阀门盖压铸文献综述
铸造文献综述

铸造文献综述概述铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。
中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。
铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。
铸造毛坯因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间.铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一。
被铸金属有:铜、铁、铝、锡、铅等,普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。
特种铸造的铸型包括:熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造等。
(原砂包括:石英砂、镁砂、锆砂、铬铁矿砂、镁橄榄石砂、兰晶石砂、石墨砂、铁砂等)。
铸造的发展中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎,战国时期的曾侯乙尊盘,西汉的透光镜,都是古代铸造的代表产品。
早期的铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具,艺术色彩浓厚。
那时的铸造工艺是与制陶工艺并行发展的,受陶器的影响很大。
中国在公元前513年,铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件-晋国铸型鼎,重约270公斤。
欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。
铸铁件的出现,扩大了铸件的应用范围。
例如在15~17世纪,德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。
18世纪的工业革命以后,蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起,铸件进入为大工业服务的新时期,铸造技术开始有了大的发展。
进入20世纪,铸造的发展速度很快,其重要因素之一是产品技术的进步,要求铸件各种机械物理性能更好,同时仍具有良好的机械加工性能;另一个原因是机械工业本身和其他工业如化工、仪表等的发展,给铸造业创造了有利的物质条件。
如检测手段的发展,保证了铸件质量的提高和稳定,并给铸造理论的发展提供了条件;电子显微镜等的发明,帮助人们深入到金属的微观世界,探查金属结晶的奥秘,研究金属凝固的理论,指导铸造生产。
压铸成形工艺及模具设计-文献综述

压铸成形工艺及模具摘要:本文简要的介绍了压铸的历史简要、压力铸造的基本理论、压铸工艺成型原理及特点、压铸件设计的形状结构要求、压铸件设计的壁厚要求、压铸件的加强筋/肋的设计要求、压铸件的圆角设计要求、压铸件设计的铸造斜度要求、压铸件的常用材料、压铸模具的常用材料以及常用压铸合金的性能和压铸合金的选取用要求。
关键字:压铸,模具,压铸件,压铸材料压铸的历史简要压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法。
最原始的压铸机于1856年问世,迄今已有近150年历史,从最早的手工压铸,到现在的全自动化计算机控制压铸,从最早的冷室压铸方法到现在的镁合金hot runner法,现代压铸已渗透到现代制造业的各个行业。
熔融金属是在高压、高速下充填铸型。
并在高压下结晶凝固形成铸件。
高压、高速是压力铸造的主要特征。
由于它具有生产效率高,工序简单。
铸件公差等级较高(常用锌合金为IT10-13,铝合金为IT11-13),表面粗糙度好(锌合金为Ra1.6-3.2,铝合金Ra3.2-6.3),机械强度大,可以省去大量的机械加工工序和设备,节约原材料等优点,现已成为世界铸造业中一个重要组成部分。
锌合金压铸开始于1890年,铝合金压铸开始于1910年,铜合金压铸开始于1911年,镁合金压铸开始于1925年。
压力铸造的基本理论一、典型的填充理论国外在30年代初期已有一些著名专家对压铸过程中金属的流转作了系统的试验研究,比较公认的有三种。
1.喷射填充理论(第一种填充理论)。
它是由德国人学者L.Ffommel于1932年根据流体力学的定律,以理想流体为基础通过实验得出,在速度、压力均保持不变的前提下,金属液进入内浇口,冲击到正对面型壁处——冲击阶段,经撞击后,金属聚集呈涡流状态,向着内浇口一端反向填充——涡流阶段。
最终填充成形。
2.全壁厚填充理论(第二种填充理论)这种理论认为:金属液通过内浇口进入型腔后,即扩张到型壁,然后沿着整个型腔截面向前填充,直到整个型腔充满为止。
阀盖铸造工艺的改进

1工艺 演变
生 产 中 曾采 取 过 的工 艺 方 案 及 其 优 缺
