铝合金轮毂压铸模具设计_毕业设计

本科生毕业论文 设计题目： 铝合金轮毂压铸模具设计 XXXX大学毕业设计任务书 学院 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 毕业设计日期： 毕业设计题目： 毕业设计专题题目： 毕业设计主要内容和要求： 院长签字： 指导教师签字： XXXX大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： XXXX大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）： 成 绩： 评阅教师签字： XXXX大学毕业设计答辩及综合成绩 答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 正 确 基本 正确 有一般性错误 有原则性错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 摘 要 轮毂是电动自行车上极为重要的行驶部件和安全部件，应具有良好的综合力学性能，在正常行驶过程中不应发生变形和疲劳失效。 近几年来半固态加工技术因其节能、高效、环保式生产以及成型件的高性能等诸多优点，得到了世界各国的广泛关注。半固态铸造成形技术不但综合了铸造成形和锻压成形的优点。而且部分产品的性能会接近甚至于达到锻压产品的性能。因此，采用半固态挤压成形工艺来加工电动自行车轮毂将会是一个新的发展方向。 模具在半固态挤压成型方法中是至关重要的一部分，因此，它的设计和制造成了成品件质量的关键所在。 本文对电瓶车轮毂进行二维造型比较形象的展示轮毂的外形。并主要从电动自行车轮毂的发展状况、铝合金的成型与铸造方法、半固态挤压成型工艺及特点，模具总体的选择以及模具结构的设计等方面介绍了轮毂半固态挤压模具的设计。该款轮毂的材料采用了铝合金材料（ZL101A），分析了轮毂零件的特点。另外，主要从铸件收缩率、铸型分型面、冒口的设置以及推出机构等几个方面介绍了模具设计的要点。 关键词：轮毂 ;半固态挤压 ;模具设计 ABSTRACT 目 录 一般部分 1 绪论……………………………………………………………………………1 1.1压力铸造………………………………………………………………2 1.1.1典型的压铸填充理论………………………………………………2 1.1.2压力铸造的特点……………………………………………………2 1.1.3压铸生产过程简介………………………………………………2 1.2压铸业发展历史、现状及趋势……………………………………………3 1.2.1压铸的发展历史…………………………………………………………2 1.2.2我国压铸业的发展 ………………………………………………………2 1.2.3压铸产业的发展趋势……………………………………………………2 1.3本课题的研究内容及意义…………………………………………………4 1.3.1研究内容………………………………………………………………6 1.3.2开展本课题的意义……………………………………………………7 模具设计专题部分 3压铸件设计 ……………………………………………………………10 3.1压铸件基本结构设计………………………………………………………10 3.1.1壁厚和肋…………………………………………………………10 3.1.2铸造和圆角……………………………………………………11 3.1.3起模斜度………………………………………………………11 3.2压铸件结构设计的工艺性………………………………………………11 3.3压铸件技术要求……………………………………………………11 3.3.1尺寸精度…………………………………………………………11 3.3.2面质量…………………………………………………………12 3.3.3机械加工余量……………………………………………………13 4压铸机的选用及相关计算与校核……………………………………………11 4.1确定压铸机的锁模力………………………………………………13 4.1.1计算主胀型力……………………………………………………………10 4.1.2计算锁模力………………………………………………………………10 4.1.3开模行程的核算…………………………………………………………10 5半固态挤压模具设计概述……………………………………………………11 5.1半固态挤压模具基本结构………………………………………………13 5.2分型面的设计……………………………………………………………15 5.3浇注系统的设计…………………………………………………………18 5.3.1浇注系统的结构与分类……………………………………………18 5.3.2内浇口的设计…………………………………………………19 5.3.3直浇道的设计…………………………………………………19 5.3.4横浇道的设计…………………………………………………19 5.4排溢系统的设计………………………………………………………19 5.4.1溢流槽的设计…………………………………………………20 5.4.2排气槽的设计…………………………………………………20 5.5模架的设计………………………………………………………………18 5.5.1模架的设计原则…………………………………………………18 5.6 模具加热系统设计……………………………………………………19 5.7成形零件的设计………………………………………………………19 5.7.1半固态挤压件的收缩率…………………………………………20 5.7.2成形部分尺寸的计算………………………………………………20 5.8推出机构设计…………………………………………………………18 结论与展望…………………………………………………………37 参考文献……………………………………………………………………38 翻译部分 英文原文…………………………………………………………………40 中文译文…………………………………………………………………49 致谢…………………………………………………………………………59 一般部分 1 绪论 1.1压力铸造 压铸是压力铸造的简称，是一种将处于熔融状态或半熔融状态的金属注入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模具的型腔内，并在高压下冷却凝固成型而获得铸件的高效益、高效率的精密铸造方法。用该方式成型的铸件，常常成为压铸件。目前压铸所采用的金属主要是各种合金，其中铝合金占比例最高（30%～60%），锌合金次之（在国外，锌合金铸件绝大部分为压铸件）。镁合金是近几年国际上比较关注的合金材料，铜合金仅占压铸件总量的1%～2%。 1.1.1典型的压铸填充理论 压铸过程中金属液的填充形态与铸件致密度、气孔率、力学性能和表面粗糙度等质量因素密切相关，在极短的填充瞬间其受到压铸件结构、填充速度、比压、温度、内浇口与压铸件端面厚度之比、合金液的黏度及表面张力、浇注系统的形状等的制约。长期以来人们对此进行广泛的研究，提出了一些论点，但这些论点都是在特定的实验条件下得到的，有一定的局限性，要求人们在应用中具体情况具体分析，使填充理论进一步完善和深化。 目前局域代表性的金属充填理论有三种：喷射充填理论、全壁厚充填理论和三阶段充填理论。 ①喷射填充理论 该理论是1932年由佛罗梅尔（L.Frommer）在矩形截面型腔一端开设浇口，研究锌合金压铸填充过程中得到的。他认为液体金属的填充过程遵循流体力学定律，并且有摩擦和涡流现象；液体金属填充矩形型腔时的运动特性和内浇道截面积与型腔截面积之比有关。 佛罗梅尔认为：当液流在速度、压力不变时，保持内浇口截面的形状喷射至对面型壁，成为喷射阶段；由于对面型壁的阻碍，部分金属呈涡流状返回，部分金属向所有其他方向喷射并沿型腔壁由四面向内浇口方向折回，成为涡流阶段。涡流中容易卷入空气及涂料燃烧产生的气体，使压铸件凝固后形成0.1～1mm的孔洞，降低了压铸件的致密度。 ②全壁厚填充理论 该理论是1937年由勃兰特（W.G.Brandt）用0.5～2mm厚的内浇口（且与压铸件厚度之比为0.1～0.6）研究铝合金压铸填充过程中得到的。勃兰特认为，金属液经内浇口进入型腔后，即扩展至型壁后沿整个型壁截面向前填充，直到充满为止。 ③三阶段填充理论 该理论是1944--1952年由巴顿（H.KBarton）提出来的。巴顿认为，填充过程是包含力学、热力学和流体力学因素的复合问题，大致可分为三个阶段。 第一阶段：受内浇口截面限制的金属射入型腔后，首先冲击对面型壁，沿型腔表面向各方向扩展，并形成压铸件表面的薄壳层，在型腔转角处产生涡流。 第二阶段：后续金属液沉积在薄壳层内的空间里，直至填满，凝固曾逐渐向内延伸，液相逐渐减少。 第三阶段：金属液完全充满型腔后，与浇注系统和压室构成一个封闭的水力学系统，在压力作用下，补充熔融金属，压实压铸件。 以上是早期的三种典型的填充理论。由于压铸过程中，压铸件的填充是在极短的时间内完成的，并且过程是不连续的，变化迅速，压铸件是不透明的，因而不可能直接观察到压铸件内填充过程。此外，填充过程还与压射工艺参数、压铸件和内浇道的形状及两者截面积之比、压铸合金的性能等因素有关。因此，对填充理论一直存在着不同的看法。 1.1.2压力铸造的特点 高压力和高速度是压铸中熔融合金充填成型过程的两大特点，也是压铸与其他铸造方法最根本的区别所在。压铸中常用的压射比压在几兆帕至几十兆帕范围内，有时甚至高达500MPa。其充填速度一般在0.5～70m/s范围内，它的充填时间很短，一般为0.01～0.2s，最短的仅为千分之几秒。因此，利用这种方法生产的产品有着其独特的优点。可以得到薄壁、形状复杂但轮廓清晰的铸件。其压铸出的最小壁厚：锌合金为0.3mm；铝合金为0.5mm。铸出孔最小直径为0.7mm。铸出螺纹最小螺距0.75mm。对于形状复杂，难以或不能用切削加工制造的零件，即使产量小，通常也采用压铸生产，尤其当采用其他铸造方法或其他金属成型工艺难以制造时，采用压铸生产最为适宜。铸件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。铸件的尺寸精度为IT12～IT11面粗糙度一般为3.2～0.8μm，最低可达0.4μm。因此，个别压铸件可以不经过机械加工或仅是个别部位加工即可使用[1黄]。 压铸的主要优点是： (1)铸件的强度和表面硬度较高。由于压铸模的激冷作用，又在压力下结晶，因此，压铸件表面层晶粒极细，组织致密，所以表面层的硬度和强度都比较高。 压铸件的抗拉强度一般比砂型铸件高25%～30%，但收缩率较低。 (2)生产率较高。压力铸造的生产周期短,一次操作的循环时间约5 s～3 min ,这种方法适于大批量生产。 虽然压铸生产的优势十分突出，但是，它也有一些明显的缺点： (1)压铸件表层常存在气孔。这是由于液态合金的充型速度极快，型腔中的气体很难完全排除，常以气孔形式存留在铸件中。因此，一般压铸件不能进行热处理，也不宜在高温条件下工作。这是由于加热温度高时，气孔内的气体膨胀，导致压铸件表面鼓包，影响质量与外观。同样，也不希望进行机械加工，以免铸件表面显露气孔。 (2)压铸的合金类别和牌号有所限制。目前只适用于锌、铝、镁、铜等合金的压铸。而对于钢铁材料，由于其熔点高，压铸模具使用寿命短，故钢铁材料的压铸很难适用于实际生产。至于某一种合金类别，由于压铸时的激冷产生剧烈收缩，因此也仅限于几种牌号的压铸。 (3)压铸的生产准备费用较高。由于压铸机成本高，压铸模加工周期长、成本高，因此压铸工艺只适用于大批量生产[2] 1.1.3压铸生产过程简介 图1 压铸工艺过程流程图 1.2压铸业发展历史、现状及趋势 1.2.1压铸的发展历史 压铸始于19世纪，其最初被用于压铸铅字。早在1822年，威廉姆·乔奇（Willam Church）博士曾制造一台日产1.2～2万铅字的铸造机，已显示出这种工艺方法的生产潜力。1849年斯图吉斯（J. J. Sturgiss）设计并制造成第一台手动活塞式热室压铸机，并在美国获得了专利权。1885年默根瑟（Mersen-thaler）研究了以前的专利，发明了印字压铸机，开始只用于生产低熔点的铅、锡合金铸字，到19世纪60年代用于锌合金压铸零件生产。压铸广泛应用于工业生产还只是上世纪初，用于现金出纳机、留声机和自行车的产品生产。1904年英国的法兰克林（H. H. Franklin）公司开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承，开创了压铸零件在汽车工业中应用的先例。1905年多勒（H. H. Doehler）研制成功用于工业生产的压铸机、压铸锌、锡、铜合金铸件。随后瓦格纳（Wagner）设计了鹅颈式气压压铸机，用于生产铝合金铸件。这种压铸机是利用压缩空气推送铝合金经过一个鹅颈式通道压入模具内，但由于密封、鹅颈通道的粘咬等问题, 这种机器没有得到推广应用。但这种设计是生产铝合金铸件的第一次尝试。20世纪20年代美国的Kipp公司制造出机械化的热室压铸机，但铝合金液有浸蚀压铸机上钢铁零部件的倾向，铝合金在热室压铸机上生产受到限制。1927年捷克工程师约瑟夫·波拉克（Jesef Pfolak）设计了冷压室压铸机，由于贮存熔融合金的坩锅与压射室分离，可显著地提高压射力，使之更适合工业生产的要求，克服了气压热压室压铸机的不足之处，从而使压铸技术向前迈出重要一步[3]。