金屬液態(tài)成型模具設(shè)計

前言

我國模具工業(yè)的發(fā)展日益受到人們的重視和關(guān)注，在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成型（形）。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展，2005年，我國模具總產(chǎn)值超過610億元人民幣，其中金屬液態(tài)成型模具的產(chǎn)值也已超過100億元，特別是隨著我國汽車、摩托車等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，金屬液態(tài)成型模具在模具工業(yè)中所占的比重將越來越大。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，金屬液態(tài)成型模具工業(yè)突飛猛進，市場對金屬液態(tài)成型模具人才的需求也越來越多。在金屬液態(tài)成型模具產(chǎn)業(yè)中，最初是以壓鑄模具為主，目前金屬型鑄造模具也得到了迅速發(fā)展，占據(jù)了越來越重要的地位，但目前有關(guān)金屬液態(tài)成型模具的教材主要都是介紹壓鑄模具，缺少對金屬型鑄造模具的介紹。為了適應(yīng)我國金屬液態(tài)成型模具工業(yè)發(fā)展的需要，我們根據(jù)新世紀(jì)人才培養(yǎng)模式的新變化，結(jié)合我校幾十年從事模具專業(yè)教學(xué)改革的研究和實踐，并吸收其他兄弟學(xué)校教學(xué)改革的成功經(jīng)驗，編寫了本教材，系統(tǒng)介紹了金屬型鑄造和壓鑄的成型工藝及其模具設(shè)計相關(guān)的知識。本書的編寫由多年從事金屬液態(tài)成型工藝、模具設(shè)計和研究的高校教師參加，參考了國內(nèi)外大量有關(guān)壓鑄技術(shù)、金屬型鑄造技術(shù)和模具設(shè)計制造方面的專著與最新技術(shù)資料和研究成果。本書從內(nèi)容上兼顧理論基礎(chǔ)和設(shè)計實踐兩個方面，注意理論聯(lián)系實際，加強實用性和新穎性，對一些新技術(shù)和新工藝進行了較詳細(xì)的介紹。本書由南昌航空大學(xué)龍文元老師主編，并參與編寫了緒論、第1～5章，南昌航空大學(xué)盧百平老師參與編寫了第8～10章，鄭玉惠老師參與編寫了第6、7章。在本書的編寫過程中，南昌航空大學(xué)鑄造工程系研究生林志斌、趙璐、李明、尤丁平和李培培等也付出了辛勤的勞動；并獲得了南昌航空大學(xué)教材建設(shè)基金的資助，編者在此一并表示感謝。由于科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，加上編者水平有限，書中不當(dāng)之處難免，敬請廣大讀者給予批評指正。

內(nèi)容概要

　　《金屬液態(tài)成型模具設(shè)計》介紹了金屬型鑄造工藝與模具設(shè)計、壓力鑄造工藝與模具設(shè)計方面的內(nèi)容，金屬型鑄造主要介紹了金屬型鑄造的成型特點、金屬型鑄造工藝設(shè)計、金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計、金屬型鑄造機、金屬型設(shè)計實例等。壓力鑄造方面主要介紹了壓力鑄造的基本概念及其成型特點、壓鑄過程原理、壓鑄工藝及新技術(shù)、壓鑄件的工藝分析、壓鑄機、澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)設(shè)計、壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計、壓鑄模材料的選擇及技術(shù)要求、壓鑄模結(jié)構(gòu)圖例等。　　《金屬液態(tài)成型模具設(shè)計》可作為高等院校材料成型及控制工程、模具設(shè)計與制造以及機電類各相關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事模具設(shè)計與制造的工程技術(shù)人員、高職高專相關(guān)專業(yè)學(xué)生參考。

