1、压铸工艺及模具设计 9 9压铸模设计实例压铸模设计实例 9.1 压铸模设计的依据与步骤 9.2 典型压铸件的模具实例分析 9.3屏蔽盒压铸模设计9.1 9.1 压铸模设计的依据与步骤压铸模设计的依据与步骤 压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备，生产过程能否顺利进行，铸件质量有无保证，在很大程度上取决于模具结构的合理性和技术上的先进性。压铸生产时，压铸工艺参数的正确采用，是获得优质铸件的决定因素，而压铸模则是正确地选择和调整有关工艺参数的基础。压铸模与压铸工艺、生产操作存在着极为密切而又互为制约、互相影响的特殊关系。其中，压铸模的设计，实质上是对生产过程中可能出现的各种因素的综合反映。所以，在设计
2、压铸模时，必须全面分析铸件结构，熟悉压铸机操作过程特性及工艺参数可调节的范围，掌握在不同压铸条件下金属液的充填特性和流动行为，并考虑到加工性和经济性等因素。只有这样，才能设计出符合实际、满足生产要求的压铸模。 压铸工艺及模具设计 1. 压铸模设计的依据 压铸模设计的依据有： (1) 产品图纸和生产纲领。 (2) 产品技术条件和压铸材料。 (3) 压铸机规格。 (4) 生产批量。 2. 压铸模设计的基本要求 压铸模设计时应考虑如下基本要求： (1) 所生产的压铸件，应符合产品图纸所规定的形状、尺寸及各项技术要求，特别是要设法保证高精度和高质量部位达到要求，要尽量减少机械加工部位和加工余量。 (2
3、) 压铸模应适合压铸生产工艺的要求，并且技术经济性合理。压铸工艺及模具设计 (3) 在保证压铸件质量和安全生产的前提下，应采用合理、先进、简单的结构，减少操作程序，使动作准确可靠，构件刚性良好，易损件拆换方便，便于维修，并有利于延长模具工作寿命。 (4) 压铸模的各种零件选材适当，配合精度选用合理，能满足机械加工工艺和热处理工艺的要求，能达到各项技术要求。 (5) 根据压铸机的技术特性，准确选定安装尺寸，使压铸模与压铸机的连接安装既方便又准确可靠，能充分发挥压铸机的技术功能和生产能力。 (6) 在条件许可时，压铸模的零部件应尽可能实现标准化、通用化和系列化，以缩短设计和制造周期。 压铸工艺及模
4、具设计 3. 压铸模设计的步骤压铸模的设计步骤主要有： (1) 根据产品使用的材料种类、产品形状、结构和精度等各项技术指标进行工艺分析，制定工艺规程。 (2) 确定型腔数量、铸件在模具内的放置位置，进行分型面、浇注系统和排溢系统的设计。 (3) 确定镶块与型芯的镶拼形式和固定方法，进行成型零件的设计。 (4) 确定抽芯距和抽芯力，进行抽芯机构的设计。 (5) 确定推出元件的位置，进行推出机构的设计。 (6) 选定压铸机，进行模架、加热和冷却系统的设计。 (7) 校核模具与压铸机的相关尺寸，设绘模具总装图及零件图。 (8) 编制技术文件。 。 压铸工艺及模具设计9.2 9.2 典型压铸件的模具实
5、例分析典型压铸件的模具实例分析9.2.1 QD1212驱动端盖压铸模分析驱动端盖压铸模分析 QD1212驱动端盖如图9-1所示，由图可知，该产品结构较复杂且有内凹，故不能简单一次分型。另外，该产品局部壁厚存在不均现象，且铸件品质要求较高，不允许有欠铸、裂纹、气孔及缩孔存在。铸件为大批量生产，材料为YL104。 图9-1 QD1212驱动端盖图压铸工艺及模具设计QD1212驱动端盖压铸模结构如图9-2所示。图9-2 QD1212驱动端盖压铸模结构 1复位杆2顶杆3型心4动模衬5滑块6动模底板7推板8固定板9垫块10动模套板11滑块座12定模板13滚珠14导块15圆柱定位销16定模衬17定模型芯1
