铝合金壳体压铸模具设计-精品文档.docx

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1、铝合金壳体压铸模具设计摘要：本文先对铝合金壳体的构造及压铸工艺进行分析，并用UG软件完成铝合金壳体压铸模设计。经实践验证，所设计的压铸合理，所得到的铸件外表光洁，产品质量符合要求。关键词：压铸模具；三维设计；UG；工艺设计1铝合金后壳闷盖压铸件构造与工艺分析1.1压铸件构造从图1中可看出，该后壳闷盖铸件构造比拟简单，铸件壁厚基本均匀，存在两个铸出孔，但是由于铸出孔的壁略厚，热节很容易出现，该压铸件整体壁厚较为均匀，壁厚选择时应综合考量多种因素：压铸件构造、材料性能以及所设计的压铸工艺等，只要采用薄壁或者均匀的壁厚才能要符合各个方面的需求。1.2铸件外侧边缘的最小壁厚良好的铸件成形条件，要求保持

2、一定的外侧边缘壁厚，边缘壁厚s与深度h的关系为s(1/41/3)hmm。当h4.5mm时，则s1.5mm。1.3压铸材料该压铸件材质为压铸铝合金，其牌号为YZAlSi9Cu4，抗拉强度为240MPa，布氏硬度85HBS，平均收缩率为0.6%。所选合金引起铸造性能良好，十分合适于压铸。1.4铸造圆角半径为了使金属液流动更流畅，且很容易气体排出，构造中设计使用铸造圆角，且利用圆角来替代构造锐角还能够避免产生裂纹。所设计的构造圆角的半径值取决于构造壁厚值，范围一般为0.51mm。1.5脱模斜度选取脱模斜度要综合考量多种因素：铸件几何形状深度、壁厚、型腔或型芯外表、粗糙度、加工纹路方向等。考量上述各因

3、素，所设计铸件的壳体脱模斜度：外外表的=30，而其内外表的=1。2压铸工艺参数设计2.1压铸机选择选择压铸机必须先确定锁模力。锁模力作用有二：一个是用来平衡反压力，以到达锁紧分型面的目的；一个是用来阻止飞溅的金属液，以到达获得目的尺寸精度的目的。设计的铸件不存在分胀型力，由于此模具是没有侧抽芯的压铸件无侧孔与侧凹。因而F锁KF主=1.251288.352=1610.44kN根据上述计算得到锁模力的值还有铸件重量，根据这两个主要因素进行压铸机选择，最后选用机型为：卧式冷室压铸机2500kNJ1125型，主要参数：最大金属浇注量3.2Kg，模具厚度250650mm，动模座板行程400mm，压射力1

4、43280kN。2.2压铸压力压铸工艺中压铸压力是主要参数之一，因而把握液态金属在压铸经过中上的压力变化情况，对压铸经过中各阶段的压力进行合理控制，具有重要意义：获得合格铸件致密的组织，明晰的轮廓；初算压射比压根据所选压射力计算。压射比压还与模具型腔空间、铸件壁厚、金属液流程等因素相关，结合所设计模具的详细参数，以及初算值，此压铸模的压射比压最终定为90MPa。2.3压铸速度压铸速度的选择有下面两方面：压射速度选择和充型速度选择。两种速度的选择至关重要，其直接决定了铸件内在外在的质量及轮廓明晰度等。选择充型速度时考虑因素：铸件的大小、铸件构造的复杂程度、铸件所选合金的种类、压射比压的高低。详细

5、选择：充型较容易的壁厚简单或有较高的内部质量要求的铸件，选择：低速、高比压、大浇口；需要快速充型复杂薄壁或有较高的外表质量要求的铸件，选择：高速，高比压。综合考量，根据本压铸件的详细特点构造较简单，选择中速，范围为2090m/s。2.4压铸时间确定压铸时间，其由三部分所需时间组成：充型时间、持压时间及压铸件在压铸模具中停留的时间。几种因素综合作用产生了这种结果：压力、速度、温度、金属液特征，以及铸件构造主要是壁厚和体积和模具构造十分是浇注系统和排溢系统等因素。充型时间大多在0.010.2s之间。其长短由铸件的大小以及构造的复杂程度决定：构造简单体积大的铸件，需要相对长些的充型时间；构造较复杂和

6、壁厚较小的铸件，所需时间短。经实践检验，充型时间定为0.2s左右，对于本文设计的中小型铝合金压铸件是比拟合理的。持压时间作用是：压射冲头有足够的时间对未凝固的金属施压，使得结晶经过能够在压力下进行，加强补缩，成功获得致密组织。影响时间长短的因素：所选合金熔点、结晶温度范围和铸件壁厚等。熔点高、范围大、壁厚大的铸件所需时间较长，23s；当所确定时间过短，则缩松现象会出现，但并不是持压时间延长就能起到显著的效果。12s为一般持压时间范围。本设计中铸件的平均壁厚为3mm、考虑其构造以及合金性质，选择3s作为持压时间。2.5压铸温度保证合格铸件的主要工艺参数金属液的浇注温度以及模具的工作温度，影响它的