書籍目錄

緒論10.1 模具工業(yè)的地位與發(fā)展10.2 金屬液態(tài)成型模具的特點與發(fā)展趨勢10.2.1 金屬液態(tài)成型模具的特點20.2.2 我國金屬液態(tài)成型模具的發(fā)展2第1章 金屬型鑄造工藝51.1 概述51.1.1 工藝過程51.1.2 工藝特點61.1.3 應(yīng)用范圍61.2 金屬型鑄件成型特點61.2.1 鑄件凝固過程中熱交換的特點61.2.2 型腔內(nèi)氣體對填充過程的影響71.2.3 金屬型鑄件收縮的特點81.3 金屬型鑄造工藝設(shè)計91.3.1 零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析91.3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計101.3.3 冒口的設(shè)計141.3.4 金屬型涂料16思考題18第2章 金屬型設(shè)計192.1 金屬型的結(jié)構(gòu)形式192.1.1 金屬型的組成192.1.2 金屬型的結(jié)構(gòu)形式192.2 金屬型的結(jié)構(gòu)設(shè)計212.2.1 金屬型分型面、型腔和型壁厚度的設(shè)計212.2.2 型芯的設(shè)計242.2.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計272.2.4 定位裝置的設(shè)計282.2.5 鎖緊機構(gòu)的設(shè)計292.2.6 頂出機構(gòu)的設(shè)計312.2.7 加熱和冷卻裝置的設(shè)計322.2.8 金屬型的材料322.3 金屬型鑄造機332.3.1 類型332.3.2 金屬型鑄造機的選用342.4 金屬型設(shè)計實例分析352.4.1 金屬型設(shè)計實例352.4.2 金屬型鑄造工藝CAD/CAE實例36思考題38第3章 壓力鑄造概述393.1 壓鑄的基本概念393.1.1 壓鑄的工藝過程393.1.2 壓鑄的特點393.2 壓鑄的應(yīng)用403.3 壓鑄的發(fā)展413.3.1 國外壓鑄的發(fā)展413.3.2 國內(nèi)壓鑄的發(fā)展42思考題42第4章 壓鑄工藝434.1 金屬液填充鑄型的特點434.1.1 噴射填充理論434.1.2 全壁厚填充理論444.1.3 三階段填充理論444.1.4 總結(jié)454.2 壓鑄工藝參數(shù)464.2.1 壓鑄壓力464.2.2 壓鑄速度474.2.3 溫度494.2.4 時間514.3 壓鑄用涂料524.3.1 壓鑄涂料的作用524.3.2 對涂料的要求524.3.3 壓鑄涂料的種類及使用534.4 壓鑄件的后處理544.4.1 壓鑄件的清理544.4.2 壓鑄件的浸滲處理、整形和修補544.4.3 壓鑄件的熱處理、表面處理554.5 壓鑄新工藝564.5.1 半固態(tài)壓鑄564.5.2 真空壓鑄624.5.3 充氧壓鑄644.5.4 精速密壓鑄664.5.5 黑色金屬壓鑄67思考題68第5章 壓鑄件的工藝分析695.1 壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計695.1.1 壓鑄工藝對壓鑄件結(jié)構(gòu)的要求695.1.2 壓鑄件基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計725.1.3 壓鑄件的精度、表面粗糙度及加工余量755.2 分型面設(shè)計775.2.1 分型面的類型775.2.2 分型面的選擇785.3 常用壓鑄合金825.3.1 對壓鑄合金的要求825.3.2 壓鑄合金分類及主要性質(zhì)82思考題87第6章 壓鑄機886.1 壓鑄機的種類和應(yīng)用特點886.1.1 壓鑄機的分類886.1.2 壓鑄機的壓鑄過程及特點886.1.3 國產(chǎn)壓鑄機代號和壓鑄機參數(shù)916.2 壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)926.2.1 合模機構(gòu)926.2.2 壓射機構(gòu)946.3 壓鑄機的選用956.3.1 確定壓鑄機的鎖模力956.3.2 壓室容量的估算976.3.3 開模行程的核算97思考題98第7章 澆注系統(tǒng)及排溢系統(tǒng)設(shè)計997.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計997.1.1 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及分類997.1.2 澆注系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計1027.1.3 典型壓鑄件澆注系統(tǒng)分析1107.2 溢流與排氣系統(tǒng)設(shè)計1127.2.1 溢流槽設(shè)計1137.2.2 排氣槽設(shè)計115思考題118第8章 壓鑄模結(jié)構(gòu)設(shè)計1198.1 壓鑄模基本結(jié)構(gòu)1198.2 成型零件設(shè)計1218.2.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1218.2.2 成型零件成型尺寸計算1318.3 壓鑄模結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計1358.3.1 支承與固定零件的設(shè)計1358.3.2 導(dǎo)向零件設(shè)計1388.3.3 推出機構(gòu)的設(shè)計1408.4 抽芯機構(gòu)設(shè)計1528.4.1 常用抽芯機構(gòu)的形式及特點1528.4.2 抽芯力和抽芯距離1528.4.3 斜銷抽芯機構(gòu)1548.4.4 彎銷抽芯機構(gòu)1608.4.5 斜滑塊抽芯機構(gòu)1638.4.6 齒輪齒條抽芯機構(gòu)1668.4.7 液壓抽芯機構(gòu)1688.5 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計1708.5.1 加熱與冷卻系統(tǒng)的作用1708.5.2 加熱系統(tǒng)設(shè)計1708.5.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計171思考題173第9章 壓鑄模材料的選擇及技術(shù)要求1759.1 壓鑄模的材料選擇1759.2 壓鑄模的技術(shù)要求176思考題178第10章 壓鑄模結(jié)構(gòu)圖例17910.1 壓鑄模設(shè)計程序17910.2 壓鑄模結(jié)構(gòu)圖例180參考文獻191

章節(jié)摘錄

插圖：在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，60％～90％的工業(yè)產(chǎn)品需使用模具加工，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，特別是汽車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機械行業(yè)，據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測，21世紀(jì)，機械制造工業(yè)零件粗加工的75％和精加工的50％都將依靠模具完成。因此，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)工業(yè)。模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具技術(shù)的進步，模具技術(shù)又涉及多學(xué)科的交叉。模具作為一種高附加值產(chǎn)品和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。世界上許多國家，特別是一些工業(yè)發(fā)達國家，都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進技術(shù)和設(shè)備，提高模具制造水平，已取得了顯著的經(jīng)濟效益。美國是世界超級經(jīng)濟大國，也是世界模具工業(yè)的領(lǐng)先國家，早在20世紀(jì)80年代末，美國模具行業(yè)有12554個企業(yè)，從業(yè)人員172800人，模具總產(chǎn)值達64.47億美元。日本模具工業(yè)是從1957年開始發(fā)展起來的，當(dāng)年模具總產(chǎn)值僅有106億日元，到1998年總產(chǎn)值已超過4.88萬億日元，在短短的40余年內(nèi)增加了460多倍，這也是日本經(jīng)濟能飛速發(fā)展并在國際市場上占有一定優(yōu)勢的重要原因之一?？v觀世界經(jīng)濟的發(fā)展，經(jīng)濟發(fā)展較快時，產(chǎn)品暢銷，自然要求模具能跟上；而經(jīng)濟發(fā)展滯緩時期，產(chǎn)品不暢銷，企業(yè)必然想方設(shè)法開發(fā)新產(chǎn)品，這同樣會給模具帶來強勁需求。因此，國內(nèi)外行家都稱現(xiàn)代模具工業(yè)是不衰的工業(yè)。

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