20世纪50年代大型压铸机诞生，为压铸业开拓了许多新的领域。随着压铸机、压铸工艺、压铸型及润滑剂的发展，压铸合金也从铅合金发展到锌、铝、镁和铜合金，最后发展到铁合金，随着压铸合金熔点的不断增高而使压铸件应用范围也不断扩大[4]。 1.2.2我国压铸业的发展 我国压铸工业在近半个世纪的发展中有了长足的进步。作为一个新兴产业，其每年都以8%～12%的良好势头快速发展。目前，我国拥有压铸厂点及相关企业2600余家，压铸机近万台，年产压铸件50余万吨。其中铝压铸件占67.0%、锌压铸件31.2%、铜压铸件1.0%、镁压铸件0.8%。我国的压铸厂点及相关企业中，压铸厂点2000余家，占企业总数的80%以上，压铸机及辅助设备企业、模具企业、原辅材料企业近398家，占13.7%，科研、大专院校、学会等其他单位合计112个，占总数的3.8%[5]。压铸机生产方面，我国约有压铸机生产企业20多个，年生产能力超过1000台，压铸机的供应能力很强。其中的中小型压铸机的质量较好，大型压铸机、实时控制的高性能的压铸机仍需进口，2000吨以上的压铸机正在研制中[5]。种种情况表明，中国的压铸产业已经相当庞大。 但是，与压铸强国相比，中国的压铸业还有着较大的差距。中国压铸企业的规模较小，企业素质不高，技术水平落后，生产效率较低。虽然与美国、日本等压铸先进国家相比，我国压铸件的生产占有一定的数量优势，但我国压铸企业以小型工厂为主，因此在管理水平和工作效率上，较之有很大的差距。另外，虽然我国生产的中小型压铸机质量较好，但大型压铸机、实时控制的高性能的压铸机仍需进口，每年进口压铸机100台以上[6]。由此可见，我国不能算作压铸强国，只能是压铸大国。 近年来，由于中国工业的迅速发展，压铸产业已经逐渐向很多市场迈进。以中国的轿车工业压铸市场为支柱，中国的压铸业已经向摩托车行业、农用车行业、基础设施建设市场、玩具市场、家电产业等多个方向快速拓展，其势头方兴未艾[7]。 1.2.3压铸产业的发展趋势 由于整个压铸过程都是在压铸机上完成，因此，随着对压铸件的质量、产量和扩大应用的需求，开始对压铸设备提出新的更高的要求，传统压铸机已经不能满足这些要求，因此，新型压铸机以及新工艺、新技术应运而生。例如，为了消除压铸件内部的气孔、缩孔、缩松，改善铸件的质量，出现了双冲头（或称精、速、密）压铸；为了压铸带有镶嵌件的铸件及实现真空压铸，出现了水平分型的全立式压铸机；为了提高压射速度和实现瞬时增加压射力以便对熔融合金进行有效地增压，以提高铸件的致密度，而发展了三级压射系统的压铸机。又如，在压铸生产过程中，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，对压铸过程中各工艺参数进行检测和控制。它们是压射力、压射速度的显示监控装置和合型力自动控制装置以及电子计算机的应用等[8]。以下介绍的便是压铸行业中出现的新工艺技术。 (1)真空压铸 真空压铸是利用辅助设备将压铸型腔内的空气抽除且形成真空状态，并在真空状态下将金属液压铸成形的方法。其真空度通常在380～600毫米汞柱的范围内，可以通过机械泵获得。而对于薄壁与复杂的铸件，真空度应该更高。由于型腔抽气技术的圆满解决，真空压铸在20世纪50年代曾盛行一时，但后来应用不多。目前，真空压铸只用于生产要求耐压、机械强度高或要求热处理的高质量零件，其今后的发展趋向是解决厚壁铸件和消除热节部位的缩孔，从而更有效地应用于可热处理和可焊接的零件。 真空压铸的特点是：显著减少了铸件中的气孔，增大了铸件的致密度，提高了铸件的力学性能，并使其可以进行热处理。消除了气孔造成的表面缺陷，改善了铸件的表面质量。可减小浇注系统和排气系统尺寸。由于现代压铸机可以在几分之一秒内抽成需要的真空度，并且随着铸型中反压力的减小，增大了铸件的结晶速度，缩短了铸件在铸型中的停留时间。因此，采用真空压铸法可提高生产率10%～20%.采用真空压铸时，镁合金减少了形成裂纹的可能性（裂纹时镁合金压铸时很难克服的缺陷之一，经常发生在型腔通气困难的部位），提高了它的力学性能，特别是可塑性。 （2）充氧压铸 国外在分析铝合金压铸件的气泡时发现，其中气体体积分数的90%为氮气，而空气中的氮气体积分数应为80%，氧气的体积分数为20%。这说明气泡中部分氧气与铝液发生了氧化反应。因此出现了充氧压铸的新工艺[9]。 充氧压铸是消除铝合金压铸件气孔，提高铸件质量的一个有效途径。所谓充氧压铸是在铝液充填型腔，用氧气充填压室和型腔，以置换其中的空气和其他气体，当铝金属液充填时，一方面通过排气槽排出氧气，另一方面喷散的铝液与没有排除的氧气发生化学反应而产生三氧化二铝质点，分散在压铸件内部，从而消除不加氧时铸件内部形成的气孔。这种三氧化二铝质点颗粒细小，约在1μm以下，其重量占铸件总重量的0.1%～0.2%,不影响力学性能，并可使铸件进行热处理[10]。 （3）精速密压铸 精速密压铸是一种精确地、快速的和密实的压铸方法，又称套筒双冲头压铸法。国外在20世纪60年代中期开始在压铸生产中应用这一方法。精密速压铸法在很大程度上消除了气孔和缩松这两种压铸件的基本缺陷，从而提高了压铸件的使用性能，扩大了压铸件的应用范围。 （4）半固态压铸 半固态压铸是当金属液在凝固时，进行强烈的搅拌，并在一定的冷却速率下获得50%左右甚至更高的固体组分浆料，并将这种浆料进行压铸的方法。 半固态压铸的出现，为解决钢铁材料压铸模寿命低的问题提供了一个方法，而且对提高铸件质量、改善压铸机鸭舌系统的工作条件，都有一定的作用，所以是用途的一种新工艺[11]。 1.3本课的研究内容及意义 1.3.1研究内容 在该模具设计中，主要完成以下任务： 1）完成铝合金轮毂压铸模具设计的装配图及零件图。 2）要求该压铸模具具有温度控制功能，通过温度控制影响凝固过程，以取得减少内应力的效果。 1.3.2开展本课题的意义 模具是压铸件生产的主要工具，因此在设计模具时应尽量注意使模具总体结构及模具零件结构合理，安全可靠，便于制造生产，压铸模浇排系统需合理设计。模具的加工、装配要到位，配合需适当，压铸模具的优化也是一个重要方面。压铸模具的优良程度很大程度上取决浇注系统以及排溢系统的设计。压铸生产中，因为模具浇道形状、浇口与排溢口位置及压铸力等控制参数选择不合理导致压铸件缩孔、冷隔或者气孔等缺陷的情况常有出现。而对浇道和排溢口的形状、大小、位置以及压铸机压射工艺参数经过优化后可以大大减少这些缺陷[3]。综上所述，压铸模具的合理设计对于生产出高质量的铸件具有重要意义。 模具设计专题部分 3 挤压件设计 铸件的结构设计是半固态挤压生产中首先遇到的工作，其设计的合理性和工艺适用性直接影响到后续工作的顺利进行。设计的半固态挤压件除了要满足使用要求之外，还要满足成形工艺要求，并且还要尽可能的做到模具结构简单、生产成本低，以获得设计本身的工艺性、可制造性、经济性、合理性。 3.1挤压件的基本结构设计 挤压件的基本结构设计包括壁厚，肋、铸孔、铸造圆角、脱模斜度、螺纹、齿轮、铆钉头、网纹、图案等等的设计。在该模具设计中仅需进行壁厚、肋、铸造圆角和脱模斜度的设计。 3.1.1 壁厚和肋 在设计半固态挤压件时，往往以为壁越厚，半固态挤压件的强度和刚度就越容易得到保证，性能也就越好；但是，实际上对于半固态挤压件而言， 挤压件壁厚增加，内部气孔、缩孔等缺陷也随之增加，故在保证挤压件有足够强度和刚度的前提下，应尽量减少厚度并保持各截面的厚薄均匀一致。对挤压件的厚壁处，为了避免缩松等缺陷，应通过减薄壁厚并增设加强肋肋解决。 所以在满足产品使用性能要求的前提下，采用均匀的、适当的壁厚才会以最低的金属消耗取得良好的成型性和工艺性。铝合金压铸件的适宜壁厚1～6mm。由于在半固态挤压过程中需要提供较大的挤压力，故该轮毂挤压件的最外侧壁厚可选择为5mm。根据客观需要考虑到轮毂的承载性能，轮毂中的四根支撑杆厚度设计为8mm，最中间的壁厚为13mm。 3.1.2 铸造圆角 在挤压零件壁面与壁面连接处，无论是直角，锐角或钝角，都应设计成圆角，只有预计选定为分型面的部位上才不采用圆角连接。铸造圆角有助于金属液的流动，减少涡流，气体容易排出，有利于成形；同时又避免尖角处产生应力集中而开裂。对需要进行电镀和涂覆的压铸件更为重要，圆角是获得均匀镀层和防止尖角处镀层沉积不可缺少的条件。对于模具来讲，铸造圆角能延长模具的使用时间。没有铸造圆角会产生应力集中，模具容易崩角，这一现象对熔点较高的合金尤其显著。根据该模具的特点，选择r=1mm。 3.1.3 脱模斜度 为了在铸型凝固后，为了保证挤压件从模具中顺利脱出，应该在模具的相应位置设置一定的倾斜角度，即起模斜度。脱模斜度的大小和压铸件的壁厚以及合金种类有关。在铸件本身有结构斜度的地方，则不必设置起模斜度。当铸件的结构斜度不足或者铸件的结构影响了铸件的脱模时，则必须设置一定斜度的起模斜度或者增加模具镶块，来解决铸件脱模困难的问题。 （1）脱模斜度的选取标准 1）不留加工余量的压铸件。为了保证铸件组装时不受阻碍，型腔尺寸以大端为基准，另一端按脱模斜度相应减少；型芯尺寸以小端为基准，另一端按脱模斜度相应增大。 2）两面均留有加工余量的铸件。为保证有足够的加工余量，型腔尺寸以小端为基准，加上加工余量，另一端按脱模斜度相应增大；型芯尺寸以大端 为基准，减去加工余量，另一端按脱模斜度相应减少。 3）单面留有加工余量的铸件。型腔尺寸以非加工面的大端为基准，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脱模斜度相应减少。型芯尺寸以非加工面的小端为基准，减去斜度尺寸差及加工余量，另一端按脱模斜度相应放大。 （2）脱模斜度的尺寸 配合面外表面最小脱模斜度α取 ，内表面最小脱模斜度β取 。非配合面外表面最小脱模斜度α取 ， 内表面最小脱模斜度β取1°[19]。 3.2挤压件结构设计的工艺性 挤压件的质量除了受到各种工艺因素的影响外，其零件设计的工艺性也是一个十分重要的因素，其结构合理性性和工艺适应性决定了后续工作能否顺利进行。如分型面的选择，浇道的设计，推出机构的设置，收缩规律的掌握，精度的保证，缺陷的种类及其程度等，都是与压铸机本身的压铸工艺性的优劣相关的。 半固态挤压工艺对挤压件的结构设计要求： ①方便讲挤压件从模具中取出； ②尽量消除侧凹和深腔； ③尽量减少抽芯部位； ④消除模具型芯出现交叉的部位； ⑤壁厚均匀； ⑥消除尖角。 以上原则，将轮毂挤压件工程图如下所示： 轮毂工程图 该零件直径Ф100mm，厚10mm，中心孔径Ф14mm，四个支撑杆宽8mm。 3.3挤压件技术要求 3.3.1尺寸精度 挤压件能达到的尺寸精度和尺寸稳定性基本上依挤压模制造精度而定。导致挤压件尺寸偏差的原因有很多，包括工作环境温度的高地、合金自身化学成分的偏差、合金金属收缩率的波动、开模、抽芯及推出机构运动状态的稳定程度、模具使用过程中的磨损量引起的误差等，这些原因又互相交织在一起，彼此互相影响。 压铸件的尺寸精度不仅与其尺寸大小有关，而且受其结构和形状的影响。一般压铸件的精度为IT13，高精度压铸件为IT11。 国家标准（GB/T 6414—1999）中将逐渐尺寸公差划分为16个等级，标记为CT1～CT16。压铸件尺寸公差可以控制在CT4～CT8级，但不同合金可以达到的等级范围有所不同，一般铝合金可以达到CT4～CT7级。 参考压铸件尺寸公差国家标准以及该挤压件的实际尺寸。确定其公差等级为IT12级，尺寸公差为0.35mm。 3.3.2表面质量 在填充条件良好的情况下，压铸件的表面粗糙度一般比模具成形表面的粗糙度低两级。用新模具压铸可获得表面粗糙度达0.8um的压铸件。随着模具使用次数的增加，通常压铸件的表面粗糙度值会逐渐变大。在模具的正常使用寿命内，铝合金压铸件大致在 3.2～6.3um。 参考国家相关标准，确定该挤压件的表面质量等级为2级，表面粗糙度 3.2um。 3.3.3机械加工余量 由于铸件具有较为精确的尺寸和良好的铸造表面，所以一般情况下，可以不进行机械加工。同时，由于压铸件内部可能有气孔，所以应尽量避免再进行机械加工。但是，某些部位还是应该进机械加工。如装配表面、装配孔、成型困难没有铸出的一些形状，去除内浇口、溢流口后的多余部分等。 械加工余量是为了保证铸件机械加工面尺寸和零件加工精度，在设计铸件和铸造工艺时，预先增加并在机械加工时应予以切除的金属层厚度。铸件的加工余量数值按照有加工要求的表面上最大基本尺寸和该表面距它的加工基准间尺寸两者中较大的尺寸所在尺寸范围，从铸件加工余量表中选取。另外，铸件的不同加工表面，可以采用相同的加工余量数值。 底座铸件的加工余量选取根据参考文献[15]中推荐的加工余量选择，平面按最大边长确定，孔按直径确定。 在本轮毂铸件中，有加工要求表面中基本尺寸最大的为直径100mm。根据《铸造工程师手册》，选取加工余量等级为D5-7，则根据直径100mm查表，选取本铸件的机械加工余量为0.6mm。 4半固态挤压成型过程及压铸机的选用 4.1 卧式冷室压铸机结构 卧式冷室压铸机基本组成如图所示： 图 卧式冷室压铸机 1—增压器；2—蓄能器；3—压射缸；4—压射冲头；5—压室；6—定座板；7—拉杆；8—动座板；9—顶出缸；10—曲肘机构；11—支承座板；12—模具高度；13—合模缸；14—机体；15—控制柜；16—电机及泵 此类压铸机的基本结构分为5部分： (1)压射机构 主要作用是在高压力下将熔融的金属液压入型腔的压射机构。压射压力、压射速度等主要工艺参数都是通过它来控制的，其中包括压室、压射冲头、压射缸、增压器和蓄能器。 (2)合模机构 其作用是实现压铸模的开启和闭合动作，并在压射成型过程中具有足够而可靠的锁模力，以防止在高压压射时，模具被推开或发生偏移。 (3)顶出机构 在压铸件冷却固化成型并开启模具后，顶出缸驱动压铸模的推出机构，将成型压铸件及浇注余料从模具中顶出，并脱出模体，其中包括顶出缸和顶杆。 (4)传动系统 通过液压传动或机械传动完成压铸过程中所需要的各种动作。包括电机、各种液压泵及机械传动装置。 (5)控制系统 控制系统控制柜指令液压系统和机械系统的传动元件，按压铸机压射过程预定的工艺路线和运行程序动作，将液压动作和机械动作有机的结合起来，完成准确可靠、协调安全的运行规则[12]。 4.2 半固态挤压成型过程 利用卧式冷室压铸机来实现半固态挤压成型工艺主要需经历4个步骤，如图2-4所示： (a) 合模过程　 (b)压射过程 (c)开模过程 　　 (d)铸件推出过程 (a)合模过程 模具闭合后，压射冲头1复位至压室2的端口处，将足量的液态金属3注入压室2内。 (b)压射过程 需要明确的是，半固态挤压成型中的压射过程与纯粹的压铸成型工艺中的压射过程是有很大不同的。传统的压铸成型是将液态合金压入型腔内进行凝固成型。而利用卧式冷室压铸机进行半固态挤压时，当液态合金进入型腔后不是任由其凝固至固态，而是通过模温调节系统的控制，待型腔内的液态合金冷却至半固态时在进行一定压力下的挤压，最后得到半固态挤压件。 (c)开模过程 半固态挤压成型后，开启模具，使挤压件脱离型腔，同时压射冲头1将浇注余料顶出压室。 (d)推出铸件过程 在压铸机顶出机构作用下，将压铸件及其浇注余料顶出，并脱离模体，压射冲头同时复位[13]。 4.1 确定压铸机的锁模力 锁模力（合模力）是选用压铸机时首先要确定的参数。在半固态挤压过程中，合金液以极高速度充填模具型腔，在充满型腔的瞬间及增压阶段，合金液收到很大的压力，为了作用到型腔的各个方向，力图是模具沿分型面涨开，称为胀型力。锁模力的作用主要是为了克服压射时的胀型力，以锁紧模具的分型面，防止因模具被胀开，引起金属液飞溅伤人和影响挤压件尺寸精度的现象发生。 4.1.1 计算主胀型力 式中， —主胀型力（KN）； A—铸件在分型面上的总投影面积，一般增加30%作为浇注系统与排溢系统的面积（ ）； P—压射比压（MPa）。 EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT 查阅“常用压铸合金压射比的推荐值”，得到铝合金承载件的压射比为50～80MPa。取P=80MPa。可求的主胀型力为： 4.1.2 计算锁模力 由于该套模具中不含有侧向抽芯机构，故不必考虑分胀型力。为了防止模具被胀开，锁模力要大于或等于胀型力在合模方向上的合力。而且此套模具中，胀型力中心与锁模力中心重合。锁模力计算公式如下： 式中， —压铸机应有的锁模力（KN）； K—安全系数（一般K=1.25）； —主胀型力（KN）。 故有 查阅《压铸模设计手册》中的压铸机的主要参数，考虑产品实际情况及现有条件，选择125t的J1113卧式冷室压铸机。 4.1.3 开模行程的核算 每台压铸机都有最小合模距离 和最大开模距离 两个尺寸，根据铸件形状、浇注系统和模具结构来核算是否满足取出铸件的要求，即压铸机的最大开模距离减去模具总厚度留有能取出铸件的距离。压铸机和模后能严密的锁紧模具分型面，因此要求合模后模具的总厚度应大于压铸机的最小合模距离，一般约为20mm。由此可得： 式中， 是压铸机最小合模距离（mm）； 是压铸机最大开模距离（mm）；L是压铸机动模座板的行程（mm）； 是定模部分的厚度（mm）； 是动模部分的厚度（mm）； 是铸件推出距离（mm）； 是铸件及浇道总高度（mm）。 4半固态挤压模具设计概述 作为压铸模生产的三要素之一，压铸模设计质量直接影响着压铸件成形的形状、尺寸、精度和表面质量等。压铸生产过程的顺利进行，压铸件质量的保证，在很大程度上取决于压铸模的结构合理性和技术先进性。在压铸模设计的过程中，必须全面分析压铸件的结构，了解压铸机及压铸工艺，掌握在不同压铸条件下的合金液充填特性和流动行为，并考虑到经济效益等因素。 4.1半固态挤压模具基本结构 半固态挤压模具由定模和动模两个主要部分组成。定模固定在压铸机压室一方的定模座板上，是金属液开始进入模具型腔的部分，也是模具型腔的所在部分之一。定模上有直浇道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上，随动模座板向左、向右移动与定模分开和合拢，一般抽芯和铸件顶出机构设于其内。 该套模具要求适用在卧式冷室压铸机上，其基本结构如下： （1） 成型零件部分 在合模后，由动模镶块和型腔镶块形成一个构成压铸件形状的空腔，通常称为成型镶块。构成成型部分的零件即为成型零件。成型零件包括固定的和活动的镶块与型芯，如图中的镶块、主型芯、小型芯以及侧型芯等。有时成型零件还构成浇注系统的一部分，如内浇口、横浇道、溢流口和排气道等。 （2） 浇注系统 浇注系统是熔融金属由压铸机压室进入模具成型空腔的通道，如浇口套、浇道镶块以及横浇道、内浇口、排溢系统等。 由于成型零件和浇注系统的零件均与高温的金属液直接接触，所以它们应选用经过热处理的耐热钢制造。 （3）模体结构。各种模板、座架等构架零件按一定程序和位置加以组合和固定，将模具的各个结构件组成一个模具整体，并能够安装到压铸机上，如的垫块、支撑板、动模压板、定模套板、定模座板和动模座板等。 导柱和导套是导向零件，又被称为导准零件。它们的作用是引导动模板与定模板在开模和合模时能沿导滑方向移动，并准确定位。 （4）顶出和复位机构。将压铸件或浇注余料从模具上脱出的机构，包括推出零件和复位零件，如推杆、推杆固定板和推板。同时，为使顶出机构在移动时平稳可靠，往往还设置自身的导向零件推板导柱和推板导套。为便于清理杂物或防止杂物影响推板的正确复位，还在推板底部设置限位钉。 （5）侧抽芯机构。当压铸件侧面有侧凹或侧凸结构时，则需要设置侧抽芯机构，如斜滑块、侧型芯、斜滑块限位钉、弹顶销、弹簧等。 （6）其它。除以上各结构单元外，模具内还有其它用于固定各相关零件的内六角螺栓以及销钉等[17]。 4.2分型面设计 选择铸件的分型面涉及铸件的形状和技术要求，浇注系统和溢流系统的布置，压铸工艺条件、压铸模的结构和制造成本、模具的热平衡因素，这些因素往往难以兼顾，确定分型面时要予以综合考虑。 选择分型面应注意的要点如下： ①开模时保持铸件随动模移动方向脱出定模； ②有利于浇注系统、溢流系统和排气系统的布置； ③要求不影响铸件的尺寸精度； ④简化模具结构； ⑤避免铸造机承受临界负荷，并要考虑铸造合金的性能。 在选择铸件的分型面时要综合考虑以上要点，从而确定分型面。由于该半固态挤压件的结构为具有对称 图 分型面设计 性。故其分型面的设计可如左图所示。 4.3浇注系统的设计 浇注系统是将压铸机压室内熔融的金属液在高温高压高速状态下填充入模具型腔的通道。它包括直浇道、横浇道、内浇口、等。它能调节充填速度、 充填时间、型腔温度，因此它决定着压铸件表面质量以及内部显微组织状态，同时也影响压铸生产的效果和模具的寿命[14]。 4.3.1 带浇注系统的半固态挤压件二维图形 带浇注系统的挤压件的二维图形如图2-6所示，溢流槽设于分型面四个对角处，用于有序的排除型腔中的气体和排除并容纳冷污的金属液以及其他氧化物。 图 带浇注系统的挤压件 4.3.1 浇注系统的结构与分类 浇注系统主要由直浇道、横浇道、内浇口组成。压铸机的类型不同，浇注系统也有所不同。 按照熔融合金引入型腔的方式不同，即内浇口的位置和形式不同，浇注系统可分为平扁侧浇口、带导流包的侧浇口、端面侧浇口、钳形浇口、切线浇口、环形浇口、半环形浇口、中心浇口、点浇口等等。 4.3.2 内浇口的设计 内浇口设计的主要内容就是选择内浇口的位置和形状，计算内浇口的截面积，确定内浇口的厚度。 （1）内浇口速度 由参考文献[15]查得，铝合金铸件内浇口充填速度的推荐值为20～60m/s，选取为50m/s。 （2）充填时间 半固态挤压件的平均壁厚为10mm，利用参考文献[1]（压铸模具设计）中的平均壁厚与充填时间的推荐值可知，对应的充填时间为0.100～0.160s。取充填时间t=0.150s。 （3）内浇口截面积 目前，在实践中，计算内浇口的截面积以流量计算法为主。 式中， ——内浇口截面积（ ）； G——通过内浇口的合金液总量（g）； ——液态合金的密度（ ）； ——内浇口速度（m/s）； t——型腔的充填时间（s）。 V——通过内浇口金属液的体积，； ——型腔的充填速度， 。 通过内浇口金属液的体积为两部分，一部分是成形零件的体积，另一部分是溢流槽中的体积。其中成形零件的体积为 ；故可估算通过内浇口的体积V为60 。 计算得出数值如下： （4）内浇口厚度、长度、宽度的确定 由内浇口厚度、宽度和长度的经验数值表，适当选取此铝合金铸件内浇口厚度为5mm，长度为3mm，宽度为30mm。 4.3.4 横浇道的设计 （1） 横浇道的形式及尺寸 根据铸件及内浇口的特点。采用类T型浇道，截面为矩形。浇道形状及尺寸如下图所示。 图 横浇道二维图形及尺寸 为了防止金属液对型芯的正面冲击，横浇道与内浇口采用了端面联接的方式。 图 端面连接方式 4.3.3 直浇道的设计 直浇道尺寸由浇口套尺寸决定。浇口套内径与压室内径相同，由于压铸机选择型号为J1113，其压室直径为40mm，50mm，60mm。选取50mm为浇口套内径，其他尺寸根据情况自行设计，具体尺寸见附录。 4.4排溢系统的设计 排溢系统包括溢流口，溢流槽、排气槽三部分组成。 4.4.1 溢流槽的设计 溢流槽位置的设置原则 ①溢流槽的位置多设置在合金液最后填充的部位上。 ②当遇有型芯阻碍而使合金液分成两股时，在型芯的附近要设有溢流槽。 ③对于拒不厚大凸台的型腔部位，也应有溢流槽。 ④当具有局部薄的型腔部位时，为了增加该处型腔的热量，在该处及其附近都应设有溢流槽。 ⑤设计溢流槽时要注意便于从压铸件上去除，在去除后不损坏铸件的外观。 综合以上原则，如图2-9所示，选用半圆形结构的排溢系统。 图2-9 排溢系统结构 溢流槽尺寸选取：溢流口厚度h=0.5mm；溢流口长度l=4mm；溢流口宽度s=4mm；溢流槽半径r=6mm。 4.4.2 排气槽的设计 在半固态挤压生产中，液态部分的充填速度非常快，型腔的充填时间非常短，型腔中的空气和涂料挥发产生的气体的排出是一个非常重要的问题。排气槽用于将上述气体从型腔总排出，其设置的位置与内浇道的位置和合金液的流态有关。为了使型腔中的气体在压射时尽可能多的排出，应将排气槽设置在合金液最后充填的部位。 排气槽一般与溢流槽配合，设置在溢流槽后端以加强溢流和排气的效果。排气道相关尺寸选取为：排气槽深度为0.12mm；宽度为15mm。 4.5模架的设计 4.5.1模架设计概述 构成模架的结构件主要包括：定模座板、定模板、动模板、动模压板、支承板、垫块、动模座板；导柱、导套等[23]。 （1）定模座板 除不通孔的模体结构外，凡通孔的模体结构均应设置定模座板。 在设计定模座板时，考虑到以下问题： ①浇口套安装孔的位置与尺寸应与压铸机压室的定位法兰配合。 ②定模座板上应留出紧固螺钉或安装压板的位置。 （2）定模套板 定模套板的主要作用： ①成型镶块、成型型芯以及安装导向零件的固定载体。 ②设置浇口套，形成浇注系统的通道。 ③承受金属液填充压力的冲击，而不产生型腔变形。 ④在不通孔的模体结构中，兼起安装和固定定模部分的作用。 （3）动模套板 动模套板的主要作用是： ①固定成型镶块、成型型芯、浇道镶块以及导向零件的载体。 ②设置铸件脱模的推出元件，如推杆、推管、卸料板以及复位杆等。 ③设置侧抽芯机构。 ④在不通孔的模体结构中，起支承板的作用。 （4）动模压板 动模压板主要作用是： 在通孔的模体结构中，将成型镶块压紧在动模板内。 （5）动模支承板 动模支承板的主要作用是： 承受金属液填充压力的冲击，而不产生不允许范围内的变形。因此，不通孔的模体结构，有时也可设置支承板。 （6）模座 模座是支承模体和模体承受机器压力的构件，其主要作用是： ①与动模板、动模支承板连成一体，构成模具的动模部分。 ②与压铸机的动座板连接，并将动模部分紧固在压铸机上。 ③模座的底端面，在合模时承受压铸机的合模力，在开模时承受动模部分自身重力，在推出压铸件时又承受推出反力。因此，模座应有较强的承载能力。 ④压铸机顶出装置的作用通道。 （7）推出板 推出板包括推杆固定板和推板。 在设计推出板时，主要考虑到以下几点： ①推出板应有足够的厚度，以保证强度和刚度的需要，防止因金属液的间接冲击或脱模阻力产生的变形。 ②推出板各个大平面应相互平行，以保证推出元件运行的稳定性[24]。 4.5.1模架尺寸 根据半固态挤压件分型面的尺寸，型腔深度计算值，套板的边缘厚度，查阅《标准系列模架尺寸》，可确定模架的主要尺寸如下： 模 架 长450mm，高450mm，宽 定模座板 宽40mm； 定模套板 宽80mm； 动模套板 宽102mm； 支 撑 板 宽63mm； 动模座板 宽40mm； 垫 块 宽125mm，厚63mm； 推 板 宽32mm，高314mm； 推杆固定板 宽16mm，高314mm； 复 位 杆 直径Ф20mm； 导 柱 导向段直径Ф40mm； 导 套 固定段直径Ф50mm； 推板导柱 导向段直径Ф32mm； 定模套板螺钉 8×M12； 动模套板螺钉 8×M12； 推板螺钉 M10； 模座螺钉 6×M20。 