《模具设计与制造》教学课件-第4章.ppt

教学重点教学重点 压铸工艺过程及压铸材料压铸工艺过程及压铸材料 压铸工艺参数压铸工艺参数 浇注系统及排溢系统设计浇注系统及排溢系统设计 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计 教学难点教学难点 压铸工艺参数压铸工艺参数 浇注系统及排溢系统设计浇注系统及排溢系统设计 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计第第4章章 压铸工艺与压铸模设计压铸工艺与压铸模设计4.1 4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.2 4.2 压铸模的组成压铸模的组成4.3 4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.4 4.4 压铸机的选用压铸机的选用4.5 4.5 分型面设计分型面设计4.6 4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.7 4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.8 4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计第第4章章 压铸工艺与压铸模设计压铸工艺与压铸模设计4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.1 压铸机的结构压铸机的结构压铸工艺是压铸模、压铸机和压铸合金构成的一个系统。压铸模是用在压铸机上生产压铸件的金属永久模。压铸模设计即是对压铸模结构和机构的设计，须满足铸件形状、尺寸、抽芯和推出等方面的需求。常见的压铸机按压射室的特点可分为热室压铸机和冷室压铸机两类，此外，还有特种压铸机，如全立式压铸机、升举（或摆动）压室压铸机、真空吸入进料压铸机和电磁给料压铸机等特种压铸机。冷室压铸机按压射室及合模装置的位置特点又分为立式冷室压铸机和卧式冷室压铸机。4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.1 压铸机的结构压铸机的结构1、冷室压铸机、冷室压铸机1控制柜；2合模缸；3模具高度调整机构；4曲肘支承座板；5曲肘机构；6动模座板；7拉杆；8定模座板；9蓄能器；10增压器；11压射缸；12压室与冲头；13顶出缸；14底座与传动液箱；15泵及电动机4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.1 压铸机的结构压铸机的结构2、热室压铸机、热室压铸机 1动模；2定模；3定模座板；4液压缸；5冲头杆； 6冲头；7压室；8充料孔；9鹅颈；10坩埚；11喷嘴；4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.1 压铸机的结构压铸机的结构3、特种压铸机、特种压铸机 真空吸入进料压铸机 电磁给料进料压铸机4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.2压铸工艺过程压铸工艺过程1、热室压铸机的压铸过程、热室压铸机的压铸过程 4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.2压铸工艺过程压铸工艺过程2、冷室压铸机的压铸过程、冷室压铸机的压铸过程1）卧式冷室压铸机的压铸过程）卧式冷室压铸机的压铸过程 4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.2压铸工艺过程压铸工艺过程2、冷室压铸机的压铸过程、冷室压铸机的压铸过程2）立式冷室压铸机的压铸过程）立式冷室压铸机的压铸过程 4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.3 常用压铸材料常用压铸材料生产压铸件的金属材料有铝合金、纯铝、锌合金、镁合金、铜合金、铅合金、锡合金等。其中以铝合金、锌合金应用最广，镁合金呈增长趋势。黑色金属仅有很少量应用。1、压铸铝合金、压铸铝合金 压铸铝合金的化学成分和力学性能4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.3 常用压铸材料常用压铸材料2、压铸锌合金、压铸锌合金 3、压铸镁合金、压铸镁合金 压铸锌合金的化学成分和力学性能压铸镁合金的化学成分和力学性能4.1 压铸工艺概述压铸工艺概述4.1.3 常用压铸材料常用压铸材料4、压铸铜合金、压铸铜合金 压铸锌合金的化学成分和力学性能4.2 压铸模的组成压铸模的组成4.2.1 压铸模基本结构压铸模基本结构 压铸模由定模、动模和动模座板等组成 1动模座板；2垫块；3支承板； 4动模套板；5限位块；6滑块； 7斜销；8楔紧块；9定模套板； 10定模座板；11定模镶块； 