6、8浇口套19镶块 压铸工艺及模具设计 1. 分型面 基于产品结构特点，压铸模采用动、定模分型加左右滑块结构。图9-2中-为动定模分型面，铸件内腔尺寸由定模型芯形成，外部尺寸由动定模衬和左右滑块形成。-为动模滑块分型面，合模压铸时，滑块与动定模衬贴紧形成铸件，开模时滑块随动定模同时打开取出铸件。 2. 浇注系统 该模具采用偏心浇口，缝隙式内浇道开设在滑块上，铸件成型及内在品质均较好，但内浇口液流对定模型芯17冲击较大，为此，在该处定模型芯位置采用镶块结构，以便于更换，可延长定模型芯使用寿命。 3. 滑块 铸件由于内凹，所以必须采用滑块结构成型，此为该模具设计之关键。滑块采用左右滑块结构。压铸工艺
7、及模具设计上下滑块座11分别固定在动模套板10上，型导块14由定位销15固定在滑块5上，滑块5通过斜拉杆（斜拉杆固定在定模板上，因滑块较大，为保证滑块能顺利打开，左右滑块分别采用了双斜拉杆结构）的作用可在滑块座11上滑动。为了减小滑块滑动时的摩擦阻力，在滑块座上特别设计安装了滚珠结构，滑块移动时，导块14在滚珠13上滑动，这样减少接触面积，同时大大降低摩擦阻力，可防止滑块出现卡死现象。采用镶嵌式导块结构是考虑到导块磨损时便于更换，可延长滑块的使用寿命。合模后，滑块由固定在定模板上的镶嵌楔紧块锁紧，采用镶嵌式楔紧块有2个优点：一是便于制作，二是磨损后便于更换。开模时滑块的滑移行程由弹簧定位钉定位
8、。 压铸工艺及模具设计 4. 顶杆预复位机构 合模时，由于滑块与顶杆发生干涉，故该模具必须设置顶杆预复位机构，使顶杆预先复位，以防顶杆被滑块截断。顶杆预复位机构由固定在定模板上的回位推杆和固定板8上安装的回位滑块组成，合模时回位推杆推动回位滑块移动，使推板带动顶杆预先复位，从而确保合模时滑块与顶杆不会发生干涉。 5. 冷却系统 该模具在定模型芯、动定模衬上均设计了水循环冷却系统(图中未画出)，当模具温度升高时可对模具进行冷却，提高铸件品质，延长模具使用寿命。 6. 模具特点 由于滑块的作用，开模时利用开模力使铸件自动脱离定模型芯而留在动模内，铸件顶出力较小，铸件易于脱模；由于滑块采用滚珠结构，
9、故滑块虽较大，但运动平稳，不会出现卡死现象。 压铸工艺及模具设计 7. 注意事项由于左右滑块成型面积较大，所以在计算机床的锁模力时应充分考虑，否则锁模力不够，压铸时将出现涨型，甚至损坏模具；由于滑块需配作，同时还应考虑温度升高对模具的影响，故设计及制造精度要求较高；模具特别是滑块部位应经常清洗，以防压铸时金属液的窜入而出现滑块卡死，另外，导块及楔紧块磨损后也应及时更换，该模具设计使用寿命810万次，实际使用寿命达10万次以上。 压铸工艺及模具设计9.2.2 9.2.2 轿车抗扭支架压铸模分析轿车抗扭支架压铸模分析 抗扭支架是轿车上的1个重要安全性零件（见图9-3），材料为铝合金YL113，质量
10、550g。该件形状复杂，孔多且深，壁厚要求均匀，组织致密，并有较高的力学性能要求。整个零件在压铸后不经机械加工，故要求有较高的形状、位置及尺寸精度，如图9-3中4个11mm孔距尺寸将直接影响装配性能的好坏，因此该模具设计制造难度较大，在模具设计与制造中要充分考虑各方面因素的影响。 压铸工艺及模具设计图9-3抗扭支架模具结构如图9-4所示。压铸工艺及模具设计图9-4模具结构1定模座板2浇口套3导柱4定模镶块5定模套板6推杆7导套8动模套板9分流锥10推杆11动模镶块12支承板13推板导柱14垫铁 15复位杆16推杆固定板17推板导套18动模座板19推板20复位拉杆21限位钉22拉杆23抽芯滑块2