另外，在导套后方的定模座板上，开设用以消除合模时导向孔内气体反压力的排气槽，设计该排气槽深度0.5mm。同时需要在定模套板上开设起模槽，设计该起模槽深度为3mm。 半固态挤压模具的模架设计如下图所示： 图 模架 4.6成型零件设计 成形零件上构成铸件形状的工作部分的尺寸，即为成形尺寸。成形尺寸的确定，直接影响压铸件的精度。 压铸件的精度是由许多因素共同决定的，这些因素大致有：铸件的结构，合金凝固收缩，模具的结构和成形零件的镶拼，模具加工的基准、方法及其精度，压铸时的工艺参数和操作方面的影响，压铸机的精度及其工艺性能的稳定性。 由此可见，影响铸件精度的因素很多，确定成形尺寸时，应综合考虑各种因素，其中合金的凝固收缩则是成形尺寸计算工作的基础。对合金的凝固收缩量及在各种情况下的收缩规律的掌握程度，决定着计算的准确程度，掌握的越确切、全面，其准确性就越高。 4.7.1成型收缩率 铝合金的半固态挤压是一个有半固态至固态的收缩过程，考虑收缩的因素，模具型腔的尺寸往往要大于压铸件的基本尺寸。室温时，模具成形尺寸与压铸件相对应实际尺寸的相对变化率成为压铸件的收缩率。收缩分三种情况： （1）自由收缩 在型腔内的压铸件没有成型零件的阻碍作用，图中 。 （2）阻碍收缩 如图中 ，有固定型芯的阻碍作用。 （3）混合收缩 如图中 ，这种情况较多。 图3-3 压铸件收缩率的分类 由参考文献[16]中查得铝硅合金的自由收缩率为0.7%～0.9%，阻碍收缩率为0.3%~0.5%，混合收缩率为0.5%～0.7%。取该课题中半固态挤压铝合金的自由收缩 =0.8%，阻碍收缩为 ，混合收缩为=0.6%。 各方向对于大量生产的铸件，应通过试生产测量铸件的实际尺寸，求出铸件各部位、的实际收缩率，修正模样。单件、小批量生产的铸件，一般根据生产中长期积累的经验来选取铸造收缩率，形状复杂的铸件，可以考虑采用工艺补正量，适当加大机械加工余量等措施，保证铸件的尺寸合格。 4.7.2成型尺寸计算 成型零件表面受高温、高压、高速金属液的摩擦和腐蚀而产生损耗，因修型引起尺寸变化。把尺寸变大的尺寸称为趋于增大尺寸，变小的尺寸称为趋于变小尺寸。在确定成型零件尺寸时，趋于增大的尺寸应向偏小的方向取值；趋于变小的尺寸应向偏大的方向取值；稳定尺寸取平均值。 根据参考文献[16]，成型零件尺寸的计算公式如下： 式中： —成型件尺寸； —成型零件制造偏差； —压铸件尺寸（含脱模斜度、加工余量）； —收缩率；n—补偿系数； —压铸件尺寸偏差。 n为损耗补偿系数，由两部分构成，其一是压铸件尺寸偏差的 ，其二是磨损值，一般为压铸件尺寸偏差的 ，因此 。成型零件尺寸制造偏差 = 。 已知铸件尺寸公差等级为CT5，根据参考文献查表可得铸件基本尺寸的相应尺寸公差。由铸件图可知型腔尺寸有：Φ100，h270，4R25，Φ190，h224，h6。型芯尺寸有：Φ182.5，Φ80，4Φ30.2，h210,4R50，h2。中心尺寸有：L121，L220。 (1)型腔尺寸计算 型腔的尺寸是趋于增大尺寸，应选取趋于偏小的极限尺寸。计算公式为： (2)型芯尺寸计算 型芯的尺寸是趋于减小的尺寸，应选取趋于偏大的极限尺寸。计算公式为： (3)中心距位置尺寸计算 中心距离尺寸是趋于稳定的尺寸，其偏差规定为双向等值。公式为： 型腔尺寸计算公式： 式中，D,H----型腔尺寸或型腔深度尺寸（mm）； ----铸件外形（如轴径、长度、宽度或者高度）的最大极限尺寸（mm）； -----铸件计算收缩率（%）； ----铸件公称尺寸的偏差（mm）； ----成形部分公称尺寸的制造偏差（mm）。 当铸件精度为IT11--IT14时， 。所以有： = 4.8推出机构的设计 4.8.1推出机构概述 开模后，使压铸件从成形零件上脱出的机构称为推出机构。推出机构一般设置在动模。 推出机构一般由下列部分组成： （1）推出元件。直接推动压铸件脱落，如推杆、推管、以及卸料版、成型推块等。 （2）复位元件。在合模过程中，驱动推出机构准确地回复到原来的位置，如复位杆、卸料板等。但在侧抽芯机构是斜滑块侧抽芯机构时，合模时，在定模板的推动作用下，斜滑块沿斜向导滑槽准确复位，所以无需设置推出机构的复位元件。 （3）限位元件。调整和控制复位装置的位置，起止退限位作用，并保证推出机构在压射过程中，受压射力作用时不改变位置，如限位钉及挡圈等。 （4）导向元件。引导推出机构往复运动的移动方向，并承受推出机构等构件的重量，防止移动时倾斜，如推板导柱和推板导套等。 （5）结构元件。将推出机构各元件装配并固定成一体，如推杆固定板和推板以及其它辅助元件和螺栓等连接件。 推出机构常按照推出元件的结构特征不同可分为推杆推出、推管推出、卸料板推出、推块推出和综合推出等多种推出形式[22]。 4.8.2推杆设计 （1）推杆的结构 采用圆形截面的推杆结构，如图4-1所示。 图 圆形截面推杆结构 （2）推杆的固定形式 固定形式为整体沉入式，如图4-2所示。 图 推杆的整体沉入式固定 （3） 推杆尺寸及配合 推杆的直径是有推杆端面在压铸件上允许承受的受推力决定的，由参考文献[16]查得，其截面积计算公式为： 式中 A—推杆前端截面积（）；—推杆承受的总推力（N）；n—推杆数量；[p]—许用受推力（MPa）。 根据参考文献[16]查得，铝合金的许用受推力[p]为50MPa，设计中共使用8个推杆，而可由公式： 压铸时，金属液充填型腔，冷凝收缩后，对被金属包围的型芯产生包紧力，抽芯机构运动时有各种阻力即抽芯阻力，两者的和即为抽芯开始瞬时所需的抽芯力，也叫包紧力。按下式计算： F包 式中，S—型芯被包紧的面积（ ）；P—挤压应力，铝合金取10-12MPa； —压铸合金对型芯的摩擦系数（一般取0.2-0.25）； —型芯成形部分的出模斜度。所以有： = 对于（4-2）式中，取K=1.2，而=134.1N，因此取=170N。由截面积计算公式（4-1）可求出，单根推杆前端的截面积应不小于0.4。 因此，为保证推杆的稳定性，将推杆的前端直径选为10mm，配合精度为H7/e8。 4.8.3推板导向及限位装置设计 （1）推板的限位装置 限位机构如下图所示，利用限位钉对推板进行精确定位。 图 推板限位钉 （2） 推板的导向装置 导向机构如下图所示，将导柱安装在支撑板与动模座板之间保证了刚性要求。 图 推板导柱与导套 4.8.4复位机构设计 （1） 复位机构的复位原理 开模时，复位杆随推出机构同时向前移动，推杆将压铸件推出；合模时，定模套板触及复位杆，推出机构复位；合模动作完成时，在限位钉的作用下推出机构回复到原来的位置。 （2） 复位杆的布置 采用在成型镶块周围对称布置的形式。如下图所示： 图 镶块布置示意图 4.8.5推出复位零件的表面粗糙度材料及热处理强度 （1）零件表面粗糙度 根据参考文献[15]，推杆与金属液接触表面粗糙度为 ，推杆，复位杆和推板导柱配合表面粗糙度为 ，推板和推板固定板配合表面粗糙度为 ，其他非工作的非配合表面 。 （2） 材料及热处理后硬度 导柱,复位杆采用材料T10A或GCr15，热处理后强度要求为50~55HRC，推杆采用3Cr2W8V或4Cr5MoSiV1,热处理后要求强度为45~50HRC,推板和推板固定板采用45钢，热处理要求回火。 4.6模具加热系统设计 在半固态挤压生产过程中，模具应保持在一个适当的温度范围内，其目 的是避免半固态浆料中的液态部分激冷过剧而使填充条件变坏；改善型腔的排气条件；避免半固态挤压件成形后产生大的线收缩，引起裂纹和开裂；避免模具因激烈而涨裂；缩小模具工作时冷热交变的温度差，延长模具寿命。 加热系统主要用于预热模具或在模具工作时提供一个适当的温度。加热模具的方法有喷灯、喷枪、煤气加热、电加热器加热、电感应、红外线加热 图 电加热棒示意图 等。用煤气或喷灯等进行生产前的预热是属于模体外部的加热方式，但不能获得均衡的模温，而且会使模体表面或突起的局部区域过热，并对模体内部或凹入的局部区域加热不足。因此，目前最常采用的是使用电加热器从模体内部加热的方式。 电加热系统的设计要点如下： ①电加热孔一般布置在动、定模套板、支撑板和座板上。根据需要在动，定模部分分别布置4-8个电加热元件安装孔，布置时应避免与活动型芯或推杆发生干涉。 ②在动、定模套板上可置供安装热电偶的测温孔，以便控制模温，其配合尺寸包括螺纹孔径和深度，应根据选用的热电偶尺寸而定。 根据以上原则，在该模具上采用电加热器加热，布排方式为，分别在动，定模套板的上下端面各对称放置两个加热器，共计8个加热元件。因为动定模材料相同，各部位导热性几乎相同，而且加热器的排布为对称安置，所以在型腔周围产生的温度场是均匀稳定的。 4.7 成形套板壁厚的校核 套板的镶块安装孔边至套板的外侧的距离称为套板的边框宽度，也可简称为套板壁厚。 压铸模工作时，套板受拉伸、压缩、弯曲三种应力。套板变形后，会影响型腔和型芯的尺寸精度。在确定套板尺寸时，应综合考虑模具的结构、工艺系统、强度、连续安装等因素，并参考套板的有关推荐尺寸。套板由于直接承受压射或增压过程带来的型腔胀型力，因此，必须对套板的壁厚进行校核。 该模具中套板壁厚的强度校核如下： 式中： -----型腔的长度（宽度）（cm）； h-------型腔的深度（cm）； P ---------压射比压（Pa）； H--------套板厚度（cm）； -------套板的许用抗拉强度（Pa）。 中文部分 近乎纯净的半固态金属加工 P. KapranosU, P.J. Ward, H.V. Atkinson, D.H. Kirkwood Department of Engineering Materials, The University of Sheffield, Sir Robert Hadfield Building, Mappin Street, Sheffield S1 3JD, UK 摘要 触变成形或半固态金属加工（SSM）是金属材料在半固态状态下塑造成型的。最近在欧洲，日本和美国的几家公司已经开始以这种方式制造，每年为汽车行业生产出数百万组件。但是，我们应该清楚的意识到，在北美、欧洲、日本所有铝铸件的产量达到2500万吨，但是半固态成形的只占约1%。压力铸造和模具铸造仍然占主导地位。半固态成形必须克服的障碍之一是缺乏可供公众查阅的量化数据以证明触变组员是“近净成形”。本文的工作旨在提供有关数据资料来展现触变能满足这种说法。这是通过一个指示组件的触变的研究——电动机终板。此组件的生产和评估质量所采取的步骤在本文中都有描述。2000 Elsevier科学有限公司保留所有权利。 关键词：触变成形，半固态金属加工,近净成形 1 介绍 触变成形或半固态金属加工SSM是在半固态状态下金属部件成形。合金必须有一个明显的熔点范围以及在形成显微结构之前必须由在液体基体的固态金属球体组成。在这种状态下合金发生触变：如果它的剪切粘度下降，就会像液体一样流动。但如果允许站立它会再次变厚。一斯勒格（质量单位）合金，加热到半固态，如果提供非枝晶显微结构，可以用刀子进行切削并像黄油一样流动。这个非同寻常的行为第一次被发现在麻省理工学院并引发了有关合金浆料触变和加工利用的大量工作，利用灌装模具温度较低的泥浆以非湍流方式流动的优点。 最近在欧洲，日本和美国的几家公司已经开始以这种方式制造，每年为汽车行业生产出数百万组件。但是，我们应该清楚的意识到，在北美、欧洲、日本所有铝铸件的产量达到2500万吨，但是半固态成形的只占约1%。压力铸造和模具铸造仍然占主导地位。 因为它是一个相对较新的加工工艺，半固态成形必须通过已经开发的合金建立自己的。。工业企业，由于其惯性，通常非常缓慢的接受变化，当他们这样做了，他们想这该在控制阶段。如果需要业界接受使用新的或陌生的合金，以及应对制造工艺本身的新颖性，这本身就是触变成形中及其困难的。因此，传统的铝 - 硅铸造合金356 ，357和A357被选为原料，这一过程可以证明它的潜力。现在的阶段是有数百万汽车零部件在我们日常驾驶的汽车上使用。 半固态成型必须克服的障碍之一是这种合金选择的限制。专门为触变成形工艺设计的合金需要发展。有研究表明，可以容易触变成形的合金系或多或少取决于其凝固范围，但是进程充分利用的合金还尚未获得。 第二个障碍是缺乏一个能够说明触变组件真的是“近净形”的公开的可获得的定量数据。本文中的工作，旨在提供有关资料，证明触变成形的这种说法。这是通过一个指示组件的触变的研究——电动机终板。此组件的生产和评估质量所采取的步骤如下所述 。 2 触变成形的电动马达终板 2.1 模具设计的优化 运动终板与转子轴中心孔和边缘的插口是安装到到磁盘电机的内部。通常情况下有凸缘安装螺栓，通常是根据客户的要求。这些引起了压力铸造的诸多问题，特别是如果是短期内的需求的话，定制的终板往往要进行灰口铸铁的砂型铸造。英国谢菲尔德大学的任务是要表明质量好，可重复生产的终板可以利用标准的铸造铝合金到未经强化的钢模具中来实现触变成形。工业中的意图是削减成本方面的压力，快读的非硬化“半死”或注入，以适应定制安装法兰，与铸铁方式相比，压力铸造能减少交货时间 图1 适用于电动马达终板的模具 如图1，由我们的合作伙伴布鲁克·汉森有限公司制造的模具，最初的设计是按照传统的压铸实践，用一个锥形槽和一个窄的通道，以使得小部件从中拆卸方便。浇铸是从一侧而不是中心，这样的话定子不需要钻孔。溢出口放在这个入口对面。此配置是最好的触变终板的照片----图2. 模具材料为H13（非硬化），使用的合金是Alr 7Sir 0.3Mg和Alr 6Sir 3Cur 0.4Mg，这是磁流体动力学搅拌的商业化生产，这是一个获得的球状微观结构的方法。 