点 ,现 分 述于 后 。 ①立浇 三开 箱 工 艺 方案 ,质 量虽 尚可 , 查 工艺 收得率 只有 5 %~6 %( 0 O 底注 , 兰处 法 设一 暗 冒 口, 顶部 置一 明 冒 口) 。 ② 如 图 2所 示 , 一箱 两件 , 卧放 , 用一 共 只型 芯 , 型 芯 中 间向上 箱 引 出气 孔 , 用 在 共 浇 冒 口( 冒 口) 暗 。这 样 的 工 艺 方案 虽 然 生 产 率 和 工 艺 收 得 率 较 高 一 些 ,但 质量 不 稳 定 。 原 因 :一 是 型 芯 排 气 不 畅 ,易 造 成 气 孔 ;二 是 铁 水充 满 型 腔过 程 都 是 经过 法 兰 , 致 使 法 兰 热 节 处 的 温 度 提 高 , 由 冒 口到 而 法 兰 转 角 处 的热 节部 位 的补 缩 通 道 又 较 窄 较远, 补缩 不 好 , 样 法兰 处 常发 生 缩松 和 这 凹陷 , 三是 小 端热 节 处 使用 冷 铁 , 铁表 面 冷 易 吸 附 水或 氧 气 , 件也 易产 生 气 孔 。 铸 ③采 用 图 3所 示的 工 艺方案 , 方 面可 一 解 决小 端 补缩 和 气 孔 问题 ; 另一 方面 , 由于 铁 水 经 小 端 分 流 ,减 少 了 由法 兰 处 有 进 入 量 , 兰 处砂 型 受热 温 度不 高 ,因而 法 兰 的 法 缩 松 大 大 减 少 。此 外 ,工 艺 收 得 率 也 有 提
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文献综述

安全阀文献综述国内在安全阀方面的研究始于20世纪80年代初,研究内容主要集中在安全阀的动作特性上,也取得了一定的成果。
但总体上来说,研究深度还不够,尤其在安全阀内部流动方面,涉及甚少。
国外对安全阀的新一轮研究开始于20世纪70年代末。
20世纪80年代初,国外进行了新一轮研究。
Maryland大学的Sallet教授进行了可压缩流、不可压缩流和两相流的流量试验。
分别通过对二维和三维流场试验模型所得到的试验数据进行对比,并发现两种模型所反映出的定性趋势。
从90年代后期开始,CFD技术的迅猛发展,使得相关工业用阀的CFD研究也得到了发展。
尽管安全阀技术在我国的应用历史较长,但其发展却比较缓慢。
主要原因是把主要精力放在对国外定型技术的个别引进和对其产品的仿制上,忽视了技术研究与开发工作。
至今国内对于安全阀开启过程的研究工作刚刚展开;有关升力的数值模拟研究与实验数据的结果还存在较大的偏差。
总体上来说,国内在安全阀这些基础研究方面的研究深度和广度都远远落后于国外。
1.国内安全阀文献摘要从近5年的文献报告来看,目前国内的研究团队主要集中于企业和某些高校。
企业的研究侧重于安全阀的实际运作性能,结构改进,稳定性研究,故障解决方法等,对于纯理论上的研究较少;而高校对于安全阀的研究主要是硕士博士课题的研究,研究内容大多是理论上的探索,以数值模拟仿真研究居多。
本文将2012至2016年安全阀相关文献筛选整理,将精选出的35国内文献分类整理,分为五个研究方向,分别为:安全阀力学研究、结构设计、密封性研究、流场特性研究和校验与故障分析。
1.1安全阀力学研究华南理工大学硕士戴芳芳在2012年通过实验和模拟计算实现了对安全阀反冲效应的定量计算[1],同时得到了反冲力与关键结构参数之间的关系,可通过改变它们来控制反冲效应的大小,为安全阀安全、合理使用提供指导。
上海发电设备成套设计研究院周昭伟2013年对一开式排放安全阀管系实例采用等效静力法的静动态特性计算、分析和对比,获得安全阀管系的受力、应力和位移数据[2]。
HT150阀体的铸造工艺设计-毕业论文

---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印--- 摘要本文通过对灰铸铁阀体的铸造工艺方案的设计,包括浇注位置、分型面的选择,砂芯和各项铸造工艺参数的确定以及浇注系统、砂箱、芯盒、模板的设计。
根据铸件小的特点,分为一箱四件,并采用封闭式的浇注系统的方法。
通过对凝固过程的温度场和铸造缺陷的分析,对工艺进行改进,然后绘制屏分析铸造工艺图与合箱图,将数据具体化,有效地调整工艺参数,减少可能出现的铸造缺降,保证工艺的可靠性。
最后设汁出合理的铸造工艺方案。
关键词:阀体;铸造工艺设计;浇注系统;铸造工艺图.AbstractIn this paper, the casting process design of gray iron valve cover, including casting location, parting surface selection, sand core and casting process parameters determination and casting system, sand box, core box, template design. According to the characteristics of small castings, it is divided into four parts in one box, and the method of closed casting system is adopted. By analyzing the temperature field of solidification process and casting defects, the process was improved, and then the screen was drawn to analyze the casting process diagram and box diagram, and the data was materialized to effectively adjust the process parameters, reduce the possible casting loss and ensure the reliability of the process. Finally, a reasonable casting process plan was established.Key words: valve cover; Casting process design; Casting system; Casting process drawing.