11、4楔块25斜销26压板27型芯压铸工艺及模具设计 1. 工作过程 预热后合模，合金液注入压室压射、保压。开模，利用斜销拔出侧型芯25mm，此时斜销已完全脱离销孔，液压抽芯器随后完成剩下的抽芯动作（即将侧型芯完全抽离铸件）。在顶出工件后，推杆靠复位油缸带回复位，喷涂清模后，抽芯器推回侧型，到固定位置（隔25mm）。合模，同时依靠斜销带动侧型芯走完剩下的25mm行程。 2. 模具分型面 一般来说，确定分型面时，应相应地考虑铸件技术条件、内浇口位置和浇注系统位置、模具基本结构及铸件在动、定模各部分的位置、模具加工工艺性、型腔的溢流和排气等有关问题。压铸工艺及模具设计 分析该支架零件，其外形虽不是很复
12、杂，但各向差别很大，给分型面的选择造成了较大的不便。从零件图可看出，铸件分型面的选择有两个较好的位置：一个是与40mm孔中线基本垂直的平面，如D-D面；另一个是与方形型芯垂直的平面，如B-B或F-F面，它们都只有1个侧抽芯，从而简化了模具设计与制造.若选D-D面作分型面，则铸件成型的型腔部位可处于动模也可处于定模，一般设计时使其处于动模，以便利用机床顶出装置在开模时顶出铸件。从铸件结构看，以D-D面作分型面，不论成型部分处于动模或定模，其制作都很困难，40mm圆柱底平面处于型腔最低位置，不利于排气，易产生气孔等缺陷。 压铸工艺及模具设计 圆柱上的R5mm凹部，将妨碍脱模，从而增加模具设计、制造
13、难度。若选与方形型芯垂直的B-B面为分型面，则D-D面为侧抽芯分型面，剩下的型芯可在一个方向上一次抽芯。这样虽然模具结构并不复杂，只是侧型芯制造工作量及难度稍增大，但此时铸件绝大部分在动模上，受铸件结构的影响，此时浇注位置的选择、溢流槽的设置都很困难，难以避免在铸件深处产生浇不足、气孔等缺陷。为此,考虑到浇注系统的设计及铸件技术要求，选取F-F面作分型面，这是一个阶梯分型面，虽然将给模具的制造增加一定难度，但可使浇注系统设置更趋合理，从而保证产品质量。 压铸工艺及模具设计 3. 压铸机及压室直径 根据公司现有压铸设备及使用情况，选用J1125E卧式冷室压铸机，并按惯例对其额定锁模力进行校验。经
14、计算，该件采用F-F分型面，铸件（带浇口）总投影面积为9035mm2，经校核，压铸机额定锁模力能满足使用要求，同时根据压铸机压室直径规格，选取压室直径D50mm。 4. 模具结构特点 模具结构特点如下： (1) 阶梯形型芯及套板 采用阶梯分型面，模具结构也相应是阶梯形状，见图9-4中的动、定模镶块及套板，阶梯面差按设计取51.22mm。 压铸工艺及模具设计虽然动、定模镶块及套板设计成阶梯形，模具总厚并不受影响，但模具导套、导柱将出现不一致，此时可按图9-4导柱、导套结构处理，以满足4根导柱同时插入导套的要求。在侧抽芯部分，受工件影响，侧型芯高度很大，为保证抽芯平稳，防止出现异常的型芯侧翻而阻碍
15、模芯运动，抽芯滑块导滑面的设计位置应合理。在这里导滑面的最低高度以不低于动模镶块下阶梯面为宜，可有两种选择：一是做成阶梯形导滑面，二是做成水平导滑面（可选上或下阶梯面）。在此模具中选用下阶梯面为导滑面，在相同条件下，有运动平稳可靠、减小模具总厚等优点。 压铸工艺及模具设计 (2) 液压斜销复合侧抽芯 经查表计算，总抽芯力F52960N，该值只是各型芯所需抽芯力的简单代数叠加，实际抽芯动作中，型芯间的牵制将使抽芯力增大，按经验取增大8%，则F57200N。由于抽芯距离S抽S移+，其中S移99.1mm，取10mm，则S抽109.1mm。不难想象，在一般的侧抽芯设计中，靠单一的斜销抽芯，要产生近60
16、kN的抽芯力及109.1mm的抽芯距离，其结构将相当庞大，因此应考虑采用液压抽芯。但公司目前只具备30kN抽芯器，若单独采用，则不足以产生近60kN的抽芯力。为此，采用液压斜销复合侧抽芯，其结构见图9-4，在复合抽芯中，斜销工作角度应尽量小，以保证抽芯可靠性。 压铸工艺及模具设计 (3) 预复位 为解决合模时侧型芯与推杆干涉的问题，合模时，在液压抽芯器动作前，与机床复位缸联动的复位杆带动模具推杆固定板（包括顶杆）退回，然后抽芯器再带动侧型芯合模，实现预复位动作。压铸工艺及模具设计9.2.3 9.2.3 车门锁芯压铸模分析车门锁芯压铸模分析 图9-5所示为车门锁芯，材料为YX041，拟在250k
