压铸工艺及模具设计-第9章-压铸模设计实例课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,压铸工艺及模具设计,9压铸模设计实例,9.1 压铸模设计的依据与步骤,9.2 典型压铸件的模具实例分析,9.3屏蔽盒压铸模设计,压铸工艺及模具设计 9压铸模设计实例,1,压铸工艺及模具设计 9压铸模设计实例压铸工艺及模具设,9.1 压铸模设计的依据与步骤,压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备，生产过程能否顺利进行，铸件质量有无保证，在很大程度上取决于模具结构的合理性和技术上的先进性。压铸生产时，压铸工艺参数的正确采用，是获得优质铸件的决定因素，而压铸模则是正确地选择和调整有关工艺参数的基础。压铸模与压铸工艺、生产操作存在着极为密切而又互为制约、互相影响的特殊关系。其中，压铸模的设计，实质上是对生产过程中可能出现的各种因素的综合反映。所以，在设计压铸模时，必须全面分析铸件结构，熟悉压铸机操作过程特性及工艺参数可调节的范围，,掌握在不同压铸条件下金属液的充填特性和流动行为，并考虑到加工性和经济性等因素,。只有这样，才能设计出符合实际、满足生产要求的压铸模。,压铸工艺及模具设计,9.1 压铸模设计的依据与步骤 压铸模是进行压铸生产,2,9.1 压铸模设计的依据与步骤 压铸模是进行压铸生产,1.,压铸模设计的依据,压铸模设计的依据有：,(1),产品图纸和生产纲领。,(2),产品技术条件和压铸材料。,(3),压铸机规格。,(4),生产批量。,2.,压铸模设计的基本要求,压铸模设计时应考虑如下基本要求：,(1),所生产的压铸件，应符合产品图纸所规定的形状、尺寸及各项技术要求，特别是要设法保证高精度和高质量部位达到要求，要尽量减少机械加工部位和加工余量。,(2),压铸模应适合压铸生产工艺的要求，并且技术经济性合理。,压铸工艺及模具设计,1. 压铸模设计的依据 压铸模设计的依据有：压铸,3,1. 压铸模设计的依据 压铸模设计的依据有：压铸,(3),在保证压铸件质量和安全生产的前提下，应采用合理、先进、简单的结构，减少操作程序，使动作准确可靠，构件刚性良好，易损件拆换方便，便于维修，并有利于延长模具工作寿命。,(4),压铸模的各种零件选材适当，配合精度选用合理，能满足机械加工工艺和热处理工艺的要求，能达到各项技术要求。,(5),根据压铸机的技术特性，准确选定安装尺寸，使压铸模与压铸机的连接安装既方便又准确可靠，能充分发挥压铸机的技术功能和生产能力。,(6) 在条件许可时，压铸模的零部件应尽可能实现标准化、通用化和系列化，以缩短设计和制造周期。,压铸工艺及模具设计,(3) 在保证压铸件质量和安全生产的前提下，应采用合,4,(3) 在保证压铸件质量和安全生产的前提下，应采用合,3.,压铸模设计的步骤压铸模的设计步骤主要有：,(1),根据产品使用的材料种类、产品形状、结构和精度等各项技术指标进行工艺分析，制定工艺规程。,(2),确定型腔数量、铸件在模具内的放置位置，进行分型面、浇注系统和排溢系统的设计。,(3),确定镶块与型芯的镶拼形式和固定方法，进行成型零件的设计。,(4),确定抽芯距和抽芯力，进行抽芯机构的设计。,(5),确定推出元件的位置，进行推出机构的设计。,(6),选定压铸机，进行模架、加热和冷却系统的设计。,(7),校核模具与压铸机的相关尺寸，设绘模具总装图及零件图。,(8) 编制技术文件。 。,压铸工艺及模具设计,3. 压铸模设计的步骤压铸模的设计步骤主要有：压,5,3. 压铸模设计的步骤压铸模的设计步骤主要有：压,9.2 典型压铸件的模具实例分析,9.2.1,QD1212,驱动端盖压铸模分析,QD1212,驱动端盖如图9-1所示，由图可知，该产品结构较复杂且有内凹，故不能简单一次分型。另外，该产品局部壁厚存在不均现象，且铸件品质要求较高，不允许有欠铸、裂纹、气孔及缩孔存在。铸件为大批量生产，材料为,YL104。,图,9-1,QD1212,驱动端盖图,压铸工艺及模具设计,9.2 典型压铸件的模具实例分析 QD1212驱动端,6,9.2 典型压铸件的模具实例分析 QD1212驱动端,QD1212,驱动端盖压铸模结构如图,9-2,所示。,图,9-2,QD1212,驱动端盖压铸模结构,1复位杆2顶杆3型心4动模衬5滑块6动模底板,7推板8固定板9垫块10动模套板11滑块座12定模板,13滚珠14导块15,圆柱定位销,16,定模衬,17,定模型芯,18,浇口套,19,镶块,压铸工艺及模具设计,QD1212驱动端盖压铸模结构如图9-2所示。图9-2 Q,7,QD1212驱动端盖压铸模结构如图9-2所示。图9-2 Q,1.,分型面,基于产品结构特点，压铸模采用动、定模分型加左右滑块结构。图,9-2,中,-,为动定模分型面，铸件内腔尺寸由定模型芯形成，外部尺寸由动定模衬和左右滑块形成。,-,为动模滑块分型面，合模压铸时，滑块与动定模衬贴紧形成铸件，开模时滑块随动定模同时打开取出铸件。