目录一绪论 (6)1.1概述 (7)1.2铸造行业的历史 (8)1.3国内铸造行业的现状 (8)1.4铸造工艺(技术)发展展望 (9)1.5本课题的研究内容 (10)二铸件结构的工艺性 (10)2.1零件的设计 (10)2.2铸造工艺对铸件结构的要求 (12)三铸造工艺方案的设计 (13)3.1造型和造芯方法的选择 (13)3.2浇注位置的确定 (14)3.3分型面的选择 (15)3.4砂箱中铸件的数量及排列方式 (16)四铸造工艺参数及砂芯的设计 (16)4.1铸造工艺参数的确定 (16)4.2砂芯的设计 (21)五浇注系统的设计 (22)5.1浇注系统类型的选择 (22)5.2浇注系统尺寸的确定 (22)5.3直浇道的设计 (25)5.4横浇道的设计 (25)5.5内浇道的设计 (26)5.6浇口杯的设计 (27)5.7冒口的设计 (27)5.8冷铁的设计 (27)六铸造工艺装备设计 (27)6.1模样的设计 (27)6.2模板的设计 (28)6.3芯盒的设计 (31)6.4砂箱的设计 (32)七铸件的落砂、清理及后处理 (35)7.1铸件的冷却 (35)7.2落砂 (35)7.3表面清理 (35)7.4铸件的矫形 (35)7.5铸件的缺陷修补 (36)7.6铸件的内应力消除 (36)结论与展望 (36)参考文献 (38)小结引言重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺,也称浇铸。
压铸端盖设计说明书

目录摘要Abstract1.序言2.压铸模设计概述3设计任务及要求4压铸件的工艺性分析5分型面的选择6压铸机设备的选择和校核7浇注系统及排溢系统的设计8推出机构的设计9模具成型零件的设计10模架及其零件的设计11 模具零件的机加工工艺设计12心得体会参考文献文献综述摘要压铸是制造业的一种工艺,能够成型复杂的高精度的金属制品,多用于汽车制造,机械制造等。
本课题是对端盖进行模具设计并分析加工工艺。
本文介绍了现代模具制造技术的现状及其发展方向,重点说明了铝合金零件压铸模具的设计过程。
它主要从产品左端盖的工艺分析(主要包括脱模斜度、壁厚、孔、尺寸精度和表面粗糙度、收缩率等),成型方案的确定,压铸机的选用与确定,有色金属压铸模具的几大系统(浇注系统、成型零部件、冷却系统、排气系统、导向系统等)的分析与设计,各种技术数据的校核等方面出发,详细的介绍了压铸模具设计过程中的若干问题,并简要的介绍了压铸模具零件加工过程中的相关问题。
关键词:压铸工艺分析压铸成型设备模具结构加工1序言近年,模具增长十分迅速,高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。
模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。
在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。
例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。
对模具的全面要求是:能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。
以模具使用的角度,要求高效率、自动化操作简便;从模具制造的角度,要求结构合理、制造容易、成本低廉。
作为模具专业的学生,综合检测理论在实际应用中的能力,除了平时的考试、实验测试外,更重要的是理论联系实际,即此次设计的课题为左端盖压铸模具。
本次毕业设计课题来源于生活,应用广泛,但成型难度大,模具结构较为复杂,对模具工作人员是一个很好的考验。
它能加强对压铸模具成型原理的理解,同时锻炼对压铸成型模具的设计和制造能力。
基于ug的阀盖压铸模设计
摘要基于UG的阀盖压铸模设计为了了解压铸模具的结构框架及其工作原理,所以选择了设计一个阀盖的压铸模具为切入点,并运用UG软件作为完成设计的平台。
在了解了模具的结构工艺后,在UG的平台上完成了其结构设计及虚拟装配。
在完成三维造型设计的同时也较深入的了解的压铸模的工作原理,现将一些设计过程记录在论文里。