17、N热室压铸机上成型，客户要求除浇口痕迹外，其余不允许做任何切削加工。该零件体积小，净重约20g，形状较为复杂。在12mm圆柱体上，平行于径向有6层用于装配锁片的空腔，其横截面尺寸为5.1mm1mm，各空腔间距仅2.5mm，沿轴向迭加，形成栅格。该处铸件壁厚仅1.5mm，形成钥匙横截面的空腔，用以插入钥匙。车门锁芯压铸模整体结构见图9-6。压铸工艺及模具设计图9-5车门锁芯1定模座板2定模固定板3定模镶块4、5、8、16动模镶块 6动模固定板 7垫板 9复位杆10推杆11推杆固定板12推板13动模座板14垫块 15滑块总成17分流锥18浇口套19定位圈20型芯组21斜导柱22锁紧块 图9-6车门
18、锁芯压铸模结构压铸工艺及模具设计 1. 设计方案 该模具设计为1模2腔，斜导柱抽芯。考虑到制造工艺及合理分型，将锁芯沿轴线垂直方向分为3段（如图9-7），处为分型面，之间为锁芯头部，之间为抽芯部分。由于零件J处（见图9-5）有一侧凹，将浇口设在此处，在去除浇口痕迹时可铣出侧凹，省去了1处抽芯。锁芯上的栅格和钥匙横截面的空腔及锁芯尾部的侧凹由左、右滑块抽芯形成，其结构合理与否是模具设计成败的关键。在综合分析了铸件的脱模机理、锁芯技术要求、滑块的制造工艺后，本设计方案将抽芯部分的动模镶块5、16分为A、B、C、D、E、F、G、H和a、b、c、d、e、f、g、h各8个部分（见图9-7）。 压铸工艺及
19、模具设计 由于锁芯的栅格“密”且“薄”，抽芯时易拉断，严重时还会导致滑块报废，为此本方案将B、D、F，（b、d、f）设计成浮动滑片片组，其余为固定滑片组，利用铸件包紧力的作用，在抽芯开始时，浮动滑片组不动作，只有当固定滑片组完成抽芯行程后，浮动滑片组才进行二次抽芯。合模时，当浮动滑片组头部与动模镶块5和16的夹角相吻合时，浮动滑片组即可精确复位。实践表明，采用该结构铸件成品率大为提高。 压铸工艺及模具设计图9-7锁芯栅格及斜匙横截面空腔部分示意图 2. 压铸模的结构与制造工艺 压铸模（见图9-6）的定模套板2上装有定模镶块3，型芯组20装在定模镶块上，线切割时留有余量，经钳工研配，安装十分方便
20、、可靠。动模固定板上镶有动模镶块4、5、16，形成锁芯头部及12mm圆柱体的型腔。 压铸工艺及模具设计动模镶块4、5、16分别采用CNC铣床、NC工具磨床加工，真空淬火后，线切割及电火花加工成型，精度较高。动模镶块5和16应在装配后用坐标磨床精磨出12mm型腔。铸件由1根5mm推杆顶出，由于推杆和滑块会产生干涉，故设计有先复位机构（图中略）。 图9-8为滑块总成。滑块体1上有一型槽，用于固定滑片组2的水平方向定位，浮动滑片组3也装在T型槽上，由于浮动滑片无T型头部，故可以沿抽芯方向滑动。垫圈4装在浮动滑片3上的长圆孔中，成滑动配合，长圆孔的连心线长度即是浮动行程，垫圈比浮动滑片厚0.03mm。
21、当整个总成用螺钉5固定后，浮动滑片组仍可自由滑动。 压铸工艺及模具设计 滑片材料选用4Cr5MoSiV1，真空淬火，硬度5055HRC，用慢走丝线切割，先切外形，再横向切成片状，经时效定型后，研磨至要求的尺寸。滑片的圆弧面待滑块总成装配后，一起用电火花加工而成，该圆弧面为12mm圆柱面的一部分，特意将其半径做小0.1mm，以形成避空，有利于锁芯在锁体上转动自如，满足了零件的技术要求。 图9-8滑片组示意图1滑块体2固定滑片组3浮动滑片组4垫圈5螺钉压铸工艺及模具设计9.2.4 9.2.4 电机机座压铸模分析电机机座压铸模分析 机座是电机上的一个重要壳体零件（见图9-9），材料为铝合金ADC12
