1、压铸模与其他模具压铸模与其他模具第三章 压铸模设计目目 录录l第一节 压铸模的基本组成l第二节 压铸模零部件的设计l第三节 浇注系统和排溢系统的设计l第四节 侧向分型抽芯机构的设计l第五节 推出机构的设计l第六节 冷却和加热系统的设计l第七节 压铸模的设计步骤和实例l第八节 压铸模的失效分析l第九节 压铸模的缺陷分析与排除措施概述概述 随着车辆和电动机等产品向轻量化发展，压铸模的比例不断增加，同时，对压铸模的寿命和复杂程度的要求也将提高。 1- 限位块 2,16,23,28-螺钉 3-弹簧 4-螺栓 5-螺母 6-斜销 7-滑块 8-楔紧块 9-定模套板 10-销钉 11- 侧型芯 12,15
2、-动模镶块 13-定模镶块l4-型芯 17-定模座板18-浇口套 19- 导柱20-动模套板 21-导套22-浇道镶块 24,26,29-推杆25-支承板 27-限位钉.30- 复位 杆 31- 推板导套32-推板导柱 33-推板34-推杆固定板 35-垫块36-动模座板压铸模结构图第一节第一节 压铸模的基本组成压铸模的基本组成一.成型零件 决定压铸件几何形状和尺寸精度的零件。成形压铸机外表面称为型腔，内表面称为型芯。二.结构零件 包括支承固定零件和导向合模零件。支承固定零件使模具能够安装到压铸机上；导向合模零件保证合模是正确定位和导向。三.浇注系统 是引导熔融合金从压铸机的压室流到模具型腔的
3、通道。它由直浇道、横浇道、内浇口和分流锥等组成。四.排溢系统 一般包括排气槽和溢流槽，根据熔融合金的充填情况开设。五.侧向抽芯机构 压铸机侧面有凸台或孔穴时，需要用侧向型芯来成型。六.推出与复位机构 推出机构是指将压铸件从模具的成型零件上脱出的机构；复位机构是指合模时将推出机构回复到原始位置的机构。七.加热与冷却系统 达到压铸模的热平衡。八.其它 如紧固件、定位件等。第二节第二节 压铸模零部件的设计压铸模零部件的设计一.分型面的选择1.分型面的类型2.分型面的选择原则（1）尽可能使压铸机开模后留在动模；（2）分型面应尽量设计在压铸件端面轮廓最大的地方；（3）分型面应尽量设在金属流动方向的末端；
4、（4）分型面的选择应有利于保证压铸件的质量；（5）尽可能选择平直分型面；（6）分型面的选择应保证侧向活动型芯能顺利抽出。二.成型零件的设计 设计压铸模时，需要合理设计成型零件的结构形式，准确计算尺寸公差，保证足够的强度、刚度和良好的表面质量。1.成型零件的结构设计（1）成型零件的结构形式（2）镶块的固定形式 其安装形式分为通孔和不通孔两种形式。（3）型芯的固定形式 型芯通常采用台阶固定、铆接和螺钉连接等方式。2.成型零件的尺寸计算（1）镶块的主要尺寸 1）镶块壁厚尺寸见教材表31； 2）整体镶块的台阶尺寸见表32； 3）组合形式成型镶块固定部分长度见表33。（2）圆型芯的主要尺寸 见表34。（
5、3）影响铸件尺寸精度的因素 1）成型零件的制造误差； 2）压铸件的收缩率； 3）成型零件的磨损； 4）模具结构及压铸工艺的影响。%100模铸模LLL（4）成型零件工作尺寸的计算 1）型腔尺寸计算 标注制造公差后得： 同理型腔深度尺寸： 2）型芯尺寸计算 标注制造公差后得： 同理型芯深度尺寸：2%222cMDDD07 . 0%DDDM07 . 0%HHHM2%222cMddd07 . 0%dddM07 . 0%hhhM 3）中心距尺寸计算 4）螺纹型环和螺纹型芯尺寸计算 型环尺寸 型芯尺寸2%LLLM4043%DDDM402222243%DDDM402min11243%1XDDM042243%d
6、ddM042222243%dddM041111143%dddM三.结构零件的设计1.动、定模板边框厚度设计（1）圆形套板边框厚度 HHDpbb21 2bDpb （2）矩形套板边框厚度（3）动、定模套板边框厚度推荐尺寸 见表36。 HLFHFFb48112222.动模支承板厚度尺寸（1）动模支承板的厚度计算（2）动模支承板厚度推荐尺寸 见表37。 ApFBFLhbW2（3）动模支承板的加强结构3.动、定模座板的设计（1）定模座板的设计 定模座板与定模套板构成压铸模定模部分基体，安装在压铸机的固定模板上。（2）动模座板的设计 动模座板与垫块构成压铸模动模部分基体，安装在压铸机的活动模板上，因此动模