这种触变是利用谢菲尔德大学的触变压力（Servotest有限公司制作，如图3）。压力的垂直配置允许在原位加热，这意味着，柱状合金不需要在半熔化下转移到压力下。这种加热方法需要ram的顶部的余料是非金属的。感应加热的余料是由中频发电机提供（泰勒梅感应有限公司贝克韦尔）。钢坯是一个直径60毫米，高75毫米。 图2 触变成形电动马达终板。 图3 触变挤压 触变成形优化包括以下几个阶段： · 建立可再生的团状加热体和ram速度以及模具温度的感应加热和触变成形试验对于确保完成模具的填充是必要的。用X光照相来检测产品的质量。部分模具的填充是为了看到流动状形态。 · 再生产的流通模式采用CFD实验发现。模具中唯一的参数调整是为了实现模具和实验之间的平衡，这个参数是浆料的粘度。 ·通过CFD模具的使用来重新设计模具以得到最优的模具填充模式，在生产上具有可行性。 ·利用部分填充和X光照相技术来完成模具的调整，进一步的触变以及模具的验证。 ·使用冷模具来获得完整的触变组件是有可能的。然而，人们发现，最初模具设计中的锥形浇口导致浆料优先从组件的中心流出来，过早的填充了溢出部位，然后在回流到入口。这种狭窄的流体流动造成了空气的卷入，这从X光片是可以看出的，即便是加热到3508摄氏度的模具中的的样品触变成形。 图4a 流建模和部分填充的研究结果进行比较。都揭示了模具入口附近窄流道产品的缺陷。计算机模型的粘度进行了调整，这样使得从局部填充中获得的模具填充图案是可以重复生产的。得到的值是在一定范围内的，这是由研究半固态浆料的作者在中高剪切速率下发现的。与测量值10-20KN相比，该模具开始给了6KN的初始填充力。这些事实表明，该模型可以用来在一个重新设计入口的模具里预测可能的流动途径，这一假设是合理的。 该模具可以在实用范围内用于优化模具填充图形。因此人们发现，同时加宽和加深流道可以提高模具的充型能力，但是前者更关键，更实用。伴随着验证部分的充型，在流道更宽大的模具上的模拟结果如图4b所示。 流道入口的加大，甚至可以使得浆料流过组件的整个宽度。溢出填充持续：在模具的尽头浆料不会反流回来。通过流建模和模具的修改使产品的质量得到显著改善，这意味着它可能是一个重复性的研究。 图4 （a）锥形流道的部分填充 （b）扇形流道的部分填充 2.2 产品质量和可重复性的研究 用修改后的模具运行25终板被提出来了。他们利用X光照相检查内部缺陷。样本被送到布鲁克·汉森有限公司，根据他们的压铸件的标准做法，对外部缺陷进行了检查。触变的25杆，用X光照相技术发现有大量的内部空隙，此后就被否决了。在溢出聊附近，他们相接与边远的插口，由于这种完全焊接前的液体流动的失败，导致了四个试样被检测员否定。 这些缺陷的原因将在下文讨论。其他20杆的质量非常高，通过图6的X光照片可见一斑，这也是和一个典型的压力压铸终板的比较。 图5 触变终板的三位测量位置 图6 （a）触变成形的X光片 （b）模具铸造终板的X光片 为了研究重复性，构造了一个专用夹具安装在分度头终板。特别重要的一点是，转子轴孔和终板边缘的插口要保持同心。一个重要的偏差就意味着转子不会真正的运行，并且会导致电机使用寿命的减少。如图5所示，十二尺寸，使用电动探头可以精确到0.005毫米。布什-插口距离和内布什直径的平均值都进行了评价。这对于在所有20个组件中比较12个也是有帮助的。通过这些，由于不准确的模具制造或终板变形而引起的任何变化都可以被隔离，这是可能的。最后，在25个浇铸前后都需要对模具本身进行测量。 终板测量结果如图7和图8所示。对于1---8组的测量，所有标本的最大误差只有0.16毫米（公差 0.08mm），而对于9----12组，这个误差值为0.10毫米（公差 0.05mm），甚至这些原始数据都是在公差允许范围内，铸铝分别为 0.13mm和 0.10mm。在一系列拍照前后的模具测量未显示出明显差异，这可能导致磨损。例如，在一些可能有润滑剂积聚的地方，形成的插口槽可能比 图7。触变终板在位置1到8的三维变化 图8。触变终板的中央枢纽直径尺寸变化。 图9显示，在一般情况下，其中一维是大于平均值，这两个板块和垂直对面的测量也比较大（但是107样本的外围没有测量）。这意味着，作为一个整体的板块是更大的，触变终板尺寸上也有小的差异，这个记录不能归结为模具形状的变化或者终板面的失真。 终板里这种在整体规模上变化的可能是由于模具组件从谢菲尔德压力下人为移除的原因。移除时间的差异被一些镜头比其他的更难以消除的事实所加剧。这是因为用来安装感应加热塞的底座和使其进入模具的力是来自于非导体，非金属材料（sindanyo或Tufnol）。这些材料的磨损将会导致底座周围的金属浆料“回流”，这使得各组件更紧密的绑缚在模具上。一个去处组件的50摄氏度温度的差异将会在1---8组内导致0.05mm的尺寸误差。116试样从模具中取出是非常困难的，因此，它是最大的部件之一，这不奇怪。 在测量中，散射的另一个可能来源是它们被做成表面有2°的牵引角，包括模具上的加工痕迹并没有完全畅通。因此，探针接触样品的位置就非常重要。这是设计夹住样本的夹具的原因之一。这对测量影响的多少很难估计，但是它们的重复性体现在拆除夹具和分度头，然后重新做好，还有第二次测量两部分的组成上。新旧测量上的平均差异为0.02mm。 最后，必须交代一下，无需拍摄。这主要可以归结为“回流”的效果：一个破旧底座周围浆料的凝固阻止了存储器完成这一过程。结果是溢出口和插口没有被完全充满或者存在一些内部空隙。回流不会出现在使用金属存储器的压力下。 图9。触变终板之间的三维变异。 结论 本文描述了一个高质量触变组件的生产和评估过程。该过程使用了一个标准压铸铝合金，在一个非淬硬钢模具中进行。事实证明，基于传统压铸模具设计的实践是不够的。特别是，用于触变成形的具有较高粘度的金属浆料需要改变流道和浇口。CFD模拟对于这些设计可以提供很大的帮助，这个工具将适用于为触变成形而设计的模具的各个方面（触变成形CFD模拟的评估是谢菲尔德另一个项目的主题）。 放射学表明，我们可以期望产品质量一直高于已经发现的压铸。对产品内部结构完整性的自信将会允许制造商以避免“过度设计”，从而生产更好的产品。触变成形原件的公差也被证明是所需的压铸件的关键尺寸。测量的方法能够表明运动终板表面没有明显的失真。模具组件的自动移除将会使得触变成形零件的制造具有比在这项研究中取得的优异成绩更严格的公差。 触变成形显然是一种具有近净成形能力的过程。 致谢： 笔者对斯金格先生关于铸造质量的建议，马歇尔先生在测量触变零件上所作出的工作以及TYLiu先生对这些测量的介绍表示感谢！这项研究是EPSRC创新制造初始项目“半固态加工的开发”的一部分。 参考文献： [1]Spencer DP,Mehrabian R, Flemings MC. Rheological behaviourof Sn--15%Pb in the crystallisation range. Metall Trans 1972;3:1925-1932. [2] Garat M, Blais S, Pluchon C, Lou´e WR. Aluminium semi-solid processing: from billet to the finished part. In: Bhasin AK, Moore JJ, Young KP, Midson S, editors. Proceedings of the Fifth International Conference on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites. Golden, Colorado, 23-25 June 1998:xvii-xxxi. [3] Kapranos P. Value engineering in aluminium structures. Proceedings of the International Conference on Aluminium 98: aluminium products and processes.Germany: Messe Essen,Paper 33, 23-25 Sept. 1998:1-7. [4] Gabathuler JP, Huber HJ, Erling J. Specific properties parts using the thixocasting process. Proceedings of the International Conference on Aluminium Alloys: new process technologies. Associazonne Italiana Metallurgia. Italy: Ravenna,1993:169-180. [5]Kirkwood DH. Semi-solid metal processing. Int Mat Rev 1993;39(5):173-189. [6] Witulski T, Morjan U, Niedick I, Hirt G. The thixoformability of aluminium alloys. In: Bhasin AK, Moore JJ, Young KP, Midson S, editors. Proceedings of the Fifth International Conference on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites. Colorado: Golden, 23-25 June 1998:353-360. [7] Lou´e WR, Su´ery M, Querbes JL. Microstructure and rheology of partially remelted AlSi alloys. In: Brown SB, Flemings MC, editors. Proceedings of the Second International Conference On Processing of Semi-Solid Alloys and Composites, MIT, June 1992:266-275 英文原文 Near net shaping by semi-solid metal processing P. KapranosU, P.J. Ward, H.V. Atkinson, D.H. Kirkwood Department of Engineering Materials, The University of Sheffield, Sir Robert Hadfield Building, Mappin Street, Sheffield S1 3JD, UK Abstract Thixoforming- or semi-solid metal processing（SSM）is the shaping of metal components in the semi-solid state. Several companies in Europe, Japan and the US have recently started to manufacture in this way, producing millions of components annually for the motor industry. However, it should be borne in mind that production of all aluminium castings in North America, Europe and Japan is ～2 500 000 t, of which thixoforming represents only approximately 1%. Pressure die casting and permanent mould casting are still dominant. One of the hurdles thixoforming has to overcome is the lack of publicly available quantitative data justifying the claim that thixoformed components really are ‘near-net shape’. The work in this paper aims to provide such data and show that thixoforming can live up to this claim. This is done by means of a study on the thixoforming of a demonstrator component —an electric motor endplate. The steps taken to produce and assess the quality of this component are described in this paper. ©2000 Elsevier Science Ltd. All rights reserved. Keywords: Thixoforming; Semi-solid metal processing; Near