7、因素有很多：铸件的构造、壁厚、充型的压力、速度以及合金种类等。需要通过综合考量上述参数，保证压铸温度稳定处于合理范围内，提供良好的充型条件。浇注温度不在合理的范围内会造成产品质量下降甚至不合格：过高的浇注温度冷却时会造成过大的收缩，产品易构成裂纹，产生较粗大的晶粒，较差的力学性能，甚至造成粘模，降低模具寿命；过低的浇注温度造成缺陷包括冷隔、外表花纹和浇注缺乏等。为了获得合格铸件，除了需要考虑浇注温度外，还应该同时考虑压力、压铸模具温度、充型速度以及铸件所选合金。本压铸件选用铝硅合金，根据其流动性及模具特性，选定620作为压铸温度。3后壳闷盖压铸件模具构造设计3.1分型面确实定该零件构造简单，按

8、分型面选取原则，应选择最大投影截面处，如图2所示分型面。3.2浇注系统的设计浇注系统由四部分组成：直浇道、横浇道、内浇口、冷料穴。详细设计：整体式压室压室与浇口套的连接方式；横浇道的截面形状扁梯形；内浇口环型侧浇口；侧浇口布置在铸件的分型面上；一模四腔，图3为详细构造形式。3.3溢流槽与排气系统设计对溢流槽进行构造设计，综合考量各种因素选择的截面形状为梯形图4。合理的构造具有下面作用：改善模具的热平衡状态调节模具各处的温度，减少铸件出现流痕、冷隔和浇缺乏的现象，转移缩孔、缩松、涡流裹气；排出型腔中的气体配合排气槽迅速排气；储存冷污金属液涂料残渣和气体的混合体。3.4顶出系统的设计在压铸经过中，

9、一个完好的成形周期结束后需要开模取压铸件，会在凸模一侧发现被包裹着的压铸件，需要将其取下，此任务需要附加一种顶件机构来执行。模具构造设计中顶出系统占有重要地位，构成顶出系统主要有三部分：顶出、复位、导向。本套模具采用两种顶杆顶出机构，分别用于铸件顶出和浇道顶出，顶杆直径分别为6mm和8mm。在系统中设计限位装置：限位块、复位杆，用以提高机构的复位精度以及防止机构部件运动经过中行程超限。3.5成型零件尺寸计算3.5.1型腔与型芯尺寸:3.5.2计算中心距离、位置尺寸：式中:L-成型部分的中心距离、位置的平均尺寸mm；L-压铸件中心距离、位置的平均尺寸mm。3.6冷却系统的设计选择高效、易控制的模

10、具冷却方法水冷，用以获得高质量铸件和长的模具使用寿命。水冷的冷却效果取决于冷却水道的布局，将其布置在型腔内：温度最高、热量比拟集中、模具下面、操作者的对面一侧。为了提高输水胶管安装便利性，要求统一水道的外径几何尺寸。其构造布置见图5所示。3.7压铸模总装图作出后壳闷盖压铸模具的总装配图图6。压铸模由两部分组成：定模、动模。定模静止不动，位于定模板上，动模随着随动板移动，位于随动模固定板上，通过动模相对于动模的运动实现合模、开模。合模：二者闭合构成型腔，高压下使用浇注系统用金属液对型腔进行充填；开模：保压后二者分离，推出机构完成从型腔中推出产品的任务。4结束语本文采用UG软件对后壳闷盖零件进行实

11、体造型，并完成了后壳闷盖零件的工艺性分析、压铸工艺参数及模具构造设计，型腔的受下面几种因素限制：制造、工艺及生产效率等，综合考量上述各因素，定为比拟合理的一模四腔布局。经实践生产表明，选择90MPa的压铸比压，在2090m/s范围内选择压铸速度，0.2s的铸时间，3s的持压时间，620的压铸温度，所得到的后壳闷盖件具有光洁外表，知足产品质量要求。参考文献 1杨裕国.压铸工艺与模具设计M.北京:机械工业出版社.2009. 2姜银方,顾卫星.压铸模具工程师手册M.北京:机械工业出版社.2009. 3姜彬.UG压铸模具设计入门及提高M.北京:电子工业出版社.2003. 4刘传胜.铝合金高压压铸模拟分析J.武汉科技大学学报.2005,28(1):28-31. 5毛平淮,互换性与测量技术基础M.北京:机械工业出版社.2010. 6朱先琦,胡群林.UG环境下端盖的三维建模及压铸模设计J.安徽工程科技学院学报,2005,20(2):45-47. 7间德海,王琳琳.连接盘压铸模设计J.模具工业,2014,40(6):62-64. 8董艺,范晓明,张荣华.基于Pro/E软件的阀盖压铸模设计J.热加工工艺,2010,39(21):174-176.