压铸模具设计培训网站

1、b。在通常情况下，去e=～mm，一般情况下，留出足够的溢流槽即可。所以型腔板的尺寸为mm。（）模具型腔板的厚度HH=hc=mm式中：H模板的厚度，mmh压铸件的高度，mmc经验系数，通常为～，一般情况下c＜。具体尺寸看图纸。（）套板的边框的厚度其边框厚度可按下式计算：S≥[F+（F+H[σ]FL）]H[σ]=mm式中：F边框长侧面受的总压力，F=LH，NF边框短侧面受的总压力，F=LH，NL型腔长侧面的长度，mmL型腔短侧面长度，mm压射比压，MPaH型腔深度，mmH套版厚度，mm[σ]模具材料的许用强度。定模座板
2、形式、推出机构、合模导向机构等方面。尽量选取标准模架。在本次设计中，模具采用了一模一腔，采用侧浇口。另外，采用推杆和推管推出。综合以析，选用模架设计为单分型的二板式结构。定模板为㎜，动模板为㎜，垫块为mm，动模座板为mm。BL为。抽芯结构设计行位的设计侧向分型与抽芯机构简称行位，用来成型具有外侧凸起、凹槽和孔的铸件成型壳体制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因为侧抽机构的注射模，其可动零件多，动作复杂。因此，侧抽机构的设计应尽量可靠、灵活和高效。A行位及其组件的性能要求行位有相对于其他零件的运动而且行位还是产品成型结构
3、设计凸模和型芯都是用来成型金属制品的内表面的成型零件。它们的结构有所不同，因此其凸模和型芯结构也不同。在此，分别进行分析。对于零件主体来说，其内部结构比较简单。它有一个通孔，需要用型芯跟推管一起完成，其结构样式可以参考后面的装配图。对于零件方底来说，其两侧两个孔，用两个圆柱凸台可形成，其结构样式可以参看后面的装配图。()成型零件钢材选用选用钢种时，应按零件制品生产批量、金属品种及铸件件精度与表面质量要求来确定。分析零件可知，凹模和主型芯采用，型芯与镶件采用。成型零件的工作尺寸计算成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接
4、设计定模座板与定模套板构成压铸模定模部分的模体，由于它与压铸机的固定模板大面积接触，一般不作强度计算。卧式压铸机用定模座板，其厚度H可按经验数据选取。动模模座板的设计动模座板与垫块组成动模的模座。压铸时，动模部分模体通过动模座板连接固定在压铸机的移动模板上，因此动模座板上也必须留出安装压板或紧固螺钉的位置。一般情况下，锁模力与垫块支承面的面积之比应控制在～MPa，如果太大，垫块容易被压塌，垫块宽度常在～mm内选取，另外，还可以用垫块的厚度来调节模具的合模高度。模架的选取模架的选取应综合考虑型腔的大小与布置、凸凹模结
5、浇口套在压铸模的浇注系统中起着承前启后的作用。直浇道就是在浇口套中形成。为了去除浇口套中的余料，在定模部分增加一个分型面，采用定距分型以及切除余料的措施。排溢系统的设计排溢系统是熔融的金属液在填充型腔过程中，排除气体，冷污金属液以及氧化夹杂物的通道和储存器，用以控制金属液的填充流态，消除某些压铸缺陷，是浇注系统中不可或缺的重要组成部分。根据零件的结构特点，将溢流槽设置在分型面上。为了后序工艺的需要，而保持溢流包与压铸件的整体连接，将溢流槽开设在动模一侧。当压铸件对动、定模的包紧力接近或相等时，为了在开模时使压铸件留
6、㎜，铸件需要抽芯距离为㎜，加上安全距离则设计需要抽芯距离为㎜、斜导柱的长度L方法一：通过公式计算L=Ssina+Hcosa　方法二：采用图解法确定）计算斜导柱倾斜角斜导柱倾斜角是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数，大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距、受力状况等有直接影响。常用的是≤α≤。本模具采用α=，则楔紧块的楔紧角α,=。)计算斜导柱直径由于计算比较复杂，为了方便，用查表的方法来确定斜导柱的直径。先按已经求得的抽拨力和选定的斜导柱倾斜角在模具设计手册查表的弯曲力，然后根据和以及斜导柱倾斜角在模具设计
