学文网铸造模具篇1
关键词：三维造型；熔模铸造；模具设计；CAD
熔模精密铸造又称失蜡铸造，可以生产出精密复杂、接近于产品最后形状，可不加工或很少加工就可直接使用的金属零件或精美工艺品，是一种近净成形的金属成形工艺，应用非常广泛[1-3]。在成形工艺过程中，首先，制作金属模具，在注蜡机上用金属模具压制出蜡模，所以熔模模具的设计与制造非常关键，不仅关系着蜡模的成型质量，而且直接影响生产率[3-5]。本文基于三维模具CAD设计技术对液压回路缸体零件结构设计，大大地提高了模具设计的质量和效率。
1零件和毛坯的三维建模
该零件为精铸件，主要由弯管、法兰、筋板、内螺纹、肋板构成。其中，在零件中的下表面有6个直径为13.8mm的通孔，两肋板侧面有两个直径为8.2mm的螺纹通孔造型过程中应用的软件为Pro/ENGI－NEERwildfire5.0.通过零件的结构特征分析，可以确定出造型的方案。对该零件的三维造型主要采用Pro/e软件进行。主要利用拉伸、镜像、扫描、创建面等命令造出外廓，用扫描先把管状形状大体画出，再在下方添加三个支出管，用拉伸去除材料打通，用倒角把内腔做平，再用圆角连接三个支管和中间主管，再用拉伸添加地面法兰盘，用拉伸去除材料把底面用个孔打通，用拉伸把肋板做出，用去除材料和扫描加工出螺纹孔再用倒角连接肋板和管的外表面，用扫描做出上端环形斜面及回转面，用圆角连接中间管和上端回转体拉伸除料除料来造出内部的接孔，打通两孔用圆角连接即完成造型。
2熔模模具结构设计
2.1分型方案
根据熔模铸造模具设计原则，在该毛坯三维结构分析的基础上进行分型面的设计。如***3所示，在Pro/Engineering模具模块进行设计，导入已建好的毛坯模型后，在毛坯的最大截面处，利用回转面建模命令建立如***3所示的主分型面；其它型芯的分型面主要采用拉伸命令实现。最后基于分型面的基础上切割体积块，形成上下模和型芯。
2.2模具结构设计
在分型成功后，设计模具的定位和夹紧元件。如***4所示，模具的上下模板由两个螺母夹紧，中间部分为水溶芯起模方向自下向上，上端为动模，水溶芯依靠模具体定位，使其与模具内壁留有零件壁厚，下端肋板在起模时容易出现断裂，因此设计起模顶出装置，两顶杆顶在肋板正面，浇注口的位置选在了分型面上。
3结束语
柴油机连接件的模具设计经开模仿真显示模具各元件间无干涉，活动部件运动位置准确，浇注系统有利于开模取件。通过使用水溶芯。将分型面选择在塑件外形中间。本零件采用两个分型面来开模，开模方式为手动开模。开模方式操作方便，符合开模要求。
参考文献：
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铸造模具篇2
关键词：间接挤压;铸造模具;设计;特点
间接挤压铸造工艺需要采用液压机这种设备，将这一工艺应用在模具结构设计中，需要考虑液压机工作的原理，由于液压机与压铸机的工作原理有着较大的差异，所以，设计人员需要了解液压机的工作原理以及特性，要保证模具结构设计的合理性，这样才能保证制件的质量，才能保证间接挤压铸造模具设计的应用效果。
1 间接挤压铸造的优点
间接挤压铸造是一种新的铸造方式，其与直接挤压铸造方式相比，有着较多的优点，采用间接挤压铸造工艺制作出的工件，壁厚更薄，而且结构更加复杂。间接挤压铸造工艺在工业生产中有着广泛的应用，在选择铸造工艺时，需要结合制件的特点，而且需要保证制件的使用功能。应用间接挤压铸造工艺，需要不断的对其进行优化，为了提高工作的效率，技术人员需要降低模具的复杂程度，要保证制件工艺操作的简便性，这样才能促进工业生产。相关技术利用改变制件局部结构的方式，有效的提高了挤压铸造工艺的适用性，扩大了间接挤压铸造工艺的应用范围。
在工业生产中，相关技术人员需要控制制件壁厚的大小，采用间接挤压铸造技术，制成的工件壁厚比较薄，但是这会增加工件成型时的金属液的流动阻力，不利于保证制件的质量，而且不利于降低铸造工艺生产的成本。如果制件的壁厚比较厚，又会消耗过多的金属资源，会延长制件成型的时间，不利于提高工业生产的效率。所以，在应用间接挤压铸造技术时，一定要合理控制制件的厚度。要优化模具结构的设计，还要了解液压机的工作原理，控制挤压充填的速度，改善挤压铸造的缺陷，从而提高工件铸造的质量。
2 间接挤压铸造模具设计的流程
在应用间接挤压铸造工艺进行模具设计时，需要考虑影响设计质量的因素，比如设计人员的技术水平、设计的风格、设计人员对模具设计的熟练操作程度等。在间接挤压铸造模具设计时，还需要按照一定流程进行操作，这样可以有效的提高设计的质量。下面笔者结合自身经验，对间接挤压铸造模具设计的流程进行简单的介绍：
第一，了解并熟悉零件实物或者零件***纸，并据此进行工艺分析。需要了解并熟悉的主要内容有：结构特点、材料特性、尺寸精度、壁厚、圆角、孔等，并对以上内容进行分析。第二，基于以上分析来选取分模面和浇道的位置。第三，压机规格及压室容量的确定。主要内容包括，确定胀型力、压机行程、锁模力以及压室容量等。第四，成型条件的确定。需要明确的具体内容包括：速度参数、温度参数、时间参数以及压力参数。第五，模具结构的确定。具体需要确定的内容有：模体部分、导向部分、吊装部分、成型部分、抽芯机构、浇注系统、推出或卸料机构、排溢系统、冷却系统以及加热系统等。
3 对挤压铸件结构工艺性分析
