压铸铝合金平板件工艺设计毕业论文

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 AbstractThis 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,analys

2、is of the casting to the purpose and significance of the computer numerical simulation.First according 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 simulation results ，Analysis of the simulation volume and gas and other reasons for the defects, th

3、us 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 numerical 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

4、、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3

5、4参考文献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。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

6、。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

7、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380600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

8、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，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

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