7、座板上也必须留出安装压板或紧固螺钉的位置。4.导向零件的设计（1）导柱和导套的设计要点 导柱应有足够刚度，在开合模时运动灵活，没有卡死现象。（2）导柱、导套的尺寸和结构形式 在压铸模中，一般均设四根导柱。导向部分的直径可按下式经验公式计算： 导柱和导套已经标准化，有A型和B型两种。AKd 第三节第三节 浇注系统和溢排系统的设浇注系统和溢排系统的设计计一.浇注系统的组成 浇注系统主要由直浇道、横浇道、内浇口和余料等组成。二.直流道设计1.立式冷压室压铸机用直浇道（1）喷嘴导入口直径d1一般为822mm；（2）浇口套与喷嘴连接处的直径比喷嘴出口处的直径每边大0.51.0mm；（3）喷嘴部分脱模斜度
8、130，浇口套的脱模斜度取1303；（4）分流锥出环形通道的截面积一般为喷嘴导入口截面积的1.2倍，直浇道底部分流锥的直径d3，一般可按下式计算：（5）直浇道与横浇道连接处圆角半径R=620mm。2.卧式冷压室压铸机用直浇道（1）根据压室比压选定压室直径D；（2）直浇道厚度H一般取压室直径的1/21/3，直浇道脱模斜度1302；（3）压室内径和浇口套内径应保持同轴度。3.热压室压铸机用直浇道（1）根据压铸件结构和质量选择压室、喷嘴和浇口套的尺寸；（2）分流锥脱模斜度46，长度L=5070mm，端面至分流锥顶端距离l=1022mm，d=1224，R=45mm，h=2.53.5mm。（3）通常在浇
9、口套及分流锥的内部设置冷却系统。4.分流锥的作用和结构形式（1）将熔融合金平稳地从直浇口引入横浇口和内浇口；（2）可调整浇注系统的截面积；（3）借助熔融合金对分流锥的包紧力，在开模时能拉住直浇道余料。三.横浇道设计1.横浇道的截面形状和尺寸 横浇道最基本的截面形状有四种：圆形、方形、矩形和梯形。2.横浇道的布置与长度 横浇道一般设置在定模，其截面在长度方向应保持缓慢过渡，不允许有突然的扩张或缩小，以免形成低压区而使熔融合金产生涡流。 横浇道的长度一般取3040mm左右，也可按下式计算： 在多型腔压铸模中，横浇道的结构 如图所示，其尺寸：3.横浇道与内浇口和压铸件之间的连接方式四.内浇口设计1.
10、内浇口的种类和特点2.内浇口的尺寸选择（1）内浇口的厚度 对于薄壁复杂压铸件，宜采用较薄的内浇口，以保持必要的充型速度；一般结构的压铸件以取较厚的内浇口为主， 使充型平稳，并且有利于改善排气条件。（2）内浇口的宽度和长度 内浇口的宽度和长度经验数值见下表：（3）内浇口的截面积计算3.内浇口位置的选择原则（1）内浇口位置应使熔融合金进入型腔后，首先充填型腔深处难以排气的部位；（2）除特大型压铸件，一般内浇口的数量以单个为主；（3）内浇口的位置应尽量避免熔融合金直冲型芯或型腔侧壁；（4）内浇口的位置应使熔融合金流程最短，不过多改变流向；（5）应设在压铸件较厚的部位；（6）内浇口的引入位置不应引起压
11、铸件的收缩变形；（7）有时设在热节处，提高补缩效果；（8）对精度要求较高、表面粗糙值小且不加工的部位，不宜布置内浇口。五.排溢系统的设计 排溢系统由排气槽和溢流槽两大部分组成。1.溢流槽的设计（1）溢流槽位置的选择通常设置在熔融合金最后冲击或最后充填的部位，以及熔融合金汇流、易裹入气体和产生涡流的部位，或铸件过厚、过薄的部位。（2）溢流槽的截面形状和尺寸 溢流槽的截面形状有三种，生产中常用、型，在调节模具热平衡时用型。2.排气槽的设计（1）排气槽位置的选择 尽可能设在分型面上，以便脱模；应设在动模或定模的同一侧；为防止熔融合金向外喷溅，可在溢流槽后端开设曲折形的排气槽。（2）排气槽的形状和尺寸
