浇注系统及溢流、排气系统设计.ppt
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1、第六章浇注系统及溢流、排气第六章浇注系统及溢流、排气系统设计系统设计浇注系统设计浇注系统设计 溢流与排气系统设计溢流与排气系统设计1定义:定义:金属液在压力的作用下充填型腔的通道。金属液在压力的作用下充填型腔的通道。组成:组成:直浇道、横浇道、内浇口和余料等。直浇道、横浇道、内浇口和余料等。作用:作用:浇注系统对金属液流动的方向、溢流排气浇注系统对金属液流动的方向、溢流排气条件、压力的传递、充填速度、模具的温度分布、条件、压力的传递、充填速度、模具的温度分布、充填时间的长短等各个方面都起着重要的控制与充填时间的长短等各个方面都起着重要的控制与调节作用。调节作用。第一节第一节 浇注系统设计浇注系
2、统设计 2注:1-直浇道;2-横浇道;3-内浇道;4-余料图6-1 各种类型压铸机浇注系统的结构一、浇注系统的结构及分类一、浇注系统的结构及分类(一)浇注系统的结构(一)浇注系统的结构3按金属液进入型腔的部位和内浇口形状,可分为;按金属液进入型腔的部位和内浇口形状,可分为;1.1.侧浇道侧浇道2.2.中心浇道中心浇道3.3.顶浇道顶浇道(直接浇道直接浇道)4.4.环形浇道环形浇道5.5.缝隙浇道缝隙浇道6.6.多支浇道多支浇道7.7.点浇道点浇道(二)浇注系统的分类(二)浇注系统的分类4侧浇道侧浇道 浇口设于铸件一侧,是常见的浇口形式,适用于多数形状的铸件,便于在清理铸件时除去。图6-2 不同
3、形式的侧浇道5中心浇道中心浇道 顶部带有通孔的筒类或壳体类压铸件,内浇道开设在孔口处,同时在中心设置分流锥。可缩短金属液在充型时的流程,并有利于较深型腔内气体的通过分型面排出,浇注系统金属液消耗少,可减少铸件、浇注系统和排气系统在分型面上的投影面积,减小铸型轮廓,提高压铸机合型力的有效利用率。适用于立式冷式压铸机或热压室压铸机。6图6-3 中心浇道7直接浇道(或称顶浇道)直接浇道(或称顶浇道)把直浇道的底部直接作为内浇口,故浇口面积较大,压力传递很好,靠近浇口的铸件上易生气孔或缩松,浇道需要切除。图6-4 直接浇道8图6-5 不同形式的环形浇道环形浇道环形浇道 可避免金属液充型时对型芯的正面冲
4、击,改善充型和排气条件。但铸件清理时除去浇注系统困难。9缝隙浇口缝隙浇口 设在较高铸件的侧壁高度方向上,它有利于具有较深内腔、在压铸时不易排气铸件的排气,但在清理铸件时不易除去浇注系统。图图6-6 缝隙浇道缝隙浇道 10切线浇道切线浇道 又称切向浇道,适用于环形铸件,内浇口的两条切线方向应注意尽量不让导引的金属液冲刷形成铸件内圆的型芯。切线浇道 11点浇道点浇道 点浇口是顶浇口的一种特殊形式。一般用于直径大于200mmmm之间的罩壳类零件。图6-7 点浇道 12多支浇道多支浇道 适合于一模多腔。多支浇道 13内浇口的作用是根据压铸件的结构、形状、大内浇口的作用是根据压铸件的结构、形状、大小,以
5、最佳流动状态把金属液引入型腔而获得小,以最佳流动状态把金属液引入型腔而获得优质压铸件。优质压铸件。主要是确定内浇道的位置、形状和尺寸,要善主要是确定内浇道的位置、形状和尺寸,要善于利用金属液充填型腔时的流动状态,使得压于利用金属液充填型腔时的流动状态,使得压铸件的重要部位尽员减少气孔和疏松,才保证铸件的重要部位尽员减少气孔和疏松,才保证压铸件的表面要光洁完整无缺陷。压铸件的表面要光洁完整无缺陷。二、内浇口设计二、内浇口设计14(一)内浇口的分类(一)内浇口的分类15有利于压力的传递,内浇道一般设置在压铸件有利于压力的传递,内浇道一般设置在压铸件的厚壁处。的厚壁处。有利于型腔的排气。有利于型腔的