关键字:阀盖压铸模具 UG 结构工艺结构设计AbstractThe cover die-casting die design based on UG In order to understand the structural framework and working principle of die casting mould, so chose to design a cover of die casting mould as the breakthrough point, and using the UG software as a complete design platform.After knowing the structure of the mold process, in the platform of UG completed its structure design and virtual assembly.At the completion of the three dimensional modelling design as well as the understanding of the working principle of the die-casting die now record some of the design process in the paper.Key words: cover;die casting mould;UG;The structure design;Structure technology目录第一章绪论......................................................... - 1 -1.1 课题意义...................................................... - 1 -1.1.1 压力铸造的特点............................................ - 1 -1.1.2 压铸模具设计的意义........................................ - 2 - 1.2 压铸发展历史、现状及趋势...................................... - 3 -1.2.1 压铸的发展历史............................................ - 4 -1.2.2我国压铸产业的发展 ........................................ - 4 -1.2.3 压铸产业的发展趋势........................................ - 5 - 1.3 毕业设计内容.................................................. - 7 -第二章压铸件结构分析及压铸工艺设计................................. - 8 -2.1压铸件工艺性要求................................................ - 8 - 2.1.1压铸件材料的选择............................................ - 8 - 2.1.2压铸件的结构要求............................................ - 8 - 2.2 压铸机的选择.................................................... - 9 -2.2.1 压铸机的分类及特点.......................................... - 9 -2.2.2 压铸机工作原理............................................. - 10 -2.2.3 锁模力的计算............................................... - 11 -第三章模具结构设计及工艺计算...................................... - 13 -3.1 分型面选择基本原则............................................. - 13 - 3.2 浇注系统设计................................................... - 14 -3.2.1 内浇口设计................................................. - 14 -3.2.2横浇道设计 ................................................. - 14 -3.2.3 直浇道设计................................................. - 15 -3.2.4排溢系统的设计 ............................................. - 15 - 3.3 阀盖压铸模成型零件设计....................................... - 16 -3.3.1成型零件的结构形式 ....................................... - 16 -3.3.2成型零件尺寸的确定 ......................................... - 17 - 3.4 压铸模侧抽芯机构的设计......................................... - 20 -3.4.1 