12、第四节第四节 侧向分型抽芯机构的设计侧向分型抽芯机构的设计一.抽芯机构的分类和组成1.抽芯机构的分类 可分为手动抽芯机构、机械抽芯机构和液压抽芯机构等。 机械抽芯机构又可分为斜销抽芯机构、斜滑块抽芯机构、弯销抽芯机构和齿轮齿条抽芯机构等。2.抽芯机构的组成 抽芯机构由成型零件、运动零件、传动零件、限位零件和锁紧零件等组成。二.抽芯力和抽芯距的确定1.抽芯力的计算 影响抽芯力的因素很多，有合金的种类，压铸件包住活动型芯的表面积和壁厚等等，要精确计算十分困难。 生产中主要考虑包紧力，根据力平衡方程：2.抽芯距的计算 抽芯后活动型芯应完全脱离压铸件，使压铸件能顺利推出型腔，此时型芯在抽芯方向所移动的
13、距离就称为抽芯距。 一般抽芯距等于侧孔深度加安全之K，如图所示，抽芯距为： 当按上式计算还会妨碍压铸件的脱模时，需根据压铸件和模具结构来确定。如图所示圆形骨架压铸件，图a、b分别采用二等分和多等分合模机构，抽芯距计算方法分别为：三.常用抽芯机构的设计1.斜销抽芯机构 斜销抽芯机构结构简单，制造方便，可利用开模、合模动力实现抽芯和复位，在中小型压铸模中应用广泛。（1）斜销直径和长度计算 斜销上所承受最大弯矩： 斜销直径受其抗弯强度的限制： 抗弯截面系数： 得斜销直径： 斜销长度由具体抽芯机构而定：（2）斜销抽芯机构的滑块设计 滑块基本形式： 滑块的导滑形式：（3）斜销抽芯机构的限位和锁紧方式 开
14、模后，滑块必须停留在刚刚脱离斜销的位置上，不可任意移动。同时必须依靠锁紧装置来保证滑块的精确位置。（4）斜销的延时抽芯 延时抽芯是指开模后，抽芯机构不立即开始工作，而是当动、定模分开一定的距离后才开始抽芯。 按模具的设计需要已知延时抽芯的行程sy，则滑块斜孔的增长量按下式计算：（5）斜销抽芯机构的基本形式2.弯销抽芯机构 其工作原理与斜销抽芯机构相同，不同的是以矩形截面的弯销替代了圆柱形的斜销。具有以下特点：（1）能承受较大弯矩；（2）弯销各段可做成不同斜段甚至直段；（3）弯销的截面和长度均可缩小；（4）可在弯销端部装支承块增加强度；（5）可以不设限位装置；（6）弯销制造困难，顺畅性欠缺。3.
15、斜滑块抽芯机构 注意以下要点：（1）准确计算斜滑块高度；（2）滑块推出行程的计算（3）动模上应设置中心支柱或型芯4.齿轮齿条抽芯机构5.液压抽芯机构第五节第五节 推出机构的设计推出机构的设计一.推出机构的组成和分类1.推出机构的组成 推出机构主要由推出元件、复位元件、限位元件、导向元件和结构元件等组成。2.推出机构的分类（1）按动力源分类手动推出机构、机动推出机构、液压推出机构（2）按推出元件的类别分类推杆推出机构、推管与推叉推出机构、推件板推出机构、斜滑块推出机构和组合推出机构。（3）按模具结构特征分类常用推出机构、二级推出机构和定模推出机构。二.常用推出机构1.推杆推出机构（1）推杆的基本
16、形式和固定方式 推杆的基本形式： 推杆的固定方式：（2）推杆的位置选择 1）应设置在压铸件受包紧力最大的位置； 2）推出元件的分布应均匀； 3）分流锥周围应均布设置推杆； 4）压铸件表面不允许留有推痕时，应将推件设在压铸件外，通常将推杆设在溢流槽上； 5）推杆应与型腔面平齐或凸出型腔表面0.1mm。2.推管推出机构 主要适用于薄壁筒形压铸件的推出。它的结构特点是推力分布均匀，压铸件变形小，无推出痕迹，运动较平稳，但型芯喷涂涂料困难。3.推件板推出机构 推件板推出力均匀，推出平稳，压铸件变形小，且无推痕，但型芯喷涂涂料困难。第六节第六节 加热和冷却系统的设计加热和冷却系统的设计 压铸模的温度控制
17、通过模具的加热和冷却系统来实现。模具在压铸生产前应进行充分预热，连续的压铸生产后，又需要有充分的冷却。一.加热系统的设计1.压铸模预热作用1）避免熔融合金受激冷而很快失去流动性；2）避免模具因激热而胀裂，同时减少模具工作时的冷热交变应力；3）调整模具滑动部分配合间隙，以免产生溢料；4）可降低型腔中空气的密度，有利于排气。2.模具的加热方法 主要有火焰加热和电加热法。火焰加热方法操作简单，但预热效果理想。 目前最常用的是电热管加热：管状电热元件加热法、低电压大电流加热法。3.电加热装置的设计（1）加热孔的分布 一般设置在动、定模套板，支承板和动、定模板上，按实际需要设置电热元件的安装孔。（2）加
