金屬材料成型與模具

第1章壓力鑄造的基本概念1

1.1壓鑄工藝過程及其特點1

1.1.1壓鑄工藝過程1

1.1.2壓鑄的特點3

1.2壓鑄的類型4

1.2.1熱壓室壓鑄4

1.2.2冷壓室壓鑄5

1.3壓鑄合金6

1.3.1對壓鑄用合金的基本要求7

1.3.2常用壓鑄合金及其主要性質7

1.3.3壓鑄用合金的選擇11

1.4壓鑄工藝過程的控制因素11

1.4.1壓力11

1.4.2速度13

1.4.3溫度14

1.4.4時間18

1.5壓鑄生產20

1.5.1生產準備20

1.5.2壓鑄用涂料22

1.5.3操作要點22

習題24

第2章壓鑄零件設計25

2.1壓鑄零件的設計要求25

2.1.1結構上的主要要求25

2.1.2壁厚27

2.1.3筋28

2.1.4鑄造斜度29

2.1.5圓角30

2.1.6孔31

2.1.7螺紋32

2.1.8圖案、文字和符號32

2.1.9嵌件32

2.2壓鑄零件的工藝性33

2.2.1與分型的關系33

2.2.2預留頂桿位置34

2.2.3孔的有關工藝要求34

2.2.4加工余量34

2.3尺寸精度和表面要求35

2.3.1長度尺寸35

2.3.2一般要求的角度35

2.3.3壓鑄件的表面要求35

習題36

第3章壓鑄機37

3.1壓鑄機的結構形式及特點37

3.1.1熱壓室壓鑄機37

3.1.2立式冷壓室壓鑄機38

3.1.3臥式冷壓室壓鑄機38

3.1.4全立式壓鑄機39

3.2常用壓鑄機的型號和主要技術參數(shù)39

3.3壓鑄機的結構組成42

3.3.1合模機構42

3.3.2壓射機構43

3.4壓力泵、儲壓罐和工作液45

3.4.1壓力泵45

3.4.2儲壓罐46

3.4.3工作液48

習題48

第4章壓鑄模設計49

4.1壓鑄模的組成與基本結構49

4.1.1壓鑄模的組成49

4.1.2壓鑄模的基本結構50

4.2分型面52

4.2.1分型面的作用及類型52

4.2.2鑄件在模具內的位置53

4.3澆注系統(tǒng)53

4.3.1澆注系統(tǒng)的組成54

4.3.2澆注系統(tǒng)對填充條件的影響54

4.3.3澆注系統(tǒng)的形式55

4.3.4澆注系統(tǒng)的設計57

4.4排溢系統(tǒng)64

4.4.1溢流槽64

4.4.2排氣道66

4.5成型零件及其材料的選用66

4.5.1成型零件的鑲拼66

4.5.2成型零件的固定67

4.5.3成型尺寸的確定68

4.5.4成型表面的粗糙度69

4.5.5模具成型零件的常用材料70

4.6抽芯機構71

4.6.1抽拔力71

4.6.2斜銷機構72

4.6.3斜滑塊機構77

4.6.4液壓抽芯機構79

4.7頂出機構80

4.7.1頂出元件80

4.7.2頂出元件的分布81

4.7.3頂出力和頂出面積81

4.7.4復位桿和導向零件82

4.7.5頂出機構83

4.8模板及其導向87

4.8.1模板的形式87

4.8.2模板的尺寸87

4.8.3模板的導向90

4.9壓鑄模的技術要求91

4.9.1壓鑄模零件的常用材料91

4.9.2壓鑄模零件的公差與配合92

4.9.3壓鑄模零件的表面粗糙度94

4.9.4壓鑄模的技術條件94

習題95

第5章粉末冶金模具96

5.1粉末冶金模具設計原理與方法96

5.1.1概述96

5.1.2模具設計原理97

5.2模具結構設計101

5.2.1壓模結構設計101

5.2.2精整模結構設計105

5.2.3熱鍛模結構設計106

5.3模具主要零件設計與制造108

5.3.1模具主要零件結構設計108

5.3.2模具零件尺寸計算111

5.3.3模具零件加工121

習題122

第6章金屬鍛造成形基礎123

6.1概述123

6.1.1鍛造的特點123

6.1.2鍛造的分類123

6.2鍛造金屬材料的加熱124

6.2.1鍛前加熱的目的和方法124

6.2.2金屬加熱的主要缺陷125

6.2.3金屬鍛造溫度范圍的確定130

6.2.4金屬的加熱規(guī)范132