12活动型芯；13型腔；14内浇道； 15横浇道；16直浇道；17浇口套； 18导套；19导流块；20动模镶块； 21导柱；22推板导柱；23推板导套； 24推杆； 25复位杆；26限位钉； 27推板； 28推杆固定板； 4.2 压铸模的组成压铸模的组成4.2.2 冷室压铸机用压铸模冷室压铸机用压铸模1、卧式冷室压铸机用压铸模、卧式冷室压铸机用压铸模 1动模座板；2、5、31螺钉；3垫块； 4支撑板； 6动模套板； 7限位块； 8螺栓；9滑块；10斜销；11楔紧块； 12定模套板；13定模座板；14浇口套； 15螺旋槽浇口套；16浇道镶块； 17、19导套；18定模导柱；20动模导柱； 21定模镶块；22活动镶块；23动模镶块； 24分流锥； 25推板导柱；26推板导套； 27复位杆； 28推杆； 29中心推杆； 30限位钉；32推杆固定板；33推板 4.2 压铸模的组成压铸模的组成4.2.2 冷室压铸机用压铸模冷室压铸机用压铸模2、立式冷室压铸机用压铸模、立式冷室压铸机用压铸模 1定模座板；2传动齿条；3定模套板； 4动模套板； 5齿轮轴； 6、21销； 7齿条滑块；8推板导柱；9推杆固定板； 10推板导套；11推板；12限位垫圈； 13、22螺钉；14支撑板；15型芯； 16中心推杆；17推杆；18复位杆； 19 导套；20通用模座；23导柱； 24、30动模镶块；25、28定模镶块； 26分流锥； 27浇口套； 29活动型芯；31止转块； 4.2 压铸模的组成压铸模的组成4.2.3 热室压铸机用压铸模热室压铸机用压铸模 1动模座板；2推板； 3推杆固定板；4、6、9推杆； 5扇形推杆； 7支撑板； 8止转销；10分流锥； 11限位钉；12推板导套； 13推板导柱；14复位杆； 15浇口套；16定模镶块； 17定模座板；18型芯； 19、20动模镶块；21动模套板； 22导套；23导柱； 24定模套板 4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数三级压射曲线 实时压射控制压铸机压铸曲线 传统压铸机常配以三级压射系统，第一级是将金属熔体慢速渐进推至内浇口，第二级是将金属熔体在短的充型时间内快速充满型腔，第三级为增压压实段，即铸件在高压下紧实(借助于增压控制系统)。4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.1 压力参数压力参数在压铸机压铸过程中，压射缸内的压力实际上经过充型压力、最终压力和压实压力3个阶段。1、金属静压、金属静压 式中， p1为压射缸压力(Mpa)；ps为蓄能器压力(Mpa)；v0为冲头速度(m/s)；vmax为冲头最大空压射速度(m/s) ；pstat 为压射终了金属静压(Mpa)；d0为冲头直径(m)；d1为压射缸直径(m)。 )1 (2max201vvppsstats210dppd4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.1 压力参数压力参数2、充型压力、充型压力 充型压力(也称为流动压力)与流速有关，按伯努利方程似稳流计算：式中，v为流速(m/s)；p为充型压力(Mpa) ；为金属密度(kg/m3) 若设Q为金属熔体的流量(m3/s)， Sa 为内浇口截面积(m2 )， pv222avp222avp 2222aSQp设喷嘴或内浇口速度为 va ，则p为设阻尼系数为 ，则p为4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.1 压力参数压力参数3、压实压力、压实压力 压实压力pk是指压射缸压力与增压压力叠加后的压射压力pe ，乘以压射活塞面积A1与冲头面积A0之比。设压射活塞直径d1，冲头直径d0，则设一个直径为dp截面面积为Ap的大活塞和一个直径为ds截面面积As的小活塞相连，大活塞（初级活塞）上承受压力p1 ，推动小活塞(次级活塞)产生压力p2 ，则在封闭系统中有当增压器小活塞腔中 有背压时p3 ，应减去p3 20101ddpAAppeek2112spspddpAApp4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.2 速度参数速度参数1、冲头速度、冲头速度 在压射的第一阶段冲头以临界恒速或恒加速向前，将金属熔体推进至浇口处，此时熔体流动速度就是第一级压射速度，如右图所示。在形成 曲线充型段任选两点，测量行程距离和充型时间，则可得出冲头速度：冲头速度=测量的距离/相应充型时间 4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.2 速度参数速度参数2、充型速度、充型速度 在压射的第二阶段金属熔体从冲头继续向前快速运动，高速通过内浇口直至充满型腔。此时熔体流动速度称为充型速度或第二级压射速度；充型速度也称内浇口速度，是指从充型开始至型腔完全充满金属为止，通过内浇口的熔体流量与内浇口截面积之比。 