与直接式挤压铸造相比，间接式挤压铸造优点之一就是能制出结构较复杂、壁厚较薄的制件。实际生产中并非所有零件开始都适合用挤压铸造方法生产，但在不影响使用的情况下，通过改变制件的局部结构，可方便生产，降低模具复杂程度，使其更适合用挤压铸造方法生产。壁厚大小对制件的成型性影响很大，壁厚过小则成型时流动阻力大，对大型复杂制件就难以充满型腔，即便能够成型，制件的质量也难以保证，不如采用压铸工艺生产来得经济，而壁厚过大则浪费原料，增加成本，而且会增加成型时间和冷却时间，降低生产率，还容易产生缩孔、缩松等缺陷。在制件的截面形状急剧变化的部位，如厚与薄的交接处，两个相交面的接合处等，一般都是应力集中的部位，必须把这些应力集中的尖角部位做成圆角，以分散其应力，避免在模具和制件上因应力集中而产生裂纹。
在分析制件工艺性时脱模斜度也应引起重视，此参数若选取不合理往往会造成制件拉伤或损坏，脱模斜度的大小取决于合金性质及制件壁厚，高熔点合金及收缩率大的合金制件，脱模斜度较大些;制件壁厚越大，合金对型芯的包紧力也越大，脱模斜度也要求大些，制件外壁的脱模斜度小于内壁的脱模斜度，一般可取内壁的一半。在零件***中未注公差一般均可按IT12级制定。从***纸要求的材料来判断零件材料的成型工艺性和收缩率等。
4 间接挤压铸造模具的技术要求
4.1 模具装配的技术要求
4.1.1 定模或动模的分模面与底板表面之间的平行度误差不要超过表1的误差值。
表1 平行度误差值
4.1.2 分模面上的镶块应保持密合，局部地方的间隙不得超过0.05 mm，而且镶块不得低于套板平面，一般应高出套板平面0.05mm以下。
4.1.3 导柱导套与分模面之间的垂直度，允许误差在200mm长度内不得超过0.05mm。
4.1.4 推杆在推杆固定板中应能灵活转动，轴向间隙不大于0.10mm，复位杆不得高出分模面。
4.1.5 所有活动部分，如导柱与导套的配合，斜销与滑块的配合，型芯推杆、复位杆、卸料扳等动作应灵活可靠，不得有啮合卡死现象。
4.1.6 滑块在开模后应定位可靠。合模时，滑块斜面与楔紧块的斜面应压紧，且具有一定的预应力。
4.2 模具外形和安装尺寸的技术要求
4.2.1 各模板的边缘应倒角或倒圆，安装面应光滑平整，不应有突出的螺钉头、销钉、毛剌等。
4.2.2 分模面上所有制造过程中的工艺孔、螺钉孔都应阻塞，并且与分模面平齐。
4.2.3 安装部位的尺寸，如∪型槽或压边应符合所选用压机规格，在动、定模上应分别设计吊装用螺钉孔。
结束语
间接挤压铸造工艺在工业生产中有着良好的应用，其可以提高制件的质量，可以生产出壁厚更薄、结构更加复杂的工件材料。在应用间接挤压铸造工艺时，需要了解液压机的工作原理，还需要对制件局部结构进行改造，这也有利于提高工业企业的经济效益，可以控制工业生产的成本。间接挤压铸造模具设计有着一定特点，相关技术人员需要掌握模具设计的技巧，还要掌握挤压铸造工艺的特点，对模具结构的参数进行调整，对模具结构进行优化，这样才能保证间接挤压铸造工艺更好的应用在工业模具设计与工件生产中。
参考文献
[1]陈P，李智丽.关于间接挤压铸造模具设计的分析和探讨[J].科技创新导报，2011（34）.
[2]赵章焰，罗继相，骆国建，***.挤压铸造模具结构的运动仿真技术研究[J].特种铸造及有色合金，2009（6）.
[3]罗继相.间接挤压铸造模具设计特点及研究[J].特种铸造及有色合金，2009（S1）.
铸造模具篇3
【关键字】金属型铸造模具技术；发展趋势；深入研究和阐述
中***分类号：TG2 文献标识码：A 文章编号：
1前言
对于工业生产行业而言，其模具技术的先进与否已经逐渐成为其行业发展水平的一个重要的衡量指标。而在铸造模具中，金属型铸造模具最具发展需求，并且其铸造过程较为复杂。而金属型模具本身具有较高的导热性能，这样就可以使铸件能够快速的进行冷却并且形成较细的晶体，这样就使得其生产效率得到了有效的提高。因此，对于金属型铸造模具技术的发展的研究对于工业生产的发展具有深远的意义。
2对于金属型铸造模具技术发展趋势的分析
2.1对于顺序凝固精确控温技术的分析
在进行模具的铸造过程中，温度控制的问题一直是主要的问题。就目前而言，对温度进行控制的主要方法通常是靠经验和感觉来进行估计，因此，工业生产工艺的程度直接受到了工人技术水平和经验的高低影响，这样就使得产品在进行生产的过程中存在着很大的风险性，对于温度的控制也存在着不可预知性。这样也就使得产品生产的质量和水平都达不到预期的标准。随着金属型铸造模具技术的广泛应用，只有将先进的现代控制技术和科学技术水平与金属型铸造模具进行合理的结合，这样才能够从根本上提高产品生产的效率和质量水平。主要通过在模具的各个部位设置温度传感器和控温的元件，这样通过在工控机的控制之下就能够有效并且准确的对模具的温度进行实时的监控和管理。通过这种技术的使用，不但可以在工艺上满足一般的需求，并且还可以对晶粒的生长进行有效的控制，还可以满足一切特殊部件的力学性能以及物理性能的要求。
2.2对于快速凝固技术的分析
一般来说，对于金属型铸造的冷却速度要保持在一定的速度之下，而铸件的冷凝速度很短，这样晶粒的生长就会变得比较粗大，从而就容易出现偏析的现象。对于性能要求相对较高的零件就只能利用热处理的方法来改变组织。如果要加快其冷凝的速度就必须的进行降温，但是如果进行了降温又会阻碍浇铸的速度，这样就产生一种矛盾。针对这种情况，就出现了快速凝固技术，这种技术不但解决了出现的矛盾问题，而且还能够有效的增强逐渐的强度和韧性。这种技术结构简单，其主要就是在金属型铸造模具的型腔距离较近的地方设置多一些的冷却水，在开模的时候就先关闭冷却水，并且要用专用的感应加热板对其进行快速的加热，使铸件达到所需的温度之后，要进行迅速的浇铸并且合模，此刻应及时的进行打开冷却水的开关进行快速的冷却降温。这样就能够做到既进行了良好的浇铸又可以进行良好的冷凝。