6.2.5金屬的少無氧化加熱137

6.3金屬的鍛后冷卻140

6.3.1鍛后冷卻過程中常見的缺陷140

6.3.2鍛件的冷卻規(guī)范143

6.4鍛件熱處理144

習題146

第7章模鍛設計基礎及鍛造設備簡介147

7.1模鍛設計基礎147

7.1.1鍛模的分類147

7.1.2模膛及模鍛工步的分類147

7.1.3開式模鍛149

7.1.4閉式模鍛155

7.1.5模鍛過程中的折疊156

7.2鍛錘161

7.2.1鍛錘的分類161

7.2.2鍛錘的特點163

7.2.3錘上模鍛的特點163

7.2.4確定鍛錘噸位165

7.3熱模鍛壓力機166

7.3.1熱模鍛壓力機的工作原理及特點166

7.3.2熱模鍛壓力機模鍛工藝特點167

7.3.3熱模鍛壓力機噸位的選定167

7.4螺旋壓力機168

7.4.1螺旋壓力機的主要工作特點169

7.4.2螺旋壓力機的主要工藝特點169

7.4.3螺旋壓力機噸位的選擇169

7.5平鍛機170

7.5.1平鍛機主要工作特點171

7.5.2平鍛機主要工藝特點171

7.5.3平鍛設備噸位的確定172

習題172

第8章錘上模鍛173

8.1模鍛件的分類173

8.2鍛件圖的設計174

8.2.1分模面的位置和形狀確定174

8.2.2機械加工余量及鍛件公差的確定174

8.2.3鍛件上圓角半徑的確定178

8.2.4模鍛斜度的確定179

8.2.5沖孔連皮的形狀和尺寸的確定179

8.2.6模鍛鍛件圖和鍛件的技術條件181

8.3確定錘上模鍛工步182

8.3.1短軸類鍛件182

8.3.2長軸類鍛件184

8.4終鍛模膛的設計189

8.4.1熱鍛件圖的繪制和制定189

8.4.2飛邊槽的設計190

8.4.3鉗口192

8.5預鍛模膛的設計194

8.5.1預鍛模膛的作用194

8.5.2預鍛模膛設計194

8.6短軸類鍛件制坯模膛設計198

8.6.1坯料尺寸的確定198

8.6.2鐓粗臺設計200

8.7長軸類鍛件制坯模膛設計200

8.7.1確定坯料尺寸200

8.7.2制坯模膛設計200

8.8錘鍛模結構設計206

8.8.1錘鍛模安?？臻g和緊固206

8.8.2模膛布置207

8.8.3錯移力的平衡和鎖扣的設計210

8.8.4模壁厚度212

8.8.5模塊尺寸214

8.8.6鑲塊鍛模215

8.9錘鍛模結構的設計實例216

8.9.1齒輪鍛件216

8.9.2連桿鍛件217

習題225

第9章壓力機上模鍛226

9.1熱模鍛壓力機上模鍛226

9.1.1熱模鍛壓力機上模鍛件分類及模鍛工步的選擇226

9.1.2鍛件圖特點228

9.1.3模膛的設計229

9.1.4鍛模結構設計232

9.2平鍛機上模鍛235

9.2.1鍛件的分類235

9.2.2鍛件圖設計特點236

9.2.3模鍛工步的確定237

9.2.4平鍛模結構簡介240

9.3螺旋壓力機模鍛241

9.3.1鍛件分類241

9.3.2鍛件圖設計特點242

9.3.3鍛模設計特點243

習題245

第10章冷擠壓246

10.1概述246

10.1.1冷擠壓的概念246

10.1.2冷擠壓的基本方法246

10.1.3冷擠壓的優(yōu)點246

10.1.4冷擠壓的缺點248

10.1.5冷擠壓的主要技術問題248

10.1.6冷擠壓的發(fā)展方向248

10.2冷擠壓的基本原理249

10.2.1主應力狀態(tài)對冷擠壓工藝的影響249

10.2.2冷擠壓的金屬流動249

10.2.3擠壓時的附加應力和殘余應力251

10.2.4冷擠壓的外摩擦252

10.3冷擠壓所用的材料252

10.3.1冷擠壓工藝對金屬材料的要求252

10.3.2可用于冷擠壓的金屬材料252

10.3.3鋼材的化學成分及冶煉方法對冷擠壓性能的影響253

10.4冷擠壓的變形程度254

10.4.1冷擠壓變形程度的表示方法254

10.4.2許用變形程度254

10.5冷擠壓力255

10.5.1冷擠壓力的階段性255

