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1、摘要本文综述了压铸工艺设计的特点、发展现状以及未来的发展趋势，讨论了计算机技术在压铸方面的应用，分析铸件进行计算机数值模拟的目的和意义。首先根据零件的特征和要求，查表计算，从而设计出浇注系统和集渣包，然后应用Pro-E绘制出零件的三维立体图，其次利用华铸CAE软件模拟压铸件的充型过程。最后根据模拟的结果，分析模拟过程中出现卷气等缺陷的原因，从而改进浇注方案。经过多次的计算机模拟和方案改进，最大程度的减少缺陷，最后确定最佳的浇注方案通过对平板生产的计算机数值模拟，从而实现了科学指导生产，为今后将CAD/CAE技术进一步应用到实际生产中进行了一些尝试。关键词：平板；压铸；工艺设计；计算机模拟 Ab
2、stractThis paper reviews the characteristics of the die casting process design, development status and future development trends ，Discussed the application of computer technology in die-casting,analysis of the casting to the purpose and significance of the computer numerical simulation.First accordi
3、ng to the characteristics and requirements of the parts ,Look-up table calculation, To design the gating system and set dross , application of Pro-E drawing three-dimensional map of the parts .Secondly, the use of HZ CAE software to simulate the die casting filling process. Finally, according to the
4、 simulation results ，Analysis of the simulation volume and gas and other reasons for the defects, thus improving the casting program 。After a number of computer simulations and program improvement, the greatest degree of defect reduction, and finally to determine the best casting 。 By the computer n
5、umerical simulation of flat-panel production ，In order to achieve a scientific guide the production ，CAD / CAE technology will be further applied to the actual production of a number of attempts. Keywords: tablet; die-casting; process design; computer simulation 摘要1第一章 绪论31.1 压铸的基本概念31.2我国铝合金压铸的发展历史
6、、现状31.3压铸产业发展的趋势41.4铝合金的特点51.5压力铸造的特点61.6压力铸造CAE技术61.7压铸工艺设计的意义和内容71.7.1压铸工艺设计的意义71.7.2压铸工艺设计的内容7第二章 压铸铝合金平板件工艺设计82.1 铸件立体图82.2对零件图进行分析92.3压铸件的精度102.3.1压铸件的尺寸公差102.3.2 铸孔102.4铸件分型面的确定102.4.1 分型面的类型102.4.2分型面选择基本原则112.4.3平板件分型面选择112.5浇注系统的设计122.5.1内浇口的设计132.5.2横浇道的设计152.5.3直浇道的设计172.6溢流槽的设计19第三章：计算机数
