端盖制品模具中凸、凹模零件的数控加工开题报告

一、选题的依据及意义

压力铸造工艺的诸多特点，使其在提高有色金属合金铸件的精度水平、生产效率、表面质量等方面显示出了巨大优势。随着汽车、摩托车等工业的发展，以及提高压铸件质量、节省能耗、降低污染等设计要求的实现，有色金属合金压铸件、特别是轻合金（铝及镁合金）压铸件的应用范围在快速扩张。有资料表明：工业发达国家用铝合金及镁合金铸件代替钢铁铸件正在成为重要的发展趋势。目前压铸已成为汽车用铝合金成形过程中应用最广泛的工艺之一，在各种汽车成型工艺方法中占49％。汽车、摩托车以及汽车附件的消耗需求，为压铸件生产提供了一个广阔市场，压铸铝合金在汽车上的应用将不断扩大。为了适应市场需求，压力铸造要快速发展。

20世纪90年代以来，中国有色金属压铸工业在取得令人惊叹发展的同时，已成为一个新兴产业。现全国共有有色金属压铸企业3000家左右，压铸件产量从1995年的26.6万t上升到2005年的87万t，年均递增率为12.58％，其中铝合金压铸件占所有压铸件产量的3／4以上。

随着技术水平和产品开发能力的提高，铝合金压铸产品的种类和应用领域在不断扩宽，其合金种类、压铸设备、压铸模具和压铸工艺都发生了巨大的变化。因此学习压力铸造是非常重要对现实也是非常有意义的。

二、国内外相关研究简介（述）

1、国内：

      近年来,随着我国制造业,特别是汽车工业的迅速发展,铸件市场需求大幅上扬,带动了铸造模具制造业的兴旺,生产总量在冲模、塑料模之后排列第三的铸造模具约占我国模具总量的8% ,年销售额约80亿元。由于市场对大型、复杂、高品质、高性能铸件的要求,带动我国铸造模具在生产规模和制造质量以及其技术水平的提升,逐步形成了门类齐全、配套完善和分布广泛的产业结构。根据中国模具工业协会经营管理委员会编制的《全国模具专业厂基本情况》统计,近4年来铸造模具每年平均增长速度高达24%[3]。总体来说,中、小型铸造模具的制作完全可满足国内的需求,大型、复杂、精密的铸造模具依赖进口的状况得到较大改善;中、低档模具供大于求,大型且要求高的铸造模依然进口不少(主要进口国是日本、韩国、德国、意大利、美国) ;可喜的是国内使用的大型、复杂的铸造模具已从原先大量引进到目前国产替代,并有少量出口,且出口量遂年递增。现代模具行业是技术、资金密集型的行业。近年来，我国模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度，塑料模、压铸模比例增大，面向市场的专业模具厂家数量及能力增加较快，“三资”及民营企业的发展很快。据国家统计局统计，截至2006年底，中国模具制造业规模以上企业1314家，从业人员244155人；全年完成工业总产值555．61亿元，实现销售收入和利润分别为539．58亿元和46.75亿元，出口10亿美元，进口14.7美元。如果加上未统计的小型模具企业，估计我国现有的模具生产厂超过2万家，总从业人员在52万人左右。压铸模的企业，一般兼作其它模具。全国铸造模具生产企业，大体可以分成以下几类：第一类为铸造模具专业厂，包括合资和独资企业，这些厂设备先进、技术优良，是铸造模具行业的主力。第二类是铸造专业厂的模具车间。第三类是近年来发展迅速的私营和民营模具厂，规模不大，数量众多，各有分工，分布在江浙、广东一带，部分厂已经具备了一定的实力。第四类是兼做铸造模具的其它一些模具厂。总之，铸造模具生产企业呈多元化，并向高水平发得显著的经济效益[4]。

   2、国外：

压铸生产和压铸技术在工业发达国家中作为一个工业门类而称为压铸工业。该工业随着整个工业体系的发展和现代科学技术的进步而飞速前进。工业发达国家十分重视压铸工业的先进技术的研究与开发工作。北美压铸协会研究开发委员会在1992年发起研究课题项目以来，到1995年，参与研究与开发工作的国家、研究机构、企业和。大学日益增多。研究的课题项目涉及压铸的所有各个方面，这些研究在世界上都属于高水平、第一流的[7]。研究者都表现出高度的负责精神和极大的热情，愿意为促进压铸工业的发展站在最前列。一个国际性的压铸工业联合发展行动已经形成。

