J1Z- SD05-13A电钻是上海日立电动工具有限公司海内市场的主流产品之一。由于这种电钻的机壳零件采取了特种铝合金材料，故在我国华北几东北地区特殊受欢迎。目前电动工具机壳材料普遍采取工程塑料，像增强尼龙、增强聚碳酸醋等。在北方寒冷的景象条件下，机壳采取工程塑料的电钻合格产品虽都能承受1.8m以下高度的跌落试验，但由于地域、景象、利用习气和传统不雅观念的影响，北方用户还是更喜好机壳采取铝合金材料的电钻。
1产品零件的特点
在J1Z- SD05一13A电钻设计中，设计者充分考虑到工具的用场和操作职员的姿势，机壳采取曲线造型构造。机壳本体上除下方有把持手柄外，还在上方、后方设计了二个赞助手柄安装位置，操作职员在利用电钻时，可以借助赞助手柄增加推顶力。
机壳零件材料采取特种铝合金YOIT,铸件重量0.6kg。机壳上有多处侧孔、侧凹;安装定转子的主体与主手柄、赞助上手柄都成11度斜角;机壳铸件装有螺纹嵌件，实现上部赞助手柄与机壳的螺纹联接。
2机壳压铸模设计
2.1传统设计方案
早期类似J1Z一SD05一13A电钻机壳压铸模有用立式压铸机中央浇口进料，型芯、型腔以镶拼为主，这是由于当时的模具加工设备只有车铣刨磨等常规机加工设备，线切割和电火花设备是自已设计制造的土设备。由于设备加工范围和精度的限定，机壳型腔有五大主模块组成(图3)。机壳上部手柄联接处螺纹芯轴安装于动模侧，并配以蜗杆、蜗轮传动系统，合模时，通过蜗杆、蜗轮传动带动螺纹芯提高;当螺纹芯进入型腔后，进行给料压铸;压铸完成，通过蜗杆、蜗轮传动退出螺纹芯，开模顶出铸件。这样设计的模具进行铸件压铸时，必须有专人卖力螺纹芯的提高和退却撤退，经济效益当然不能令人满意。
2.2现模具构造特点
现在的J1Z- SD05- 13A电钻机壳压铸模，浇注系统和溢流排气系统作了重大调度，采取卧式压铸机侧浇口反弹式进料，在手柄斜碰面上增设溢流排气槽。模具冷却系统是采纳在主型芯、浇口头设置特制冷却水管，利用集中供水块循环，利用自来水，这样对掌握尺寸精度起了一定浸染。压铸时，螺纹嵌件通过定位轴安装在静模靠近操作者一侧，由静模定位销掌握安装位置。压铸完毕后，开模定位轴随铸件一同取出，人工旋出定位轴。这样的工艺该当是比较合理的。
当然该模具镶拼件仍旧很多，特殊是须要碰平的面多达50多处，有些碰面是斜面加曲面，制造上困难还是不少。
1-静模底板 2-静模板 3-静模型腔垫板 4-溢流槽镶件A 5-溢流槽镶件B 6-静模型芯 7-型芯镶件 8-型腔镶件A 9-主型芯 10-型腔 11-成型推杆 12-动模板 13-动模垫板 14-推杆限位件 15-推杆固定板 16-推板 17-动模底板 18-支承柱 19-手柄型芯 20-手柄管型腔 21-型腔镶件B 22-型腔镶件C 23-限位销 24-嵌件定位轴 25-浇口套 25-浇口头
2.3浇注系统剖析
铸件壁厚2.5--4mm，重量0.6kg，加上溢流槽、浇道重量0.18kg,最大投影面积为220cm2。根据铝合金液态时的压铸流速快、添补韶光短的特点，通过打算，求出的内浇口截面积为120mm2，因此内浇口厚度设计为1.8mm.