,2.,浇注系统,该模具采用偏心浇口，缝隙式内浇道开设在滑块上，铸件成型及内在品质均较好，但内浇口液流对定模型芯,17,冲击较大，为此，在该处定模型芯位置采用镶块结构，以便于更换，可延长定模型芯使用寿命。,3. 滑块 铸件由于内凹，所以必须采用滑块结构成型，此为该模具设计之关键。滑块采用左右滑块结构。,压铸工艺及模具设计,1. 分型面 基于产品结构特点，压铸模采用动、定模,8,1. 分型面 基于产品结构特点，压铸模采用动、定模,上下滑块座11分别固定在动模套板10上，型导块14由定位销15固定在滑块5上，滑块5通过斜拉杆（斜拉杆固定在定模板上，因滑块较大，为保证滑块能顺利打开，左右滑块分别采用了双斜拉杆结构）的作用可在滑块座11上滑动。为了减小滑块滑动时的摩擦阻力，在滑块座上特别设计安装了滚珠结构，滑块移动时，导块14在滚珠13上滑动，这样减少接触面积，同时大大降低摩擦阻力，可防止滑块出现卡死现象。采用镶嵌式导块结构是考虑到导块磨损时便于更换，可延长滑块的使用寿命。合模后，滑块由固定在定模板上的镶嵌楔紧块锁紧，采用镶嵌式楔紧块有2个优点：一是便于制作，二是磨损后便于更换。开模时滑块的滑移行程由弹簧定位钉定位。,压铸工艺及模具设计,上下滑块座11分别固定在动模套板10上，型导块14由定位销,9,上下滑块座11分别固定在动模套板10上，型导块14由定位销,4.,顶杆预复位机构,合模时，由于滑块与顶杆发生干涉，故该模具必须设置顶杆预复位机构，使顶杆预先复位，以防顶杆被滑块截断。顶杆预复位机构由固定在定模板上的回位推杆和固定板,8,上安装的回位滑块组成，合模时回位推杆推动回位滑块移动，使推板带动顶杆预先复位，从而确保合模时滑块与顶杆不会发生干涉。,5.,冷却系统,该模具在定模型芯、动定模衬上均设计了水循环冷却系统,(,图中未画出,),，当模具温度升高时可对模具进行冷却，提高铸件品质，延长模具使用寿命。,6. 模具特点 由于滑块的作用，开模时利用开模力使铸件自动脱离定模型芯而留在动模内，铸件顶出力较小，铸件易于脱模；由于滑块采用滚珠结构，故滑块虽较大，但运动平稳，不会出现卡死现象。,压铸工艺及模具设计,4. 顶杆预复位机构 合模时，由于滑块与顶杆发生干,10,4. 顶杆预复位机构 合模时，由于滑块与顶杆发生干,7. 注意事项由于左右滑块成型面积较大，所以在计算机床的锁模力时应充分考虑，否则锁模力不够，压铸时将出现涨型，甚至损坏模具；由于滑块需配作，同时还应考虑温度升高对模具的影响，故设计及制造精度要求较高；模具特别是滑块部位应经常清洗，以防压铸时金属液的窜入而出现滑块卡死，另外，导块及楔紧块磨损后也应及时更换，该模具设计使用寿命810万次，实际使用寿命达10万次以上。,压铸工艺及模具设计,7. 注意事项由于左右滑块成型面积较大，所以在计算,11,7. 注意事项由于左右滑块成型面积较大，所以在计算,9.2.2 轿车抗扭支架压铸模分析,抗扭支架是轿车上的1个重要安全性零件（见图9-3），材料为铝合金,YL113，,质量550,g。,该件形状复杂，孔多且深，壁厚要求均匀，组织致密，并有较高的力学性能要求。整个零件在压铸后不经机械加工，故要求有较高的形状、位置及尺寸精度，如图9-3中4个,11mm,孔距尺寸将直接影响装配性能的好坏，因此该模具设计制造难度较大，在模具设计与制造中要充分考虑各方面因素的影响。,压铸工艺及模具设计,9.2.2 轿车抗扭支架压铸模分析 抗扭支架是轿车上,12,9.2.2 轿车抗扭支架压铸模分析 抗扭支架是轿车上,图9-3抗扭支架,模具结构如图,9-4,所示。,压铸工艺及模具设计,图9-3抗扭支架模具结构如图9-4所示。压铸工艺及模具设计,13,图9-3抗扭支架模具结构如图9-4所示。压铸工艺及模具设计,图9-4模具结构,1定模座板2浇口套3导柱4定模镶块5定模套板6推杆,7导套8动模套板9分流锥10推杆11动模镶块12支承板13推板导柱14垫铁 15复位杆16推杆固定板17推板导套,18动模座板19推板20复位拉杆21限位钉22拉杆,23抽芯滑块24楔块25斜销26压板27型芯,压铸工艺及模具设计,图9-4模具结构1定模座板2浇口套3导柱4定,14,图9-4模具结构1定模座板2浇口套3导柱4定,1.,工作过程,预热后合模，合金液注入压室压射、保压。开模，利用斜销拔出侧型芯,2,5,mm,，,此时斜销已完全脱离销孔，液压抽芯器随后完成剩下的抽芯动作（即将侧型芯完全抽离铸件）。在顶出工件后，推杆靠复位油缸带回复位，喷涂清模后，抽芯器推回侧型，到固定位置（隔,2,5,mm,）。,合模，同时依靠斜销带动侧型芯走完剩下的,2,5,mm,行程。,2. 模具分型面 一般来说，确定分型面时，应相应地考虑铸件技术条件、内浇口位置和浇注系统位置、模具基本结构及铸件在动、定模各部分的位置、模具加工工艺性、型腔的溢流和排气等有关问题。,压铸工艺及模具设计,1. 工作过程 预热后合模，合金液注入压室压射、保,15,1. 工作过程 预热后合模，合金液注入压室压射、保,分析该支架零件，其外形虽不是很复杂，但各向差别很大，给分型面的选择造成了较大的不便。