第1页：压铸成形工艺与模具设计封面
压铸成形工艺与模具设计
第2页：课程目录
目录
- 0 导论
- 1 压铸原理及工艺参数选择
- 2 压铸合金
- 3 压铸机
- 4 压铸件设计
- 5 压铸模的结构组成
- 6 浇注系统及排溢系统设计
- 7 成型零件和结构零件的设计
- 8 推出机构设计
- 9 侧向抽芯机构设计
- 10 压铸模材料选择及技术要求
- 11 压铸模具CAD/CAE技术简介
第3页：导论
导论
第4页：导论主要内容
- 压铸的工艺过程与特点
- 压铸的应用及其发展
- 典型压铸模具的设计基本要求及设计流程
- 本课程的学习任务与学习方法
第5页：压铸的定义与实质
铸造工艺可分为砂型铸造、金属型铸造与特种铸造（陶瓷型铸造、熔模铸造、低压铸造、重力铸造、压力铸造、真空铸造、离心铸造、连续铸造等）。
- 压铸
- 压力铸造的简称，是一种金属零件接近最终形状尺寸的精密成形工艺，最终产品为压铸件。
- 压铸的实质
- 在高压作用下，液态或半液态金属以较高的速度充填进入压铸型（压铸模具）型腔，并在压力下成形和凝固，获得轮廓清晰、表面光洁、与压铸模型腔相符、可以互换的压铸件。
第6页：压铸的生产工艺过程
压铸的生产工艺过程
- 产品图样 → 审图 → 工艺设计 → 模具设计 → 模具制造 → 试模
- 压铸准备：材料准备、配料熔化、化验、合金熔炼、涂料喷刷、模具预热
- 压铸机调整检查、模具安装 → 合模 → 浇注 → 压铸成型 → 开模取件 → 保温
- 清理检验：去浇口、外观检查、质量检查 → 产品；返回料回炉
第7页：压铸生产的基本要素
压铸生产的基本要素
- 压铸机
- 压铸工艺参数
- 压铸合金
- 压铸模具
- 压铸件结构
- 压铸循环
第8页：压铸的特点与优缺点
高压和高速充填压铸模型腔是压铸的两大特征。
- 优点
- 压铸件尺寸精度高，表面粗糙度值低
- 材料利用率高达60～80%，毛坯利用率达90%
- 可以制造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件
- 在压铸件上可以直接嵌铸其他材料的零件
- 压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度
- 生产率极高
- 缺点
- 压铸件易产生气孔，不能进行热处理
- 对内凹复杂的压铸件，压铸较为困难
- 高熔点合金（如铜、黑色金属）压铸模寿命较低
- 压铸模制造成本高，小批量生产不经济
第9页：压铸发展简史（上）
压铸发展简史
- 压铸历史至今不足二百年，最初用于制造枪弹、活字等
- 1839年 一种活塞式压铸机获得第一个压力铸造专利
- 1849年 英国人斯都奇斯取得热压室压铸机专利
- 1877年 Dusenbury 发明既有原始热室压射机构、模具又可水平移动的压铸机
- 1905年 H.H.多勒成功研制用于工业生产的压铸机
- 1907年 瓦格纳设计气动活塞压铸机，生产率大大提高
- 1920年 英国开发冷室压铸机，可生产铝、镁合金铸件
- 1927年 捷克人约瑟夫·波拉克设计典型而成熟的立式冷室压铸机
第10页：压铸发展简史（下）
新型压铸机与新工艺
- 1958年 真空压铸在美国获得专利，出现水平分型的全立式压铸机
- 1966年 美国 General Motors 公司提出精、速、密压铸法，出现双冲头压铸
- 1969年 美国人爱列克斯提出充氧压铸的无气孔压铸法
- 生产过程除装备自动浇注、自动取件及自动润滑机构外，还安装成套测试仪器对压铸工艺参数进行检测和控制
第11页：压铸技术的近期发展
近40年，随着科学技术和工业生产的进步，尤其是汽车、摩托车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。
- 压铸生产在有色合金铸造中占主导地位，已成为现代工业的重要组成部分
- 依靠技术进步促使压铸件薄壁化、轻量化，衡量国家铸造水平的观念由产量转向技术进步水平
- 铝合金、镁合金压铸件应用范围日益广泛
- 压铸件在有色金属铸件生产中所占比例日益增多
第12页：我国压铸业发展概述（上）
我国压铸业发展概述
- 1949年前，我国仅有上海贯一模具厂等少数厂有几台压铸机压铸锌合金
- 20世纪40年代中后期：上海进口英国小型气动热室机，昆明进口捷克 Polak600 型（锁模力76t）立式冷室压铸机，重庆进口美国 KUX 锁模力100t 卧式冷室压铸机
- 50年代初：引进捷克波拉克型立式冷室压铸机和前苏联压铸机
- 50年代末：开始自行设计制造卧式冷室压铸机，同时仿制立式冷室压铸机
- 60年代以来：生产大批各种规格的压铸机；1968年设计制造当时世界上最大的4000t压铸机
- 1978年：开始制定压铸机新系列，统一技术指标与技术规范，并相继制定压铸合金、压铸模、压铸工艺、产品验收等国家、部及行业标准
第13页：我国压铸业发展概述（下）
进入21世纪，随着世界加工制造业向中国大陆转移，我国压铸行业凭借资源、人力、市场等优势迅速崛起。
- 据不完全统计，中国涉及压铸产业的厂商7000余家，从业人员保守估计有几十万人