以前的中央浇口或普通侧浇口，液态铝合金在添补时直接冲击型腔内壁，流动方向改变，造成能量丢失，延缓添补过程。由于压铸中随意马虎涌现飞溅征象，使铝合金添补方向紊乱，造成包裹气泡、表面蜗纹，影响铸件质量。由于直接冲击型腔、型芯内外壁，零件磨损快，缩短了模具寿命。采取反弹式侧浇口(图6)，就可以在一定程度上避免以上的问题。同时，根据铸件机壳和手柄壁厚不屈均的情形，调度进浇口大小和方向，有利于机壳零件的压铸。
3工艺改进
3.1溢流槽和排气槽的设置
机壳铝铸件壁厚不屈均，形状构造繁芜且不规则，模具镶件、斜碰面多，因此在液态铝合金的添补过程中产生局部涡流的部位很多，并且铸件随意马虎产生缩孔、冷隔、气泡等毛病。我们在支配溢流槽时，紧张考虑机壳有装置哀求的部位、手柄与机壳主体联接处、双耳手柄支架处。考虑得手柄处型腔、型芯是斜碰面，在分型碰面上，就开设在推杆上。
铸件双耳手柄支架处产生缩孔、冷隔、气泡等毛病的概率最高，而此处正是产品赞助手柄安装部位，产品在利用时手柄机器受力最大。因此，我们在手柄支架的末端支配溢流槽和排气槽。溢流槽采取扁腰槽形，开设方向与液态铝合金添补方向以及模具开模方向同等，末端是排气槽。由于该溢流槽在机壳型腔深处，残留物去除困难，因此我们在没计中考虑，在模具压铸零件达到一定数量后，在压铸机上，模具合模并拆除机床固定静模部分的螺钉。机床开模后，就可以从静模底板中取出溢流槽镶块，人工去除残留物。
3.2型芯、型腔的冷却
压铸模的冷却问题一样平常随意马虎被忽略，铝合金在650℃高温状态下，要实现高效快速的冷却当然不现实，但是进行型芯和浇口头局部的冷却可以产生很好的效果。由于机壳头部安装轴承，轴承档尺寸虽然通过机加工来担保，但是铸件局部的不良应力残留，以及模具零件长期受液态高温铝合金冲击所产生的内应力，会逐渐影响到铸件质量。压铸模关键零件冷却也很主要，为了担保零件强度，我们不采取传统冷却水路系统，而是采取特制冷水管。零件便是一套大略的冷却循环水路，自来水通过我们低廉甜头的集中供水块，分配给模具上所有小型冷却水管，冷却水下进上出，对型芯、型腔、浇口头等主要零件进行局部冷却。
3.3型芯、型腔材料选用与热处理
机壳铝铸件由于原材料、模具温度、压铸韶光等成分，机壳零件表面有时会涌现熔接痕。随着模具型腔、型芯的磨损，产生过多飞边，使尺寸精度无法担保。因此，必须改进传统的型腔、型芯加工方法。以前，压铸模都要到试模之后，才能进行型腔、型芯零件的热处理。采取这种方法的目的是零件如果涌现偏差，便于制造时进行尺寸和碰面的调度和掌握。但它明显的缺陷是生产周期长，型腔型芯成型部位变形大，尺寸精度无法掌握。为了缩短加工周期，型腔型芯材料用美国标准的H13替代3Cr2W8V，采纳了型腔型孔预加工，材料热处理后，再进行型腔电火花成型加工。结果，型腔、型芯成型部位变革小，尺寸精度高，模具寿命提高。对付型腔、型芯繁多的碰面，特殊是多处的11度斜碰平面，我们都通过CAD/CAM数控加工来担保，一样平常修整余量掌握在0.05mm旁边.