6、排气。薄壁复杂的压铸件宜采用较薄的内浇道,以薄壁复杂的压铸件宜采用较薄的内浇道,以保证较高的充填速度;一般结构的压铸件,宜保证较高的充填速度;一般结构的压铸件,宜采用较厚的内浇道,使金属液流动平稳。采用较厚的内浇道,使金属液流动平稳。金属液进入型腔后不宜正面冲击型芯,以减少金属液进入型腔后不宜正面冲击型芯,以减少动能损耗,防止型芯冲蚀。动能损耗,防止型芯冲蚀。(二)内浇口设计的原则(二)内浇口设计的原则16应使金属液充填型腔时的流程尽可能短,以减应使金属液充填型腔时的流程尽可能短,以减少金属液的热量损失:少金属液的热量损失:内浇道的数量以单道为主,以防止多道金属液内浇道的数量以单道为主,以防止
7、多道金属液进入型腔后从几路汇合,相互冲击,产生涡流、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。裹气和氧化夹渣等缺陷。压铸件上精度、表面粗糙度要求较高且不加工压铸件上精度、表面粗糙度要求较高且不加工的部位,不宜设置内浇道。的部位,不宜设置内浇道。内浇道的设置应便于切除和清理。内浇道的设置应便于切除和清理。(二)内浇口设计的原则(续)(二)内浇口设计的原则(续)17合理不合理不合理图6-8 压铸件内浇口设计方案示例压铸件内浇口设计方案示例(压铸件内浇口设计方案示例(a)18图6-8 压铸件内浇口设计方案示例压铸件内浇口设计方案示例(压铸件内浇口设计方案示例(b)合理不合理不合
8、理b)19图6-8 压铸件内浇口设计方案示例压铸件内浇口设计方案示例(压铸件内浇口设计方案示例(c)合理不合理c)20图6-8 压铸件内浇口设计方案示例压铸件内浇口设计方案示例(压铸件内浇口设计方案示例(d)合理不合理d)21图6-8 压铸件内浇口设计方案示例压铸件内浇口设计方案示例(压铸件内浇口设计方案示例(e)e)合理不合理22图6-8 压铸件内浇口设计方案示例压铸件内浇口设计方案示例(压铸件内浇口设计方案示例(f)合理不合理f)231、流量计算法、流量计算法(三)内浇口截面积计算(三)内浇口截面积计算式中:A内内浇口面积(cm2)V 压铸件体积和溢流槽体积(cm3)t 充型时间(s)v充
9、 推荐的充填速度(cm/s)见表7-1 液态金属的密度(g/cm3)G 压铸件和溢流槽的质量(g)。24充型速度推荐值25计算内浇道截面积的经验公式很多,根据不同计算内浇道截面积的经验公式很多,根据不同的条件可得出不同的经验公式。的条件可得出不同的经验公式。例如,达伏克例如,达伏克对对内浇道截面积和压铸件质量之内浇道截面积和压铸件质量之间的关系提出的经验公式:间的关系提出的经验公式:2、经验公式、经验公式式中:A内内浇口面积(mm2)G 压铸件的质量(g)。26内浇道的形状除点浇道、直接浇道为圆形,中内浇道的形状除点浇道、直接浇道为圆形,中心浇道、环型绕道为圆环形外,基本上为扁平心浇道、环型绕
10、道为圆环形外,基本上为扁平矩形状。矩形状。根据充填理论可知,内浇口的厚度极大地影响根据充填理论可知,内浇口的厚度极大地影响着充填的形式,亦即影响着压铸件的内在质量,着充填的形式,亦即影响着压铸件的内在质量,因此,内浇口的厚度是一个重要尺寸。因此,内浇口的厚度是一个重要尺寸。(四)内浇道尺寸(四)内浇道尺寸27内浇道的最小厚度不应小于内浇道的最小厚度不应小于;最大厚度一般不最大厚度一般不大于相连的压铸件壁厚的一半;大于相连的压铸件壁厚的一半;内浇道过于薄,加工时则难以保证精度;内浇道过于薄,加工时则难以保证精度;压铸时分型面形成的披缝会使内浇道截面积发压铸时分型面形成的披缝会使内浇道截面积发生很
11、大的波动;生很大的波动;会使内浇道处金属液凝固过快,在压铸件凝固会使内浇道处金属液凝固过快,在压铸件凝固期间压力不能有效地传递到压铸件上。期间压力不能有效地传递到压铸件上。1、内浇道厚度、内浇道厚度28(1)内浇道厚度的经验数据)内浇道厚度的经验数据29图6-9 内浇道厚度d与凝固模数M的关系(2)内浇道厚度与凝固模数的关系)内浇道厚度与凝固模数的关系30式中:M是凝固模数(cm);V是压铸件体积(cm3);A是压铸件表面积(cm2)。凝固模数的计算公式:凝固模数的计算公式:31内浇道的厚度确定后,根据内浇道的截面积即可内浇道的厚度确定后,根据内浇道的截面积即可计算出内浇道的宽度。根据经验,矩