10.5.2影響單位擠壓力的主要因素256

10.5.3擠壓力的確定257

10.5.4壓力機的選用258

10.6冷擠壓變形工序的制訂261

10.6.1冷擠壓件的工藝性261

10.6.2冷擠壓工序的制訂261

10.7冷擠壓毛坯的制備263

10.7.1冷擠壓毛坯形狀和尺寸的確定263

10.7.2毛坯的軟化處理264

10.7.3毛坯表面處理265

10.7.4潤滑處理265

10.8冷擠壓模具266

10.8.1冷擠壓模具要求266

10.8.2模具結構266

10.8.3冷擠壓模具的結構268

10.8.4冷擠壓模具的結構特點268

10.8.5模具配合部分的公差268

10.8.6模具材料及硬度要求269

10.8.7模具工作部分的形狀對冷擠壓成形的影響269

10.8.8組合凹模的設計271

10.8.9冷擠壓模的設計步驟273

10.8.10模具制造注意事項274

10.8.11模具的破壞形式和防止措施274

10.9溫熱擠壓技術276

10.9.1溫熱擠壓的優(yōu)缺點及其應用范圍276

10.9.2溫熱擠壓溫度的選擇277

10.9.3溫熱擠壓的壓力278

10.9.4溫熱擠壓的潤滑劑的選擇281

10.9.5溫熱擠壓毛坯的準備282

10.9.6產品的力學性能及尺寸精度282

習題283

參考文獻284

本書介紹除沖壓以外其他幾種主要的金屬材料成型工藝及模具設計方法 ，包括金屬壓鑄成型及模具；粉末冶金模具；鍛壓成形工藝及模具；冷擠壓 成形工藝及模具等內容。 金屬壓鑄成形及模具介紹壓力鑄造的基本概念、壓鑄零件的設計、壓鑄 機、壓鑄模的設計。粉末冶金模具講述粉末冶金模具設計原理與方法、模具 結構設計、模具主要零件設計與制造。鍛壓成形工藝及模具介紹金屬材料鍛 壓成形的基礎；模鍛工藝基礎鍛造設備簡介、錘上模鍛、壓力機上模鍛。冷 擠壓成形工藝及模具等內容介紹冷擠壓的基本原理、材料選用、冷擠壓力計 算、冷擠壓工序、毛坯制備及模具設計、溫熱擠壓技術。

本書可作為高等院校材料成型及控制工程、模具設計與制造、機械設計制造及自動化等專業(yè)學生的教材或教學參考書，也可作為模具設計和制造技術人員的參考書。

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材·模具設計與制造系列:壓鑄成型工藝與模具設計》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是新世紀高職高專教改項目成果教材，是根據高職高專模具專業(yè)人才培養(yǎng)目標與規(guī)格的要求組織編寫的。《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材·模具設計與制造系列:壓鑄成型工藝與模具設計》共12章。在介紹了金屬壓鑄成型在工業(yè)生產中的重要地位、壓鑄工業(yè)概況和壓鑄機、壓鑄成型技術及壓鑄模具設計與制造技術的發(fā)展后，介紹了各種類型壓鑄機及壓鑄機用壓鑄模成型的基本原理和工藝過程、壓鑄成型的特點、壓鑄模的設計、壓鑄模常用材料及壓鑄模成型零件的熱處理工藝。在重要的壓鑄模設計部分，詳細介紹了澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設計、壓鑄模零部件設計、推出機構設計、側向抽芯機構設計、壓鑄模冷卻系統(tǒng)設計；接著介紹了壓鑄模設計的技術要求（壓鑄模裝配的技術要求、結構零件的公差與配合、結構零件的表面粗糙度等）；最后，詳細介紹了壓鑄模設計程序，并且以實際例子，從壓鑄件的工藝分析開始，介紹了分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設計、模具結構的確定、模具裝配圖和設計模具零件圖的繪制等。在附錄中介紹了壓鑄件成型中缺陷產生的原因和避免缺陷產生的措施。為了加強對模具標準化、系列化及生產規(guī)?；褪袌龌恼J識，《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材·模具設計與制造系列:壓鑄成型工藝與模具設計》還介紹了標準模架方面的內容。