充型时金属熔体通过内浇口的流量Q满足下列关系式则充型速度和冲头速度分别为 1000100000SvSvQaaaaSQv1000001000SQv 4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.2 速度参数速度参数3、最大空压射速度、最大空压射速度 最大空压射速度vmax是压室内无金属、调速阀全开的情况下，单位时间内冲头的位移量，它是冷室压铸机的重要技术参数。对有金属充型时的冲头速度v0 、内浇口速度va和铸件品质有重要影响。为在较短的充型时间内向型腔内充填最大容量的金属熔体，需要较高的冲头速度和内浇口速度，这就必须赋予压铸机高的最大空压射速度，目前冲头空压射速度已达11m/s。 4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.3 时间参数时间参数1、充型时间、充型时间 充型时间是指金属熔体从进入内浇口至充满型腔和溢流槽所需的时间。充型时间计算公式为： 式中：为充型时间(s)；Tm为金属液浇注温度()； Tf 为充型终了时的金属温度()； Td 为压铸模温度()；B为压铸件的平均壁厚(mm)。 根据热量比可以得到几种合金的充型时间比 Mg：ZnAl：Cu=0.510.6511.8BTTTTdffm)64(0346. 04.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.3 时间参数时间参数1、充型时间、充型时间 充型时间应该尽可能短，目的是使充型时铸件最小的部位或液流的远端不产生早期凝固；但从另一方面考虑又要尽可能长些，以便空气及金属熔体流动时所产生的涂料蒸汽有足够的时间逸出。根据这两方面的矛盾要求综合考虑，选择最佳的充型时间。充型时间与壁厚有关的推荐值，可参考下表。4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.3 时间参数时间参数2、增压建压时间、增压建压时间 增压建压时间是指金属熔体充满型腔后，瞬时启动增压器，对压射缸施加增压压力，并由压射冲头将此增压压力经过内浇口施加在型腔中尚未完全凝固的铸件上，对铸件压实的这段时间。建压时间必须小于内浇口凝固时间。右图所示为内浇口厚度与凝固时间的关系。建压时间由压铸机保证，现代压铸机建压时间可以达到7 ms，一般不超过20 ms，并可根据需要进行调节。4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.3 时间参数时间参数3、保压时间、保压时间 从增压开始，在增压压力作用下铸件完全凝固，至增压结束，这段时间为保压时间。它与合金性质、铸件壁厚和模具温度有关。推荐的保压时间见下表： 单位：S4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.3 时间参数时间参数4、留模时间、留模时间 从保压时间结束到开模推出铸件的这段时间称为铸件冷却时间，即留模时间，这段时间视合金性质、铸件结构而定，且与余料厚度有关。一般以不产生铸件变形、开裂、保持尺寸精度为原则，尤其对热裂倾向的合金铸件留模时间要短。常用留模时间见下表单位：h 4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.4 温度参数温度参数1、浇注温度、浇注温度 金属液从压室至充满型腔的平均温度称为浇注温度。为了保证铸件质量、提高模具寿命，浇注温度应尽可能低，一般为合金液相线以上2050，实际采用的压铸合金浇注温度，见下表。4.3 压铸工艺参数压铸工艺参数4.3.4 温度参数温度参数2、模具温度、模具温度 模具温度是重要的工艺参数之一。压铸模在工作前必须预热，绝不允许用冷或未预热到足够温度的模具进行压铸，推荐的预热温度见下表。模具预热最好的方法是采用热油加热，借助于模具机提供循环热油和进行模温控制。气体加热也是一种常用方法，采用天然气或煤气。还有电加热、远红外加热等其他方式。4.4 压铸机的选用压铸机的选用4.4.1 计算胀型力计算胀型力1、计算主胀型力、计算主胀型力 式中： F主 为主胀型力(kN)；A为铸件在分型面上的投影面积，多腔模则为各腔投影面积之和，一般另加30%作为浇注系统与溢流排气系统的面积(cm2 )；p为压射比压（Mpa）。 10ApF主4.4 压铸机的选用压铸机的选用4.4.1 计算胀型力计算胀型力2、计算分胀型力、计算分胀型力 分胀型力的计算分为两种情况。一种是斜销抽芯、斜滑块抽芯的分胀型力计算，另 一种是液压抽芯器的 分胀型力计算。右图 所示为法向分胀型力 的计算示意图。4.4 压铸机的选用压铸机的选用4.4.1 计算胀型力计算胀型力2、计算分胀型力、计算分胀型力 tan10pAF芯分2tan10FpAF芯分122075. 0pDF 1）斜销抽芯、斜滑块抽芯2）液压抽芯器 式中， F分为由法向分力引起 的胀型力(kN)；A芯为侧向活动型芯成型端面的投影面积(cm2 )；p为比压(MPa)；为楔紧块楔紧角(度)。 