计算机技术在压铸上的应用方面已开发的项目有：产品的辅助设计和快速原型制造、模具的辅助设计与制造、辅助管理、辅助工程和模拟。目前开发和讨论较多的是计算机模拟技术，模拟的对象包括：慢压射速度对压室内的金属流的影响、浇口设计和尺寸预示铸件质量、填充过程的流动与热分析、凝固过程、型腔内气体的影响、模具型腔失效起因、模具整体挠曲变形、预示铸件缺陷(几乎是任何类型的缺陷)等。下面仅以一个实例来展示计算机技术的应用效果。该铸件原为灰铸铁件，现改为压铸件。计算机辅助工作分为辅助设计模具和模拟流动与热分析。辅助设计的内容有：几何形状设计、冷却水道设置、浇口和溢流系统。模拟的连续填充和热分析是用摘出的记录图片来说明(图片顺序依次为)：连续填充(从“料饼”、浇口、型腔至溢流槽)、超过填充时间会产生冷隔的部位、型腔内局部填充速度过高出现雾化并粘附型芯、凝固过程、热节部位未得到压实、不同部位(点)的温度2时间曲线(型腔和铸件)、填充完毕12s后测得模具型腔最高温度处为205℃、57s后取出铸件而模温下降、喷酒润滑剂后模温继续下降。所有彩色图像(图片)清晰明了、令人信服。

综上所述，国外压铸的发展是包含许多方面和全方位的。我国压铸已经有了良好的基础，今后，瞄准国外的先进技术、学习国外的经验，缩短差距，为提高我国压铸的生产水平和推动技术进步，则是国内压铸业界和同仁共同努力的目标。

三、本课题研究内容

1、根据制品零件图选择合适的模具凸模和凹模零件；通过给定条件绘制制品零件图、凸模和凹模零件图；分析零件图纸，完成零件数控加工的工艺设计；根据工艺方案完成相关数值处理；编写数控加工技术文件；阐述零件的数控加工过程。

2、图纸的绘制――零件图、加工装夹图、走刀路线图等

3、编写设计论文。

四、本课题研究方法

   制品材料为45号钢。采用压铸成型，并用UG数控编程加工，绘制总图十张，其中包括两张装夹图，凸凹模图，零件图，走刀路线图。编制工艺卡等。

五、研究目标、主要特色（创新）及工作进度

     根据制品零件图选择合适的模具凸模和凹模零件，并完成凸模和凹模零件的工艺设计和数控加工。

六、参考文献

[1]陈金城,翟春泉．快速成长中的中国压铸机制造业[J]．特种铸造及有色合金2010(9)． 

[2]杜巧连,赖振宇,魏建华．压铸机比例节流阀性能测试实验台的设计[J]．机械制造2008(7)．

[3]刘文川．缸体类复杂铸型模具设计中的几个问题[J]．机械制造,2004(02)．

[4]王乾廷,徐友干．贴花型轮胎模花块精密铸造[J]．模具三维建模技术 ,2005(07)．

[5]印飞,王亦新,洪慎章．挤压铸造的应用与模具材料[J]．机械工程材料,2000(02)．

[6]路阳,李文生,王智平．新型模具铝青铜合金材料的研制[J]．热加工工艺,2002(03)．

[7]崔旭龙．精密铸造企业生产过程组织研究及管理信息系统的开发[M]．北京：华大学机械工程系, 2001．

[8]陈伯雄．三维设计是CAD技术应用的必然趋势[J]．计算机辅助设计与制造，2000，（8）：11-13．.

[9]张冶，洪雪．UG NX三维工程设计与渲染教程[M]．北京(清华大学出版社，2004)．

[10]洪如瑾．UG NX CAD快速入门指导[M]．北京(清华大学出版社，2003)．.

[11]潘曾宪．压铸模设计手册[M]．北京:机械工业出版社，1668．

[12]黄乃瑜．中国模具设计大典第5卷 铸造工艺装备与压铸模设计．南昌：江西科学技术出版社，2003．

[13]陈元芳，邓明，刘春．摩托车右曲轴箱盖压铸模设计[J]．特种铸造及有色合金，2003（增刊）：133～134．