2.3对于复合型材料铸造技术的分析
机械产品的性能随着科学技术水平的提升而变得越来越高，这样也就使得对铸造零件的性能要求变得越来越高。因此，要不断的提高浇筑零件的性能，通常都是通过在金属材料中加入一定的材料用来增强金属材料的性能。这种添加材料之后的金属材料就为复合型材料。而这种材料受到了越来越多生产行业的需求。这种复合材料具有很强的抗疲劳性，而且具有很高的强度，这样也就是的复合型材料的铸造技术得到了广泛的应用。
2.4对于半固态金属铸造技术的分析
所谓半固态金属铸造技术，指的就是通过对正在进行凝固的金属进行强烈的 搅拌，使得较为普通的铸造中就比较容易形成树枝晶网络骨架，而这种骨架就比较容易被打碎因而可以形成一种分散的颗粒形状的组织形态，这种形态就是半固态金属液体，然后再进行铸造。对于半固态金属液而言，其具有流动性，因此在进行铸造的时候就比较容易变形，也正因为这样其容易形成形状复杂的工件。这种铸件同时又能够摒弃传统铸件的缩孔、缩裂的现象。除此之外，这种铸件形成的温度相对较低，并且其模具所具有的寿命比较长，从而有效的改善了其生产的条件。
2.5对于模具新材料技术和新制造技术的分析
就目前而言，通常都是采用铸铁来进行金属型铸模的制造，并且通过机械加工的方法对模具进行制作。这样就使得费用相对较高，因此，研发新型的铸造技术就显得尤为重要。而现在比较受欢迎的就是蠕墨铸铁的技术，这种技术的抗拉性相对较强，并且刚度较硬、抗疲劳性较强、导热性较好、易于对其进行控温。除此之外，蠕墨铸铁的技术的导热率相对较高，这样就会使得其模具的内外温差相对减小，温差较小就会使得膨胀差变小，膨胀差变小热应力就会变得很小，这样就可以有效的延长模具的使用寿命。在模具制造之前，要通过添加胀缩系数来进行模型的制造，然后再通过模型制造出陶瓷型，之后在通过陶瓷型制造出蠕墨铸铁的模型。
2.6对于快速制造铸件和铸模快速验证技术的分析
在进行产品的设计实验工作中，需要用到铸造零件。而就目前而言，只有两种技术方法来制造铸造样品，即翻砂法制造和整块坯料切削法。但是这两种方法花费的成本较高，而且还具有不可预知性。而现在所使用的快速原型机通常上都不能形成真正的金属零件，因此要想获得真正的金属零件，通常都是先将其制作成蜡质的模型，然后再通过熔模制造法将所需的零件制出。这种方法所需要的周期较长，而且不是所有的快速原型机都能够进行制造这种零件。虽然可以通过使用快速原型机烧结覆膜砂的砂型进行制造铸件的样品，但是这种方法依然存在着很大的缺陷，因为能烧结覆膜砂砂型的快速原型机本身就很少，并且覆膜砂对于设备的损伤相对较大。
若通过快速原型机来制作出塑料的砂型盒，然后再通过砂型盒制造出砂型，这样就能够在很短的时间内制作出大量的铸件，有效的增加了产量。这种方法不但可以在短时间内制造出很多的铸件，而且还可以对浇铸、排溢以及补缩系统的设计合理性进行有效的检验。虽然目前主要使用的流体充型模拟软件能够对浇铸充型的整个过程进行形象具体的模拟，但是计算机的模拟程度再高也存在一定的局限性。如果采用砂型盒制作出的砂型进行铸件的浇铸，这样就可以进行充分全面的检验，从而能够及时的发现问题并且及时的进行解决和修改，通过这种实时的监控，能够有效的保证整个过程的完善性。并且采用这种方法还能够有效的降低成本费用，成功率相对较高。
3结束语
随着我国经济建设的不断推进，科学技术水平的不断提升，铸造模具技术已经在我国国民经济中的各行各业有了广泛的发展。尤其是对于金属铸造模具技术的发展，更是达到了另一个高度，这也充分说明金型属铸造模具技术对于工业生产领域发展的重要作用。因此对于金属型铸造模具技术的发展趋势进行深入的研究也对促进工业生产企业的发展有着深远的意义。金属型铸造模具技术虽然已经获得了广泛的生产，但是这种技术仍然存在这许多的不足之处，只有通过不断的科学研究和实验，针对不足之处进行科学合理的解决，只有这样才能够从根本上完善金属型铸造模具技术，进而有效的促进生产的高效性。
【参考文献】
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铸造模具篇4
侧模设计包括铸件水平分型时无法出型的凹槽部位，采用侧模可有效的解决这一问题。侧模通过底部的滑键安装在下铸型上，下好芯后，将侧模推入，铸件出型时，上铸型升起后将侧壁模抽出，便可顶出铸件。
2模型设计的特点
2.1直浇道的设计方案
水平分型大型金属型模具设计，有一些常规的设计方法通常是模型本体和浇注系统分体设计，直浇道活块安装在上模型上，浇注后先将浇口道活块撬出，然后起模，这种设计一是必须保证活块撬出时有足够的上升空间，二是撬出时有足够的力量（因为出型时浇口道已经凝固）。本设计由于受到浇注机的限制，上模型距浇注机联接板的高度小于浇口道的高度，无法实现活块取出，因此，设计时浇口道活块外形采用反斜度出型结构，浇口道内腔仍采用正斜度设计，以保证正常的充型。设计时为保证活块的定位准确，在下铸型留出一个深度为10mm的定位槽。浇口道活块分成两个半圆柱体，合型前将两半圆柱体合紧，放置在下铸型的定位槽处，为便于活块的取出，在两半圆的结合面处留有两个撬口，便于活块的取出。合型时利用上模型的配合斜度将浇道活块挤紧，出型后活块留在下铸型上，撬动活动支口，就会方便的将活块撬出，和浇道分离。