式中，F2液压抽芯器的抽芯力(kN)；如果抽芯器未标明抽芯力，则D为液压抽芯器液压缸的直径(cm)；p1 为压铸机管道压力(Mpa)。4.4 压铸机的选用压铸机的选用4.4.2 计算压铸机所需的锁模力计算压铸机所需的锁模力式中， F锁为压铸机应有的锁模力(kN)；K为安全系数，一般K=1.25。4.4.3 确定压射比压确定压射比压 各种压铸合金的计算压射比压 单位：Mpa)(分主锁FFKF4.4 压铸机的选用压铸机的选用 4.4.4 以压射能量为基础优选压铸机以压射能量为基础优选压铸机 可以根据压射系统的最大金属静压与流量的供需关系特性曲线来选择合适的压铸机。4.4 压铸机的选用压铸机的选用4.4.5 模具厚度与动模座板行程的核算模具厚度与动模座板行程的核算1、模具厚度核算、模具厚度核算调整合模机构的位置(见下图)可适应所设计的模具厚度，但调整范围不能超过压铸机说明书的规定。厚度核算公式为：式中， H为设计模具厚度(m)； Hmin为说明书给定的模具最小厚度；Hmax为说明书给定的模具最大厚度；2、动模座板行程核算、动模座板行程核算式中，L取 为开模后分型面之间能取出铸件的最小距离(mm)； L行 为动模座板行程(mm)。1010maxminHHH行取LL 4.5 分型面设计分型面设计4.5.1 分型面的类型分型面的类型压铸模动模与定模的结合表面通常称为分型面。按分型面的形状分类分为单分型面和多分型面。常见单分型面见下图4.5 分型面设计分型面设计4.5.1 分型面的类型分型面的类型常见多分型面见下图4.5 分型面设计分型面设计4.5.2 分型面的选择要点分型面的选择要点分型面的选择应注意以下要点：（1）开模时，保持铸件随动模移动方向脱出定模，分型后压铸件能从模具型腔内取出。 （2）有利于浇注系统和溢流系统的布置。 （3）分型面选择应保证压铸件的尺寸精度和表面质量。 （4）尽量减少侧向抽型机构，简化模具结构，同时应便于模具加工，提高模具加工工艺的可行性、可靠性及方便性。 （5）避免压铸机承受临界载荷。 （6）选择分型面时，应考虑合金的铸造性能。 4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.1 浇注系统类型与组成浇注系统类型与组成1、浇注系统的组成、浇注系统的组成金属液在压力作用下充填型腔的通道称为浇注系统。浇注系统的主要作用是把金属液从热室压铸机的喷嘴或冷室压铸机的压室导入型腔内。浇注系统主要由直浇道、横浇道、内浇口和余料组成。 各种类型压铸机浇注系统结构 1直浇道；2横浇道；3内浇口；4余料4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.1 浇注系统类型与组成浇注系统类型与组成2、浇注系统的分类、浇注系统的分类按金属液导入方向分：切向浇口；径向浇口按浇口位置分：中心浇口；顶浇口；侧浇口按浇口形状分：环形浇口；缝隙浇口；点浇口按横浇道过渡区形式分：扇形浇道系统；锥形切向浇道系统 。4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.2 直浇道设计直浇道设计直浇道是传递压力的首要部位，是指从浇口套起到横浇道为止的一段浇道。1、卧式冷室压铸机直浇道的设计、卧式冷室压铸机直浇道的设计卧式冷室压铸机直浇道一般由压铸机上的压室和压铸模上的浇口套组成，在直浇道上的这一段称为余料。结构如下图(a)所示。1压室；2浇口位置；3分流器；4余料 4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.2 直浇道设计直浇道设计1、卧式冷室压铸机直浇道的设计、卧式冷室压铸机直浇道的设计卧式冷室压铸机直浇道的设计要点如下： (1)根据所需压射比压和压室充满度选定压室和浇口套的内径。(2)浇口套的长度一般应小于压铸机压射冲头的跟踪距离，便于余料从压室中脱出。(3)横浇道入口应开设在压室上部内径2/3以上部位，避免金属液在重力作用下进入横 浇道，提前开始凝固。(4)分流器上形成余料的凹腔深度等于横浇道的深度，凹腔直径与浇口套相等，沿圆周的脱模斜度约5。(5)有时将压室和浇口套制成一体，形成整体式压室。(6)采用深导入式直浇道可以提高压室的充满度，减小深型腔压铸模的体积。当使用整体式压室时，有利于采用标准压室或现有的压室。如上图(b)所示。(7)压室和浇口套的内孔，应在热处理和精磨后再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙度 Ra不大于0.2m 。4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.2 直浇道设计直浇道设计2、热室压铸机直浇道的设计、热室压铸机直浇道的设计热室压铸机直浇道一般由压铸机上的喷嘴和压铸模上的浇口套、分流锥组成。其结构如下图所示。4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.2 直浇道设计直浇道设计2、热室压铸机直浇道的设计、热室压铸机直浇道的设计热室压铸机直浇道的设计要点如下： (1)根据铸件的结构和质量等要求选择直浇道的尺寸。