侧抽芯机构的分类........................................... - 20 -3.4.2侧抽芯机构的动作过程 ....................................... - 20 -3.4.3抽芯力 ..................................................... - 21 -3.4.4斜销的设计 ................................................. - 23 -3.4.5侧滑块的设计 ............................................... - 24 -3.4.6侧滑块的锁紧装置 ........................................... - 25 - 3.5 阀盖压铸模模体设计............................................. - 26 -3.5.1模体的基本类型 ............................................. - 26 -3.5.2模体尺寸的估算 ............................................. - 26 - 3.6 阀盖压铸模推出机构的设计...................................... - 27 -3.6.1推出机构的组成 ............................................. - 28 -3.6.2推出机构的分类 ............................................. - 28 -3.6.3脱模推出力的计算 ........................................... - 28 -第四章三维模型的实现及虚拟装配..................................... - 31 -4.1三维模型的实现................................................. - 31 - 4.2虚拟装配....................................................... - 33 -4.2.1建立装配模型树 ............................................. - 33 -4.2.2进入虚拟装配 ............................................... - 33 -第五章创建二维工程图............................................... - 37 - 5.1关于UG制图功能................................................ - 37 - 5.2二维工程图创建及导出实例....................................... - 37 - 总结................................................................ - 39 - 致谢................................................................ - 41 -参考文献 (42)第一章绪论1.1 课题意义鉴于压铸产业的发展对国民经济和制造业的发展壮大有着越来越大的影响,而压铸模具又是生产压铸件的关键工具之一,所以本此设计内容主要是研究压铸模具的设计。
【文献综述】塑料压力盖模具设计与制造
文献综述机械设计制造及其自动化塑料压力盖模具设计与制造一、前言模具工业是国民经济的基础产业,模具工业的发展水平标志着一个国家的工业化水平和产品的开发能力。
近年来,塑料模具工业发展迅速,体现在模具产品向着大型化、精密化、复杂化的方向发展,综合技术含量不断提高以及模具制造周期不断缩短[1]。
但与国外塑料模具的先进水平相比,依然存在一定差距。
在我国,塑料模具发展不平衡,总体水平较低、工艺装备落后,组织协调能力差、大多数企业开发能力弱、供需矛盾短期内难以缓解、体制和人才问题的解决尚需时日[2]。
与传统的机械设计相比,模具设计又有自己的特点。
主要体现在模具是用于批量生产的基础设备,其加工的产品一般为最终产品,模具型腔必须要有拔模模角以及圆弧过度,专业化程度高。
在整个产业链大批量生产中, 设计、制造模具代表着重要的环节,因为几乎所有零件的生产过程,都使用了模具。
因此,质量、成本和订货至交货的时间模具模具和生产的经济影响了大量的组件,组件和组件,尤其是在汽车工业。
因此,模具制造商被迫制定和实施最新技术和工艺设计部分包括过程建模快速、快速成型、模具,优化刀具路径生成和高速切削加工、机械切削工具、表面涂装和维修以及误差修正和电火花加工等[3]。
模具设计一般都是借助于CAD/CAM软件。
比较常用的有AutoCAD ,UG, Pro/E 以及Solid works。
2l世纪模具制造行业追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计周期及制造周期,降低生产成本、最大限度的提高模具制造业的应变能力.满足用户需求。