2.2补缩冒口的设计
采用水平分型设计的模型，有1个共同的难题，就是铸件厚大部分冒口的布置和补缩效果不容易实现，有时为了加强补缩，往往采用加大冒口降低工艺出品率来实现。原因是水平分型的冒口必须和铸型出模方向一致，必须是反斜度设计才能实现，出型反斜度的设计往往是冒口的截面积向上逐渐缩小，其结果是补缩效果由上到下逐渐减弱，难以形成有效的补缩通道。为解决这一难题采用了铸型和型芯之间的斜度差来实现，也就是外型设计的斜度尽量小，而芯子的斜度尽量大，这样形成一个外型和芯子的斜度比差，斜度比差形成一个上大下小的补缩范围，实现了对铸件的有效补缩。由于铸件底部的“+”字形油道处热节很大，易产生缩松，外型很难设置冒口。便想办法在内腔芯中增加了4个暗冒口进行补缩，效果非常明显。
2.3反压顶出设计
一般的水平分型设计尽可能的将附着力大的一侧放置在下铸型内，这样做的目的是保证上铸型起模后铸件能留在下铸型内，利用下铸型的顶出机构将铸件顶出。但该产品由于结构的限制，铸型上表面有很多加强筋和几处厚大部位需要补缩。而且上铸型的表面占去整个铸型面积3/5，这也就造成上铸型的附着力远远大于下铸型的附着力，加上横浇道的2/3也布置在上铸型，这就造成铸型起模时，铸件留在上铸型上，致使铸件无法取出，而现有的重力浇注机只有一个上升油缸实现上铸型的升降，而且普通浇注机也都是这种结构形式，只有一个上升油缸。为了保证铸件能顺利的留在下铸型，在浇注机上增加一个顶出油缸来解决这一难题，但现有设备既没有油缸也没有位置来安装顶出油缸，必须用其它方式来解决这一难题。为了保证铸件能顺利留在下铸型内，必须在上铸型起升时有一个相反的力作用在铸件上，才能保证铸件不被带到上铸型，解决的方法是：（1）在浇注机的运行底板上安装2根导柱，导柱固定在底板上，位置放在铸型的中心线上。（2）在上铸型上设计铸件顶出杆，顶出杆的大小、数量和位置以铸件顶出时保持平衡为主，顶出杆固定在顶杆板上。（3）设计1根反压横梁安装在顶杆板上，反压横梁和底板上的导柱利用插销联接。
2.4起模步骤
（1）浇注后把插销插入导柱和横梁插孔。（2）起模时上铸型上升，反压横梁由于受插销的限制，不能上升，而横梁作用力压在顶杆板上，使顶杆紧紧顶住铸件。（3）当铸型上升到一定高度，铸件和铸型分离，此时停止上铸型的起升，将插销拔出继续上升，铸件留在下铸型。（4）浇注小车外移离开上铸型位置，取出直浇道活块，开动下型顶出油缸，将铸件顶出
3应用和推广情况
大型金属型水平分型模具的设计同垂直分型的模具有较大的差别，垂直分型的浇注系统基本上布置在分型面上，对浇道和冒口没有特殊的要求；而对于水平分型的模具设计，除考虑模具本身的结构外，同时对铸件的出型、直浇道的出型以及冒口的补缩都有相关的要求。
3.1直浇道的其他设计
在直浇道的设计方面除去本文介绍的反斜度出型设计外，在出型高度不受限制的情况下，也可以采用直浇道合模后再放入的结构形式，只是在开模之前要先把直浇道撬出，而且一般情况要选择在直浇道没有完成凝固的情况下就撬出。
3.2冒口的其他设计
在冒口的设计方面除了本文介绍的利用模型的斜度和中间芯子的斜度差形成的截面积差，产生一个温度梯度，实现铸件的有效补缩，这种方法通常在浇注后再点冒口，效果更好，也可以采用砂芯保温冒口来实现冒口的顺序凝固，实现铸件的补缩。
3.3暗冒口的设计
在无法放置明冒口实现铸件补缩的情况下，可以采用设置暗冒口的方法进行补缩这可以取得同样的补缩效果。
3.4预留支口的设计
在铸件附着力大，浇注机的起模力不足的情况下，可以在模具设计时事先在模具的分型面上留有支口，可以借助撬杠的力量增加起模力，也可以增加一定的辅助设施来实现铸件的顶出。
4结语
金属型模具的设计不同于砂型模具设计，水平分型模具设计也不同于垂直分型模具设计。在进行水平分型砂型铸造设计时，浇注系统的设计和布置相对要容易些，浇口、冒口都可以实现正斜度设计，实现正向补缩。但是，水平分型的金属型浇注系统的设计存在一定的困难，本文介绍的水平分型大型金属模具的设计从模具结构、直浇道、横浇道、内浇道、冒口设计如何实现铸造过程和满足产品性能要求做了一些尝试，对进行大型水平分型模具的设计有一定的借鉴作用。
铸造模具篇5
关键词：汽车；覆盖件；冲压；汽车工业
中***分类号：X734.2 文献标识码：A
汽车覆盖件冲压理论和技术的发展将带来汽车工业的发展和相关领域的发展。
1 汽车锻造模具技术
1.1 概述
锻造模具的主要技术发展方向是提高模具设计水平，采用新型模具材料，使用高效高精度加工手段，以期在模具高寿命的状态下实现锻件高精度。
1.2 未来市场需求及产品
锻造技术在汽车工业中应用最为广泛，在铁路、航空、航天、船舶等工业领域的应用也在逐渐增加。预计未来国内汽车工业和其他行业仍将保持持续快速发展的态势，锻造工业也将随之持续发展，与此相伴，锻造模具的需求将会逐渐增加。
1.3 关键技术
1.3.1 锻造模具CAD/CAM/CAE 一体化技术及信息化技术