7、值模拟223.1计算机辅助设计(CAD)技术及常用CAD软件223.2 Pro/E的功能简介22 3.3 Pro/E三维建模过程233.4华铸CAE的功能简介233.5 第一套方案数值模拟分析253.5.1 几何模型的建立263.5.2第一套方案模拟结果26第四章 浇注方案的优化294.1针对方案一出现的缺陷作出以下分析：294.2方案二数值模拟结果304.3 方案评估32第五章 结论33致 谢34参考文献35第一章 绪论1.1 压铸的基本概念压铸是将熔融状态或半熔融状态的合金浇压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模的型腔内，并在高压下使熔融合金冷却凝因而成形的高效益、高效率
8、的精密铸造方法。高压力和高速度是压铸时熔融合金填充成形的两大特点，也是压铸与其它铸造成形方法最根本的区别所在。压铸时常用压射比压在几兆至几十兆帕的范围内，甚至高达500Mpa；充填速度在0.5120 m/s范围内；充填时间很短（与铸件大小、壁厚有关），一般为0.010.2s，最短的仅有千分之几秒。此外，压铸模应具有很高的尺寸精度和很小的表面粗糙度值。由于具有以上所述特点，使得压铸件的结构、质量、性能、压铸工艺以及生产过程都具有自己的特点。1.2我国铝合金压铸的发展历史、现状近几十年来，由于铝的冶炼方法与工艺的不断改进，尤其是铝材料基础问题的突破，铝工业发展速度惊人，铝合金在交通运输、航空航天。
9、轻工建材、通讯、电子等部门获得广泛的应用。世界各国越来越重视对铝合金材料成型技术特别是压铸技术的研究开发和推广应用。汽车工业是铝合金材料的主导消费市场，同时汽车技术的发展更是促进了铝合金成型技术的研究。我国的压铸工业在近半个世纪中，从无到有，发展成为一个新兴产业。汽车、摩托车工业始终是压铸工业最大的市场，我国压铸工业受国内汽车、摩托车工业的跃升和拉动而进入一个新的发展时期。压铸件产量从1990年的14.9万吨到1997年的31.2万吨，7年间翻了一番；从1997年的31.2万吨到2002年的62.4万吨，5年间又翻了一番；2003年为70.8万吨，2004年为80万吨，年增长保持在20以上。压
10、铸件主要是铝合金件，2002年用于汽车、摩托车行业的铝合金压铸件达到41.5万吨，占当年全国压铸件产量的三分之二。我国应该明确铝合金压力铸造技术研究方向，加大投入力度，尽快形成自主产权的先进共性技术，以及其它铸造工艺，普遍形成产业规模，扭转我国铸造工艺落后、能源和资源消耗高、技术含量低、铸件附加值不高、国际竞争力不强的状况。1.3压铸产业发展的趋势由于整个压铸过程都是在压铸机上完成，因此，随着对压铸件的质量、产量和扩大应用的需求，开始对压铸设备提出新的更高的要求，传统压铸机已经不能满足这些要求，因此，新型压铸机以及新工艺、新技术应运而生。例如，为了消除压铸件内部的气孔、缩孔、缩松，改善铸件的质
11、量，出现了双冲头（或称精、速、密）压铸；为了压铸带有镶嵌件的铸件及实现真空压铸，出现了水平分型的全立式压铸机；为了提高压射速度和实现瞬时增加压射力以便对熔融合金进行有效地增压，以提高铸件的致密度，而发展了三级压射系统的压铸机。又如，在压铸生产过程中，除装备自动浇注、自动取件及自动润滑机构外，还安装成套测试仪器，对压铸过程中各工艺参数进行检测和控制。它们是压射力、压射速度的显示监控装置和合型力自动控制装置以及电子计算机的应用等。以下介绍的便是压铸行业中出现的新工艺技术。(1)真空压铸真空压铸是利用辅助设备将压铸型腔内的空气抽除且形成真空状态，并在真空状态下将金属液压铸成形的方法。其真空度通常在3
12、80600毫米汞柱的范围内，可以通过机械泵获得。而对于薄壁与复杂的铸件，真空度应该更高。由于型腔抽气技术的圆满解决，真空压铸在20世纪50年代曾盛行一时，但后来应用不多。目前，真空压铸只用于生产要求耐压、机械强度高或要求热处理的高质量零件，其今后的发展趋向是解决厚壁铸件和消除热节部位的缩孔，从而更有效地应用于可热处理和可焊接的零件。 真空压铸的特点是：显著减少了铸件中的气孔，增大了铸件的致密度，提高了铸件的力学性能，并使其可以进行热处理。消除了气孔造成的表面缺陷，改善了铸件的表面质量。可减小浇注系统和排气系统尺寸。由于现代压铸机可以在几分之一秒内抽成需要的真空度，并且随着铸型中反压力的减小，增
