁厚单件一般件复杂壁厚件铝合金253535454560表3- 4不同壁厚铸件充型速度的推荐值2 （单位：m/s）铸件平均壁厚11.522.5充型速度（m/s）4655445342504048在本次设计中取金属液的填充速度为45m/s3.3 时间参数压铸时间包含充型、持压及压铸件在压住模具中停留的时间。它是压力、速度、温度、金属液特性，以及逐渐结构和模具结构等各方面的综合作用结果。3.3.1.填充时间
37、填充时间是金属液最初从内浇口压入型腔开始到型腔充满的时间。填充时间主要取决于压铸件的壁厚和金属液的流动长度。在一般情况下填充时间的推荐值见表3-5。表3- 5填充时间推荐值2铸件平均壁厚/mm充型时间/s1.50.0140.02020.0180.0262.50.0220.03233.543.3.2.持压时间从液态金属充满型腔到内浇口完全凝固时继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的作用是使压射冲头有足够的时间将压力传递给未凝固的金属，保证铸件在压力作用下结晶，加强补缩，以获得致密的组织。不同壁厚铸件所需持压时间的推荐值见表3-6。表3- 6不同壁厚铸件所需持压时间的推荐值2铝合
38、金 铸件壁厚/mm2.5mm2.56mm 时间/s12383.3.3.留模时间留模时间是指持压结束到开模取件这段时间其作用是使凝固成型后的铸件在模具内进一步冷却，以获得足够的强度和刚度，从而在开模顶出铸件时不会发生变形、开裂等问题，并保证应有的尺寸精度。常用的留模时间见表3-7。表3- 7常用的留模时间2合金留模时间/s铸件壁厚3mm铝合金留模时间/s7123.4 温度参数温度是压铸工艺的又一重要参数，其对压铸件质量和压铸模的寿命有着重要的意义。压铸温度包括浇注温度、模具温度、压铸过程中铸件与模具的温度场分布及热循环等。3.4.1.浇注温度浇注温度，从广义上说，金属液的浇注温度包括金属液注入压
39、室前的温度，在压室内停留时的温度，通过内浇口时的温度以及在填充型腔时的温度。通常以金属液注入压室前的温度来表示金属液的浇注温度。在压铸成型过程中，金属液的浇注温度对填充状态、成型效果、压铸件的强度、成型的尺寸精度、模具的热平衡状态以及压铸效果等方面都起着重要的作用。合适的浇注温度应当是：在保持良好的填充流动性并保证充满型腔的前提下，采用较低的温度。铝合金的浇注温度见表3-8。表3- 8铝合金的浇注温度5 （单位/）合金铸件壁厚3mm铸件壁厚3mm结构简单结构复杂结构简单结构复杂铝合金含硅的610630640680590630610630含铜的620650640700600640620650含镁
40、的6406606607006206606406703.4.2模具温度模具温度分预热温度和工作温度。(1) 模具预热温度 在开始压铸前，为了有利于金属液的填充，成型，提高压铸效率，需要将压铸模加热到某一温度，这一温度即为模具的预热温度；(2) 模具工作温度 在正常的压铸过程中，模具应达到热平衡状态，使模具各部分的温度均保持在一个适当的温度范围内。模具工作温度较高时，可提高压铸件的表面质量，但是过高的模具温度，会因金属液冷却缓慢，使内部组织晶粒粗大，影响压铸件的强度，延长成型周期，降低压铸效率。同时易产生粘膜现象，影响压铸件的脱模。模具工作温度较低时，将影响金属液的流动，出现填充不足或容易造成表面
41、冷纹、冷隔等压铸缺陷，而且由于金属液流激冷过快而降低压铸件的质量。同时，高温的金属液流对低温模具的热冲击；也会影响模具的使用。铝合金在压铸时压铸模的预热温度和工作温度见表3-9。表3- 9压铸模的预热温度和工作温度9 （单位/）合金 铸件壁厚3mm 铸件壁厚3mm结构简单结构复杂结构简单结构复杂铝合金预热温度150180200230120150150180连续工作温度1802402502801501801802003.5 成型收缩率压铸件的收缩率是指压铸件的收缩量与压铸件在压铸成型状态下的直线尺寸之比。按百分比表述，这个比值即为压铸件的成型收缩率。3.5.1压铸件的收缩率的影响因素有：压铸合金
42、的种类；压铸件结构影响。形状复杂的，收缩率较小，反之则收缩率较大；薄壁的压铸件收缩率较小，壁厚的压铸件收缩率较大；模具温度高，与室温的温差越大，则收缩率也越大。3.5.2铝合金的计算收缩率见表3-10。表3- 10铝合金的计算收缩率6合金种类收缩条件自由收缩阻碍收缩混合收缩铝硅合金0.70.90.30.50.50.73.6 液态铝合金的密度液态铝合金的密度：=2.4g/cm3。一次浇注质量为0.496kg3.7 压铸用涂料在压铸过程中，为了避免压铸模与铸件粘合、减少顶出铸件时的摩擦阻力和避免压铸模过分受热，对型腔壁面、型芯表面、模具和机器的摩擦部分(滑块、顶出元件、冲头和压室)等所喷涂的润滑材料和稀释剂的混全物，通称为压铸涂料。对于压铸涂料的谨慎选用与合理的喷涂操作是保证铸件质量、提高压铸模寿命的一个重要因素。3.7.1压铸涂料的作用：(1) 高温时保持良好的润滑性能；(2) 减少模具的热导率，保持熔融金属的流动性，从而改善金属的成形性；(3) 保护模具，避免熔融金属对模具的冲