22、（日本牌号），质量9.5kg。该件形状复杂，机座内孔用于安装定子，斜度小，要求产品组织致密，能承受一定的压力，有较高的强度、刚性、韧性要求，再加上产品散热片多、壁薄，因而该模具设计制造难度较大，在模具设计与制造中要充分考虑各方面因素的影响。 压铸工艺及模具设计图9-9 机座压铸件 1. 压铸模结构分析 在模具设计中，主要是考虑产品的内孔大而深、斜度小，铸件冷凝收缩后，对型芯的包紧力很大。经分析，考虑了2种模具设计方案，如图9-10和图9-11所示。 压铸工艺及模具设计13动模镶块14定模镶块28动模型芯29定模型芯 图9-10机座压铸模结构方案一压铸工艺及模具设计1油缸2行程开关组合3行程连接
23、器4联接杆5油缸架6导轨7滑块托板8接油管9垫块10左滑块11楔紧块12左滑块镶块13动模镶块14定模镶块15右滑块镶块16推杆固定板17推板18动模座板19浇口套20下滑块镶块21动模套板22动模小镶件 23上滑镶件 24定模套板25垫块26横浇道27溢流槽图9-11机座压铸模结构方案二压铸工艺及模具设计 (1) 方案一 如图9-10的模具结构，产品的内孔由动模型芯28、定模型芯29组成，动模型芯28所受的包紧力很大，故推杆的推出力需很大，且推出距离长，这样造成铸件推出困难。一般采用圆推杆或异形推杆，由于包芯力太大，推杆往往容易折断，且铸件推出时容易变形，甚至被推裂。在生产过程中，模具更换推
24、杆频繁，机座尺寸愈大，此现象愈严重，甚至无法正常生产。 (2) 方案二 如图9-11的模具结构，重点解决产品推出困难的问题。产品的内孔由上滑块镶块23、下滑块镶块20组成，产品内孔210mm的抽拔，利用两个液压缸1完成。铸件的内孔质量、精度等均能够保证。产品内孔型芯抽出后，推出力便很小，推出距离短。整副模具结构紧凑，具有型腔易清理、喷涂等优点。 压铸工艺及模具设计 综合考虑推出系统及浇注系统等因素，采用第二方案的模具结构。 2. 压铸模工作过程 合模后，压射头将铝液射入压铸模型腔，待铝液凝固，压射头卸压，然后开模，油缸1将各滑块镶块抽离铸件，通过推杆将压铸件顶出，推杆复位，然后清理型腔，喷上脱
25、模剂，油缸1将各滑块镶块插入型腔，然后合模，这便完成一个工作过程。 3. 浇注及冷却系统 压铸模在卧式13.5kN压铸机上使用，经校核，其额定锁模力能满足要求，根据压铸机直径及铸件重量计算，压室直径选取D120mm。铝液由定模镶块分成2股（见图9-12）流入横浇道26，以避免直冲入型腔，待横浇道填满后，通过环形内浇口填充型腔。内浇口设计成环形，厚度为23.5mm，长度为23mm。压铸工艺及模具设计 内浇口截面积的计算公式为： AgG/(vgt)式中Ag内浇口截面积（mm2）； G铸件重量（g），此铸件为9500g； 液态金属的密度（g/cm3），查表得 2.8 g/cm3； vg内浇口处金属液
26、的流速（m/s），查表得 vg1230m/s； t充填型腔的时间（s），查表得t0.054 0.081s。 压铸工艺及模具设计 由于采用上述浇道，金属液沿型壁充填，流动顺畅，避免了正面冲击型芯。在金属填充之末，动、定模镶块及左右滑块镶块各设置一大环形溢流槽27，接收流入型腔和流经型腔表面已经冷却的金属液，收集被金属液挤压流动前沿的空气-气体混合物，同时改善模具热平衡状态。再加上通过各滑块的配合间隙的排气，模具排气状况良好，减少了铸件流痕、冷隔、浇不足的现象，从而保证产品成型质量好，得到致密度高的产品。 压铸工艺及模具设计 为保证压铸模合理的冷却，提高压铸生产率，在各镶块及浇口套中设置了合理的冷