13、大了铸件的结晶速度，缩短了铸件在铸型中的停留时间。因此，采用真空压铸法可提高生产率10%20%.采用真空压铸时，镁合金减少了形成裂纹的可能性（裂纹时镁合金压铸时很难克服的缺陷之一，经常发生在型腔通气困难的部位），提高了它的力学性能，特别是可塑性。（2）充氧压铸 国外在分析铝合金压铸件的气泡时发现，其中气体体积分数的90%为氮气，而空气中的氮气体积分数应为80%，氧气的体积分数为20%。这说明气泡中部分氧气与铝液发生了氧化反应。因此出现了充氧压铸的新工艺。 充氧压铸是消除铝合金压铸件气孔，提高铸件质量的一个有效途径。所谓充氧压铸是在铝液充填型腔，用氧气充填压室和型腔，以置换其中的空气和其他气体，
14、当铝金属液充填时，一方面通过排气槽排出氧气，另一方面喷散的铝液与没有排除的氧气发生化学反应而产生三氧化二铝质点，分散在压铸件内部，从而消除不加氧时铸件内部形成的气孔。这种三氧化二铝质点颗粒细小，约在1m以下，其重量占铸件总重量的0.1%0.2%,不影响力学性能，并可使铸件进行热处理。（3）精速密压铸精速密压铸是一种精确地、快速的和密实的压铸方法，又称套筒双冲头压铸法。国外在20世纪60年代中期开始在压铸生产中应用这一方法。精密速压铸法在很大程度上消除了气孔和缩松这两种压铸件的基本缺陷，从而提高了压铸件的使用性能，扩大了压铸件的应用范围。 （4）半固态压铸半固态压铸是当金属液在凝固时，进行强烈的
15、搅拌，并在一定的冷却速率下获得50%左右甚至更高的固体组分浆料，并将这种浆料进行压铸的方法。1.4压铸机 压铸机就是在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型，开模后得到固体金属铸件的一系列工业铸造机械，最初用于压铸铅字。随着科学技术和工业生产的进步，尤其是随着汽车、摩托车以及家用电器等工业的发展，又从节能、节省原材料诸方面出发，压铸技术已获得极其迅速的发展。1.4.1 压铸机的分类压铸机分热压室压铸机和冷压室压铸机两大类。冷压室压铸机按其压室结构和布置方式又分卧式、立式两种形式。热压室压铸机与冷压室压铸机的合模机构是一样的，其区别在于压射、浇注机构不同。热压室压铸机的压室与熔炉紧密地连成一
16、个整体，而冷压室压铸机的压室与熔炉是分开的。 有以下基本分类：热室压铸机 、 冷室压铸机 、常规热室压铸机 、卧式热室压铸机、 立式冷室压铸机 、卧式冷室压铸机 、全立式冷室压铸机 1.4.2 压铸机的组成（1）合模机构：驱动压铸模进行合拢和开启的动作。当模具合拢后，具有足够的能力将模具锁紧，确保在压射填充的过程中模具分型面不会胀开。锁紧模具的力即称为锁模力（又称合型力），单位为千牛，是表征压铸机大小的首要参数。 （2） 压射机构：按规定的速度推送压室内的金属液，并有足够的能量使之流经模具内的浇道和内浇口，进而填充入模具型腔，随后保持一定的压力传递给正在凝固的金属液，直至形成压铸件为止。在压射
17、动作全部完成后，压射冲头返回复位。 （3） 液压系统：为压铸机的运行提供足够的动力和能量。 （4）电气控制系统：控制压铸机各机构的执行动作按预定程序运行。 （5）零部件及机座：所有零部件经过组合和装配，构成压铸机整体，并固定在机座上。（6）其他装置先进的压铸机还带有参数检测、故障报警、压铸过程监控、计算机辅助的生产信息的存储、调用、打印及其管理系统等。 （7）辅助装置：根据自动化程度配备浇料、喷涂、取件等装置。1.5铝合金的特点铝合金与其它金属材料相比具有以下特点： (1)密度小: 铝合金的密度接近2.7克/立方厘米,约为铜的1/3。 (2)强度高: 铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化
18、基体强度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。 (3)导电导热性好: 铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。 (4)耐蚀性好: 铝的表面易自然生产一层致密牢固的AL2O3保护膜，能很好的保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。 (5)易加工: 添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。1.6压力铸造的特点高压力和高速度是压铸中熔融合金充型过程的两个主要特点。压铸中常见的压射比压在几兆帕至几十兆帕范围内，有的甚至高达几百兆帕。其充型速度一般在0.5-120m/s范围内，它的充型时间很短，一般为0.