net-shape 1. Introduction Thixoforming- or semi-solid metal processing（SSM）is the shaping of metal components in the semi-solid state. For this to be possible the alloy must have an appreciable melting range and before forming the microstructure must consist of solid metal spheroids in a liquid matrix. In this state the alloy is thixotropic: if it is sheared the viscosity falls and it flows like a liquid but if allowed to stand it thickens again. A slug of alloy, heated into the semi-solid state, can be cut with a knife and spread like butter, provided the microstructure is non-dendritic. This extraordinary behaviour was first discovered at MIT [1] and has since led to extensive work on the thixotropy of alloy slurries and the exploitation of the process, using the advantages afforded by filling a die with a lower temperature slurry which flows in a non-turbulent manner. Several companies in Europe, Japan and the Us have recently started to manufacture in this way, producing millions of components annually for the motor industry [2] . However, it should be borne in mind that production of all aluminium castings in North America, Europe and Japan is ～2 500 000 t, of which thixoforming represents only approximately 1%. Pressure die casting and permanent mould casting are still dominant. As it is a relatively new process [1] thixoforming had to establish itself by exploiting alloys that were already available. Industrial companies, due to their inertia, are usually very slow to accept change and when they do they would like it to be in controlled stages. It would have been extremely difficult for thixoforming if the process required industry to accept the use of new or unfamiliar alloys, as well as having to cope with the novelty of the manufacturing process itself. As a result, the conventional aluminium]silicon casting alloys 356, 357 and A357 were chosen as the materials on which the process could demonstrate its potential. This phase is now over [2,3] and millions of automotive parts are now in everyday use in the cars we drive. One of the hurdles thixoforming has to overcome is this restriction of alloy choice. Alloys need to be developed which are specifically designed for the thixoforming process. Research has shown [4—6] that the list of alloys that can be readily thixoformed is more or less dictated by their freezing range but alloys that take full advantage of the process are not yet available. A second hurdle is a lack of publicly available quantitative data justifying the claim that thixoformed components really are ‘near-net shape’. The work in this paper aims to provide such data and show that thixoforming can live up to this claim. This is done by means of a study on the thixoforming of a demonstrator component —an electric motor endplate. The steps taken to produce and assess the quality of this component are described below. 2. Thixoforming of the electric motor endplate 2.1. Optimisation of die design The motor endplate is a disk with a central hole for a rotor shaft and a spigot at the edge for fitting to the motor body. Usually, there are flanges for mounting bolts, often tailored to customers’ requirements. These pose problems for pressure die casting, especially if only a short run is required and customised endplates often have to be made by sand casting of grey iron. The task at Sheffield University was to show that good quality, reproducible endplates could be thixoformed using a standard casting aluminium alloy, into a nonhardened steel die. The intention in industry would be to make quickly non-hardened ‘half dies’ or inserts to accommodate customised mounting flanges, thereby cutting down on costs with respect to pressure die casting and reducing lead times in comparison to the cast iron route. Fig. 1. Die used for thixoforming electric motor endplate The die （Fig. 1）—manufactured by our partners, Brook Hansen Ltd.—was first designed according to conventional pressure die casting practice, with a tapered runner and narrow gate to allow easy removal of the biscuit from the component. Feeding was from the side rather than the centre so that the rotor boss did not need to be drilled. An overflow was placed opposite this entrance. This configuration is best seen from the photograph of the thixoformed endplate—Fig. 2. The die material was H13 non-hardened. and the alloys used were Alr7Sir0.3Mg and Alr6Sir3Cur0.4Mg, produced commercially by magnetohydrodynamic （MHD）. stirring, which is a method of obtaining the spheroidal microstructure. Fig. 2. Thixoformed electric motor endplate Thixoforming was performed using the University of Sheffield thixoforming press （made by Servotest Ltd., Fig. 3）. The vertical configuration of the press allows in situ heating, which means that the cylindrical slugs of the alloy do not require transfer to the press while semi-molten. This method of heating requires that the top of the ram on which the slugs sit be non-metallic. Induction heating of the slugs was by a medium frequency generator （Taylormade Induction Ltd. Bakewell）.The billet size was 75 mm high by a 60-mm diameter. Optimisation of thixoforming consisted of the following stages: ·Induction heating and thixoforming trials to establish a reproducible slug heating regime and the ram velocity and die temperature necessary to ensure complete die filling. Checking of product quality using X-radiography. Partial die fills in order to see the flow pattern. ·Reproduction using CFD of the flow patterns found experimentally. The only parameter adjusted in the model to achieve correspondence between the model and the experiment was the viscosity of the slurry. ·Use of the CFD model to redesign the die to give the best