1、模具工程技術(shù)基礎(chǔ)電子教案10課題編號1-5課題名稱壓鑄件的工藝性和壓鑄成形工藝條件教材版本任建偉主編、中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材模具工程技術(shù)基礎(chǔ)，北京：高等教育出版社，2002。教學(xué)目標(biāo)與要求一、 知識目標(biāo)1、掌握壓鑄件的工藝性要求； 2、掌握壓鑄成形的工藝條件。二、能力目標(biāo)1、初步學(xué)會分析壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性；2、能對壓鑄成形的工藝條件進(jìn)行定性分析。教學(xué)重點(diǎn)1、壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性；2、壓鑄成形的工藝條件的定性分析。分析學(xué)生通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對壓鑄工藝有初步的了解，但對理論性較強(qiáng)的壓鑄件的工藝性及工藝條件的理解會有一些困難。教學(xué)思路設(shè)計(jì)聯(lián)系上次課內(nèi)容及生產(chǎn)實(shí)際，運(yùn)用講解、動畫演示、討論等教學(xué)法

2、，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)資源ppt課件等。教學(xué)安排2課時(shí)教學(xué)策略：對理論性較強(qiáng)的壓鑄件的工藝性及工藝條件通過設(shè)問及分析，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，特別注重知識與生活實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系，及時(shí)歸納總結(jié)。教學(xué)過程復(fù)習(xí)：1、壓鑄工藝對合金性能的要求有哪些？2、壓鑄機(jī)的類型有哪些？它們各有什么特點(diǎn)？3、如何選擇壓鑄機(jī)的規(guī)格？導(dǎo)入新課：從普通鑄件的工藝要求引出壓鑄件的工藝性。新課內(nèi)容：一、壓鑄件的工藝性1、結(jié)構(gòu)工藝性（1）結(jié)構(gòu)形狀：壓鑄件的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)力求簡單，以簡化模具結(jié)構(gòu)。其中尤其要注意消除無法或難以進(jìn)行側(cè)向抽芯的內(nèi)部側(cè)凹，避免側(cè)向型芯和固定型芯相互交叉，盡量減少需要側(cè)向抽芯的部位。（2）壁厚：簡要分析：壓鑄

3、件壁厚過薄會在壓鑄成形時(shí)造成熔接不良、填充不良、表面缺陷增多等不足，而過厚又會產(chǎn)生內(nèi)部氣孔、縮孔和冷金屬堆聚等缺陷。壓鑄件的最小壁厚與合金種類、壓鑄件結(jié)構(gòu)和大小、壓鑄工藝條件等因素有關(guān)，表116為一般工藝條件下壓鑄件最小壁厚的推薦值。壓鑄件在工藝上的最大壁厚目前尚無明確規(guī)定，一般對中小型壓鑄件以不大于5mm為宜。壓鑄件上的壁厚應(yīng)厚薄均勻，否則會因合金液凝固速率不同而產(chǎn)生收縮變形。（3）起模斜度適宜的起模斜度不僅便于壓鑄件起模，而且有利于延長模具壽命，防止壓鑄件表面拉傷。壓鑄件有配合要求的外表面的最小起模斜度可按合金材料選取；鋅合金為10；鋁合金和鎂合金為15；銅合金為30'。內(nèi)表面的最

4、小起模斜度應(yīng)比外表面增加一倍。壓鑄件結(jié)構(gòu)允許時(shí)或非配合表面的起模斜度應(yīng)適當(dāng)增加。（4）圓角：壓鑄件上除分型面部位之外的轉(zhuǎn)角都應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角，以便合金液流動成形，減少渦流，同時(shí)又能避免壓鑄件在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中而開裂。鋅合金、鋁合金、鎂合金壓鑄件妁最小圓角半徑取R = 1 mm，銅合金取R = 2 mm。結(jié)構(gòu)允許時(shí)，壓鑄件圓角半徑可按下式計(jì)算：R=1/31/4（t1+t2）式中：R轉(zhuǎn)角內(nèi)壁圓角半徑，mm；t1、t2轉(zhuǎn)角兩側(cè)的壁厚，mm。（5）孔：簡要分析：壓鑄件上的孔徑不宜過小，并且孔深與孔徑的比例不能太大，這是因?yàn)榧?xì)而長的型芯在合金液充填時(shí)的沖擊或冷卻時(shí)的包緊力作用下會彎曲或折斷。最小孔徑、孔深