（1）现状。CAD/CAM技术已广泛应用，CAD/CAM/CAE 一体化技术应用还较少，锻造模具信息化技术鲜有使用。（2）挑战。CAD/CAM/CAE软件大部分来自国外，价格昂贵，使用不便。成形过程数值模拟技术尚需突破。（3）目标。普遍采用CAD/CAM/CAE一体化技术，精确化数值模拟替代传统工艺调试，开发出具有自主知识产权的锻造模具CAD/CAM/CAE软件，促进集成PDM、ERP、 MIS系统与Internet平台的锻造模具信息化网络技术广泛使用。
1.3.2 锻造模具延寿、快修及再制造技术
（1）现状。模具寿命较低，平均寿命热锻模6000件，温锻模4000件，冷锻模10000件，锻造模具快速修复及再制造技术刚刚起步。（2）挑战。国内模具材料技术水平还不高，热处理和表面处理技术重视程度不够，缺乏针对不同工艺条件下的模具润滑技术细致研究。（3）目标。锻造模具普遍采用真空热处理技术，按需要采用氮化、CVC、PVC等表面处理技术。热锻模采用高强高韧性耐热合金，依据变形材料、工艺、变形条件不同使用专门润滑剂，模具寿命2万件；温锻模使用专用温锻模具材料，专用温锻润滑剂，寿命1万件。冷锻模采用硬质合金甚至高韧性工业陶瓷制造，使用无公害绿色润滑剂，寿命10万件。推广锻模快修及再制造技术，使模具材料消耗大幅度减少。
1.3.3 高速、高效、高精度锻模加工技术
（1）现状。数控电火花加工和少量转速在12000r/min以上的高速加工中心。（2）挑战。锻件精度的提高要求锻造模具尺寸精度高，表面质量好，硬度高。（3）目标。开发出主轴转速100000r/min专用模具高速加工中心，锻模工作部分尺寸精度 IT4级，表面粗糙度Ra0.1，可加工硬度60HRC以上。
1.3.4 精密多功能数控有动力锻造模架技术
（1）现状。导柱导套式模架为主，导锁式模架开始使用，没有采用自动卡紧装置。（2）挑战。传统模架功能单一，导向精度差，模架无动力，无液压系统，无控制系统。（3）目标。带自动润滑的导轨式模架，导向精确。普遍采用液压自动夹紧装置，自带伺服电机驱动系统，有***控制系统，可以实现按时序顶料、飞边托举等功能。
1.3.5 精密化与复合化的辅助工序锻造模具技术
（1）现状。辊锻模、楔横轧模使用不多，辊锻工艺多为制坯辊锻，辊锻模寿命2万件左右。冲孔、切边模和热校正模分工序、分设备进行，工件经历变形——校正过程。冷精压模主要为平面精压，以矫正工件变形为主。（2）挑战。传统自由锻制坯形式效率低，能耗大，制坯精度低。冲孔、切边模热校正模分工序分设备进行使生产流程长，操作人员多，锻件质量低。平面冷精压不能提高锻件精度。（3）目标。辊锻模、楔横轧模在轴类件制坯工序中广泛使用，辊锻工艺向预成形辊锻发展，辊锻模寿命10万件。冲孔、切边、热校正等工序在一台设备上以复合模的方式完成，工件无变形。冷精压模采用体积精压，提高锻件精度1-2级。
2 汽车铸造模具技术
2.1 概述
铸造模具技术的提高，将对提高铸件质量，发展新型铸件，提高近净加工水平有重要意义。铸造模具技术的进步，将为汽车、电力、船舶、轨道交通、航空航天等国家支柱性产业提供更多精密、复杂、高质量的铸件，促进我国制造业整体水平的提升。
2.2 未来市场需求及产品
随着汽车、摩托车、航空航天等工业的高速发展，铸造模具每年以超过25%以上的速度快速增长，铸造模具技术有了很大的进步，但是以轿车铝合金发动机缸体为代表的大型、复杂压铸模具主要依靠进口。当前，正值我国汽车、摩托车工业进入高速增长期，产量连续多年大幅度增长，可以预测未来10-20年，我国铸造模具的生产仍将获得主要来自汽车工业的强劲推力而高速增长。在节能减排的背景下，黑色金属重力铸造模具增量将放缓，而铝镁合金压铸模具、低压铸造模具和挤压铸造模具将大幅度增长。
2.3 关键技术
在未来10 - 20年时间内，铸造模具技术发展需要解决关键技术主要有：
2.3.1 CAD/CAM/CAE/CAPP 一体化技术
（1）现状。计算机辅助设计（CAD）和辅助制造（CAM）已经开始普遍应用于铸造模具行业，但是铸造过程的辅助分析（ CAE）和辅助工艺过程设计（CAPP）才刚刚起步。（2）挑战。建立合理有效的铸造过程分析模型、边界条件及参数，是铸造模具热平衡、铸造过程充型和凝固模拟技术的关键；同时，把铸造模具从订单开始，有效地通过网络化来组织生产和销售，是模具企业信息化面临的一个挑战。（3）目标。通过CAD/CAM/CAE/CAPP 一体化技术在铸造模具中的应用，大大提高铸造模具的质量、缩短制造周期。
2.3.2 高速精密数值化加工和检测技术
（1）现状。数控铣和三坐标检测技术已经广泛应用于模具加工，但高速加工刚刚起步。（2）挑战。亟须解决高速加工设备的成本、稳定性问题以及与之配套的编程和刀具问题。（3）目标。铸造模具加工精度和光洁度大大提高，加工效率提高3倍以上。
2.3.3 快速制模、快速成形以及逆向工程技术
（1）现状。快速制模、快速成形以及逆向工程技术还未在铸造模具行业广泛应用。（2）挑战。开发出低成本、高效、稳定的快速成型设备及其成型工艺是其推广关键。（3）目标。大大提高铸件和铸造模具的开发速度和开发质量。
2.3.4 高寿命模具技术
（1）现状。与国外模具相比， 国产铸造模具寿命普遍较低。（2）挑战。开发出高性能的模具新材料和有效的模具热处理、模具表面处理技术，是提高模具寿命的关键；同时，在模具制造和使用过程中考虑到铸造模具的热平衡，也有利于提高铸造模具寿命。（3）目标。使我国铸造模具的寿命与发达国家相当。
参考文献
[1]***. 汽车覆盖件模具设计基础[M].北京： 机械工业出版社.2012.