从零件图可看出，铸件分型面的选择有两个较好的位置：一个是与,40mm,孔中线基本垂直的平面，如,D,-,D,面；另一个是与方形型芯垂直的平面，如,B,-,B,或,F,-,F,面，它们都只有1个侧抽芯，从而简化了模具设计与制造.若选,D,-,D,面作分型面，则铸件成型的型腔部位可处于动模也可处于定模，一般设计时使其处于动模，以便利用机床顶出装置在开模时顶出铸件。从铸件结构看，以,D,-,D,面作分型面，不论成型部分处于动模或定模，其制作都很困难，,40mm,圆柱底平面处于型腔最低位置，不利于排气，易产生气孔等缺陷。,压铸工艺及模具设计,分析该支架零件，其外形虽不是很复杂，但各向差别很大，,16,分析该支架零件，其外形虽不是很复杂，但各向差别很大，,圆柱上的,R,5mm,凹部，将妨碍脱模，从而增加模具设计、制造难度。若选与方形型芯垂直的,B,-,B,面为分型面，则,D,-,D,面为侧抽芯分型面，剩下的型芯可在一个方向上一次抽芯。这样虽然模具结构并不复杂，只是侧型芯制造工作量及难度稍增大，但此时铸件绝大部分在动模上，受铸件结构的影响，此时浇注位置的选择、溢流槽的设置都很困难，难以避免在铸件深处产生浇不足、气孔等缺陷。为此,考虑到浇注系统的设计及铸件技术要求，选取,F,-,F,面作分型面，这是一个阶梯分型面，虽然将给模具的制造增加一定难度，但可使浇注系统设置更趋合理，从而保证产品质量。,压铸工艺及模具设计,圆柱上的R5mm凹部，将妨碍脱模，从而增加模具设计、,17,圆柱上的R5mm凹部，将妨碍脱模，从而增加模具设计、,3.,压铸机及压室直径,根据公司现有压铸设备及使用情况，选用,J1125E,卧式冷室压铸机，并按惯例对其额定锁模力进行校验。经计算，该件采用,F,-,F,分型面，铸件（带浇口）总投影面积为,9035,mm,2,，,经校核，压铸机额定锁模力能满足使用要求，同时根据压铸机压室直径规格，选取压室直径,D,50mm,。,4.,模具结构特点,模具结构特点如下：,(1) 阶梯形型芯及套板 采用阶梯分型面，模具结构也相应是阶梯形状，见图9-4中的动、定模镶块及套板，阶梯面差按设计取51.22,mm。,压铸工艺及模具设计,3. 压铸机及压室直径 根据公司现有压铸设备及使,18,3. 压铸机及压室直径 根据公司现有压铸设备及使,虽然动、定模镶块及套板设计成阶梯形，模具总厚并不受影响，但模具导套、导柱将出现不一致，此时可按图9-4导柱、导套结构处理，以满足4根导柱同时插入导套的要求。在侧抽芯部分，受工件影响，侧型芯高度很大，为保证抽芯平稳，防止出现异常的型芯侧翻而阻碍模芯运动，抽芯滑块导滑面的设计位置应合理。在这里导滑面的最低高度以不低于动模镶块下阶梯面为宜，可有两种选择：一是做成阶梯形导滑面，二是做成水平导滑面（可选上或下阶梯面）。在此模具中选用下阶梯面为导滑面，在相同条件下，有运动平稳可靠、减小模具总厚等优点。,压铸工艺及模具设计,虽然动、定模镶块及套板设计成阶梯形，模具总厚并不受影响，但模,19,虽然动、定模镶块及套板设计成阶梯形，模具总厚并不受影响，但模,(2) 液压斜销复合侧抽芯 经查表计算，总抽芯力,F,52960N，,该值只是各型芯所需抽芯力的简单代数叠加，实际抽芯动作中，型芯间的牵制将使抽芯力增大，按经验取增大8%，则,F,57200N。,由于抽芯距离,S,抽,S,移,+,，其中,S,移,99.1,mm，,取10,mm，,则,S,抽,109.1,mm。,不难想象，在一般的侧抽芯设计中，靠单一的斜销抽芯，要产生近60,kN,的抽芯力及109.1,mm,的抽芯距离，其结构将相当庞大，因此应考虑采用液压抽芯。但公司目前只具备30,kN,抽芯器，若单独采用，则不足以产生近60,kN,的抽芯力。为此，采用液压斜销复合侧抽芯，其结构见图9-4，在复合抽芯中，斜销工作角度应尽量小，以保证抽芯可靠性。,压铸工艺及模具设计,(2) 液压斜销复合侧抽芯 经查表计算，总抽芯力F,20,(2) 液压斜销复合侧抽芯 经查表计算，总抽芯力F,(3),预复位,为解决合模时侧型芯与推杆干涉的问题，合模时，在液压抽芯器动作前，与机床复位缸联动的复位杆带动模具推杆固定板（包括顶杆）退回，然后抽芯器再带动侧型芯合模，实现预复位动作。,压铸工艺及模具设计,(3) 预复位 为解决合模时侧型芯与推杆干涉的问题，合,21,(3) 预复位 为解决合模时侧型芯与推杆干涉的问题，合,9.2.3 车门锁芯压铸模分析,图,9-5,所示为车门锁芯，材料为,YX041,，,拟在,250,kN,热室压铸机上成型，客户要求除浇口痕迹外，其余不允许做任何切削加工。该零件体积小，净重约,20,g,，,形状较为复杂。在,12mm,圆柱体上，平行于径向有,6,层用于装配锁片的空腔，其横截面尺寸为,5.1,mm,1mm,，,各空腔间距仅,2.5,mm,，,沿轴向迭加，形成栅格。该处铸件壁厚仅,1.5,mm,，,形成钥匙横截面的空腔，用以插入钥匙。车门锁芯压铸模整体结构见图,9-6,。