27、却通道。如果压铸模温度太低，铸件就会形成不光洁的所谓“花纹”表面；此外，在抽出型芯之前，如果压铸模温度过低，则会因压铸材料对热裂的敏感而形成收缩裂纹；如果压铸模温度太高，压铸材料就会粘结在模壁上，活动部件被粘住，铸件轮廓尺寸（由于热膨胀）发生变化，产品尺寸超差。本模具的冷却采用油冷温控系统，在压铸过程中模具保持在恒定的温度范围内，一般模具工作温度范围为180220。经过实践证明，模具采用温控系统，产品质量稳定，成品率高，同时延长了模具的使用寿命。 压铸工艺及模具设计26横浇道27溢流槽图9-12 定模镶块压铸工艺及模具设计 4. 压铸模主要零件的设计与加工 产品内孔（210mm）型芯由上滑块镶
28、块23与下滑块镶块20组成，见图9-11。为了保证产品内孔的同轴度，上滑块镶块23与下滑块镶块20配合面的中间分别设计一凸台与凹孔。为了简化、方便加工，将产品方形线盒处设计成动模活动镶件22。在加工工艺方面为了保证产品尺寸要求，减少热处理变形的影响，各镶块型腔先进行半精加工，经热处理，硬度达到4448HRC后，由钳工配装好各滑块镶块，固定后一起精车型腔。 压铸工艺及模具设计9.2.5 9.2.5 HJ70HJ70型左闸把座下体压铸模分析型左闸把座下体压铸模分析 图9-13为HJ70型左闸把座下体压铸件，材料为压铸锌合金。它是摩托车闸把上的一个零件，其外形及内腔形状复杂，耳部在20斜面上，壁厚最
29、小为2.5mm。需要抽芯的有槽3.4，圆弧R3 mm，孔8.2 mm，通孔12 mm及喇叭标记。通过对压铸件的分析，设计的模具结构如图9-14所示。 压铸工艺及模具设计图9-13HJ70型左闸把座下体压铸工艺及模具设计1螺钉2销钉3导钉4推杆垫板5推杆固定板6螺钉7推杆8反推杆9动模座板10动模套板11定模套板12定模镶件17动模镶件18主型芯19侧型芯20斜拉杆21螺钉22斜楔23滑块24挡块25螺杆图9-14模具结构图压铸工艺及模具设计 1. 工作原理 开模时，动模与定模分开，主型芯与压铸件型腔脱离。同时滑块与动模运动，由于定模上的斜拉杆在滑块孔中，强制滑块沿斜拉杆方向运动，抽芯动作开始。
30、当三个滑块达到极限位置，抽芯动作完成。然后由推板推动四根推杆，推出压铸件。 2. 结构特点 压铸模采用正置，型腔在动模，这就有利于动模滑块抽芯机构的设置，使得抽芯机构的结构简单，动作可靠。主型芯在定模，这样开模后压铸件对型芯较大的抱紧力被消除了，减小了推出力，有利于推出机构的设置。模具采用了三根6 mm推杆在浇道及溢料上，一根4 mm推杆在制件上来推出压铸件。由于推出所需要的力较小，也就使推杆的寿命增长，同时也保证了压铸件的外观质量。 压铸工艺及模具设计 3. 分型面的设计 根据压铸件的外形特点，选择多折线分型面，如图9-15所示。模具采用正置，型腔在动模，型芯在定模，使得型腔和型芯的设计和加
31、工简化。型腔在动模有利于抽芯机构的设置，三处抽芯均采用动模滑块抽芯。主型芯在定模有利于推出机构的设置，选用四推杆推出压铸件。 动模分型面定模 图9-15多折线分型面压铸工艺及模具设计 4. 浇道设计 浇道设计如图9-16所示。主浇道设在定模，内浇口设在动模，这有利于去除浇口毛刺。内浇口的位置设在压铸件的薄壁处，并且离耳部距离最短之处，这样金属能流经狭窄的截面，首先填充耳部较厚部位，最后薄壁深腔处得到完全的填充，获得致密的铸件组织，保证压铸件的外轮廓清晰及表面粗糙度达到Ra=2.5m。主浇道流入角为118，压铸时填充性能较好，能够避免金属液冲击型芯和型腔。 压铸工艺及模具设计压铸件耳部内浇口主浇
32、道分型面图9-16浇道设计压铸工艺及模具设计 5. 抽芯机构设计 三滑块抽芯机构如图9-17所示。抽芯机构A，完成12mm孔及标记喇叭的成型。由于模具采用正置，使得抽芯机构设计及工艺简单。型芯全部位于动模边，型芯与滑块的组装只需要在动模边进行，合模后无干涉现象。抽芯机构B，完成8.2mm孔及槽3.4mm15mm的成型。8.2mm孔的成型比较困难，需要计算抽芯机构的各个空间角度。在20分型面上，计算出8.2mm孔与型腔中心偏角1653，孔中心线与模具基面偏角559。套板分型面为平面，在平面上计算出滑块导向槽与模具中心偏角1754，导向槽底面与模具基面偏角642。斜楔定位面斜角为：25-642=1
