****大学本科生毕业设计 第3章 锌锭模芯动力脱模装置的结构设计
（a）固定导轨
（b）动导轨
（c）固定导轨与动导轨组合 图3-2 导轨三维模型
3.1.2导轨材料及技术要求
导轨采用铸造成型，导轨的材料应具有良好的耐磨性、摩擦系数小和动静摩擦系数差小。加工和使用时产生的内应力小，尺寸稳定性良好等性能。
导轨副应尽量采用不同材料组成，如采用相同材料，也要采用不同的热处理或不同的硬度。 机床导轨材料一般采用灰铸铁和耐磨铸铁。[20,21,22,24]
固定导轨选用HT200,动导轨选用HT150。硬度为200HBS—240HBS,硬度差不超过20HBS。
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****大学本科生毕业设计 第3章 锌锭模芯动力脱模装置的结构设计 导轨使用性能要求一般，铸件粗加工后进行一次时效处理即可。导轨表面采用磨削加工，动导轨表面粗糙度值取Ra0.8,固定导轨表面粗糙度值取Ra0.8。
导轨面接触指标全长上不低于70%，全宽上不低于50%。 3.1.3 导轨压强计算
导轨的压强是影响导轨耐磨性和接触变形的主要因素之一，设计导轨时，若导轨压强过大，会加剧导轨的磨损；若压强过小，则会增加尺寸。对于前面设计的导轨，取最大许用压强为0.81.0MPa[21,25]。
对导轨进行受力分析，可知，导轨受到竖直方向很大的冲击力，其它方向的力可忽略不计。已知锌锭受到的冲击力为80KN，加上锌锭及其它部件的重量，取F=100KN。导轨受力如图3-3所示。
图3-3 导轨整体受力分析
导轨受到的力由矩形导轨和三角形导轨共同承担，三角形导轨、矩形导轨受力情况分别如图3-4（a）、（b）所示。
(a) 三角形导轨受力分析 (b) 矩形导轨受力分析
图3-4 导轨受力分析
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对于三角形导轨，如图3-4（a）所示，有
(3-1)
(3-2)
对于矩形导轨，如图3-4（b）所示，有
(3-3)
(3-4)
(3-5)
式中 Fa、Fb、Fc—导轨面上受到的压力，N; a、b、c—各导轨面宽度，mm；
L—动导轨长度，mm;
Pa,Pb、Pc—各导轨面上压强，MPa;
计算可得Pa=Pb=0.56MPa;Pc=0.5MPa，均小于最大许用压强，满足要求，设计合理。
3.2锌锭定位装置
锌锭放置到导轨上，为使锌锭能准确到达指定位置，需对锌锭进行定位。锌锭三维模型如图3-5所示，建立笛卡尔坐标如图，取锌锭长度方向为X轴，宽度方向为Y轴，Z轴平行于模芯轴线。
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Z X Y
图3-5 锌锭三维模型
由图3-5可见，锌锭两侧面（XZ平面）为一平面，沿X轴方向有凸台。锌锭在导轨上运动，最关键的是沿Y轴方向的定位，如果Y方向有太大偏差，有可能导致冲击功活塞杆击中模芯位置距离模芯中心过远甚至无法击打到模芯，Y方向采用两侧面定位。X方向用凸台的斜坡定位。锌锭底面完全接触定位装置底面，冲击力主要由定位装置底面承受。考虑到锌锭尺寸的误差，同时为了较为方便的将模芯放入定位装置中，定位装置在X,Y方向均比锌锭大4mm。为方便模芯顺利放入定位装置，两侧面的弯折一定角度。定位装置用螺栓固定到动导轨上。定位装置以及其装配关系如图3-6所示。
该装置采用Q235钢板焊接而成。
(a) 定位装置 （b）模芯、定位装置、动导轨相对位置示意图
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（c） 定位装置装配关系 图3-6 定位装置三维图
3.3 承接模芯装置
在冲击缸冲击模芯，完成脱模动作之后，模芯从锌锭中脱出，在重力作用下下落。为使模芯在所有动作完成后便于取出，不能让模芯落入导轨底座中，需设置一箱体置于模芯正下方，来承接模芯。因为模芯从锌锭中脱出后，速度很大，冲击力很大，要考虑缓冲，在箱体底部垫上厚度为20mm的橡胶板缓冲。承接模芯的箱体用螺栓固定在动导轨上。如图3-7所示。
（a）承接模芯箱体 （b）装配关系
图3-7 承接模芯箱体及其装配
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