,压铸工艺及模具设计,9.2.3 车门锁芯压铸模分析 图9-5所,22,9.2.3 车门锁芯压铸模分析 图9-5所,图9-5车门锁芯,1定模座板2定模固定板3定模镶块,4、5、8、16动模镶块 6动模固定板 7垫板,9复位杆10推杆11推杆固定板12推板,13动模座板14垫块 15,滑块总成,17,分流锥,18,浇口,套,19,定位圈,20,型芯组,21,斜导柱,22,锁紧块,图9-6车门锁芯压铸模结构,压铸工艺及模具设计,图9-5车门锁芯1定模座板2定模固定板3定模镶块,23,图9-5车门锁芯1定模座板2定模固定板3定模镶块,1. 设计方案 该模具设计为1模2腔，斜导柱抽芯。考虑到制造工艺及合理分型，将锁芯沿轴线垂直方向分为3段（如图9-7），处为分型面，之间为锁芯头部，之间为抽芯部分。由于零件,J,处（见图9-5）有一侧凹，将浇口设在此处，在去除浇口痕迹时可铣出侧凹，省去了1处抽芯。锁芯上的栅格和钥匙横截面的空腔及锁芯尾部的侧凹由左、右滑块抽芯形成，其结构合理与否是模具设计成败的关键。在综合分析了铸件的脱模机理、锁芯技术要求、滑块的制造工艺后，本设计方案将抽芯部分的动模镶块5、16分为,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,、,G,、,H,和,a,、,b,、,c,、,d,、,e,、,f,、,g,、,h,各8个部分（见图9-7）。,压铸工艺及模具设计,1. 设计方案 该模具设计为1模2腔，斜导柱抽芯。,24,1. 设计方案 该模具设计为1模2腔，斜导柱抽芯。,由于锁芯的栅格“密”且“薄”，抽芯时易拉断，严重时还会导致滑块报废，为此本方案将,B,、,D,、,F,，（,b,、,d,、,f,）,设计成浮动滑片片组，其余为固定滑片组，利用铸件包紧力的作用，在抽芯开始时，浮动滑片组不动作，只有当固定滑片组完成抽芯行程后，浮动滑片组才进行二次抽芯。合模时，当浮动滑片组头部与动模镶块5和16的夹角相吻合时，浮动滑片组即可精确复位。实践表明，采用该结构铸件成品率大为提高。,压铸工艺及模具设计,由于锁芯的栅格“密”且“薄”，抽芯时易拉断，严重时还,25,由于锁芯的栅格“密”且“薄”，抽芯时易拉断，严重时还,图9-7锁芯栅格及斜匙横截面空腔部分示意图,2. 压铸模的结构与制造工艺 压铸模（见图9-6）的定模套板2上装有定模镶块3，型芯组20装在定模镶块上，线切割时留有余量，经钳工研配，安装十分方便、可靠。动模固定板上镶有动模镶块4、5、16，形成锁芯头部及,12mm,圆柱体的型腔。,压铸工艺及模具设计,图9-7锁芯栅格及斜匙横截面空腔部分示意图 2. 压铸,26,图9-7锁芯栅格及斜匙横截面空腔部分示意图 2. 压铸,动模镶块,4,、,5,、,16,分别采用,CNC,铣床、,NC,工具磨床加工，真空淬火后，线切割及电火花加工成型，精度较高。动模镶块,5,和,16,应在装配后用坐标磨床精磨出,12mm,型腔。铸件由,1,根,5mm,推杆顶出，由于推杆和滑块会产生干涉，故设计有先复位机构（图中略）。,图9-8为滑块总成。滑块体1上有一型槽，用于固定滑片组2的水平方向定位，浮动滑片组3也装在,T,型槽上，由于浮动滑片无,T,型头部，故可以沿抽芯方向滑动。垫圈4装在浮动滑片3上的长圆孔中，成滑动配合，长圆孔的连心线长度即是浮动行程，垫圈比浮动滑片厚0.03,mm。,当整个总成用螺钉5固定后，浮动滑片组仍可自由滑动。,压铸工艺及模具设计,动模镶块4、5、16分别采用CNC铣床、NC工具磨床加工，真,27,动模镶块4、5、16分别采用CNC铣床、NC工具磨床加工，真,滑片材料选用4,Cr5MoSiV1，,真空淬火，硬度5055,HRC，,用慢走丝线切割，先切外形，再横向切成片状，经时效定型后，研磨至要求的尺寸。滑片的圆弧面待滑块总成装配后，一起用电火花加工而成，该圆弧面为,12mm,圆柱面的一部分，特意将其半径做小0.1,mm，,以形成避空，有利于锁芯在锁体上转动自如，满足了零件的技术要求。,图9-8滑片组示意图,1滑块体2固定滑片组,3浮动滑片组,4垫圈5螺钉,压铸工艺及模具设计,滑片材料选用4Cr5MoSiV1，真空淬火，硬度50,28,滑片材料选用4Cr5MoSiV1，真空淬火，硬度50,9.2.4,电机机座压铸模分析,机座是电机上的一个重要壳体零件（见图9-9），材料为铝合金,ADC12（,日本牌号），质量9.5,kg。,该件形状复杂，机座内孔用于安装定子，斜度小，要求产品组织致密，能承受一定的压力，有较高的强度、刚性、韧性要求，再加上产品散热片多、壁薄，因而该模具设计制造难度较大，在模具设计与制造中要充分考虑各方面因素的影响。,压铸工艺及模具设计,9.2.4 电机机座压铸模分析 机座是电机上的一个重,29,9.2.4 电机机座压铸模分析 机座是电机上的一个重,图,9-9,机座压铸件,1. 压铸模结构分析 在模具设计中，主要是考虑产品的内孔大而深、斜度小，铸件冷凝收缩后，对型芯的包紧力很大。经分析，考虑了2种模具设计方案，如图9-10和图9-11所示。,压铸工艺及模具设计,图9-9 机座压铸件 1. 压铸模结构分析 在模,30,图9-9 机座压铸件 1. 