随着各种CAD/CAM软件的越发成熟,模具产业将会不断的向着集成化、智能化、柔性化和网络化发展[4】。
二、研究动态及现状塑料具有密度小、质量轻而强度高、刚度大、绝缘性着色性好、成型方便等优点,成为20世纪发展最快材料之一。
模具材料的研究开发、强韧化处理,特别是新型材料的开发和引进对模具行业的发展注人了新的活力。
目前模具的寿命分为五等,分别为100万次以上、50-100万次、30-50万次、10-30万次和10万次以下。
高压开关设备中铝合金铸造工艺发展综述_张猛
ZHANG Meng,CHEN Li-fen
(Xi’an XD Switchgear Electric Co., Ltd.,Xi’an 710077,China)
Abstract: Through the several decades of development of casting technology in high-voltage switchgear, this paper narrated the developing history of casting industry of Chinese high-voltage switchgear field, indicated the challenge and opportunities China’s reform had brought to Chinese enterprises and technicians. Furthermore,it made the casting professional technicians starting the exploration for the casting technology of casting aluminum alloy components in high-voltage switchgear industry from preliminary stage to mature stage. Moreover, it summarized the key points of the casting technological design and developing application process of different types of components of casting aluminum silicon alloy,and also pointed out the future development trends. Key words: high-voltage switchgear;casting aluminium alloy technology;development process and prospect
阀门盖压铸文献综述
.课题来源、目的和意义1.1课题来源本课题来自东风(十堰)有色铸件有限公司,该公司是集压铸生产、机械加工、表面处理、模具制造为一体的多元化企业,主要从事有色金属压铸件的生产与深加工、模具和工装的设计与制造等,其产品以汽车类压铸件为主,合金种类有锌、铝、镁合金以及少量的铜合金。
该公司的主要客户有东风汽车公司、神龙汽车公司、康明斯公司等。
该阀盖是汽车制动系统上的重要零件,材料为铝合金,其结构如图1所示。
图1 阀盖模型1.2目的及意义压铸是一种合金液在高压作用下高速填充型腔,并在高压下凝固形成铸件的特殊铸造方法,主要用于有色金属,如锌合金、铝合金、镁合金、铜合金等。
其主要特点是高压和高速,常用压力为数十甚至上百兆帕,填充速度(内浇口速度)约为16~80米/秒,金属液填充模具型腔的时间极短,约为0.01~0.2秒。
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,压铸在在制造业尤其是规模化产业获得了广泛的应用和迅速的发展。
就世界范围而言,压铸业发展的主要推动力是汽车业的发展,这是由于汽车生产商追求整车轻量化的原因。
由于铝的质量比较轻,在汽车业中,铝合金是应用最广泛、发展最快的轻金属。
铝合金在汽车工业中的应用以压铸为主要工艺,压铸占全部铸造方法的 55%左右。
我国铝合金压铸件占主导地位,其应用范围正在不断扩大,年产量持续上升。
过去,铝合金铸件多用于变速箱、汽缸头、油泵、化油器等不受强烈冲击的外壳。
由于汽车需要更薄壁和更强韧的结构件,能够热处理和焊接的高品质压铸件的应用范围也越来越大,采用铝合金真空压铸的底盘结构件正在逐渐取代钢铁铸件或锻件。
伴随着汽车压铸件的功能和应用领域的不断扩大,压铸业获得了前所未有的发展机遇,市场竞争不断加剧,压铸件正在向大型化、复杂化及高性能的方向发展。
在这种情况下,必须不断提高压铸件产品质量、降低生产成本,加速新品交付周期,才能提升企业的核心竞争力。
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.课题来源、目的和意义1.1课题来源本课题来自东风(十堰)有色铸件有限公司,该公司是集压铸生产、机械加工、表面处理、模具制造为一体的多元化企业,主要从事有色金属压铸件的生产与深加工、模具和工装的设计与制造等,其产品以汽车类压铸件为主,合金种类有锌、铝、镁合金以及少量的铜合金。
该公司的主要客户有东风汽车公司、神龙汽车公司、康明斯公司等。