- 模具制造、原辅材料及辅助企业遍布全国，压铸件产业集群在珠三角、长三角及其他地区蓬勃发展
- 压铸机制造能力和压铸件产量均居世界前列
- 拥有有色金属资源充裕和劳动力成本较低的双重优势，并有一支长期从事压铸工艺研究和生产实践的专业技术队伍
- 我国已跻身世界压铸行业大国之列，并正在向压铸行业强国迈进
第14页：压铸的应用领域与所占比重
压铸的主要应用领域、典型产品类别及所占比例| 应用领域 | 产品类别 | 所占比例 |
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| 日用品类 | 玩具、仿真模型、五金件、卫浴洁具、锁具、礼品、工艺品、饰品、灯饰、表壳、打火机、拉链、皮带扣、领带夹、开瓶器等压铸件 | 28% |
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| 家电及3C产品 | 家用电器、电饭锅、三文治炉、铅锅、电熨斗、风扇、燃气具、灯具、厨具、计算机、手机、照相机、办公用品、运动器材等压铸件 | 11% |
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| 机械装备 | 柴油机、汽油机、电机、泵、阀、液压元件、缝纫机、清洗机、电动工具、气动工具、仪器仪表、通信设备、医疗仪器、扶梯梯级、航空航天、船舶、机车、自行车等压铸件 | 13% |
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| 汽车、摩托车 | 发动机的缸体、缸盖罩、变速箱壳体、壳盖、链条盖、托架、支架、油底壳、端盖、转向件、节温器壳体、齿轮室等压铸件 | 48% |
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表中所占比例按源文件图示的排列顺序与各应用领域一一对应整理，建议对照原图核对。
目前生产的一些压铸件最小的只有几 g，最大的铝合金压铸件质量达50 kg，最大直径可达2 m。
第15页：压铸的产业特征
压铸的产业特征
- 压铸成形与塑料注射成型、金属板料的冲压成形并列为三大材料成型体系
- 压铸行业的发展存在巨大的潜力和扩展空间
- 在最低材料消耗和制造费用前提下达到结构功能特性，获得最佳技术经济性，是现代压铸生产的基本特征
- 压铸产品应用领域的多元性是我国压铸生产的主要特征之一
- 汽车发动机用压铸铝合金缸体发展迅猛
- 汽车零部件铸件已构成巨大市场
- 建筑与日用五金压铸件增长势头强劲
- 五金、灯具、玩具和车模行业的持续发展，为锌合金压铸件增长提供广阔市场
- 镁合金压铸件在快速增长
第16页：我国压铸生产存在的主要问题
我国压铸生产中存在的主要问题
- 技术状况：技术落后，人才缺乏，新工艺新产品开发不力
- 设备状况：国产压铸机、低压铸造机差距大，自动化程度低、精度较低、故障率较高；充氧压铸、真空铸造、半固态铸造等新工艺采用甚少
- 模具：模具的设计、制造和选用的材料都比较落后
- 原辅材料：生产分散，设备简陋、技术落后、测试手段短缺，品种不全、质量较差
- 管理：生产管理落后，原材料供应、技术规范、产品检验、售后服务落后于形势，企业标准低于 GB，废品率有的高达30%～50%
第17页：压铸技术及模具的发展趋势
压铸技术及压铸模具的发展趋势
- 压铸合金材料成形机理、工艺与技术研究以及压铸填充过程分析在理论上逐步提高，实践上不断升华
- 压铸工艺参数的检测技术不断普及提高，计算机技术应用更加广泛深入，自动化程度逐步完善并日益普及
- 大型压铸件的工艺技术逐步成熟，半固态金属成型技术将有新的突破，快速原型模样设计成为新热点
- 真空压铸以及挤压铸造进一步扩大压铸件的应用领域
- 模具型腔材料有重大进步，新的钢种有所进展
- 新的合金品种及其复合材料开辟新途径，镁合金压铸件大幅度增长
- 压铸单元的完整培植将成为压铸生产的主要模式
第18页：压铸模具的发展方向
压铸模具的发展
- 先进模具设计与制造的基础理论和共性技术研究与开发
- 具有自主知识产权的模具设计制造和管理软件的研发、提高及推广应用
- 汽车轻量化节能降耗材料成形工艺与模具开发
- 模具标准化和专业化协作生产
第19页：压铸模具的设计基本要求
典型压铸模具的设计基本要求
- 模具结构要适应压铸合金材料的成形特性
- 模具结构要与成形设备相匹配
- 采用标准化零部件，缩短周期，降低成本
- 结构优化合理，质量可靠，操作方便
- 善于利用技术资料，合理选用经验设计数据
第20页：压铸模具的一般设计流程
压铸模具的一般设计流程
- 设计准备：明确任务
- 选择压铸机
- 拟定模具结构总体方案
- 方案论证
- 绘制图纸
- 编写设计说明书
- 模具的制造、试模与图纸的修改
第21页：本课程的学习任务
学什么？
- 学会基于压铸工艺要求进行压铸件工艺性分析
- 理解压铸成形的基本原理和工艺特点
- 了解常用压铸合金材料的主要性能、成形特性
- 重点掌握典型压铸模具的结构及设计计算方法
- 获得分析与解决压铸成形现场技术问题的初步能力
- 掌握压铸模具与压铸机之间的相互匹配关系
第22页：课程学习方法
本课程的学习方法