压铸模结构分析 在模,13,动模镶块,14,定模镶块,28,动模型芯,29,定模型芯,图9-10机座压铸模结构方案一,压铸工艺及模具设计,13动模镶块14定模镶块28动模型芯29定模型,31,13动模镶块14定模镶块28动模型芯29定模型,1油缸2行程开关组合3行程连接器4联接杆5油缸架6导轨,7滑块托板8接油管,9垫块10左滑块,11楔紧块12左滑块镶块,13动模镶块14定模镶块,15右滑块镶块,16推杆固定板17推板,18动模座板19浇口套,20下滑块镶块21动模套板,22动模小镶件 23上滑镶件,24定模套板25垫块,26横浇道27溢流槽,图9-11机座压铸模结构方案二,压铸工艺及模具设计,1油缸2行程开关组合3行程连接器4联接杆5,32,1油缸2行程开关组合3行程连接器4联接杆5,(1),方案一,如图,9-10,的模具结构，产品的内孔由动模型芯,28,、定模型芯,29,组成，动模型芯,28,所受的包紧力很大，故推杆的推出力需很大，且推出距离长，这样造成铸件推出困难。一般采用圆推杆或异形推杆，由于包芯力太大，推杆往往容易折断，且铸件推出时容易变形，甚至被推裂。在生产过程中，模具更换推杆频繁，机座尺寸愈大，此现象愈严重，甚至无法正常生产。,(2) 方案二 如图9-11的模具结构，重点解决产品推出困难的问题。产品的内孔由上滑块镶块23、下滑块镶块20组成，产品内孔,210mm,的抽拔，利用两个液压缸1完成。铸件的内孔质量、精度等均能够保证。产品内孔型芯抽出后，推出力便很小，推出距离短。整副模具结构紧凑，具有型腔易清理、喷涂等优点。,压铸工艺及模具设计,(1) 方案一 如图9-10的模具结构，产品的内孔,33,(1) 方案一 如图9-10的模具结构，产品的内孔,综合考虑推出系统及浇注系统等因素，采用第二方案的模具结构。,2.,压铸模工作过程,合模后，压射头将铝液射入压铸模型腔，待铝液凝固，压射头卸压，然后开模，油缸,1,将各滑块镶块抽离铸件，通过推杆将压铸件顶出，推杆复位，然后清理型腔，喷上脱模剂，油缸,1,将各滑块镶块插入型腔，然后合模，这便完成一个工作过程。,3.,浇注及冷却系统,压铸模在卧式,13.5,kN,压铸机上使用，经校核，其额定锁模力能满足要求，根据压铸机直径及铸件重量计算，压室直径选取,D,120mm,。,铝液由定模镶块分成,2,股（见图,9-12,）流入横浇道,26,，以避免直冲入型腔，待横浇道填满后，通过环形内浇口填充型腔。内浇口设计成环形，厚度为,2,3.5,mm,，,长度为,2,3,mm,。,压铸工艺及模具设计,综合考虑推出系统及浇注系统等因素，采用第二方,34,综合考虑推出系统及浇注系统等因素，采用第二方,内浇口截面积的计算公式为：,A,g,G,/(,v,g,t,),式中,A,g,内浇口截面积（,mm,2,）；,G,铸件重量（,g,），,此铸件为,9500,g,；,液态金属的密度（,g/cm,3,），,查表得,2.8 g/cm,3,；,v,g,内浇口处金属液的流速（,m/s,），,查表得,v,g,12,30m/s,；,t,充填型腔的时间（,s,），,查表得,t,0.054,0.081s,。,压铸工艺及模具设计,内浇口截面积的计算公式为：压铸工艺及模具设计,35,内浇口截面积的计算公式为：压铸工艺及模具设计,由于采用上述浇道，金属液沿型壁充填，流动顺畅，避免了正面冲击型芯。在金属填充之末，动、定模镶块及左右滑块镶块各设置一大环形溢流槽27，接收流入型腔和流经型腔表面已经冷却的金属液，收集被金属液挤压流动前沿的空气-气体混合物，同时改善模具热平衡状态。再加上通过各滑块的配合间隙的排气，模具排气状况良好，减少了铸件流痕、冷隔、浇不足的现象，从而保证产品成型质量好，得到致密度高的产品。,压铸工艺及模具设计,由于采用上述浇道，金属液沿型壁充填，流动顺畅，避免了,36,由于采用上述浇道，金属液沿型壁充填，流动顺畅，避免了,为保证压铸模合理的冷却，提高压铸生产率，在各镶块及浇口套中设置了合理的冷却通道。如果压铸模温度太低，铸件就会形成不光洁的所谓“花纹”表面；此外，在抽出型芯之前，如果压铸模温度过低，则会因压铸材料对热裂的敏感而形成收缩裂纹；如果压铸模温度太高，压铸材料就会粘结在模壁上，活动部件被粘住，铸件轮廓尺寸（由于热膨胀）发生变化，产品尺寸超差。本模具的冷却采用油冷温控系统，在压铸过程中模具保持在恒定的温度范围内，一般模具工作温度范围为180220。经过实践证明，模具采用温控系统，产品质量稳定，成品率高，同时延长了模具的使用寿命。,压铸工艺及模具设计,为保证压铸模合理的冷却，提高压铸生产率，在各镶块及浇,37,为保证压铸模合理的冷却，提高压铸生产率，在各镶块及浇,26横浇道27溢流槽,图9-12 定模镶块,压铸工艺及模具设计,26横浇道27溢流槽图9-12 定模镶块压铸工艺及模,38,26横浇道27溢流槽图9-12 定模镶块压铸工艺及模,4. 压铸模主要零件的设计与加工 产品内孔（,210mm）,型芯由上滑块镶块23与下滑块镶块20组成，见图9-11。为了保证产品内孔的同轴度，上滑块镶块23与下滑块镶块20配合面的中间分别设计一凸台与凹孔。为了简化、方便加工，将产品方形线盒处设计成动模活动镶件22。