第1章 壓鑄成型技術

1.1 金屬液態(tài)成型技術

1.2 金屬壓鑄成型在工業(yè)生產中的重要地位

1.3 我國壓鑄工業(yè)概況

1.4 壓鑄機、壓鑄成型技術及壓鑄模具設計與制造技術的發(fā)展

1.4.1 壓鑄機的發(fā)展

1.4.2 壓鑄技術的發(fā)展

1.4.3 壓鑄模具設計與制造技術的發(fā)展

思考題

第2章 壓鑄成型基礎

2.1 壓鑄的基本原理與工藝過程

2.1.1 熱壓室壓鑄機壓鑄的基本原理與工藝過程

2.1.2 冷壓室壓鑄機壓鑄的基本原理與工藝過程

2.2 壓鑄過程中金屬液的流動狀態(tài)及其流動特性

2.2.1 充填模具型腔時金屬液流動的狀態(tài)

2.2.2 影響壓鑄金屬流動的因素

2.2.3 金屬液流動的狀態(tài)與壓鑄件的質量

2.3 壓鑄成型的特點

2.3.1 壓力鑄造與砂型鑄造的特點比較

2.3.2 金屬壓鑄成型與塑料注射成型的特點比較

2.3.3 壓鑄成型的優(yōu)缺點

2.4 壓鑄件的結構工藝性

2.4.1 壓鑄件的尺寸精度

2.4.2 壓鑄件的結構要求

2.5 壓鑄合金及其性能簡介

2.5.1 壓鑄鋅合金

2.5.2 壓鑄鋁合金

2.5.3 壓鑄鎂合金

2.5.4 壓鑄銅合金

思考題

第3章 壓鑄成型工藝

3.1 壓射力與壓射比壓

3.1.1 壓射力

3.1.2 壓射比壓及其選擇

3.2 壓射速度與充填速度

3.2.1 壓射速度

3.2.2 充填速度及其選擇

3.3 充填時間、持壓時間與留模時間

3.3.1 充填時間

3.3.2 持壓時間

3.3.3 留模時間

3.4 合金的澆注溫度

3.5 模具溫度

3.5.1 模具預熱的作用及預熱溫度

3.5.2 模具的工作溫度

3.6 壓鑄用涂料

3.6.1 壓鑄涂料的作用

3.6.2 對壓鑄涂料的總體要求

3.6.3 常用壓鑄涂料

3.7 特殊壓鑄工藝

3.7.1 真空壓鑄

3.7.2 充氧壓鑄

3.7.3 精、速、密壓鑄

3.7.4 半固態(tài)壓鑄

思考題

第4章 壓鑄模與壓鑄機

4.1 壓鑄模的結構組成

4.1.1 壓鑄模的基本結構組成

4.1.2 熱壓室壓鑄機用壓鑄模的基本結構

4.1.3 臥式冷壓室壓鑄機用壓鑄模的基本結構

4.1.4 立式冷壓室壓鑄機用壓鑄模的基本結構

4.1.5 全立式冷壓室壓鑄機用壓鑄模的基本結構

4.2 壓鑄機及其選用

4.2.1 壓鑄機的結構形式與特點

4.2.2 壓鑄機的選用

4.3 國產壓鑄機型號及主要技術參數(shù)

