金属型模具设计详细说明书

目录一.零件的技术要求及材质、结构、特征分析１、零件的技术要求…………………………………………..3２、零件材质分析……………………………………………...3３、零件结构、特征分析……………………………………...4二.铸件结构的工艺性分析１、铸件壁厚……………………………………......................4２、壁的连接……………………………………......................4三.铸造工艺方案的设计1、铸造工艺方法的选择…………………………………….42、浇注位置及分型面的选择……………………………….53、机械加工初基准的选择………………………………….54、工艺参数的选择………………………………………….55、型芯的设计四.浇注系统及冒口的设计和计算１、铸件的质量计算…………………………………………..6２、浇注系统的设计………………………………………..6３、冒口的设计与计算………………………………………..7五.工艺装备的设计１、铸造机的选用…………………………………….8２、芯盒的设计…………………………………………….9六.工艺流程简图…………………………………………...14七.设计心得………………………………………………………15八.参考资料………………………………………………………16设计内容设计步骤、公式及计算备注一、零件的技术要求及材质、结构、特征分析零件名称：封闭开关外体。１、零件的技术要求拔模斜度为5度；铸件尺寸公差按HB6103—86CT10；在5kg/cm2的煤油压力下进行渗漏实验，保持五分钟不得有渗漏；铸件表面阳极化处理。２、零件的材质分析材料ZL101—T4，属铝硅系合金，比重2.66克/厘米3，线收缩率0.9—1.2%，体收缩率3.7—4.1%。气密性、流动性、抗热裂倾向优，抗缩松倾向、耐蚀性、焊接性良好，机械加工性能中等。适用的铸造方法：砂型、金属型及压铸。浇注温度为680—780℃，零件工作温度不超过200℃。３、零件结构、特征分析封闭开关外体为三通管状结构，中间小，两头大，但左右对称。管的中部有一凸台，内有螺孔（不铸出）。左右两端各有一平台及螺孔呈平行布置。铸件轮廓尺寸为260mm×104mm×80mm。加上机械加工余量后，毛坯轮廓尺寸为262.8mm×105.4mm×81.4mm。零件最大壁厚28mm，最小壁厚4mm。见零件图如下：二、铸件结构的工艺性分析从铸造工艺角度，结合零件结构特征对铸造生产方法进行选择。本设计采用金属型铸造方法。１、铸件壁厚加上机加工余量，铸件最大壁厚29.4mm，铸件最小壁厚4mm。２、壁的连接铸件的壁厚应力求均匀，铸件不同壁厚的各部分连接应采用过度连接的方法。铸件壁的交接和转弯处应做成圆角。管体两端连接处圆角半径取3mm；中端横管与大管的连接圆角半径取5mm;竖管与横管处的连接半径取10mm。详细见铸件图KS—1。三、铸造工艺方案的设计铸造工艺方案设计的内容主要有铸造工艺方法的选择，铸件浇注位置及分型面的选择，铸件初加工基准面的选择，铸造工艺设计有关工艺参数的选择等。１、铸造工艺方法的选择通过对零件的材质和结构特征分析可知，本零件的铸造工艺性能优良，采用砂型、金属型和压力铸造都可达到零件的技术要求。但结合经济合理性分析，本设计采用金属型铸造。金属型铸造２、浇注位置及分型面的选择从开型方便，有利于金属充型及补缩等多方面因素的考虑，浇注位置为管体左端面，右端面设置冒口；中间管纵向朝上布置，上设一冒口，并开设两个排气孔。因为中间管体的头部外壁增厚，为了开模取件只能左右分型。具体情况见铸造工艺简图如下3、机械加工初基准的选择铸件的三个端面均有浇冒口，但管体外表面不需加工，且左段设有直浇道，加工量大，故选三通管右段的外表面为机械加工初基准为好。4、工艺参数的选择1）机加工余量。铝合金的金属型铸造的机械加工余量等级一般为D--F，本铸件取为E级。根据最大轮廓尺寸，查《HB6103--2004》表B.2，得单面加工余量为1.4mm。2）铸件收缩率。受铸件结构影响，管体各个方向的线收缩率并不一样。轴向取1.2%，横断面取1%。RMA=1.4mmK1=1.2%K2=1%5、型芯的设计1）型芯类型。由于三通管结构抽芯比较复杂，为简化工艺采用砂芯。2）砂芯形状及个数。砂芯大体呈T字型结构，两段各用R10的圆柱截出两个孔，由于结构并不复杂，故采用一个整体砂芯。3）芯头的设计。查《航空工艺装备手册铸模设计》表2—22、2—23，取芯头长度为50mm；芯头与芯座的间隙为0.2mm。L=50mma=0.2mm四、浇注系统及冒口的设计和计算1、铸件的质量计算零件重量为0.81kg，加上机加工余量及浇冒口残余量，铸件重量大概为1.1×0.81≈0.9kg。M=0.9kg2、浇注系统的设计为了减小金属液对型芯的冲击，浇注系统采用缝隙式蛇形浇道。最小断面积计算如下：Fmin=K2G式中Fmin——浇道最小断面积（cm2）;G——铸件带浇冒口的重量（公斤）；K2——系数（厘米2/公斤）。铸件带浇冒口重量G大约为2—3倍的铸件重量，本设计取为2kg，查《航空工艺装备手册铸模设计》图2—13得K=0.35，于是得Fmin=K2G=0.7cm2于是最小断面直径D=70mm2/3.14=22mm。F=0.7cm2D=22mm3、冒口的设计与计算五、工艺装备的设计1.金属型铸造机的选用本设计采用J336H系列金属型铸造机，实物图如下：技术指标：最大模具尺寸(mm)：600×320×100/100左右开模行程(mm)：250下顶出行程(mm)：100液压系统压力(MPa)：14左右开模力/8MPa时(KN)：120下顶出力/8MPa时(KN)：195倾转力/8MPa时(KN)：80.4倾转角度：90°2、芯盒的设计六、工艺流程七、设计心得八、参考资料