在加工工艺方面为了保证产品尺寸要求，减少热处理变形的影响，各镶块型腔先进行半精加工，经热处理，硬度达到4448,HRC,后，由钳工配装好各滑块镶块，固定后一起精车型腔。,压铸工艺及模具设计,4. 压铸模主要零件的设计与加工 产品内孔（21,39,4. 压铸模主要零件的设计与加工 产品内孔（21,9.2.5,HJ70,型左闸把座下体压铸模分析,图9-13为,HJ70,型左闸把座下体压铸件，材料为压铸锌合金。它是摩托车闸把上的一个零件，其外形及内腔形状复杂，耳部在20斜面上，壁厚最小为2.5,mm。,需要抽芯的有槽3.4，圆弧,R,3 mm，,孔,8.2 mm，,通孔,12 mm,及喇叭标记。通过对压铸件的分析，设计的模具结构如图9-14所示。,压铸工艺及模具设计,9.2.5 HJ70型左闸把座下体压铸模分析 图9,40,9.2.5 HJ70型左闸把座下体压铸模分析 图9,图9-13,HJ70,型左闸把座下体,压铸工艺及模具设计,图9-13HJ70型左闸把座下体压铸工艺及模具设计,41,图9-13HJ70型左闸把座下体压铸工艺及模具设计图9-1,1螺钉2销钉3导钉,4推杆垫板5推杆固定板,6螺钉7推杆,8反推杆9动模座板,10动模套板11定模套板,12定模镶件17动模镶件,18主型芯19侧型芯,20斜拉杆21螺钉,22斜楔23滑块,24挡块25螺杆,图9-14模具结构图,压铸工艺及模具设计,1螺钉2销钉3导钉图9-14模具结构图压铸工艺,42,1螺钉2销钉3导钉图9-14模具结构图压铸工艺,1.,工作原理,开模时，动模与定模分开，主型芯与压铸件型腔脱离。同时滑块与动模运动，由于定模上的斜拉杆在滑块孔中，强制滑块沿斜拉杆方向运动，抽芯动作开始。当三个滑块达到极限位置，抽芯动作完成。然后由推板推动四根推杆，推出压铸件。,2. 结构特点 压铸模采用正置，型腔在动模，这就有利于动模滑块抽芯机构的设置，使得抽芯机构的结构简单，动作可靠。主型芯在定模，这样开模后压铸件对型芯较大的抱紧力被消除了，减小了推出力，有利于推出机构的设置。模具采用了三根,6 mm,推杆在浇道及溢料上，一根,4 mm,推杆在制件上来推出压铸件。由于推出所需要的力较小，也就使推杆的寿命增长，同时也保证了压铸件的外观质量。,压铸工艺及模具设计,1. 工作原理 开模时，动模与定模分开，主型芯与压,43,1. 工作原理 开模时，动模与定模分开，主型芯与压,3. 分型面的设计 根据压铸件的外形特点，选择多折线分型面，如图9-15所示。模具采用正置，型腔在动模，型芯在定模，使得型腔和型芯的设计和加工简化。型腔在动模有利于抽芯机构的设置，三处抽芯均采用动模滑块抽芯。主型芯在定模有利于推出机构的设置，选用四推杆推出压铸件。,动模,分型面,定模,图9-15多折线分型面,压铸工艺及模具设计,3. 分型面的设计 根据压铸件的外形特点，选择多折,44,3. 分型面的设计 根据压铸件的外形特点，选择多折,4. 浇道设计 浇道设计如图9-16所示。主浇道设在定模，内浇口设在动模，这有利于去除浇口毛刺。内浇口的位置设在压铸件的薄壁处，并且离耳部距离最短之处，这样金属能流经狭窄的截面，首先填充耳部较厚部位，最后薄壁深腔处得到完全的填充，获得致密的铸件组织，保证压铸件的外轮廓清晰及表面粗糙度达到,Ra,=2.5m。,主浇道流入角为118，压铸时填充性能较好，能够避免金属液冲击型芯和型腔。,压铸工艺及模具设计,4. 浇道设计 浇道设计如图9-16所示。主浇道设,45,4. 浇道设计 浇道设计如图9-16所示。主浇道设,压铸件耳部,内浇口,主浇道,分型面,图9-16浇道设计,压铸工艺及模具设计,压铸件耳部内浇口主浇道分型面图9-16,46,压铸件耳部内浇口主浇道分型面图9-16,5. 抽芯机构设计 三滑块抽芯机构如图9-17所示。抽芯机构,A,，,完成,12mm,孔及标记喇叭的成型。由于模具采用正置，使得抽芯机构设计及工艺简单。型芯全部位于动模边，型芯与滑块的组装只需要在动模边进行，合模后无干涉现象。抽芯机构,B,，,完成,8.2mm,孔及槽3.4,mm15mm,的成型。,8.2mm,孔的成型比较困难，需要计算抽芯机构的各个空间角度。在20分型面上，计算出,8.2mm,孔与型腔中心偏角1653，孔中心线与模具基面偏角559。套板分型面为平面，在平面上计算出滑块导向槽与模具中心偏角1754，导向槽底面与模具基面偏角642。斜楔定位面斜角为：25-642=1818。,压铸工艺及模具设计,5. 抽芯机构设计 三滑块抽芯机构如图9-17所,47,5. 抽芯机构设计 三滑块抽芯机构如图9-17所,抽芯机构,C,，,完成圆弧槽,R,3mm、,R,7mm,及直槽3.4,mm,成型，并要求与抽芯机构,B,的型芯相接触。模具选择,B,、,C,型芯的接触面在120圆锥处，这样有利于,R,3mm,的成型，抽芯运动方向与,8.2mm,孔轴线夹角60，抽芯仍在20斜分型面上。按此方法计算出型芯中心对模具型腔中心偏角1653+60=7653，型芯中心对模具基面偏角1924。滑块导向槽与模具中心偏角1754+60=7754，导向槽底面与模具基面偏角1936。