19、01-0.2s，最短的仅为千分之几秒。因此，利用这种方法生产的零件尤其独特的优点。可以得到薄壁、形状复杂但轮廓清晰的铸件。对于形状复杂，难以或不能用切削加工的零件，即使产量小，通常也会采用压铸生产。压铸件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。铸件的尺寸精度为IT12-IT11，表面粗糙度一般为3.2-0.8m，最低可达0.4m。因此，个别压铸件不需要经过机械加工或仅是个别部位加工即可使用。压铸的主要优点：(1)铸件的强度和表面粗糙度较高。由于压铸模的激冷作用，又在压力下结晶，因此压铸件表面层晶粒极细，组织致密，所以表面层的硬度和强度都比较高。(2)生产率高。压力铸造的生产周期短，一次操作的循环时间约
20、为5s-3min，这种方法适应于大批量生产。虽然压铸生产的优势很突出，但是它也有一些明显的缺点：(1)压铸件表层常存在气孔。这是由于液态合金的充型速度太快，性强中的气体很难完全排除，常以气孔形式存留在铸件中。因此一般压铸件不能进行热处理，也不适宜在高温条件下工作。这是由于加热温度高时，气孔内的气体膨胀，导致压铸件表面鼓包，影响质量与外观。(2)压铸的合金类别和牌号有限制。目前只适用于锌、铝、镁等合金的压铸。对于某一种合金类别，由于压铸时的激冷产生剧烈收缩，因此也仅限与几种牌号的压铸。(3)压铸的生产准备费用高。由于压铸机成本高，压铸模加工周期长、成本高，因此压铸工艺仅适用于大批量生产。1.7压
21、力铸造CAE技术压力铸造CAE主要包括计算机辅助铸造过程模拟、工艺设计、盈利分析及缺陷预测等内容，其中铸造过程模拟是基础和核心。目前，铸造过程模拟研究主要集中在以下4个方面(1) 充型凝固模拟。其发展趋势是辅助设计浇注系统。(2) 缩孔缩松预测。这方面铸钢件的研究已比较成熟。(3) 凝固过程应力模拟。主要针对铸件残余应力和残余变形进行模拟，而液固共存时应力场数值模拟是应力模拟的核心，也是整个铸造过程模拟的难点，主要借助有限元分析技术。国内外不少数值模拟软件已经具有应力分析的功能。(4) 凝固过程微观组织模拟。微观组织模拟是一个复杂的过程，比凝固和充型过程模拟具有更大的困难。近年来各种微观组织模
22、拟方法纷纷出现，已成为材料科学的研究热点之一。目前主要的模拟方法有确定性模拟、随机性模拟、相场模拟、介观尺度模拟方法等。现在使用的铸造过程模拟软件主要有芬兰的Cast CAE 4.0，美国的PAM-Cast Optic Cast and Flow Cast，德国的Magma soft 等，各有特点，各有侧重，但基本都可以完成充型模拟、凝固分析、残余应力和变形分析，有的也能对铸件缺陷和性能预测等内容进行分析，对铸件的显微组织分析。以上软件只要边界条件准确，分析精度基本能够达到要求。目前，国内有关低压铸造CAE技术的研究越来越多，关于其他压力铸造的却非常少。1.8压铸工艺设计的意义和内容1.8.1
23、压铸工艺设计的意义国内铝合金压铸CAE技术的研究还不成熟，在这方面的应用还比较少，尤其是在填充、凝固方面涉及的较少，还需要做大量的工作。采用CAE模拟技术，可以缩短产品试制周期、降低成本、提高材料利用率以及提高产品质量的稳定性。本文以铝合金压铸件进行压铸过程的数值模拟，通过计算机数值模拟展示铝合金液态充型的全过程，分析缺陷，改善不合理的工艺设计方案并优化主要的工艺参数，为类似铸件的进一步研究和生产提供一些借鉴和参考。1.8.2压铸工艺设计的内容 本文开展铝合金平板压铸工艺设计以及充型过程的计算机模拟研究，通过模拟研究优化压铸工艺方案和主要的工艺参数，使得铸件减少卷气，浇不足或缩孔等缺陷，达到提
24、高质量的目的，主要研究以下几个方面：介绍国内铝合金压铸行业的概况，铝合金铸件的成型方法以及CAE技术在压铸成型中的应用；平板件压铸工艺的选择和确定，主要有分型面的选择、浇注系统的设计、集渣包的设计以及其他工艺参数的确定等；利用软件对不同的压铸工艺方案进行充型模拟，并根据模拟结果分析充型过程对铸件的质量影响；优化方案，调整压铸工艺方案和主要的工艺参数。第二章 压铸铝合金平板件工艺设计2.1 铸件立体图所用零件为铝合金平板，材料为铸ZL104铸造精度为CT7，铸件的平均壁厚为8mm，其立体图如图2-1. 2-1铸件立体图铝合金平板图的具体结构尺寸如图2-2 2-2零件图2.2对零件图进行分析要从压