该阀盖是汽车制动系统上的重要零件,材料为铝合金,其结构如图1所示。
图1 阀盖模型1.2目的及意义压铸是一种合金液在高压作用下高速填充型腔,并在高压下凝固形成铸件的特殊铸造方法,主要用于有色金属,如锌合金、铝合金、镁合金、铜合金等。
其主要特点是高压和高速,常用压力为数十甚至上百兆帕,填充速度(内浇口速度)约为16~80米/秒,金属液填充模具型腔的时间极短,约为0.01~0.2秒。
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,压铸在在制造业尤其是规模化产业获得了广泛的应用和迅速的发展。
就世界范围而言,压铸业发展的主要推动力是汽车业的发展,这是由于汽车生产商追求整车轻量化的原因。
由于铝的质量比较轻,在汽车业中,铝合金是应用最广泛、发展最快的轻金属。
铝合金在汽车工业中的应用以压铸为主要工艺,压铸占全部铸造方法的 55%左右。
我国铝合金压铸件占主导地位,其应用范围正在不断扩大,年产量持续上升。
过去,铝合金铸件多用于变速箱、汽缸头、油泵、化油器等不受强烈冲击的外壳。
由于汽车需要更薄壁和更强韧的结构件,能够热处理和焊接的高品质压铸件的应用范围也越来越大,采用铝合金真空压铸的底盘结构件正在逐渐取代钢铁铸件或锻件。
伴随着汽车压铸件的功能和应用领域的不断扩大,压铸业获得了前所未有的发展机遇,市场竞争不断加剧,压铸件正在向大型化、复杂化及高性能的方向发展。
在这种情况下,必须不断提高压铸件产品质量、降低生产成本,加速新品交付周期,才能提升企业的核心竞争力。
压铸模设计在压铸生产中起着至关重要的作用,高新技术特别是计算机技术在压铸模设计中的应用明显地提高了压铸设计质量,促进了压铸业的飞速发展。
目前,压铸生产常用的计算机技术包括: CAD(计算机辅助压铸模设计技术)、CAE(计算机模拟分析技术)、CAM(计算机辅助制造技术)以及RPM(快速原型制造)等。
这些技术是改造传统生产方式的关键技术,它以计算机软件的形式,为用户提供多种有效的辅助工具,使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、压铸工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。
其中,CAD改变了压铸模设计中传统的手工画图的模式,不仅能轻松完成复杂零件的压铸模设计,拓宽了压铸件的产品范围,而且减轻了设计劳动强度,将设计人员从从繁冗的绘图和计算中解放出来,以从事更多的创造性工作。
同时,CAD 技术的应用为后续的CAM和CAE奠定了基础,从而为提高压铸模设计和加工质量,提高新品开发速度,降低压铸模设计和制造成本,缩短压铸件开发周期创造了极为有利的条件,是未来压铸模设计的发展方向本次毕业设计正是利用CAD技术来完成阀盖压铸模的设计。
通过本次毕业设计,不仅可以巩固所学的理论知识,还可以培养运用所学专业理论知识的能力,同时提高了应用Pro/E软件的能力,因而是一次很好的理论和实践相结合的锻炼机会。
本次毕业设计源于生产实际,对于我们今后从事实际技术工作有很大的帮助,有利于我们掌握压铸模设计的过程和要点,熟悉Pro/E软件在压铸模设计中的应用步骤,为日后的工作打下一个坚实的基础!2.国外压铸现状及国内压铸的发展特点2.1国外压铸业现状由于科学技术水平的提高和经济的发展,以轿车为主体的汽车工业的蓬勃发展,加速了压铸工业水平的提升。
总体来说,无论是发展中国家还是发达国家,压铸工业都是在发展中。
以美国、日本、德国等为代表的工业发达国家,虽然工业发展处于平衡或有时下降,特别是铸造业在上世纪九十年代处于产量降低时期,但由于汽车轻量化日益受到重视,许多铸铁件已被铸铝件所代替,镁铸件的生产及市场也在迅速扩大,使得压铸业的技术上平和生产规模不断上升。
美国是名符其实的压铸件生产大国,美国的压铸工业很发达,产量和技术都属全球首位。
美国压铸业的发展对全球有一定的影响,近年来保持略有增长;由于汽车工业对压铸件需求的急剧增长,在本国总体经济不景气的背景下,日本压铸取得了令人惊异的增长速度,压铸年产量不断创出新高。
德国镁压铸件的产量在大幅度的增加。
另一方面,企业之间的兼并和重组的趋势也在加剧。
为缓解竞争压力,降低成本,发达国家压铸厂家纷纷移师海外发展。
同时,国际上大型汽车厂家的零部件采购进入全球化时代。
在这种大环境中,发展中国家的压铸业获得了难得的机遇,近10年来的发展非常迅速。
中国平均年增长率在 10%以上,东南亚地区和中国台湾地区都非常活跃。
(世界各国压铸件的产量及市场状况表1)。
统计数据表明,大多数国家的铝合金压铸件占总量的70%左右,锌合金压铸件仅次于铝合金压铸件。
每个国家都是汽车制造业驱动着压铸行业,汽车业使用的压铸件不低于48%(美国),多者可达80%(日本)。
表1 世界各国压铸件的产量及市场状况注:A-铝合金;B-镁合金;C-锌合金;D-压铸厂数量;E-压铸车间数量;F-汽车;G-日用器具;H-机械工业;I-电机电器;J-电子工业;K-国防工业;L-其他。
2.2国内压铸业的发展特点我国压铸业经历了半个世纪的发展,特别是近 l0余年来,由于国民经济的高速发展,汽车、摩托车工业的突飞猛进,推动了压铸生产的迅速增长。
压铸业的市场前景持续看好,压铸企业和从业人员增多,规模扩大。
压铸件正在向大型化、复杂化、薄壁化、高性能化、高精度化以及集成化方向发展,如东风本田、东风日产以及上海皮尔伯格公司都已经实现轿车铝合金缸体的大批量生产。