(2)根据内浇口截面积选择喷嘴出口小端直径。(3)直浇道中心一般设置分流锥，以调整直浇道的截面积，改变金属液流向，便于从定模带出直浇道。(4)金属液通过直浇道的有效截面积应大于内浇口截面积，小于喷嘴出口小端截面积。(5)浇口套内孔表面粗糙度Ra不大于0.2 m 。(6)为适应高效率热室压铸机生产的需要，在浇口套和分流锥内部应设置冷却水道。4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.3 横浇道设计横浇道设计横浇道是指从直浇道末端到内浇口之间的通道，可分为主横浇道和过渡横浇道，如右图所示。1、横浇道的设计要点、横浇道的设计要点 (1)横浇道的截面积应从直浇道起到内浇口止逐渐缩小。(2)横浇道应具有一定的厚度和长度。(3)横浇道截面积在任何情况下都不应小于内浇口截面积。(4)根据工艺上的需要可布置盲浇道，以改善模具热平衡条件，容纳冷污金属液、涂料残渣和气体。(5)对于卧式冷室压铸机，一般情况下横浇道入口处应位于直浇道(余料)的上方，防止压室中的金属液过早流入横浇道。4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.3 横浇道设计横浇道设计2、横浇道的截面形状、横浇道的截面形状 浇道的截面形状根据铸件的结构特点而定，一般以扁梯形为主，在特殊情况下，采用双扁梯形、长梯形、窄梯形、圆形和环形。如右图所示。 4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.4 内浇口设计内浇口设计1、内浇口设计原则、内浇口设计原则内浇口的设计原则如下：(1)使金属液从铸件厚壁处向薄壁处填充。(2)内浇口的设置要使进入型腔的金属液先流向远离浇口的部位。(3)金属液进入型腔后不宜正面冲击型芯。(4)浇口的设置应便于切除。(5)避免在浇口部位产生热节。(6)选择内浇口位置时，应使金属液流程尽可能短，对于形状复杂的大型铸件最好设置中心浇口。(7)采用多股内浇道时，要注意防止金属液进入型腔后从几路汇合，相互冲击，产生涡流、裹气和氧化夹渣等缺陷。(8)根据铸件的技术要求，凡精度、表面粗糙度要求较高且不再加工的部位，不宜设置内浇口。(9)内浇口应设置在长形薄壁压铸件的端面，而不要设置在铸件的中部。(10)管形铸件最好围绕型芯设置环形浇口。4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.4 内浇口设计内浇口设计2、确定内浇口的截面积、确定内浇口的截面积金属液以一定的速度和在预定的时间内充满型腔，则内浇口截面积为式中，Ag 为内浇口截面积(cm2) ； G 为通过浇口的金属液质量(g)； 为金属液密度(g/ cm3)；g 为内浇口处金属液流速(m/s)；t 为型腔的充型时间(s)。确定合理的内浇口截面积，涉及诸多因素，目前生产实践中，结合具体条件，按经验选用，内浇口厚度和宽度经验数据可查相关表。对于结构对称、壁厚均匀的罩壳类零件，可采用如右图所示的点浇口。tGAgg4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计1、溢流槽的设计、溢流槽的设计1）溢流槽设计原则（1）设计溢流槽时要注意便于从铸件上清除，在去除后尽量不损坏铸件外观。（2）在溢流槽上开设排气槽时，应合理设计溢流口，避免过早堵塞排气槽。（3）注意避免在溢流槽和铸件之间产生热节。（4）不应在同一溢流槽上开几个溢流口，避免金属液产生倒流，使部分金属液从溢流槽流回型腔。（5）溢流口的截面积应大于连接在溢流槽后面的排气槽截面积。4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计1、溢流槽的设计、溢流槽的设计2）溢流槽的结构形式（1）布置在分型面上的溢流槽1溢流槽；2推杆4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计1、溢流槽的设计、溢流槽的设计2）溢流槽的结构形式（2）布置在型腔内部的溢流槽 1溢流槽；2型芯； 3推杆4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计1、溢流槽的设计、溢流槽的设计2）溢流槽的结构形式（3）布置在抽芯机构上的溢流槽4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计1、溢流槽的设计、溢流槽的设计2）溢流槽的结构形式（4）防止金属液倒流的溢流槽1溢流槽；2铸件；3连接肋；4冷却快4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计1、溢流槽的设计、溢流槽的设计2）溢流槽的结构形式（5）楔行溢流槽 （6）带定位杆和支撑柱组合的溢流槽1溢流口；2溢流槽1定位杆； 2支撑柱； 