25、铸工艺性的观点来审视分析产品零件的合金材料、形状结构、尺寸精度及其他特点。对那些不适合压铸的因素要予以排除使其合理化。只有在必要时才采用特殊的模具结构和特殊的工艺措施。诸如形成内侧凹的活动镶件、配用真空压铸系统等。对零件图进行工艺分析，一般要注意的问题列述如下：（1）合金种类及要求的技术性能；（2）尺寸精度及形位精度；（3）壁厚、壁的连接、肋和圆角；（4）分型、出模方向与出模斜度；（5）抽芯部位、有无型芯交叉和内侧凹；（6）推出方向、推杆位置；（7）小孔、深孔、螺纹和齿的压铸；（8）铸入镶嵌件的装夹定位及金属的包覆；（9）图案、文字、符号和凸纹；（10）基准面和机械加工的部位；（11）表面外观
26、；（12）特殊质量要求。2.3压铸件的精度 2.3.1压铸件的尺寸公差 GB64l486铸件尺寸公差中规定了压力铸造生产的各种铸造金属及合金铸件的尺寸公差。此项国家标准等效采用IS08062l984铸件尺寸公差制。铸件尺寸公差的代号为CT。由于设计的零件是铝合金压铸件，故选取CT5CT7。查文献1表25可知:再根据此次设计零件的成产要求，所以公差等级选择CT7。2.3.2 铸孔 由于在实际生产中机械加工比较麻烦，而且此零件对孔的要求并不是很高，为了节省时间，所以铸件的所有孔均采用铸造的方法。2.4 压铸机的选择*本课题设计的压铸件在分型面的投影面积为？cm压铸件的重量为？kg,铝合金一般件的推
27、荐压射比压为3050MPa，这里我们取40MPa，有参考文献压铸模设计手册第50页图3-5查出，选择压铸机的主要原则是要考虑锁模力和压室的容量，我们这里采用常用的卧式冷室压铸机，其型号选用J1113G2.4铸件分型面的确定合理的确定分型面，不但能够简化压铸型的结构，还能保证铸件的质量。压铸模的分型面是指压铸模的定模和动模结合的表面。而模具上垂直于锁模力方向的结合面，即为基本分型面。2.4.1 分型面的类型各种常见的分型面类型如图3-1所示。2.4.2分型面选择基本原则（1）选在铸件最大轮廓尺寸处，以便脱模。（2）尽可能地使压铸件在开模后留在动模部分（3）有利于浇注系统、溢流排气系统的布置（4）
28、保证压铸件的尺寸精度和表面质量（5）简化模具结构、便于模具加工（6）避免压铸机承受临界载荷（7）避免使用定模抽芯机构（8）应考虑压铸合金的性能对具体的铸件，在选择分型面的时候，要全面满足这些原则是很难的，有时会发生矛盾，因此常常是满足最重要原则的情况下，再适当考虑其他问题，分清主次，选择合适的方案2.4.3平板件分型面选择由于本文所述的平板件，底面是一个大的平面，从模具的成形性和可加工性，以及平板件结构考虑，选择底面大平面作为分型面，如图2-2，这样分型则模具加工简单，出模也很方便。如此的分型面设计，有利于浇注系统和溢流系统的布置，浇口和溢流槽去除方便，铸件成型后外形美观，没有多余的留痕。综合
29、考虑到这些因素和条件，平板件的分型面就确定了。 2-2分型面2.5浇注系统的设计浇注系统是金属液在压力作用下充填型腔的通道，浇注系统的设计直接影响着金属液在模型中的流动状态以及进入型腔的位置和方向，合理的浇注系统和集渣包是获得合格铸件的重要因素。只有浇注系统确定后才能确定压铸模的总体结构。设计浇注系统需考虑的因素：压铸件结构特点技术要求合金种类及其特性压铸机类型及特点压铸模浇注系统组成直浇道、横浇道、内浇口、余料我的第一种方案5个内浇口，内浇道与横浇道一体。如图2-3 2-3 带浇注系统的零件图2.5.1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
30、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。一、内浇口位置选择依据：(1)保证金属液先充填型腔深处难以排气部位，避免过早封住分型面，使排气顺畅；(2)避免金属液正面冲击型芯和型腔；(3)少用分浇口，减少金属液汇流；(4)使流程尽量短，流向改变少；(5)考虑内浇口的去除。二、内浇口作用及设计内容：内浇口作用：根据压铸件的结构、形状、大小，将金属液以最佳流动状态引入型腔，以获得优质压铸件。设计内容：确定内浇道位置、形状和尺寸。三、内浇口设计的原则：(1)有利于压力传递，一般设在压铸件厚壁处，有利于型腔排气。(2