4.3.1.熱壓室壓鑄機

4.3.2 臥式冷壓室壓鑄機

4.3.3 立式冷壓室壓鑄機

思考題

第5章 澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設計

5.1 澆注系統(tǒng)的組成

5.2 內澆口的分類與設計

5.2.1 內澆口的分類

5：2.2 內澆口位置的選擇

5.2.3 內澆口的尺寸計算

5.3 橫澆道設計

5.3.1 橫澆道的設計要點

5.3.2 橫澆道的結構形式

5.3.3 橫澆道的截面形狀與尺寸

5.4 直澆道設計

5.4.1 熱壓室壓鑄機模具用直澆道

5.4.2 立式冷壓室壓鑄機模具用直澆道

5.4.3 臥式冷壓室壓鑄機模具用直澆道

5.5 排溢系統(tǒng)的設計

5.5.1 溢流槽的設計

5.5.2 排氣槽的設計

思考題

第6章 壓鑄模零部件設計

6.1 分型面及其選擇

6.1.1 分型面的類型

6.1.2 分型面的選擇原則

6.2 成型零部件的結構設計

6.2.1 型腔表面的熱交變應力及對模具的影響"para" label-module="para">

6.2.2 凹模與凸模的基本結構形式

6.2.3 鑲塊和型芯的止轉

6.2.4 型腔鑲塊在動、定模套板內的布置

6.3 成型零部件的工作尺寸

6.3.1 影響壓鑄件尺寸精度的因素

6.3.2 成型零部件工作尺寸的計算

6.3.3 壓鑄件有脫模斜度時成型尺寸基準選擇的一般規(guī)定

6.4 結構零部件的設計

6.4.1 動、定模套板的邊框厚度

6.4.2 動模支承板厚度

6.4.3 定模座板的設計

6.4.4 動模模座的設計

6.4.5 合模導向機構設計

6，5模架的標準化

思考題

第7章 推出機構設計

7.1 推出機構的組成與分類

7.1.1 推出機構的組成

7.1.2 推出機構的分類

7.2 脫模力的確定

7.2.1 脫模力的估算

7.2.2 影響脫模力的主要因素

7.3 常用推出機構的設計

7.3.1 推桿推出機構

7.3.2 推管推出機構

7.3.3 推件板推出機構

7.4 推出機構的復位與導向

7.4.1 推出機構的復位

7.4.2 推出機構的導向

7.5 二次推出機構

7.6 二次分型機構

思考題

第8章 側向抽芯機構設計

8.1 側向抽芯機構的分類及組成

8.1.1 側向抽芯機構的分類

8.1.2 側向抽芯機構的組成

8.2 抽芯力與抽芯距的確定

8.2.1 抽芯力的確定

8.2.2 抽芯距的確定

8.3 斜銷側抽芯機構

8.3.1 斜銷側抽芯機構的組成與工作原理

8.3.2 斜銷的設計

8.3.3 側滑塊及導滑槽的設計

8.3.4 楔緊塊的設計

8.3.5 側滑塊的限位裝置

8.3.6 預復位機構的設計

8.3.7 斜銷側抽芯模具結構示例

8.4 彎銷側抽芯機構

8.4.1 彎銷側抽芯機構的結構特點

8.4.2 彎銷的結構形式與固定方式

8.4.3 彎銷側抽芯模具結構示例

8.5 斜滑塊側抽芯機構

8.5.1 斜滑塊側抽芯機構的結構特點

8.5.2 斜滑塊導滑的基本形式及配合精度

8.5.3 斜滑塊側抽芯機構的設計要點

8.5.4 斜滑塊側抽芯模具結構示例

8.6 齒輪齒條側抽芯機構

8.6.1 齒輪齒條側抽芯機構的結構組成

8.6.2 齒輪齒條側抽芯機構的設計要點

8.6.3 齒輪齒條側抽芯機構壓鑄模示例

8.7 液壓側抽芯機構

8.7.1 液壓側抽芯機構的結構特點

8.7.2 液壓側抽芯機構的設計要點

8.7.3 液壓側抽芯模具結構示例

思考題

第9章 壓鑄模的冷卻

9.1 壓鑄模的冷卻方法

9.1.1 風冷

9.1.2 水冷

9.2 冷卻通道的設計計算

9.2.1 需要用冷卻水傳走的模具熱量

9.2.2 冷卻通道的設計

9.3 冷卻系統(tǒng)的布置

9.3.1 冷卻通道的設計要點

9.3.2 冷卻系統(tǒng)的布置形式

思考題

第10章 壓鑄模的常用材料

10.1 影響壓鑄模壽命的因素及措施

10.1.1 壓鑄件結構設計的影響及措施

10.1.2 模具設計的影響及措施

10.1.3 模具材料及鍛造質量的影響及措施

10.1.4 模具加工的影響及措施

10.1.5 熱處理的影響及措施

10.1.6 壓鑄工藝的影響及措施

10.2 壓鑄模常用材料及熱處理要求

lO.2.1 壓鑄模零件常用材料與熱處理要求

10.2.2 壓鑄模主要零件的材料選用及熱處理要求

10.3 壓鑄模成型零件的熱處理工藝

10.3.1 常用成型零件材料的熱處理工藝

10.3.2 成型零件的表面強化

思考題

第11章 壓鑄模設計的技術要求

11.1 壓鑄模裝配的技術要求

11.2 壓鑄模結構零件的公差與配合

11.3 壓鑄模結構零件的形位公差

11.4 壓鑄模結構零件的表面粗糙度

思考題

第12章 壓鑄模設計程序與設計實例

12.1 壓鑄模設計程序

12.2 壓鑄模設計舉例

12.2.1 壓鑄件的工藝分析

12.2.2 選擇分型面及澆注系統(tǒng)

12.2.3 確定模具結構，繪制模具裝配圖

12.2.4 模具成型部分尺寸計算

12.2.5 設計模具零件圖

思考題

附錄 壓鑄件成型缺陷分析

參考文獻2100433B