3溢流槽4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计1、溢流槽的设计、溢流槽的设计2）溢流槽的结构形式 1溢流口； 2溢流槽； 3排气槽； 4推杆（7）防止过早堵塞排气槽的溢流槽（8）设有凸台的的溢流槽4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计1、溢流槽的设计、溢流槽的设计3）溢流槽的容积溢流槽的容积4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计2、排气槽的设计、排气槽的设计1）排气槽的位置和结构形式（1）分型面上布置排气槽的结构形式（2）利用型芯和推杆间隙布置排气槽的结构形式 2）排气槽的尺寸4.6 浇注及排溢系统设计浇注及排溢系统设计4.6.5 排溢系统设计排溢系统设计2、排气槽的设计、排气槽的设计3）排气槽的截面积排气槽的截面积一般为内浇口截面积的2050 % ，计算公式为 式中， Fv为排气槽截面积(mm2) ；V 为型腔和溢流槽的容积(cm3) ；t 为气体的排出时间(s)，可近似地按充填时间选取；K 为充型过程中排气槽的开放系数, K =0.11(当压铸件小，金属液流速低，排气槽位于金属液最后充填处时，K 值取大些；反之 K值取小些)。tKVFv00224. 04.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计压铸模模腔的成型零部件包括凹模（型腔）、凸模（型芯）以及各种活动镶件（包括螺纹型环和螺纹型芯）等。1、凹模与凸模的基本结构设计、凹模与凸模的基本结构设计1）整体式4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计1、凹模与凸模的基本结构设计、凹模与凸模的基本结构设计2）整体镶入式4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计1、凹模与凸模的基本结构设计、凹模与凸模的基本结构设计3）组合镶拼式（1）便于机械加工的镶拼结构4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计1、凹模与凸模的基本结构设计、凹模与凸模的基本结构设计3）组合镶拼式（2）避免尖角的镶拼结构4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计1、凹模与凸模的基本结构设计、凹模与凸模的基本结构设计3）组合镶拼式（3）有利于脱模的镶拼结构4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计1、凹模与凸模的基本结构设计、凹模与凸模的基本结构设计3）组合镶拼式（4）防止热处理变形的镶拼结构4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计1、凹模与凸模的基本结构设计、凹模与凸模的基本结构设计3）组合镶拼式（5）便于更换与维修的镶拼结构4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计2、镶块和型芯的止转形式、镶块和型芯的止转形式圆形的镶块或型芯，如果其成型部分为非回转体形状时，为了保持其与其他成型零件的相对位置，必须采取止转措施。常用的止转形式如右图所示。4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计3、型腔镶块在动、定模套板内的布置、型腔镶块在动、定模套板内的布置1）卧式冷室压铸机用模具型腔镶块的排布4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.1 成型零件设计成型零件设计3、型腔镶块在动、定模套板内的布置、型腔镶块在动、定模套板内的布置2）其他类型压铸机用模具型腔镶块的排布4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计压铸件的结构零部件包括动、定模套板，动模支承板，动、定模座板及合模导向机构等。1、动、定模套板的设计、动、定模套板的设计1）圆形套板的结构形式及边框厚度计算4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计1、动、定模套板的设计、动、定模套板的设计1）圆形套板的结构形式及边框厚度计算 式中， S为套板边框厚度(mm)；p为压射比压(Mpa)； 为许用抗拉张度(Mpa)； D为型腔直径(mm)；H1为型腔深度(mm)；H为套板厚度(mm)； E为材料弹性模量(MPa) ;为受力后弹性变形量(mm)。 