压铸市场的发展,得益于压铸技术的进步。
这些先进技术的应用为高质量压铸件的大量生产创造了条件。
总的说来,我国压铸业技术的发展具有下列特点:1)、压铸设备能力提升,压铸机的自动化程度出现飞跃。
由于国内制造水平的整体提高和引进先进的计算机控制技术,我国的压铸机制造能力大幅提升,出现了许多具备较强技术实力的大型压铸机制造厂商,如深圳领威科技公司、无锡新佳盛公司等。
2)、压铸模制造水平大幅提高,压铸模制造周期缩短,压铸模使用得以延长寿命。
除了选用优秀的热作模具钢外,大型模具厂家纷纷采用数控加工、电火花、线切割和模具抛光技术来提高模具精度和表面质量,采用真空淬火等热处理工艺来提高模具的硬度和刚性。
3)、大量压铸新工艺得到应用。
为降低铸件废品率,改善压铸件的热处理性能和焊接性能,真空压铸技术、半固态技术、挤压铸造技术被应用到压铸生产中。
4)、压铸新材料的研究和应用得到推广。
一些改善了合金性能的复合材料,正在从科研院校铸件应用到企业生产实践中。
镁合金压铸的应用更是遍地开花,从熔炼、压铸、表面处理到回收再利用,形成了完整的产业链,正在产生规模化效益。
5)、CAD/CAM/CAE技术是提高压铸技术水平的重要途径,能明显提升企业的竞争力,因而得到广泛应用。
CAD/CAM技术在国内的应用日益成熟,CAE技术也越来越受到大型企业的重视。
6)先进的管理理念被导入到企业的日常管理中,如TS16949质量体系、丰田模式、日产模式等,加强了压铸生产过程的控制,有效地降低了企业的浪费。
3.主要研究内容及可行性分析3.1主要研究内容根据图纸,对阀盖零件进行工艺分析,并确定分型方案、浇注系统位置和大小、抽芯方案、顶出方案等。
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,完成阀盖压铸模的模具设计。
3.2可行性分析该零件是用于制动系统汽车上的铝合金零件,形状较为复杂,其结构上的特点有:一,壁薄但在一定气压下有严格的密封性要求;二,有四处小直径但深度大的通孔和两处需要加工出螺纹的铸孔;三,有两个成90°相交的铸孔需要布置侧向抽芯和镶块;四,该零件需要得到很好的冷却,局部需要设置“点通水”。
此外,该零件壁厚较均匀,避免热节,减少局部热量集中,能降低模具材料的热疲劳。
东风有色铸件公司作为从事阀类压铸件生产多年的企业,在此类零件的模具设计和生产控制方面已积累了丰富的经验。
为了做好本次设计本人查阅了大量的参考文献,从理论上做好充足的准备,进行了模具设计与制造专业学习,同时学习了材料成型原理等课程,并做过模具设计的课程设计,能熟练使用Pro/E软件进行建模、装配、开模和出图。
此外,指导本次设计的老师长期在工厂从事技术工作,有大量的实践经验,相信在我们的共同努力下,一定能做好本次设计。
4.设计方案进行工艺分析,完成铸件CAD建模和铸件图,估算出铸件体积与质量,选择压铸机,设计浇注系统、型腔镶块、导向机构模板、推出机构等,并选用材质,最后完成模具设计,输出全套图纸(其设计流程如图2)。
5.预期达到目标查阅相关文献,完成开题报告。
采用Pro/E软件,按照压铸模设计流程图完成阀盖压铸件全套模具设计,输出完整的图纸,并撰写设计说明书。
在这个过程中,巩固以往所学的理论知识,熟悉压铸模结构,掌握压铸模的设计方法和Pro/E软件在压铸模设计中的应用步骤,提高动手能力,为将来从事具体的技术工作打下良好的基础。
图2 设计流程图6.关键技术难点本次设计的阀盖零件具有形状复杂、壁薄、加工面多和气密性要求高的特点。
熔融金属进入模具型腔中,气体也随其一起进入到型腔,它不仅阻碍熔融金属的流动,而且,合金凝固后留在铸件中会形成气孔。
特别是对此类薄壁但形状复杂的零件,型腔对收缩的阻力大,其成型过程复杂,液体金属在流动过程中极易裹气好形成紊流。
铝合金材料的熔点温度高,粘模严重,流动时对型腔的冲刷和侵蚀也较严重。
而浇注系统的位置和大小是解决这些问题的关键,因为通过控制内浇口的截面尺寸可以不仅保证合金液的流向,还可以使其具有一定的流量流速和压力,零件在成型过程中表面能得到很好的冷却,形成较厚的冷凝层,这也是保证气密性的重要途径。
因此,本次设计的难点在于深刻理解浇注系统和铸件成型的关系,冷却系统和气孔、粘模的关系,合理设计浇注系统和冷却系统。
7.工作计划8.参考文献1 耿鑫明.发展中的中国压铸业. 机械制造与自动化.2004,(4):6~82 李荣德于海朋袁晓光. 压铸技术的发展与应用.2003,(8):597~6013 陈光明.压铸模CAD/CAE/CAM的研究现状与发展.铸造技术,2004,(2):148~1494 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):951~9575 SU Shifang,TANG Yulin,XU Shuang.The status of China die castingindustry.Proceedings of the third China international diecasting congress,Shenyang,2004.46 赵爱萍田蓉. 压铸铝合金制件的质量控制. 西南林学院学报,2006,(8)80~827 赖清华.压铸工艺及模具.北京:机械工业出版社,2007.7。