7、流槽的总体积占合金量的%~%，根据型腔体积，铸件壁厚来考虑，溢口面积为水口面积的%~%溢口厚度：~mm，溢口厚度不应大于内浇口厚度以保证增压效果。溢流槽与排气槽连接，减小型腔内压力，排出气体。数量根据需要位置的多少来决定。过水设计原则：改善汤流阻力增加产品强度便于后加工不影响产品外观成型零部件的设计与计算所谓成型零件是模具中决定铸件几何形状和尺寸的零件，它包括型腔、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与金属液接触，承受金属熔液的高压、料流的冲刷，脱模时与铸件间还发生磨擦。因此，成型零件要求有正确的几何
8、异。而行位的成型部分可以通过电火花加工，其余结构对于传统加工也容易保证其加工精度。（）配合要求：行位与压板有相对运动，其配合采用Hf的间隙配合。与下模镶件的的配合以保证不溢料尽量保证动作稳定灵活。详细见模具总装的配合要求。B本设计采用斜导柱侧向分型机构其一般由以下五个部分组成：、动力零件:采用斜导柱、锁紧零件:楔紧块、定位零件:挡块+弹簧、导滑零件：滑块导向块(与型芯做成一体)、成型零件:侧抽芯、滑块等。c斜导柱侧向分型机构主要设计技术参数、斜导柱倾角a：＜a＜滑块斜面倾角b=a+～、抽芯距SS=胶件侧向凹凸深度+
9、在动模，将溢流槽开设动模一侧，可增大对动模的包紧力。溢流槽的截面形状才用梯形，为便于溢流包脱模，采用周边均为～的脱模斜度。溢流槽的相关尺寸：溢流口厚度h取～mm，溢流口长度l取～mm，溢流口宽度s取～mm。过水、渣包设计原则：渣包的作用：排除型腔中的气体、涂料、残渣等冷污金属液，与排气槽配合，迅速将型腔内的气体引出控制金属液充填的流动状态，防止局部产生涡流转移缩孔、酥松、气孔和冷隔的部位调节模具各部位的温度，改善模具热平衡状态，减少铸件表面流痕、冷隔和浇不足的现象帮助铸件脱模顶出，防止铸件变形或在铸件表面有顶针痕迹
10、来构成铸件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸(包括矩形和异形零件的长和宽)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。（）型腔和型芯工作尺寸的计算①型腔径向尺寸模具型腔板尺寸和厚度的计算压铸模具型腔在成型过程中受到熔液的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生变形甚至破坏也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低铸件尺寸精度并影响顺利脱模。（）模具型腔板尺寸的计算，根据压铸件在分型面上投影的外廓尺寸，每边加出一个距离e，从而决定型腔板尺寸
11、状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据金属液的特性和铸件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。成型零件的结构设计()凹模凹模是成型铸件外表面的成型零件。分析零件，其外部结构并不复杂，考虑各方面因素，采用整体嵌入式凹模，它能节约优质模具钢，嵌入模板后有足够的强度与刚度，使用可靠且置换方便。　　()凸模和型芯结