[2] 《现代模具技术》编委会.汽车覆盖件模具设计与制造[M].北京： 国防工业出版社.1998.
铸造模具篇6
关键词：铝合金轮毂；双向旋压；模具共用
中***分类号：TG335 文献标识码：A
0.引言
目前铝合金轮毂有不同的生产方法，较常见的有重力铸造、低压铸造、铸造旋压、锻造等，其中重力铸造成本较低，但组织致密性以及材料强度也较低；锻造成本较高，但组织致密性以及材料强度也较高；铸造旋压在成本略微增加的基础上使轮毂轮辋部有接近锻造圈的{强度，是性价比较高的铝合金轮毂生产方案。目前铝合金轮毂铸造旋压工艺基本都是向轮辋部内侧一个方向进行旋压（以下简称单向旋压），在此基础上，我司经过不懈的努力，终于研发成功了双向旋压成型工艺（以下简称双向旋压），取得了巨大的经济效益。
1.铝合金轮毂双向旋压工艺与单向旋压工艺对比
1.1 单向旋压和双向旋压的工艺差异
如***1、***2所示，单向旋压和双向旋压的最大区别在于传统的单向旋压通过胚料向轮毂内侧进行旋压来制作不同胎宽的轮毂，而双向旋压通过胚料向轮毂内同时进行旋压来制作不同的胎宽的轮毂，旋压设备如***3和***4所示。
1.2 双向旋压的优点
由于成型方法的不同，单向旋压相对双向旋压最大的不足之处在于轮毂如需不同深度，则需不同铸造模具进行铸造成型，其次，单向旋压由于正面耳部无旋压效果，组织致密性不够，材料强度较弱，易发生强度不足以及漏气的问题，所以通常厚度需增加，增加了材料成本的同时，增加了轮毂的整体重量。双向旋压有效弥补了双向旋压的以上不足，多个胎宽可共享同一个铸造模具，可节约大量模具M用。同时，由于旋压工艺对铝材强度的提升，可以减少轮辋前部的厚度，减少铝料成本。
（1）模具成本差异。以我司某系列轮毂为例，采用单向旋压与双向旋压方案模具，仅一个系列的轮毂即可节约50万元模具费用，2016年我司开发了7个系列的模具，节约成本约300万元，产生了极大的经济效益。
（2）减少铸件库存成本。双向旋压由于采用同一铸件旋压成为不同胎宽规格的轮毂，所以可以大大节约铸件的库存量，只需铸造一种铸件，再根据客户订单需求旋压即可，大大节约了库存费用，减少了库存风险。
（3）铝料成本差异。由于双向旋压工艺可以对轮辋前后部分进行旋压，重量上每颗轮毂可节约重量约0.15kg，以一年4万颗订单量计算，节约铝料6t，以1吨1.3万元计算，每年节约铝材成本约7.8万元。
1.3 双向旋压的缺点
双向旋压作为一种新工艺，同样也存在一些缺点，主要缺点如下：
（1）加工定位较困难。由于双向旋压轮辋部前后都经过旋压，所以轮辋部没有较可靠的定位点，目前只能通过旋压模具成型面进行定位，定位效果不是太理想，需要增加余量克服，会导致切削量增加，二次铝料增加，抵消了一部分减重带来的效益。
（2）适用的轮辋造型存在一定局限。由于双向旋压前后都需要旋压，所以适用于正面有一定深度的轮毂轮辋造型，目前设计要求正面深度至少有1英寸（25.4mm）以上。
2.轮毂成品设计以及模具设计要点
2.1 轮毂成品设计要点
（1）轮毂成品正面深度要求。为确保轮毂正面可旋压，需确保轮毂正面最小深度1英寸（25.4mm）以上，如***5所示。
（2）轮毂成品装车空间确认。由于双向旋压成品正面有一定深度，会造成轮毂背面安装刹车谷/刹车卡钳的空间相应减小，所以需特别注意轮毂成品背面装车空间的确认，根据不同的装车车型确认装车空间，如***6所示。
（3）轮毂耳部造型需考虑旋压工艺成型性能。一般要求轮毂正面耳部内侧R角在R10或以上，太小的R角会造成旋压过程中挤压不到位，造成成型不良。
（4）轮毂轮辐部分应尽量与轮辋部分垂直。双向旋压要求轮辋前后部分都通过旋压模具成型，所以特别注意轮辐部分需给旋压模具留有足够的空间，建议轮辐部分尽量与轮辋部分垂直，以便给旋压模具留出最大的设计空间。
（5）轮辐部分造型尽量选择较宽的造型，高度尽量一致。如前所述，双向旋压的定位困难，造成相对变形量较大，所以轮辐部分造型尽量选择较宽的造型，可以减少变形量，弱化变形造成的差异。尽量避免选择高低造型的轮辐，以免因变形造成高低轮辐的落差变化，影响外观。
2.2 双向旋压轮毂胚料铸造模具设计要点
（1）铸造模具设计应严格遵循铸造原理。由于双向旋压成品设计与单向旋压产品设计有所不同，模具的设计上也会有所不同，但无论何种原因，都要确保胚料厚度梯度，模具厚度梯度以及冷却梯度。以重力铸造胚料为例，重力铸造模具的基本原则是铝水要依循重力方向补缩：铸胚设计需上厚下薄，以便下方先冷却凝固，上方后冷却便于向下方补缩；模具需下厚上薄，以便下方吸收更多热量，先行凝固；冷却也需先下后上。胚料和模具厚度情况如***7所示。由于需要进行旋压成型，轮辋部分的胚料会比一般轮毂的轮辋的胚料更厚，则内侧胚料需做更厚，以保证足够的铸造梯度，方可尽量避免补缩不良造成缩孔不良以及漏气。
2.3 双向旋压轮毂旋压模具设计要点
（1）旋压模具应注意预留足够的定位面。由于双向旋压内外轮辐都进行旋压，定位面需在旋压模具上成型，旋压模具一定要预留足够的定位平面。
（2）应注意旋压模具的重量。由于旋压模具内外轮辐都需要进行旋压，所以外侧模具配件会较单向旋压模具更多，如不对模具进行轻量化设计，模具重量过重可能导致脱模力不足，最终导致旋压模具无法脱模。
（3）应较单向旋压预留更大的加工余量。由于双向旋压定位面是在旋压模具上成型的，相对于铸造面有偏差，定位效果比较差，所以需要视具体情况比单向旋压增加0.5mm～1mm的加工余量以克服定位偏差。