斜楔定位面斜度25+1936=4436。,压铸工艺及模具设计,抽芯机构C，完成圆弧槽R3mm、R7mm及直槽3.4,48,抽芯机构C，完成圆弧槽R3mm、R7mm及直槽3.4,图9-16浇道设计,压铸工艺及模具设计,图9-16浇道设计压铸工艺及模具设计,49,图9-16浇道设计压铸工艺及模具设计图9-16浇道设计压,9.3屏蔽盒压铸模设计,图9-18为屏蔽盒零件图，其材料为,YZAlSi12，,合金代号为,YL102，,压铸件未注尺寸精度取,IT14,级，未注铸造圆角为,R,1.5。,压铸工艺及模具设计,9.3屏蔽盒压铸模设计 图9-18为屏蔽盒零件图，,50,9.3屏蔽盒压铸模设计 图9-18为屏蔽盒零件图，,图9-18 屏蔽盒压铸件,压铸工艺及模具设计,图9-18 屏蔽盒压铸件压铸工艺及模具设计,51,图9-18 屏蔽盒压铸件压铸工艺及模具设计图9-18 屏,1.,压铸件的工艺分析屏蔽盒的最小壁厚为,2.5,mm,，,符合压铸件最小壁厚的工艺要求，方孔,5,mm,10mm,也符合工艺要求。尺寸,mm,接近,IT15,级，其余为,IT14,级均符合工艺要求，铸造圆角,R,3,、,R,5,和未注铸造圆角,R,1.5,均符合工艺要求。因此屏蔽盒符合工艺要求。,2.,工艺规程制订,工艺规程制订主要是确定压铸生产时的工艺参数，屏蔽盒的压铸工艺规程如表,9-1,所示的压铸工艺卡。,3. 分型面选择 根据盒形件的结构特点，屏蔽盒分型面选择在图9-1所示的,BB,面上。,压铸工艺及模具设计,1. 压铸件的工艺分析屏蔽盒的最小壁厚为2.5mm,52,1. 压铸件的工艺分析屏蔽盒的最小壁厚为2.5mm,表,9-1,屏蔽盒压铸工艺卡,c,压力铸造工艺卡片,产品名称,压铸件名称,屏蔽盒,材料,牌号,YZAlSi12,铸件质量,/,kg,0.28,浇注系统质量,/,kg,0.14,每模件数,1,镶嵌件,数量,预热温度/,新旧料比,2:1,工艺规程,模具预热温度 / ,230240,涂料,名称,牌号,方法和次数,压铸温度 / ,650680,胶体石墨,用刷子每压铸一次涂定模一次,压力 /,MPa,5760,设备,型号,压室直径/,mm,压射速度 /,ms,-1,3.05.0,J116D,35或40,保压时间 /,s,1.52.0,工艺说明,冷却方式,自然冷却,留模时间 /,s,6.58.0,铸件投影面积 /,mm,2,13408,压铸工艺及模具设计,表9-1 屏蔽盒压铸工艺卡 c材料牌号0.280.14每模,53,表9-1 屏蔽盒压铸工艺卡 c材料牌号0.280.14每模,4.,确定浇注系统由于屏蔽盒长宽相差悬殊，壁厚又较薄，为防止冷隔和保证模具热平衡，浇注系统采用金属液从铸件的长边两侧同时流入，且在金属液汇合或有可能产生涡流处采用较大的溢流槽，这一方面可兼排气作用，另一方面集渣和有利于模具热平衡。采用侧浇口，如图,9-19,所示。,5.,压铸机的选用,此压铸件无嵌件，可选用卧式冷室压铸机，根据生产实际情况，选用,J116D,型压铸机生产。,压铸工艺及模具设计,4. 确定浇注系统由于屏蔽盒长宽相差悬殊，壁厚又较,54,4. 确定浇注系统由于屏蔽盒长宽相差悬殊，壁厚又较,6. 压铸模总装图设计由于屏蔽盒有一侧方孔，需抽侧型芯，采用单侧斜销抽芯机构，由于侧向抽芯时有斜滑块，为简化模具结构，可采用推杆推出机构。考虑到屏蔽盒壁薄，溢流槽放大，因此主要推杆可设置在溢流槽和分流道上，同时在屏蔽盒壁上设置8个扁推杆，以顺利推出屏蔽盒，如图9-19。考虑到模具搬运和安装的方便性，在动、定模板上安有吊钩。屏蔽盒模具总装图见图9-19所示，其明细表见表9-2。,压铸工艺及模具设计,6. 压铸模总装图设计由于屏蔽盒有一侧方孔，需抽侧,55,6. 压铸模总装图设计由于屏蔽盒有一侧方孔，需抽侧,7.,压铸模零件图如图,9-19,所示，浇口套,6,用定位块,7,定位。浇口套如图,9-20,所示，材料为,3,Cr2W8V,，,表面氮化，热处理后,45,50,HRC,。,图,9-21,为镶块,9,，材料为,3,Cr2W8V,，,表面氮化，热处理后,45,50,HRC,。,图,9-22,为动模型芯,12,，材料为,3,Cr2W8V,，,表面氮化，热处理后,45,50,HRC,。,图,9-23,为动模镶块,18,，材料为,3,Cr2W8V,，,表面氮化，热处理后,45,50,HRC,。,图,9-24,为动模套板,22,，材料为,45,。,图9-25为定模镶块19，材料为3,Cr2W8V，,表面氮化，热处理后4550,HRC。,压铸工艺及模具设计,7. 压铸模零件图如图9-19所示，浇口套6用定位,56,7. 压铸模零件图如图9-19所示，浇口套6用定位,图,9-26,为定模套板,23,，材料为,45,。,图,9-27,为楔紧块,30,，材料为,T10A,，,热处理后,50,55,HRC,。,图,9-28,为斜导柱,32,，材料为,T10A,，,热处理后,50,55,HRC,。,图,9-29,为滑块,33,，材料为,3,Cr2W8V,，,表面氮化，热处理后,45,50,HRC,。