5、與孔徑的最大比值參見表1-17。壓鑄件的長方形孔和槽也應(yīng)控制其最小寬度和最大深度。（6）圖案及文字標(biāo)志：壓鑄件上的圖案、文字應(yīng)凸出壓鑄件表面0.30.5 mm，線條寬度應(yīng)大于凸出高度的1.5倍，線條間最小距離為0.3mm，起模斜度為10°15°。文字一般不應(yīng)小于5號字體。（7）螺紋和齒輪：壓鑄件上的內(nèi)螺紋一般僅鑄出底孔，壓鑄后用機(jī)械加工方法加工出螺紋。有時(shí)對于鋅合金件上大于或等于10mm的內(nèi)螺紋，鋁合金、鎂合金件上大于或等于16mm的內(nèi)螺紋也可以直接鑄出。壓鑄外螺紋時(shí)最好留有0.20.3mm的機(jī)械加工余量，外螺紋直徑一般不宜小于6mm，采用螺紋型環(huán)成形時(shí)不宜小于12 mm。

6、螺紋的最小螺距：鋅合金件為0.75mm；鎂合金、鋁合金件為1 mm；銅合金件為1.5mm。壓鑄齒輪的最小模數(shù)：鋅合金件為0.3；鋁合金件、鎂合金件為0.5；銅合金件為1.5。（8）嵌件：壓鑄件上也可以鑲嵌入嵌件，但應(yīng)注意：嵌件上被合金包緊部分不允許有尖角；應(yīng)采用滾花、割槽、壓扁等方式使其嵌在壓鑄件上可靠固定；嵌件結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于其在模具中的固定；嵌件周圍應(yīng)有足夠壁厚的合金。2、尺寸精度壓鑄件上的自由公差按ITl4取值，要求較高的尺寸可取ITl3IT11，在較高的工藝技術(shù)條件下，鋁合金、鎂合金壓鑄件的尺寸精度可達(dá)ITl0，鋅合金壓鑄件為IT91T8。3、機(jī)械加工余量壓鑄件的表層材料質(zhì)地致密，內(nèi)部組織

7、比較疏松，因而在壓鑄后應(yīng)盡量避免再作機(jī)械加工。部分表面達(dá)不到要求而需機(jī)械加工時(shí)，應(yīng)盡可能取較小的加工余量。一般表面的機(jī)械加工余量應(yīng)控制在0.30.5 mm左右，最大不宜超過0.81.2 mm。鉸孔的余量常取0.150.25 mm。二、壓鑄成形工藝條件1、比壓壓鑄成形的壓力常用比壓表示。所謂比壓是指在合金液充填和冷凝過程中，壓射沖頭對壓室內(nèi)的合金液在單位面積上的作用力。簡要分析：增大比壓對于提高壓鑄件的致密度無疑是有益的，但過高的比壓會使模腔受到合金液的強(qiáng)烈沖刷，壓鑄件對模具的脹型力也大大增加，從而降低模具的使用壽命。因此，壓鑄成形時(shí)應(yīng)選擇合適的比壓。壓鑄合金的常用比壓參見表1l8。2、速度壓鑄

8、成形的速度有壓射速度和充填速度。（1）壓射速度：指壓射沖頭進(jìn)行壓射時(shí)的線速度。一般壓鑄機(jī)所給定的壓射速度多在0.1一7m/s范圍內(nèi)，并可在此范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。（2）充填速度：指在壓射沖頭作用下合金液充模時(shí)通過內(nèi)澆口的線速度。分析：足夠的充填速度是保證壓鑄件輪廓清晰、表面光潔的主要因素，但過高的充填速度也有弊端，例如：模腔中氣體來不及排除，先期進(jìn)入模腔的合金液呈噴霧狀充模并粘附在模腔壁上，或使壓鑄件內(nèi)部組織疏松，或使壓鑄件表面產(chǎn)生冷豆、冷隔等缺陷。合金液高速沖刷模腔壁和型芯，將嚴(yán)重降低模具壽命。充填速度一般可以通過改變壓鑄機(jī)壓射速度、壓室直徑和模具內(nèi)澆口截面尺寸等方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中主要的方式是改變