（4）应注意旋压模具外侧脱模角度。由于双向旋压模具外侧也要进行旋压，存在旋压模具脱模问题，而目前外侧旋压模具没有特别增加顶出机构，所以应特别注意外侧旋压模具的脱模角度。特别是立式机台，还需克服外侧旋压模具的重量，脱模力相对不足，如脱模角度太小可能造成无法脱模。
3.双向旋压发展前景展望
由于双向旋压对铝合金轮毂的轮辋内外侧均进行旋压，可通过胚料可旋压变形成不同尺寸这一特性针对性设计，甚至可以不仅不同胎宽共用一套铸造模具，不同尺寸也可以达到共用铸造模具的效果。如***8所示。
参考文献
铸造模具篇7
Abstract: The multiple missile-type hail suppression increasing water launcher is used for loading and firing rockets, which mainly consists of directional device, cylinder, rotary, ignition circuit and so on. Rotary is the most important activity joint of the rocket launcher playing the role of location adjustment, so its strength and precision must be guaranteed. This paper will introduce the design and application of moulds in launcher rotary manufacturing process after the introductions about the rocket directional device mould and rocket launcher cylinder mould..
关键词: 火箭发射架;模具;介绍
Key words: rocket launcher;mould;introduce
中***分类号:TJ7文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)16-0113-02
0引言
多种弹型防雹增水火箭发射架是******自治区人工影响天气办公室研发的用于人工影响天气火箭防雹、增水作业的专用装备。自2005年问世以来,由于性能稳定可靠,具有“一架多弹”、车载流动作业与地面固定作业兼容的特点,而得广泛推广应用。为了保证该发射架的重要部件加工数据精准、互换和装配的一致性以及大批量生产的需要,采用模具设计进行加工生产是非常重要的。发射架回转盘安装于上筒体与下筒体之间,载着整个发射架定向器重量和火箭作业时的反作用力,部件受压力、扭力重,加工精度要求高。所以在整个生产过程中专为此设计了生产加工模具,保证了此部件的加工精度和工艺要求。
1模具介绍和使用方法
1.1 回转盘上、下盘球磨铸铁铸造模具回转盘由上盖盘和下底盘组成,用球磨铸铁铸造,然后加工而成,实物如***1所示,回转盘上盖盘和下底盘分解如***2所示。
因为是铸件,应首先设计制作铸造模具。前期回转盘是用铸铁铸造,材质刚性不强。上盖盘压力轴承直径100mm,下底盘中心穿轴直径70mm,在实际作业中出现了回转盘断裂、上下底盘与上盖盘结合松动,导致整个定向器摇晃。此次改进,回转盘材质用球磨铸铁,上盖盘压力轴承直径变为170mm。铸造模具如***3所示;下底盘中心穿轴直径加粗为103mm,铸造模具如***4所示。这两个铸造模具设计时有考虑实际铸造时的气孔等细节。
1.2 回转盘钻孔模具回转盘钻孔模具方位旋转机构安装模具,主要是保证回转盘下底盘和上盖盘上各八个螺孔位置与下筒体和上筒体各八个螺孔的位置要一致,以保证回转盘下底盘用螺丝固定在下筒体上、上盖盘安装在上筒体上。回转盘钻孔模具是用等分的方法,分别找出下底盘、上盖盘、下筒体、上筒体八个孔的位置。因为这四个部件上的八个孔都是用同一种模具确定的,所以安装起来比较方便。模具用45号钢宽为50mm的钢板焊接成Φ412mm的圆圈。内焊十字架,防止钢圈变型。在钢圈上以45℃为准定出定位销位置,在0℃焊接一个上部有孔的三角形钢件,这个孔就是用来确定上述四个部件的八个孔的位置,模具设计如***5示。同时可将模具套装在下底盘上,其十字架对齐下底盘十字架,对准三角形钢件上部孔光钻一个孔。将模具旋转至定位置销孔与这个孔完全对齐,插上定位销,依次钻出其它七个孔。再将下底盘套装在下筒体上,用下底盘的八个孔的位置钻出下筒体的八个孔,上盖盘与上筒体的钻孔方法与上述一致。
1.3 上盖盘套装有方位指示度圈模具回转盘上盖盘套装有方位指示度圈,该度圈用不锈钢材料制作,方位度数电脑刻制。安装时将度圈套在如***6示的模具上,整圈加热,然后趁热取下度圈套装在上盖盘上,待度圈冷却后,就紧紧套在上盖盘上。
2结语
2.1 机械零部件加工是个复杂的过程,通过好几道工序才能完成,特别是对重要零部件的加工,满足其精度和工艺要求,使用模具是最好的方法。
2.2 模具本身的设计与制作标准非常高,除了材质外,其加工精度要高于待加工部件的精度,而且要重复使用,易操作。
2.3 利用上述模具完成的上筒体制作,满足了设计要求,装配无难度,使用效果好。
参考文献:
[1]胡中.实用机械设计手册编写组.实用机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,1995.10.