12、分，因此行位及与其想配合的零件不仅满足一定的耐磨性要求还必须具有一定成型零件的性能。行位及其组件的性能必须满足如下几点：（）高耐磨性：滑块表面硬度必须大于HRC，以保证其耐磨性能。（）硬度差：行位与其配合的零件如下模镶件、行位驱动块、行位压紧块、耐磨片之间必须有HRC~的差值，因此不可以用同种材料以防止粘着磨损。此次设计中行位采用，下模镶件采用预硬模具钢，其他与行位有接触的零件均采用TOOLOX耐磨钢。他们通过不同的热处理方式可以达到此项要求。（）加工性：除行位以外的零件都是单一简单结构零件，热处理变形小，可加工性

:本文简要的介绍了压铸的历史简要、压力铸造的基本理论、压铸工艺成型原理及特点、压铸件设计的形状结构要求、压铸件设计的壁厚要求、压铸件的加强筋/肋的设计要求、压铸件的圆角设计要求、压铸件设计的铸造斜度要求、压铸件的常用材料、压铸模具的常用材料以及常用压铸合金的性能和优职合金的选用要求。

摘 要：压铸模具在整个压铸生产中占有举足轻重的地位，其中浇注系统设计又是压铸模具设计的关键，本文试从工艺角度分析缸体压铸模具浇注系统设计对压铸生产质量、成本、效率的影响。
关键词：压铸模具 浇注系统
1 、导言
发动机缸体在目前国内大型压铸件市场上占有相当的比例，其产品结构及压铸工艺具备一定的代表性，是一类典型的复杂的大型箱体压铸件；压铸模具在整个压铸生产中占有重要地位，是整个压铸工艺设计的核心，实际生产中约有70%的工艺问题与模具直接相关；毫无疑问，在压铸模具设计中浇注系统的设计对压铸生产的影响是决定性的，本文我们从工艺角度分析缸体压铸模具浇注系统设计对压铸生产质量、成本、效率的影响，终尝试给出浇注系统设计的基本思路。
2、 现行模具设计的弊端
对于传统压铸厂而言，通常不具备大型压铸模具的设计、制作能力，缸体压铸模具一般委外制作，往往压铸模具厂对压铸工艺的理解程度远低于压铸厂，同时不熟悉压铸模具的实际使用工况，这就造成了压铸模具设计与实际压铸生产的脱节。这一现象在目前国内压铸行业是普遍存在的，必须通过深入的技术沟通和协同设计来改善，一方面模具设计人员需要深入了解压铸模具生产工况（即买方的工艺现状）和铸件质量要求，另一方面压铸厂需要介入模具设计过程，尽可能完整并准确地表达出工艺限制条件。
3、 模具浇注系统设计的流程
3.1 产品数据确认
这一阶段主要是对铸件数据的检查与确认，评估铸件制造性风险，详细了解铸件质量要求，优化允许修改的产品细节，这个时候应当开始考虑浇注系统的布置，这个时候建议完成一轮CAE 凝固分析，帮助确定质量风险点；
3.2 浇注系统布置
铸件数据冻结后，模具设计正式开始，这个时候需要确定采用浇注系统的类型以及布置方向。对于缸体压铸件，浇注系统主要分为单边进浇与双边进浇两类，一般将浇口放置在缸体结构较复杂、质量要求较高的一侧；完成浇注系统的整体布置后，就基本可以完成模具分型的确认。
3.3 浇注系统设计
根据铸件体积，反求内浇口面积，在曲轴室壁上侧布置内浇口，根据局部体积分布分割内浇口比例；根据各部分内浇口流量，计算各段横浇道截面积；后根据压室充满度结合冲头速度计算料饼体积，完成浇注系统初步设计，作为后续设计工作的原点。
3.4 模流模拟分析
将初步设计的浇注系统输入CAE 系统进行填充分析，根据模流分析结果判断浇注系统设计的合理性，并调整浇注系统设计，此时开始排溢系统的设计；不断重复以上过程，使整个流态达到理想状态，终得到理想的浇注系统。
4 、主要设计因子
模具浇注系统设计与产品结构、模具使用工况密切相关，只有对这两点做到了深刻理解，才能设计出优良的浇注系统。浇注系统所解决的充型问题本质上是流量问题，浇注系统的设计简单的说就是回答如下三个问题：
1) 铝液从何部位进入铸件—选择什么类型的浇注系统、浇注系统布置在铸件的什么位置；
2) 铝液的速度是多少—冲头速度有多快、内浇口速度有多快；
3) 铝液通过的截面积多大—浇注系统各部分截面积是多少，料饼直径选多大；
浇注系统的整体结构如图 1 所示（以双边进浇式浇注系统为例），下面我们详细分析各详细设计因子：
4.1 浇注系统类型