9、壓鑄機(jī)的壓射速度。在合金澆注溫度較低、壓鑄件形狀復(fù)雜、模具內(nèi)澆口尺寸較大、導(dǎo)熱性較好時(shí)，充填速度可取較小值；反之則應(yīng)取較大值。充填速度的取值還應(yīng)與比壓的取值聯(lián)系起來：對于厚壁或內(nèi)部質(zhì)量要求高的壓鑄件，應(yīng)取較低的充填速度和較高的比壓；對于薄壁和表面質(zhì)量要求高的壓鑄件，應(yīng)取較高的充填速度和較低的比壓。3、溫度（1）澆注溫度：合金的澆注溫度一般用保溫爐內(nèi)熔融合金液的溫度表示。壓鑄合金的推薦澆注溫度范圍：鋅合金為410-450；鋁合金為620-710；鎂合金為620-730 ；銅合金為910-960 。分析：澆注溫度應(yīng)該保證合金液因澆料和在壓室內(nèi)短暫停留而溫度稍有降低后，仍有良好的充填性能。在此前提下

10、應(yīng)采用較低的澆注溫度，理由是：可以減少氣體在合金液中的溶解量和充填時(shí)卷入合金的氣體，從而降低壓鑄件產(chǎn)生氣孔的可能性；可以減小合金在凝固過程中的體積收縮；可以減少合金對模具的熔蝕和粘附，延長模具壽命。（2）模具溫度：壓鑄成形時(shí)模具的溫度應(yīng)保持在一個(gè)合適的范圍之內(nèi)。壓鑄各種合金時(shí)，模具溫度的推薦范圍：鋅合金為150一200 ；鋁合金為200一300 ；鎂合金為220一300 ；銅合金為300一380。分析：模具溫度不能過低，以避免合金液因激冷而使充填條件變壞，避免模具因激熱而脹裂，避免壓鑄件產(chǎn)生較大的線收縮而開裂。模具溫度也不能過高，否則會產(chǎn)生一系列問題，例如：合金尤其是鋁合金粘模嚴(yán)重；壓鑄件在尚

11、未完全凝固的狀態(tài)下起模，容易產(chǎn)生變形；模具配合間隙較小的活動部位可能因熱膨脹而卡死。這些問題都有可能導(dǎo)致壓鑄生產(chǎn)不能順利進(jìn)行。4、時(shí)間（1）充填時(shí)間：壓鑄時(shí)合金液從進(jìn)入模腔開始到充滿模腔為止所需的時(shí)間稱為充填時(shí)間。在壓鑄件體積和模具內(nèi)澆口尺寸等條件都已明確的情況下，充填時(shí)間主要決定于充填速度。（2）保壓時(shí)間：從合金液充滿模腔到內(nèi)澆口完全凝固的這一段時(shí)間，稱為保壓時(shí)間。在保壓時(shí)間內(nèi)，壓射沖頭必須保持對壓室內(nèi)合金液或余料的壓力，使模腔中的合金液在高壓下結(jié)晶凝固，保證壓鑄件內(nèi)部組織的致密度，同時(shí)又能加強(qiáng)對壓鑄件的補(bǔ)縮作用。保壓時(shí)間一般為13s，大型或厚壁鑄件應(yīng)適當(dāng)延長。（3）冷卻時(shí)間：從保壓結(jié)束到開模取件的這一段時(shí)間，稱為冷卻時(shí)間。冷卻時(shí)間一般在幾秒到幾十秒之間，大型厚壁壓鑄件可以更長一些，具體數(shù)值應(yīng)在試模時(shí)確定。分析：足夠的冷卻時(shí)間可使壓鑄件在模具內(nèi)就具有一定的強(qiáng)度，以防止壓鑄件在開模和推出時(shí)產(chǎn)生變形或拉裂。然而，過長的冷卻時(shí)間不僅會降低生產(chǎn)率，而且有時(shí)還會帶來不良的后果。例如，脹型力增加導(dǎo)致起模困難；因合金的熱脆性而產(chǎn)生裂紋；壓鑄件收縮量改變影響壓鑄件精度。小結(jié)：1、從壓鑄件的結(jié)構(gòu)形狀、壁厚、起模