铸造模具篇8
关键词：失蜡模 精密铸造 切削加工
飞轮零件（如***1）一般的加工方法是选用圆棒料车削加工达到***样要求，用圆棒料加工飞轮不尽加工余量大，而且在加工过程中需要频繁更换刀具，既增加操作者的劳动强度，又降低了生产效率；另一种方法是用锻件坯料，虽可降低材料用量，但由于锻件毛坯锻造误差大，切削加工余量也相应较大，而且锻件在锻造过程中劳动强度大、锻造成本高，这种方法对切削加工效率也无明显提高。
***1
该零件（材料65Mn）为批量生产，需要提高生产效率，降低生产成本。
一、选择模具类型的思路分析
1.锻造模
在锻造成型中一般的锻造模不能满足要求，如果采用精密锻造模就必须要制造出坯料粗锻模和一套整形模，还需要制造一套切边模，而且零件的φ20mm孔在锻造时不便成型。
2.热挤压模
虽然热挤压模的成型性能较好，但是对用料的要求较高（毛坯用料误差要求高），否则会造成毛坯成型后薄厚不一，同样需要制造切边模进行切边。
以上两种模具的最大弱点是只适合单件生产，生产效率低，无法满足大批量生产的要求。
3.失蜡模
选用失蜡模精密铸造成型的优点有：（1）模具造型可一模二出或一模多出；（2）适合批量生产，能满足大批量生产的需要；（3）精密铸造零件的尺寸、形状稳定一致，在机加工时可采用定型件操作工艺加工，减少对刀、测量等辅助时间，能有效地提高加工效率；（4）精密铸造零件可实现加工余量最小、用量最省的目的，除预留极少的切削余量外，不会造成材料的浪费；（5）失蜡模对材料的要求没有像锻造模、热挤压模那样高；（6）65Mn材料性能稳定，采用失蜡模铸造该零件比较适合材料的性能特点。
根据以上比较，我们选用失蜡模精密铸造该零件的坯料既经济实用，又能满足该零件的各种技术要求。
二、模具设计
该产品每个面均需要经过切削加工才能达到表面粗糙度值Ra3.2。Ra3.2粗糙度值经过精车即可保证，故在模具设计时要将每个加工面的余量放大0.5mm（单边）。φ20mm孔内表面粗糙度值Ra1.6，用车削加工难以保证其表面质量，故φ20mm孔留1mm余量（单边）。精车后由磨削加工保证φ20mm孔的尺寸精度与表面粗糙度要求。8-φ10mm孔的成型在模具设计时不予考虑。模具设计思路基于以下几点。
第一，失蜡模铸造是一种精密铸造工艺，其尺寸与形状在铸造过程中处于一种稳定的状态，不会产生崩形、变形等。
第二，失蜡模铸造件的表面总会产生型砂微细颗粒形成的粗糙表面，这种表面不能满足***样表面粗糙度值Ra3.2的要求。留有0.5mm的精车余量既可以保证每个加工表面对粗糙度的加工要求，又能使每个加工表面都有充足的加工余量。
第三，65Mn材料的铸造件在机械切削加工前要进行退火处理，而且不存在由于表面层硬化而造成不利于切削的情况。
第四，8-φ10mm孔和键槽在模具设计时可以不考虑，主要是基于模具的制造成本及模具的制造难度和与机加工工艺相比的性价比问题。
三、模具的结构组成
模具结构（见***2）。
1.模具组成及作用
（1）在底板上安装一个推料套，当把底板上的活动垫板拿掉后，推压下型芯板，推料套可将蜡型从型腔中推出。同时，模具两侧的活动螺栓可以达到锁紧模具的目的。
（2）在下型芯板上形成飞轮的背部斜锥与台阶尺寸，并且作出注蜡口。
（3）在上型芯板上加工出与台阶孔相对的飞轮零件外锥体部分，安装零件内孔成型的活动芯轴，并作出注蜡口。
（4）活动抽芯的上端在上型芯板孔中滑配，下端与推料套孔作间隙配合，以确保与成型件的位置精度，当型腔注满蜡后，可以将其手动抽出。
（5）锁紧装置由螺母与螺栓组成，螺栓与底板之间采用铰链式活动连接，当活动垫块、下型芯板、上型芯板依次在底板上装配组合后，螺母在螺栓上旋紧即可锁紧整个模具。
2.蜡型成型过程与特点
（1）注蜡嘴与上型芯板注蜡口锥型孔锥面相吻合。注蜡使型腔充满蜡料达到成型的目的，待液态蜡冷却成固态蜡型后，抽出活动抽芯，松开锁紧螺母，拿出上型芯板，割断注蜡口余料，抽出活动垫块，把下型芯板向底板方向下压，推出蜡型（毛坯型）。
（2）模具设计为一模二出型，可提高造型工作效率1倍。成型后的坯型各项尺寸精度、形位精度较好。
四、节约用料的经济估算
1.用圆棒加工时每件耗料
W=πr2hg=3.14×47.52×38×7.8×10-6=2.1（kg）
2.用锻件加工时每件耗料
W总=W净+30%W净
W净=π[r12h1+（r22+r2r3+r32）h2/3+（r32+r3r4+r42）h3/3-（r42+r4r5+r52）h4/3]g
=3.14×[17.52×10+（342+34×46.5+46.52）×12.3/3+（46.52+46.5×33.5+33.52）×12.8/3-（33.52+33.5×28.5+28.52）×5.1/3]×7.8×10-6=0.95（kg）
W总=W净+30%W净=0.95+30%×0.95=1.24（kg）
3.用失蜡模精密铸造时每件耗料
W总=W净-W孔
W孔=3.14×92×35×7.8×10-6=0.07（kg）
W总=W净-W孔=0.95-0.07=0.88（kg）
根据计算结果得出：用失蜡模精密铸造时每件耗料最低，经济效益最好。
现场统计得出，在普通车床上用圆棒每班每人加工12件，锻件加工每班每人可以加工20件，用精密铸件加工每班每人可加工80～100件。实践证明，用失蜡模精密铸件加工是圆棒料加工效率的6～8倍、锻件料的4～5倍。