12、形压铸件内计算出内浇道的宽度。根据经验,矩形压铸件内浇道宽度一般取边长的浇道宽度一般取边长的倍,圆形压铸件一般取直倍,圆形压铸件一般取直径的径的倍。倍。金属液充填型腔时内浇道处的阻力最大,为了减金属液充填型腔时内浇道处的阻力最大,为了减少压力损失,应尽量减少内浇道的长度,少压力损失,应尽量减少内浇道的长度,般取般取23mm23mm。2、内浇道的宽度和长度、内浇道的宽度和长度32图图6-10 内浇道与压铸件和横浇道的连接方式内浇道与压铸件和横浇道的连接方式(五)内浇道与压铸件和横浇道的连接方式(五)内浇道与压铸件和横浇道的连接方式33图6-10 内浇道与压铸件和横浇道的连接方式34图6-10 内
13、浇道与压铸件和横浇道的连接方式35直浇道的结构与压铸机的类型有关,分为:直浇道的结构与压铸机的类型有关,分为:立式冷压室压铸机用直浇道立式冷压室压铸机用直浇道卧式冷压室压铸机用直卧式冷压室压铸机用直浇道浇道热压室压铸机用直浇道热压室压铸机用直浇道三、直浇道设计三、直浇道设计36立式冷压室压铸机用直浇道主要的组成:压铸机上喷嘴压铸机上喷嘴模具上的浇口套模具上的浇口套镶块镶块分流锥分流锥(一)立式冷压室压铸机用直浇道(一)立式冷压室压铸机用直浇道37图6-13 立式冷压室压铸机用直浇道1余料2喷嘴3浇道套 4定模镶块5分流锥38根据内浇道截面积选择喷嘴导入口直径。根据内浇道截面积选择喷嘴导入口直径
14、。A A、B B、C C各段均有脱模斜度,各段均有脱模斜度,A A段为段为130130,B B段为段为13013033,C C段的斜度根据镶块厚度来确定,镶段的斜度根据镶块厚度来确定,镶块厚斜度小,反之则大。块厚斜度小,反之则大。1.0mm1.0mm。1、直浇道的设计要点、直浇道的设计要点39由定模镶块与分流锥构成的环形通道截面积一般由定模镶块与分流锥构成的环形通道截面积一般为喷嘴导入口的为喷嘴导入口的1.21.2倍左右。分流锥直径为:倍左右。分流锥直径为:式中式中:d d2 2是直浇道底部环型截面处的外径是直浇道底部环型截面处的外径(mm)(mm);d d1 1是直是直浇道小端浇道小端(喷嘴
15、导入口)处直径喷嘴导入口)处直径(mm)(mm)。直浇道与横浇道连接处要求圆滑过渡。直浇道与横浇道连接处要求圆滑过渡。1、直浇道的设计要点(续)、直浇道的设计要点(续)40浇口套一般镶在定模座板上,采用浇口套可以节浇口套一般镶在定模座板上,采用浇口套可以节省模具钢和便于加工。省模具钢和便于加工。浇口套一个端面浇口套一个端面A A与喷嘴端面相吻合,控制好配合与喷嘴端面相吻合,控制好配合间隙不允许金属液窜入接合面;浇口套的另一端间隙不允许金属液窜入接合面;浇口套的另一端面面B B与定模镶块相接,接触面上的镶块孔比浇口套与定模镶块相接,接触面上的镶块孔比浇口套孔大孔大1-2mm1-2mm。应固定牢固
16、,拆装方便。应固定牢固,拆装方便。2、浇口套设计要点、浇口套设计要点41立式压铸机用浇口套示意图42分流锥单独加工后装在镶块内,不允许在模具镶块上直接做出。分流锥的结构应能起到分流金属液和带出直浇道的作用。3、分流锥设计要点、分流锥设计要点43图6-14 分流锥的结构形式顶杆44 卧式冷压室压铸机用直浇道是由压室和卧式冷压室压铸机用直浇道是由压室和浇口套形成。浇口套形成。压室和浇口套可以制成整体,也可以分压室和浇口套可以制成整体,也可以分别制造。若为后者,压室是压铸机的附别制造。若为后者,压室是压铸机的附件,浇口套装在定模上随压铸零件不同件,浇口套装在定模上随压铸零件不同而不同。而不同。(二)
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