die filling pattern, consistent with practicability in production. ·Adjustment of the die, further thixoforming and verification of the prescriptions of the model using partial fills and radiography. Fig. 3. Thixoforming press. It was possible to obtain a complete thixoformed component using a cold die. However, it was found that the tapered ingate in the initial die design caused the slurry to flow preferentially down the centre of the component, filling the overflow early and then flowing back towards the entrance. This narrow fluid flow front caused entrapment of air, which could be seen in radiographs, even in samples thixoformed into a die heated to 350C. Fig. 4a compares the results of flow modelling and the partial filling study. Both show how the narrow gate produces defects near the die entrance. The viscosity in the computer model was adjusted so that the die filling pattern obtained from the partial fills was reproduced. The value obtained, ～0.3 PaS, was within the range found by other authors for semi-solid slurries at intermediate or high shear rates[7]. The model gave an initial die filling force of 6 kN, comparable to the measured values of 10—20 kN. These facts suggested it was reasonable to assume that the model could be used to predict the likely flow path in a die with a redesigned entrance. Fig. 4. Comparison between results and modelling of partial filling study: (a) . narrow gate, and( b). wider gate. The model was used to optimise the die filling pattern, within the confines of practicability. Thus, it was found that both widening the gate and deepening it improved die filling but that the former was more critical and more practical. The modelling results on the die with the wider entrance are shown in Fig. 4b, along with a confirmatory partial fill. The widening of the entrance allows a more even flow across the whole width of the component. The overflow fills last: the slurry is not reflected back from the far end of the die. The marked improvement in product quality achieved through flow modelling and die modification meant that it was possible to move on to a study of reproducibility. 2.2. Study of product quality and reproducibility A run of 25 endplates with the modified die was carried out. They were examined for internal defects using X-radiography. The samples were taken to Brook Hansen Ltd and inspected visually for external defects, according to their standard practice for pressure die castings. Of the 25 shots thixoformed, one was rejected after radiography as possessing too great a quantity of internal porosity. Four samples were rejected by the inspector, due to a failure of the flow fronts to weld fully as they met at the far side of the spigot, near the overflow.The cause of these defects is discussed below. The quality of the other 20 shots was extremely high, as evidenced by the radiograph in Fig. 6, where a comparison with a typical pressure die cast endplate is made. In order to study reproducibility, a special jig was constructed for mounting the endplate on a dividing head. Of particular importance with the motor endplate is the concentricity of the rotor shaft hole and the spigot on the endplate rim. A significant deviation would mean that the rotor would not run true and the life of the motor would be reduced. Twelve dimensions, as shown in Fig. 5, were measured using an electric probe, accurate to "0.005 mm. The mean values of the bush]spigot distances and the internal bush diameter were evaluated. It was also useful to compare some of the 12 measures over all 20 components. Using these, it was possible to isolate any variation which may be due to inaccurate manufacture of the die or to distortion of the face of the endplate. Finally, the die itself was measured before and after the 25 shots. Fig. 5. Positions of dimensional measurements of thixoformed endplates Fig. 6. X-ray radiographs of (a). thixoformed, and (b). die cast endplates. Fig. 7. Dimensional variability of thixoformed endplates at positions 1 to 8. The results of the measurements on the endplates are presented in Figs. 7 and 8. For measurements 1—8, the maximum difference over all the specimens was 0.16 mm (tolerance ＋－0.08 mm)., while for 9—12, the value was 0.10 mm (tolerance ＋－0.05 mm).. Even these raw figures are within the tolerance limits for pressure die cast aluminium of ＋－0.13 mm and ＋－0.10 mm, respectively. The measurements on the die before and after the series of shots showed no differences that could result from wear. For instance, the slot which forms the spigot was found to be narrower in some regions, which presumably was due to build-up of lubricant. Fig. 8. Dimensional variability of central hub diameter in thixoformed endplates. Fig. 9. Dimensional variability between thixoformed endplates. Fig. 9 shows that, in general, where one dimension is greater than the mean, the measurements on the opposite side of the plate and perpendicular to these two are also larger but there is one outlying measurement on sample no. 107.. This means that the plate as a whole is larger and that the small differences in dimension in the thixoformed endplates that were recorded cannot be attributed to changes in the die shape or to distortion of the endplate face. It is likely that the cause of this variation in overall size between the endplates is that in the Sheffield press the component is removed from the die manually. The differences in time and temperature. of removal are exacerbated by the fact that some shots were more difficult to remove than others. This was because the pedestal used to hold the slug in the induction heater and force it into the die is made from a non-conduct- ing, non-metallic