3.4模具上设置安全防护板
在压铸铸件时，压铸模型腔型芯承受着巨大的高温和高压。如果模具零件的磨损或分型面铸件残料打消不彻底，高温液态铝合金就可能通过分型面飞溅出来，造成意外事件。J1Z-3D05-13A电钻机壳压铸模静模部分安装了螺纹嵌件定位轴，摆放位置与开模方向成79度的角度，因此机床旁的防护挡板的防护效果显然不理想。如果螺纹嵌件定位轴与模具贴合面涌现磨损，压铸时，从这里溢出的液态铝合金就有可能伤及周围的操作职员。如果定位销破坏，螺纹嵌件定位轴就可能随高温的液态铝合金一起飞出，造成重大事件。
为了操作职员的安全，我们在模具上设计了安全防护板。该防护板可以有效地防止可能涌现的事件。在模具上设计这样的防护板，不会影响操作职员安装螺纹嵌件定位轴。便是定位销折断，螺纹嵌件定位轴也会滞留在模具内。同时，防护板还可以防止液态铝合金从分型面溢出而飞溅伤人。
4 模具设计制造的并行工程
并行工程是涉及莅临盆管理、操持调度、物流管理、工艺手段、职员本色等诸多方面的一项系统工程。为了能够顺应天下模具工业的发展潮流，进一步加快新产品开拓，公司推出的模具开拓并行工程是建立在CAD/CAM软硬件环境根本上，结合了电动工具的行业特点、公司工艺水平。也便是说，利用有限的CAD/CAM资源，采取工装设计和模具制造的并行工程技能，这对付象J1Z一SD05一13A电钻机壳压铸模这样大型而繁芜的模具来说，进行多用户设计和制造的并行事情具有分外的意义。
(l)我们采取的美国PTC公司的PRO / E13版和国际盛行的AutoCAD R12软件该当是非常出色的，但它们毕竟属于早期CAD/CAM软件，在许多功能方面存在一定毛病。PRO/E13版三维实体造型、加工编程功能强大，但是二维出图模块是按美国标准设计的，利用相称不便，二次开拓又难度大，用度高。
AutoCADRI2虽三维功能较差，但二维出图方便，二次开拓随意马虎。公司二次开拓的NC数控编程器软件，便是基于AutoCAD R12软件平台。该NC程序通过读取AutoCAD的DXF文件，完成数控线切割3B指令或G指令的自动编程，线切割机床和数控铣床可以根据3B指令或G指令进行零件形状去除加工和零件镶拼合营加工。
(2)由于PRO/E软件所供应的尺寸情度为小数点后6位，在进行机壳这样的繁芜三维曲面实体造型中，常常会涌现交点无法重合，曲面原谅造型无法天生实体情形。曲面的建立和优化常依赖大量的空间坐标点和合理的原始数据，不然便是造型通过，但在加工编程中会涌现无法天生加工指令或加工涌现过切征象。因此，在初始设计中，如果利用AutoCAD R12具有小数点后16位尺寸精度的产品或铸件图，求出造型所需的坐标点和干系数据，供应给PRO/E件，可以大大加快三维实体造型速率和精度。
(3)在工装设计确定了模具构造、模架类型及尺寸，构造产生成型零件(型腔、型芯)的成型形状后，便可由模具加工工艺员体例NC程序，开始对关键零部件的主要工序进行加工，无需等到模具设计全部完成后才开始加工。而此时，技能职员可以进行模具后续设计，不断完善模具的零部件设计，模具设计和制造周期明显缩短。
我们设计职员在利用PRO/E时，一用PART模块进行实体造型;用ASM模块进行零件装置;用MOLD模块产生模具的型芯和腔体，并设置浇注系统和顶出装置，对模具的开模过程进行干涉校验;用MFG模块进行实体三维数控加工编程;用DREWING模块进行二维模具出图，用于生产工艺体例和存档用图。当然PRO/E还具有自动天生零件明细表和材料本钱估算，由于市场模具材料常常颠簸，技能职员在这一方面信息的得到比较滞后，更新不及时，因此我们仅作为初步的本钱预算。
5模具电极加工办法和特点
为了担保模具质量，型腔成型部分制造采取电火花加工，分预加工、石墨电极粗加工、紫铜电极精加工、钳工修整抛光等工序。型腔电极的加工是模具开拓的重头，电极的质量事实上决定了模具质量。因此，我们模具电极加工一样平常都采取事情站PRO/E软件进行数控加工编程，以紫铜精加工电极造型编程最为繁芜。紫铜电极我们一样平常分大略毛坯平铣刀粗加工、平铣刀型体粗加工、球头铣刀型体精加工、局部曲面精加工、局部小刀具清根补偿加工。
6模具设计和制造实际效果
利用PRO/E和AutoCAD软件的上风互补，机壳压铸模采取参数化技能对全部零件进行3D造型，并绘制所有3D模具零件图和电极图，为模具的制造者供应了完全、准确的3D模型。模具设计周期比原设计周期减少了1/2，模具设计事情质量显著提高。利用3D模型进行体例模具零件和电极数控加工程序，并可实现在电脑上进行加工仿真，产生数控加工指令快捷、方便，办理了设计、制造中用传统方法办理的疑难问题，从而大大地缩短了编程韶光和制造周期，并有效地提高了模具制造质量。