摘 要

本文在挤压铸造模具设计理论的基础上，提出了200kg可调暗铰右页零件多种成形工艺方案，并在铸造模拟分析软件AnyCasting中对成形工艺进行了分析，包括充填分析、冷凝分析及缺陷分析，针对模拟分析结果预测的缺陷进行浇注系统结构改进和工艺参数优化。利用UG软件对零件的模具进行设计，并进行模具装配。利用AutoCAD绘制模具装配图，并对每个加工件进行拆零，画出相应零件图。对典型零件进行了制造工艺分析，制作工艺卡片并进行经济性分析。利用3ds Max制作模具爆炸动画，完成模具的拆装过程，并制作了模具工作运动动画，对模具的工作原理进行了有效运动仿真。

本文的主要创新点在于：在模具设计的基础上，还运用了计算机仿真以及模拟技术，直观清晰的反映铸造的充型及凝固过程，同时帮助预测出可能发生的缺陷，便于改进和优化结构和工艺参数，这不仅缩短了工艺设计和产品试制周期，而且降低了产品试制成本，提高了产品的质量。

关键词： 挤压铸造；铸造模拟；模具设计；运动仿真；

Abstract

Based on the theory of squeeze casting mold design, this paper puts forward several forming process of 200kg adjustable concealed hinge. It simulates the filling and solidification process of the casting with the casting simulation analysing software AnyCasting and improving the gating system structure and optimizing the process parameters. Also, three-dimensional modeling software UG is used for 3D mold design. AutoCAD is used for mold assembly drawing and each corresponding parts of the mold. It conducted manufacturing process analysis of typical parts, making process card and economic analysis. Besides,3ds Max is utilized to simulate the mold-opening，mold-unloading and mold-closing of the squeeze casting die with satisfactory results.

The innovation of the paper are: the study is based on the die design, with the use of computer simulation technology to enable the mold design three-dimensional, vivid, a clear and visual reflection of the filling and solidification process. The computer simulation reduce the technological design and the trial production time, to reduce manufacturing expense of the trial, and guaranteed that the product with the high quality casting.

Key Words：Squeeze casting; Casting Simulation; Mold Design; Motion Simulation.

目录

摘要 I

Abstract II

1 绪论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 课题研究的目的意义 1

1.3 论文主要内容 2

2零件结构分析与方案的初步确定 3

2.1 挤压铸件特点分析 3

2.1.1 挤压铸件的工艺信息 3

2.1.2 挤压铸件的结构分析 3

2.2分型面的选择 4

2.3型腔排列方式 5

2.4浇注系统的设计 6

2.5排溢系统的设计 6

2.6卸料机构的设计 7

2.7优化浇注系统和排溢系统结构 7

3利用AnyCasting铸造模拟软件优化浇注系统和排溢系统 8

3.1 铸造模拟的意义 8

3.2 铸造过程模拟软件AnyCasting 8

3.2.1 AnyCasting软件简介 8

3.2.2 AnyCasting软件的特点 8

3.2.3 AnyCasting软件与Siemens NX软件的接口形式 9

3.3 可调暗铰右页挤压铸造工艺两种方案的数值模拟 9

3.3.1 铸件充型凝固过程数值模拟系统图 9

3.3.2 铸件充型凝固过程数值模拟前的处理 9

3.3.3 分析计算 12

3.3.4 模拟结果的分析处理 13

3.3.5 设计方案的改进 15

3.4 本章小结 16

4 可调暗铰右页挤压铸造模具设计 18

4.1 液压机的选用 18

4.1.1液压机的基本要求 18

4.1.2计算所需锁模力 18

4.1.3选用液压机 19

4.2 分型面的设计 20

4.2.1分型面的选择要点 20

4.3.2分型面的确定 20

4.3 浇注系统的设计 21

4.3.1 浇口位置的选择 21

4.3.2 浇道的尺寸设计 21

4.3.3 压头的设计 22

4.3.4 压套的设计 22

4.3.5 分流锥的设计 23

4.4 溢流、排气系统的设计 23

4.4.1溢流槽的设计 23

4.4.2 排气系统的设计 24

4.5 成形零件的设计 24

4.5.1 成形零件的结构 24

4.5.2 成型部分尺寸的计算 24

4.6 模具结构零件的设计 26

4.6.1 连接机构 26

4.6.2 导向机构 26

4.6.3 推出机构的设计 27

4.6.4 复位机构的设计 28

4.6.5 模具的预热及冷却 28

4.7 模具总装图设计 29

4.7.1 模具总装图 29

4.7.2 模具工作原理 29

4.8 本章小结 30

5 可调暗铰右页挤压铸造模具三维运动仿真 31

5.1 运动仿真的意义 31

5.2 三维动画制作软件3ds Max 31

5.2.1 3ds Max简介 31

5.2.2 3ds Max特点 31

5.2.3 3ds Max运动仿真流程 32

5.3 3ds Max动画仿真 33

5.3.1 模具材质设置 33

5.3.2 模具部件分组 33

5.3.3 设置关键帧 33

5.3.4 模具仿真渲染导出AVI文件 34

5.4 本章小结 35

6 模具价格估算 36

6.1挤压铸造模具价格的构成 36

6.2模具价格估算 37

7总结与展望 39

参考文献 40

致谢 42

1 绪论

1.1 课题研究的背景

我国挤压铸造技术的发展经历了60多年。20世纪50至60年代我国开始对这项工艺进行试验研究；60至80年代该工艺处于生产应用阶段，也就在这个期间国内很多研究机构相继开展了对这项工艺的研究；70年代中后期我国挤压铸造技术走上稳定发展的道路，用挤压铸造工艺制造的铸件产品种类繁多，这些制件的材质主要包括铝合金，球墨铸铁，碳钢及合金钢等；90年代后，很多企业开始重视技术创新，挤压铸造技术得到了快速发展。挤压铸造技术是基于压力铸造基础上的技术，它最显眼之处在于它集成了铸、锻成形的优势，这使得其在世界范围内迅速发展起来。

通过计算机运动仿真技术，可以观察模具开合模运动过程，观察其运动过程是否有干涉，可以及时发现设计存在的问题，有针对性的进行改善和优化，以确保实际生产中不会出现此类问题，有效地保证了模具的实用性。