material Sindanyo or Tufnol.. Wear of these materials causes ‘backflow’ of metal slurry around the pedestal which binds the component more tightly into the die. A difference of 508C in the temperature of the component on removal could lead to a change of 0.05 mm in dimensions 1]8. Sample 116 was particularly difficult to remove from the die and it is therefore not surprising that it was one of the largest components. Another possible source of scatter in the measurements is that they were made on faces with a 28 draught angle and which were not completely smooth, containing machining marks from the die. Thus, the position at which the probe contacted the sample was important. This was one of the reasons for constructing a jig to hold the sample. It is difficult to estimate how much this might have affected the measurements but their repeatability was checked by dismantling the jig and dividing head and then rebuilding it and measuring two components for a second time. The average difference between the new and old measurements was 0.02 mm. Finally, it is necessary to account for the rejected shots. These can mainly be attributed to the ‘backflow’ effect: the freezing of slurry around a worn pedestal preventing the ram from completing its travel. The result is that the overflow and the spigot will not be completely filled, or some internal porosity is present. Backflow would not occur in a press which used metal rams. 3. Conclusions This paper has described the process of producing and assessing a high-quality thixoformed component, using a standard aluminium die casting alloy, forced into a non-hardened steel die. It has been shown that die designs based on conventional pressure die casting practice are inadequate. In particular, the higher viscosities of the metal slurries used in thixoforming require modified runners and gates. The design of these can be aided greatly by CFD modelling and this tool will be used more and more in all aspects of die design for thixoforming. (Evaluation of CFD modelling for thixoforming is the subject of another programme at Sheffield). Radiography shows that product quality can be expected to be consistently higher than is found with pressure die casting. Confidence in the internal structural integrity of a product will allow manufacturers to avoid ‘overdesign’ and thereby to make lighter products. Tolerances in the thixoformed components have also been shown to be within those required of the critical dimensions of pressure die castings. The method of measurement was able to show that there was no discernible distortion of the face of the motor endplate. Automated removal of the component from the die would allow the manufacture of thixoformed components to even stricter tolerances than the excellent results achieved in this study. Thixoforming is clearly a process with near net-shape capability. Acknowledgements The authors would like to thank Mr D Stringer for advice on casting quality, Mr AJ Marshall for his work on measuring the thixoformed components and Mr TY Liu for help with the presentation of these measurements. This study was part of the EPSRC Innovative Manufacturing Initiative project‘Exploitation of Semi-Solid Processing’ref: GRrK66611. References [1] Spencer DP, Mehrabian R, Flemings MC. Rheological behaviour of Sn—15%Pb in the crystallisation range. Metall Trans 1972;3:1925—1932. [2] Garat M, Blais S, Pluchon C, Lou´e WR. Aluminium semi-solid processing: from billet to the finished part. In: Bhasin AK, Moore JJ, Young KP, Midson S, editors. Proceedings of the Fifth International Conference on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites. Golden, Colorado, 23—25 June 1998:xvii—xxxi. [3] Kapranos P. Value engineering in aluminium structures. Proceedings of the International Conference on Aluminium 98: aluminium products and processes. Germany: Messe Essen, Paper 33, 23—25 Sept. 1998:1—7. [4] Gabathuler JP, Huber HJ, Erling J. Specific properties of produced parts using the thixocasting process. Proceedings of the International Conference on Aluminium Alloys: new process technologies. Associazonne Italiana Metallurgia. Italy: Ravenna,1993:169—180. [5]Kirkwood DH. Semi-solid metal processing. Int Mat Rev 1993;39(5).:173—189. [6]Witulski T, Morjan U, Niedick I, Hirt G. The thixoformability of aluminium alloys. In: Bhasin AK, Moore JJ, Young KP, Midson S, editors. Proceedings of the Fifth International Conference on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites. Colorado: Golden, 23c25 June 1998:353—360. [7]Lou´e WR, Su´ery M, Querbes JL. Microstructure and rheology of partially remelted AlSi alloys. In: Brown SB, Flemings MC, editors. Proceedings of the Second International Conference On Processing of Semi-Solid Alloys and Composites, MIT, June 1992:266—275. 致 谢 首先由衷感谢我的导师张绪平老师。论文是在张老师的悉心指导下完成的。实验过程中张老师时刻关注我的实验进程，并为我指点迷津，帮助我开拓思路、精心点拨、热忱鼓励。张老师一丝不苟得作风，严谨求实的态度深深感染了我，我得以高效完成了实验任务。 在实验过程中，材料工程实验室的史月丽老师给予很多宝贵的意见和帮助，感谢她给予我的热心帮助和指导。 感谢材料科学与工程实验室和材料可靠性研究所得每一位老师，感谢他们载我实验中提供的关心和帮助。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 年 月 日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 年 月 日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的心得体会，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过#开题#、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� � EMBED \* MERGEFORMAT ��� _1234567922.unknown _1234567939.unknown _1234567947.unknown _1234567955.unknown _1234567959.unknown _1234567961.unknown _1234567963.unknown _1234567964.unknown _1234567962.unknown _1234567960.unknown _1234567957.unknown _1234567958.unknown _1234567956.unknown _1234567951.unknown _1234567953.unknown _1234567954.unknown 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