31、)薄壁复杂压铸件用较薄的内浇口，以保证较高的充填速度；一般结构压铸件，用较厚内浇口，使金属液流动平稳。(3)金属液进入型腔后不能正面冲击型芯，以减少动能损耗，防止型芯冲蚀。(4)应使金属液充填型腔时的流程尽可能短，以减少金属液的热量损失：(5)内浇道的数量以单道为主，以防止多道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。(6)压铸件上精度、表面粗糙度要求较高且不加工的部位，不宜设置内浇道。(7)内浇道的设置应便于切除和清理四、内浇口截面积Ag计算达伏克对内浇道截面积和压铸件质量之间的关系提出的经验公式： 式中 Ag内浇口面积（） V-压铸件的体积 由此可以得到平板件五
32、、平均壁厚b的计算查压铸模设计手册第96页b= 式中：,为各个部位的壁厚。 ,为对应部位壁厚的面积。经计算，压铸件的平均壁厚约为b=8mm。六、内浇口尺寸设计1、 内浇口厚度尺寸h计算 注意点：(1)一般0.15 hg 0.5*相连的压铸件壁厚。 (2)h过小，浇口处合金液凝固过快，铸件内部组织疏松；h 过大，铸件轮廓不清，内浇口切除困难。由于已经计算出平均壁厚b，我们通过查表2-4，并综合要注意的要点，确定内浇口厚度尺寸h=4mm 表2-4 内浇口厚度的经验数据 单位：（mm）合金 压铸件壁厚0.6-1.51.5-33-66复杂简单复杂简单复杂简单与铸件壁厚之比/%锌合金0.4-0.80.4
33、-1.00.6-1.20.8-1.51.0-2.01.5-2.020-40铝合金0.6-1.00.6-1.20.8-1.51.0-1.81.5-2.51.8-3.040-60镁合金0.6-1.00.6-1.20.8-1.51.0-1.81.5-2.51.8-3.040-60铜合金0.8-0.21.0-1.81.0-2.01.8-3.02.0-4.040-602、内浇口宽度B的计算由公式Ag=h*B得到 B=Ag/h=380/4=95mm3、内浇口长度L2L3mm 综合考虑L=3mm七、单个內浇口的尺寸第一种方案内浇口的具体尺寸为：B=20mm L=3mm h=4mm2.5.2横浇道的设计横浇道
34、是指从直浇道未端到内浇道口之间的通道。本次设计零件的横浇道选用梯形横浇道。一、横浇道的设计要点：(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现象，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)横浇道应具有一定的厚度和长度，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。(3)横浇道截面积在任何情况下都不应小于内浇口截面积。(4)模具上横浇道部分，应顺着金属液的流动方向研磨，其表面粗糙度不大于Ra0.2m。二、横浇道的形式及尺寸
35、(1)横浇道截面积的计算由压铸模设计手册第115页表4-28可知 Ar=(3-4)Ag 取Ar=3Ag式中 Ar横浇道的截面积，mm； Ag内浇口截面积，mm；由此可得每个横浇道的面积为（2）横浇道的尺寸计算 根据公式 式中 D-横交道深度或直径（mm） W-横浇道宽度（mm） Ar-横浇道截面积（） ,-系数由压铸模设计手册表4-29可查的=0.561；C2=1.331则 取D=26mm. 取W=20mm.由此可以算出每个横浇道的具体尺寸位： D=26mm，W=20mm，L=20mm三、 横浇道与内浇口的连接方式把内浇道，横浇道设置在同一模面上，内浇道，横浇道都设置在动模上，端面联接方式如图
36、2-5所示。其剖面图如图2-6所示2-5横浇道与内浇口连接方式 2-6横浇道与内浇口剖面图2.5.3直浇道的设计卧式冷室压铸机直浇道一般由压铸机上的压室和压铸模上的浇口套组成，在直浇道上的这一段称为余料。一、直浇道设计要点：（1)根据所需压射比压和压室充满度选定压室和浇口套的内径。（2)浇口套的长度一般应小于压铸机压射冲头的跟踪距离，便于余料从压室中脱出。（3)横浇道人口应开设在压室上部内径二分之二以上部位，避免金属液在重力作用下进人横浇道，提前开始凝固。（4)分流器上形成余料的凹腔其深度等于横浇道的深度，直径与浇口套相等，沿圆周的脱模斜度约5。（5)有时将压室和浇口套制成一体,形成整体式压室