33、818。 压铸工艺及模具设计 抽芯机构C，完成圆弧槽R3mm、R7mm及直槽3.4mm成型，并要求与抽芯机构B的型芯相接触。模具选择B、C型芯的接触面在120圆锥处，这样有利于R3mm的成型，抽芯运动方向与8.2mm孔轴线夹角60，抽芯仍在20斜分型面上。按此方法计算出型芯中心对模具型腔中心偏角1653+60=7653，型芯中心对模具基面偏角1924。滑块导向槽与模具中心偏角1754+60=7754，导向槽底面与模具基面偏角1936。斜楔定位面斜度25+1936=4436。 压铸工艺及模具设计图9-16浇道设计压铸工艺及模具设计9.39.3屏蔽盒压铸模设计屏蔽盒压铸模设计 图9-18为屏蔽盒零
34、件图，其材料为YZAlSi12，合金代号为YL102，压铸件未注尺寸精度取IT14级，未注铸造圆角为R1.5。 压铸工艺及模具设计图9-18 屏蔽盒压铸件压铸工艺及模具设计 1. 压铸件的工艺分析屏蔽盒的最小壁厚为2.5mm，符合压铸件最小壁厚的工艺要求，方孔5mm10mm也符合工艺要求。尺寸mm接近IT15级，其余为IT14级均符合工艺要求，铸造圆角R3、R5和未注铸造圆角R1.5均符合工艺要求。因此屏蔽盒符合工艺要求。 2. 工艺规程制订 工艺规程制订主要是确定压铸生产时的工艺参数，屏蔽盒的压铸工艺规程如表9-1所示的压铸工艺卡。 3. 分型面选择 根据盒形件的结构特点，屏蔽盒分型面选择在
35、图9-1所示的BB面上。 压铸工艺及模具设计表表9-1 屏蔽盒压铸工艺卡屏蔽盒压铸工艺卡 c压力铸造工艺卡片产品名称压铸件名称屏蔽盒材料牌号YZAlSi12铸件质量/ kg0.28浇注系统质量/ kg0.14每模件数1镶嵌件数量预热温度/新旧料比2:1工艺规程模具预热温度 / 230240涂料名称牌号方法和次数压铸温度 / 650680胶体石墨用刷子每压铸一次涂定模一次压力 / MPa5760设备型号压室直径/ mm压射速度 / ms-13.05.0J116D35或40保压时间 / s1.52.0工艺说明冷却方式自然冷却留模时间 / s6.58.0铸件投影面积 / mm213408压铸工艺及模
36、具设计 4. 确定浇注系统由于屏蔽盒长宽相差悬殊，壁厚又较薄，为防止冷隔和保证模具热平衡，浇注系统采用金属液从铸件的长边两侧同时流入，且在金属液汇合或有可能产生涡流处采用较大的溢流槽，这一方面可兼排气作用，另一方面集渣和有利于模具热平衡。采用侧浇口，如图9-19所示。 5. 压铸机的选用 此压铸件无嵌件，可选用卧式冷室压铸机，根据生产实际情况，选用J116D型压铸机生产。压铸工艺及模具设计 6. 压铸模总装图设计由于屏蔽盒有一侧方孔，需抽侧型芯，采用单侧斜销抽芯机构，由于侧向抽芯时有斜滑块，为简化模具结构，可采用推杆推出机构。考虑到屏蔽盒壁薄，溢流槽放大，因此主要推杆可设置在溢流槽和分流道上，
37、同时在屏蔽盒壁上设置8个扁推杆，以顺利推出屏蔽盒，如图9-19。考虑到模具搬运和安装的方便性，在动、定模板上安有吊钩。屏蔽盒模具总装图见图9-19所示，其明细表见表9-2。 压铸工艺及模具设计 7. 压铸模零件图如图9-19所示，浇口套6用定位块7定位。浇口套如图9-20所示，材料为3Cr2W8V，表面氮化，热处理后4550HRC。 图9-21为镶块9，材料为3Cr2W8V，表面氮化，热处理后4550HRC。 图9-22为动模型芯12，材料为3Cr2W8V，表面氮化，热处理后4550HRC。 图9-23为动模镶块18，材料为3Cr2W8V，表面氮化，热处理后4550HRC。 图9-24为动模套