HDpHS21 2DpS SEpD42不通式套板边框厚度贯通式套板边框厚度受力时弹性变形量为4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计1、动、定模套板的设计、动、定模套板的设计2）矩形套板的结构形式及边框厚度计算 矩形套板边框厚度为式中，L1为型腔长侧面长度(mm)； L2为型腔短侧面长度(mm)； F1为边框长侧面受的总压力(N)， F1 =p L1 H1 ； F2为边框短侧面受的总压力(N)， F2 =p L2 H1 ； HLFHFFS48112224.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计2、动模支撑板设计、动模支撑板设计1）动模支撑板形式及厚度计算 动模支撑板及受力状态如右图：式中，F为动模支撑板所受总压力(N)；A为压铸机、浇注系统和溢流槽在分型面上不重合投影面积之和(mm2)； h为动模支撑板厚度(mm) ； L为垫块间距(mm) ；B为动模支撑板长度(mm) 。wBFLh2pAF 4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计2、动模支撑板设计、动模支撑板设计2）动模支撑板的加强1限位螺钉； 2垫块； 3支柱； 4动模支承板； 5推板导柱； 6推板导套； 7推杆固定板； 8推板； 9动模座板4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计3、定模座板的设计、定模座板的设计4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计4、动模模座的设计、动模模座的设计4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计5、合模导向机构设计、合模导向机构设计1）导柱和导套的结构（1）导柱的结构（2）导柱的固定4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计5、合模导向机构设计、合模导向机构设计1）导柱和导套的结构（3）导柱的尺寸当导柱为4根时，导向部分的直径按下面的经验公式选择 式中，d为导柱导向部分直径尺寸(cm)；A为模具分型面表面积(cm2) ；K为系数，一般在0.070.09内选取。当A2000 时，K取0.07；当A=4002000 时，K取0.08；当A400 时，K取0.09。导柱的导向长度通常比分型面上的最长型芯长1015 mm，而最小长度应取导柱导向部分直径d的1.52倍。AKd 4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计5、合模导向机构设计、合模导向机构设计1）导柱和导套的结构（4）导套的结构（5）导柱与导套的技术要求4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计5、合模导向机构设计、合模导向机构设计2）导柱和导套的配合4.7 成型零件及结构零件设计成型零件及结构零件设计4.7.2 结构零件设计结构零件设计5、合模导向机构设计、合模导向机构设计3）导柱的布置4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.1 抽芯机构设计抽芯机构设计1、抽芯机构的组成、抽芯机构的组成抽芯机构一般由成型元件、运动元件、传动元件、锁紧元件和限位元件组成。如右图所示。（1）成型元件（2）运动元件（3）传动元件（4）锁紧元件（5）限位元件 1限位块2、8楔紧块3斜销4矩形滑块5、6型芯7圆形滑块9接头10止转导向块4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.1 抽芯机构设计抽芯机构设计2、常用抽芯机构的特点、常用抽芯机构的特点4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.1 抽芯机构设计抽芯机构设计2、常用抽芯机构的特点、常用抽芯机构的特点4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.1 抽芯机构设计抽芯机构设计2、常用抽芯机构的特点、常用抽芯机构的特点4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.1 抽芯机构设计抽芯机构设计2、常用抽芯机构的特点、常用抽芯机构的特点3、抽芯机构的设计要点、抽芯机构的设计要点 （1）选择合理的抽芯部位 （2）活动型芯应有合理的结构形式 （3）抽芯时应防止铸件产生变形和位移4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.1 抽芯机构设计抽芯机构设计3、抽芯机构的设计要点、抽芯机构的设计要点 （4）活动型芯插入型腔后应有定位面，以保持准确的型芯位置。（5）计算抽芯力是设计抽芯机构构件强度和传动可靠性的依据，由于影响抽芯力大小的因素较多，确定抽芯力时需作充分的估计。（6）设计抽芯机构时，应考虑压铸机的性能和技术规范。 （7）利用开、合模运动作抽芯机构的传动时，应注意在合模时活动型芯的复位与推出元件的干扰。