18、热孔的方向 采用低电压大电流法时，加热孔的方向应设置在模具工作位置的垂直方向上。（3）测温孔位置 在动定模套板上可布置供安装热电偶的测温孔，以便控制模温。二.冷却系统的设计1.压铸模的冷却方法 模具的冷却方法主要有风冷和水冷。2.水冷却装置的设计 冷却水道布置在型腔内温度最高、热量比较集中的区域，流道要畅通。（1）型芯和型腔的冷却（2）浇注系统的冷却 结构较大的分流锥，其冷却水道采用喷嘴式，浇口套的冷却水道设计成循环式。第七节第七节 压铸模的设计步骤和实例压铸模的设计步骤和实例一.压铸模分类 通常按模具结构上的某一特征 进行分类，可分为单分型面和多分型面压铸模、侧向分型抽芯机构压铸模、螺纹旋出
19、机构压铸模、两次推出机构压铸模等。二.压铸模设计的主要内容和步骤1.对压铸件进行工艺分析，并制订压铸工艺规程；2.选择分型面及浇注排溢系统的设计；3.确定压铸模的结构；4.绘制压铸模装配图；5.绘制压铸模零件图。三.压铸模零件的材料选择及热处理要求1.压铸模零件的材料 尽可能满足耐高温、导热性好、热膨胀系数小、热处理变形小、淬透性好，满足强度、刚度要求的材料。2.压铸模零件的热处理要求 采用真空或保护气氛热处理，可减少脱碳、氧化、变形和开裂。成型零件淬火后应采用2次或多次的回火，必要时成型面可进行软氮化和氮化处理，氮化层深度为0.080.15mm，硬度HV600。第八节第八节 压铸模的失效分析
20、压铸模的失效分析一.压铸模的失效形式及原因 压铸模失效形式主要有：侵蚀、磨损、变形、冷热疲劳和开裂五种。 模具失效的主要原因有以下三点： 1.热交变应力引起的热疲劳； 2.熔融合金对模具材料的化学物理作用； 3.压铸件脱模时，模具产生的局部应力。二.提高压铸模使用寿命的措施 为了提高压铸模的使用寿命，从以下几方面加以考虑： 1.压铸件的设计； 2.压铸模的设计； 3.模具的加工质量。第九节第九节 压铸件的缺陷分析与排除措施压铸件的缺陷分析与排除措施一.影响压铸件质量的因素 影响压铸件质量的因素是多方面的，主要有压铸机性能的稳定性，压铸工艺参数的选用、合金的成分及熔炼工艺、涂料的使用，模具结构的
21、合理和制造质量。 与模具有关的影响铸件质量的因素如下： 1.成型零件的精度、表面质量和强度、刚度； 2.横浇道的形式和截面面积； 3.内浇口的截面面积和内浇口的开设、位置设计； 4.排溢系统； 5.浇注温度和模具温度。二.压铸件的缺陷分析及排除措施1.流痕 流痕是首先进入模腔的熔融合金，形成一个极薄而不均匀的金属层，被后来的熔融合金所弥补留下的痕迹。2.冷隔 冷隔是温度较低的金属流相互对接但未融合而出现的缝隙。它呈规则的线形，有穿透和不穿透的两种，在外力作用下有发展趋势。3.凹陷 凹陷是铸件平滑表面上出现凹瘪的部分，其表面呈自然冷却状态。4.气泡 气泡是在铸件表皮下，聚集气体故障所形成的鼓泡。
22、5.气孔 气孔是卷入压铸件内部的气体所形成的较为规则、表面较为光滑、显暗灰色表面的孔洞（多为圆形、椭圆）。气孔产生的原因主要是包卷气体产生的。6.缩孔、缩松 缩孔、缩松是压铸件在冷凝过程中，由于内部补偿不足所造成的形状不规则、表面较粗糙的孔洞。缩孔表面呈暗色。下面集中的缩孔小而分散的为缩松。合金凝固温度范围小易形成缩孔，凝固温度范围大易形成缩松。7.花纹 花纹是铸件表面上呈现的光滑条纹，肉眼可见，但用手感觉不出。颜色不同与金属基体的纹络，用0纱布稍擦几下即可除去。8.裂纹 裂纹是铸件上合金基体被破坏或断开形成细丝状的缝隙，有穿透和不穿透的两种，并有发展趋势。裂纹可分为冷裂纹和热裂纹两种，它们的主要区别在于铸件开裂处金属是否被氧化。9.欠铸 欠铸是熔融合金未充满型腔，铸件上出现充填不完整的部位。10.飞边 飞边是铸件金属边缘上出现的金属薄片。11.分层（夹皮） 分层（夹皮）是铸件上局部存在有明显的金属层次 。12.错边 错边是铸件的一部分与另一部分在分型面上错开，发生相对位移。13.变形 变形铸件几何形状与设计要求不符的整体变形。