38、板22，材料为45。 图9-25为定模镶块19，材料为3Cr2W8V，表面氮化，热处理后4550HRC。 压铸工艺及模具设计 图9-26为定模套板23，材料为45。 图9-27为楔紧块30，材料为T10A，热处理后5055 HRC。 图9-28为斜导柱32，材料为T10A，热处理后5055HRC。 图9-29为滑块33，材料为3Cr2W8V，表面氮化，热处理后4550HRC。 其余可参考表9-2。 压铸工艺及模具设计图9-19 屏蔽盒压铸模总装图 （图中零件号的名称见表7-2）压铸工艺及模具设计表表9-2屏蔽盒压铸模零件明细表屏蔽盒压铸模零件明细表序号名称数量标准代号材料热处理备注1内六角螺钉
39、4GB7085M12452内六角螺钉6GB7085M12403弹簧垫圈2GB94.187弹簧垫圈164推板导杆2T10A4550HRC5销钉2GB11986销16456浇口套13Cr2W8V4550HRC表面氮化7定位块1T10A5055HRC8推杆2T10A5055HRC9镶块23Cr2W8V4550HRC表面氮化10六角螺钉2453540HRC11扁推杆8T10A5055HRC12动模型芯13Cr2W8V4550HRC表面氮化压铸工艺及模具设计13推杆2T10A5055HRC14推板1Q23515推杆固定板1Q23516动模固定板1Q23517复位杆4T10A5055HRC18动模镶块13
40、Cr2W8V4550HRC表面氮化19定模镶块13Cr2W8V4550HRC表面氮化20带头导套4T10A5055HRC21有肩导柱4T10A5055HRC22动模套板14523定模套板14524定模固定板1Q23525内六角螺钉4GB7085M124526销钉2GB11986销164527螺塞1453035HRC28弹簧14Cr133035HRC压铸工艺及模具设计29定位钉1T10A5055HRC30楔紧块1T10A5055HRC31内六角螺钉2GB7085M84032斜导柱1T10A5055HRC33滑块13Cr2W8V4555HRC表面氮化34吊钩24535推杆4T10A5055HRC3
41、6推杆2T10A5055HRC压铸工艺及模具设计图9-20浇口套零件图压铸工艺及模具设计图9-21镶块零件图 压铸工艺及模具设计图9-22动模型芯零件图 图9-23动模镶块零件图 压铸工艺及模具设计图9-24动模套板零件图图9-25定模镶块零件图压铸工艺及模具设计图9-26定模套板零件图 图9-27楔紧块零件 压铸工艺及模具设计图9-28斜导柱零件图图9-29滑块零件图压铸工艺及模具设计思考题思考题 9.1 压铸模设计的基本要求和步骤有哪些？ 9.2 试设计计算QD1212驱动端盖的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。 9.3
42、试设计计算轿车抗扭支架的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。 9.4 试设计计算车门锁芯的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。压铸工艺及模具设计 9.5 试设计计算电机机座的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。 9.6 试设计计算HJ70型左闸把座下体的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。 9.7 试设计计算屏蔽盒的浇注系统和排溢系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。 压铸工艺及模具设计