37、。内孔精度好，压射时阻力小，但小，但加工较复杂，通用性差。（6)采用深导人式直浇道，可以提高压室的充满度，减小深型腔压铸模的体积，当使用整体式压室时，有利于采用标准压室或现有的压室。（7)压室和浇口套的内孔，应在热处理和精磨后，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙度不大于Ra0.2m 二、直浇道尺寸的确定 根据以上要点可以确定最佳尺寸为： D=60mm，H=30mm2.6溢流槽的设计在模型设计中必须将溢流槽和浇注系统作为一个整体来考虑。溢流槽的采用和设置是提高压铸件质量，消除局部紊流带来的缺陷的重要措施之一，有时还可以弥补由于浇注系统设计不合理而带来的铸造缺陷。其作用与效果主要决定于设置的部位，容
38、量大小以及本身的结构形式等。溢流槽的总容积不少于压铸件体积的20%，小型铸件比值应更大。本设计选择的是梯形溢流槽，如图2-7所示 2-7梯形溢流槽一、溢流槽的作用存储带有杂质和冷污的金属，也起到过渡排气的作用；容纳充填中形成的涡流和冷隔的金属液体；作为铸件存放、运输及加工时支撑、吊挂、装夹或定位的附加部分；对于分别处于动、定模型腔内的铸件，在包紧力接近相等时，为了防止铸件包紧在定模内，在动模上布置溢流槽，增大对型芯的包紧力，使铸件在开模时随动模带出；作为铸件出模时推杆推出的位置，防止铸件变形或在铸件表面留有推杆痕迹；转移缩松、缩孔、涡流裹气和冷隔部位。二、溢流槽的布置要点(1)对于金属液最先冲
39、击的部位和内浇口两侧；(2)型芯背面金属汇合处；(3)金属液最后填充的部位；(4)铸件局部厚壁处；(5)主横浇道的端部；(6)大平面上容易产生缺陷集中的部位；其他排气条件不良的部位都应该布置溢流槽。三、溢流槽尺寸设计根据推荐的梯形溢流槽尺寸数据可以查出符合本零件的每个溢流槽尺寸为A=35mm，a=6mm，H=14mm，c=2mm，b=10mm，B=35mm，A 溢流槽长度B 溢流槽宽度a溢流口长度b溢流口宽度c溢流口厚度如图2-8为溢流槽的截面 2-8溢流槽截面示意图 本文采用梯形溢流槽进行设计，溢流槽布置在分型面上。为使溢流槽能充分发挥作用达到其应有的效果，不致消耗过多的金属，增加投影面积，
40、影响铸件尺寸精度，降低充填型腔的有效压力，甚至影响和打乱充填形态或引起其他反作用，应在布置溢流槽时慎重考虑。一般在模具设计时，事先在准备布置集渣包处保留一定的余地。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。因此在第一种方案中先不设置溢流槽，待确定后在更加准确的设置。图2-7为优化后的溢流槽布置方案方案 2-7溢流槽在分型面上第三章：计算机数值模拟3.1计算机辅助设计(CAD)技术及常用CAD软件计算机辅助设计(CAD：Computer Aided Design)技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析(FEA
41、)及优化设计、数控加工编程(NCP)、仿真模拟及产品数据管理等内容。随着Internet/Intranet网络和并行、高性能计算及事务处理的普及，异地、协同、虚拟设计及实时仿真也得到广泛应用。常用CAD软件:1. 国外软件: AutoCAD、Cimatron、Solidedge、UG、I-DEAS、Solidworks、Pro/ENGINEER。 2. 国内软件: CAXA电子图板和CAXA制造工程师、 开目CAD、GS-CAD98、金银花系统、高华CAD。3.2 Pro/E的功能简介本文采用的三维建模软件为Pro-EPro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。 Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决牲的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到