一般要求在活动型芯投影面积范围内不设置推出元件。液压和手动抽芯应严格控制操作程序或设安全装置。（8）型芯抽出到最终位置时，滑块留在导滑槽内的长度不得小于滑块长度的/，以免合模插芯时，滑块发生倾斜造成事故。 （9）活动型芯同镶块配合的密封部分的长度不能过短，配合间隙要恰当，以防金属液窜入滑块的导槽中，影响滑块的正常运动。4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.1 抽芯机构设计抽芯机构设计3、抽芯机构的设计要点、抽芯机构的设计要点 （10）在滑块平面上，一般不宜设置浇注系统，若在其上必须设置浇注系统时，应加大滑块平面，不使浇注系统布置在滑块与模体的导滑配合部分，并使配合部分有足够的热膨胀间隙。（11）由于型芯和滑块所处的工作条件不同，所选用的材料和热处理工艺也不一样。型芯与滑块一般采用镶接的形式，镶接处要求牢固可靠。（12）抽芯机构需设置限位装置，开模抽芯后使滑块停留在一定的位置上，不致因滑块自重或抽芯时的惯性而越位。（13）活动型芯的成型投影面积较大时，滑块受到的反压力也较大，应注意滑块楔紧装置的可靠性及楔紧零件的刚性。4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.1 抽芯机构设计抽芯机构设计4、抽芯机构的应用、抽芯机构的应用4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.1 抽芯机构设计抽芯机构设计4、抽芯机构的应用、抽芯机构的应用4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.2 推出机构设计推出机构设计1、推出机构的组成、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、导向元件及结构元件等组成。 1限位钉 2复位杆 3推杆 4推管 5、6型芯 7推板导柱 8推杆固定板 9推板 10推板导套4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.2 推出机构设计推出机构设计2、推出机构的分类、推出机构的分类1）按基本传动形式机动推出、液压推出和手动推出2）按推出元件的类别 推杆推出、推管推出和推件板推出 3）按推出机构的结构特征简单推出机构和复杂推出机构4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.2 推出机构设计推出机构设计3、推杆推出机构的设计、推杆推出机构的设计 1推板 2推杆固定板 3、7推杆 4支撑板 5型芯 6分流锥 4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.2 推出机构设计推出机构设计3、推杆推出机构的设计、推杆推出机构的设计1）推杆的基本形式4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.2 推出机构设计推出机构设计3、推杆推出机构的设计、推杆推出机构的设计1）推杆的基本形式 2）推杆的固定与配合 （1）推杆的固定 （2）推杆与推杆孔的配合 （3）推杆的材料与热处理4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.2 推出机构设计推出机构设计3、推杆推出机构的设计、推杆推出机构的设计3）推杆直径与数量的确定推杆的截面积可按下式计算：式中，A 为推杆工作端截面积(mm2) ；Ft 为压铸件推出时总的脱模力(N)； n为推杆数量；为压铸件的许用应力(MPa)4）推杆设计的注意事项（1）推杆设置不能影响模具的强度（2）推杆位置应与型芯保持一定的距离，一般应大于2mm（3）推杆应设置在压铸件受包紧力最大的地方（4）避免在铸件重要表面和基准面设置推杆 （5）推杆应与型芯的表面齐平 nFAt4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.2 推出机构设计推出机构设计4、推管推出机构、推管推出机构1）推管推出机构的基本形式1动模座板；2、7推板；3、8推管固定板； 4推管；5型芯；6键；9复位杆4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.2 推出机构设计推出机构设计4、推管推出机构、推管推出机构2）推管的固定与配合（1）推管的固定（2）推管与型芯及型腔模板之间的配合4.8 抽芯及推出机构设计抽芯及推出机构设计4.8.2 推出机构设计推出机构设计5、推件板推出机构、推件板推出机构 1推板；2推杆固定板；3推杆；4动模板；5导柱；6推件板；7型芯压力参数压力参数压射缸内压力曲线图有效截面积有效截面积有效截面积处尺寸为 式中，D为浇口套入口处直径(mm)；L为浇口套入口处至分流锥圆头中心的距离(mm)，如图所示。直浇道的有效截面积为 式中，A为直浇道有效截面积(mm2) ；为直浇道的半圆