浇注系统主要分为单边进浇和双边进浇两大类，其对实际压铸生产质量、成本和效率影响很大，如表 1 所示；应结合铸件的具体结构特点进行布置，对于高度较高或是两侧悬挂面均有高压油道的缸体，应充分评估其填充难度，优先考虑采用双边进浇方式，产品质量相对好保证；对于要求不高、结构不复杂的缸体优先考虑单边进浇，以节约成本。
4.2 浇注系统布置
首先识别缸体产品的质量关重部位，优先考虑布置将浇口在质量部位（如高压油道所在一侧），其次考虑充型的顺畅性，浇口附近位置应注意型芯对充型的影响，浇口附近的型芯不仅易弯曲折断，而且不利于前期铝液填充和后期增压压力压力传递。着重需要指出的一点是，对于缸体产品，在结构上曲轴室上方是常见的内浇口布置位置，应尽可能避免铝水对模具滑块的直接冲击，该冲击不仅带来紊流卷气和填充能量的损耗，更带来对模具滑块的冲击损耗，模具寿命缩短，生产成本增高。
4.3 内浇口速度
内浇口速度对铸件的充填效果有着至关重要的影响，实际压铸生产中内浇口速度应控制在30m/s-50m/s，过快将引发严重的溅射紊流及模具成型滑块冲刷问题，过慢则带来填充时间过长，增加铸件冷隔风险；对于缸体压铸模具，设计浇 注系统时推荐将内浇口速度设置为35m/s-45m/s，以保证在实际生产中仍有调整空间。
4.4 内浇口宽度
对于一般缸体铸件 70ms-100ms 内将完成铸件填充，填充时间过短将带来能量消耗，对设备、模具消耗较大，无形中提高了生产成本，填充时间过长将带来远端冷隔等充型不良的质量风险；由于某一铸件的体积是一定的，可根据如下公式反求出总的内浇口面积。
其中：S-内浇口面积，
V-铸件总体积（含浇铸及排溢系统），
v-内浇口速度，
t-填充时间
得到内浇口面积的计算结果后，即开始内浇口布置，对于缸体铸件需要注意的是内浇口的宽度的限制要多于长度的限制，内浇口宽度除了取决于内浇口面积，还取决于曲轴室壁厚，其不宜超过曲轴室壁厚的 1.3 倍，以严重的铝液溅射。
4.5 横浇道截面
基于成本考虑，不希望横浇道截面过大，以提高铝合金材料利用率；但是从产品质量要求出发，横浇道设计应考虑铝液的流量必须足够，原则上横浇道任意段截面积应大于后端任意分支浇道截面积之和，以避免浇道内的卷气问题。另外，需要提出的是，横浇道应具有一定的厚度以起到保温的作用，避免在压型过程中下方的直浇道及内浇口过早冷却，影响压型后期的增压效果，这一点需要在凝固模拟分析中确认，浇口凝固断开时间至少要大于 3s。
4.6 料饼直径
通常料饼的直径取决于采用的压室直径，对于某一铸件生产过程，给料体积是一定的，压室长度往往受到设备限制，调整范围有限，因而压室直径是压室充满度的重要影响因素；充满度过低，压室内部原有气体过多，可能导致卷气，充满度过高，压室的液面面积过小，易引起慢压射过程中的紊流，引发卷气问题（见图 3），我们推荐设计采用的压室充满度为 45%-55%；另外需要注意的是，确认料饼直径时，需要考虑设备的增压能力，料饼直径越大大，设备能够达到的增压上限就越低，工艺调整范围就越小，一般来说缸体压铸生产中增压上限是 90MPa。
压室填充率—60%，冲头速度—0.3m/s，压室长度—1000mm，浇注温度—670℃。
4.7 其他
上面介绍的是浇注系统中主要的设计因子，浇注系统设计还包括局部几何形状的调整，比如直浇道进浇角度、分流锥的具体几何形状等，具体需要进行结合模流模拟分析进行优化调整。
5、 小结
模具浇注系统设计是工艺设计工作中的重点，其设计水平将关系到后期量产的质量、成本、效率的实现，优秀的浇注系统一定是模具厂与压铸厂共同努力的结果，本文站在压铸厂的角度对缸体压铸模具浇注系统的设计进行了简要分析，初步提出了浇注系统主要设计因子的设计建议，这些当然是远远不足的，追求高质高效的压铸生产显然是我们共同的目。

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