,其余可参考表9-2。,压铸工艺及模具设计,图9-26为定模套板23，材料为45。压铸工艺及模具,57,图9-26为定模套板23，材料为45。压铸工艺及模具,图,9-19,屏蔽盒压铸模总装图,（图中零件号的名称见表7-2）,压铸工艺及模具设计,图9-19 屏蔽盒压铸模总装图 压铸工艺及模具设计,58,图9-19 屏蔽盒压铸模总装图 压铸工艺及模具设计图9-1,表,9-2,屏蔽盒压铸模零件明细表,序号,名称,数量,标准代号,材料,热处理,备注,1,内六角螺钉,4,GB70,85,M12,45,2,内六角螺钉,6,GB70,85,M12,40,3,弹簧垫圈,2,GB94.1,87,弹簧垫圈,16,4,推板导杆,2,T10A,45,50,HRC,5,销钉,2,GB119,86,销,16,45,6,浇口套,1,3,Cr2W8V,45,50,HRC,表面氮化,7,定位块,1,T10A,50,55,HRC,8,推杆,2,T10A,50,55,HRC,9,镶块,2,3,Cr2W8V,45,50,HRC,表面氮化,10,六角螺钉,2,45,35,40,HRC,11,扁推杆,8,T10A,50,55,HRC,12,动模型芯,1,3,Cr2W8V,45,50,HRC,表面氮化,压铸工艺及模具设计,表9-2屏蔽盒压铸模零件明细表序号名称数量标准代号材料热处,59,表9-2屏蔽盒压铸模零件明细表序号名称数量标准代号材料热处,13,推杆,2,T10A,50,55,HRC,14,推板,1,Q235,15,推杆固定板,1,Q235,16,动模固定板,1,Q235,17,复位杆,4,T10A,50,55,HRC,18,动模镶块,1,3,Cr2W8V,45,50,HRC,表面氮化,19,定模镶块,1,3,Cr2W8V,45,50,HRC,表面氮化,20,带头导套,4,T10A,50,55,HRC,21,有肩导柱,4,T10A,50,55,HRC,22,动模套板,1,45,23,定模套板,1,45,24,定模固定板,1,Q235,25,内六角螺钉,4,GB70,85,M12,45,26,销钉,2,GB119,86,销,16,45,27,螺塞,1,45,30,35,HRC,28,弹簧,1,4,Cr13,30,35,HRC,压铸工艺及模具设计,13推杆2T10A5055HRC14推板1Q23515推杆,60,13推杆2T10A5055HRC14推板1Q23515推杆,29,定位钉,1,T10A,5055,HRC,30,楔紧块,1,T10A,5055,HRC,31,内六角螺钉,2,GB7085,M840,32,斜导柱,1,T10A,5055,HRC,33,滑块,1,3,Cr2W8V,4555,HRC,表面氮化,34,吊钩,2,45,35,推杆,4,T10A,5055,HRC,36,推杆,2,T10A,5055,HRC,压铸工艺及模具设计,29定位钉1T10A5055HRC30楔紧块1T10A50,61,29定位钉1T10A5055HRC30楔紧块1T10A50,图9-20浇口套零件图,压铸工艺及模具设计,图9-20浇口套零件图压铸工艺及模具设计,62,图9-20浇口套零件图压铸工艺及模具设计图9-20浇口套,图,9-21,镶块零件图,压铸工艺及模具设计,图9-21镶块零件图 压铸工艺及模具设计,63,图9-21镶块零件图 压铸工艺及模具设计图9-21镶块零,图,9-22,动模型芯零件图,图,9-23,动模镶块零件图,压铸工艺及模具设计,图9-22动模型芯零件图 图9-23动模镶块零件图 压铸,64,图9-22动模型芯零件图 图9-23动模镶块零件图 压铸,图9-24动模套板零件图,图9-25定模镶块零件图,压铸工艺及模具设计,图9-24动模套板零件图图9-25定模镶块零件图压铸工艺,65,图9-24动模套板零件图图9-25定模镶块零件图压铸工艺,图,9-26,定模套板零件图,图,9-27,楔紧块零件,压铸工艺及模具设计,图9-26定模套板零件图 图9-27楔紧块零件 压铸工艺,66,图9-26定模套板零件图 图9-27楔紧块零件 压铸工艺,图9-28斜导柱零件图,图9-29滑块零件图,压铸工艺及模具设计,图9-28斜导柱零件图图9-29滑块零件图压铸工艺及模具,67,图9-28斜导柱零件图图9-29滑块零件图压铸工艺及模具,思考题,9.1,压铸模设计的基本要求和步骤有哪些？,9.2,试设计计算,QD1212,驱动端盖的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。,9.3,试设计计算轿车抗扭支架的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。,9.4,试设计计算车门锁芯的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。,压铸工艺及模具设计,思考题 9.1 压铸模设计的基本要求和步骤有哪些？ 压,68,思考题 9.1 压铸模设计的基本要求和步骤有哪些？ 压,9.5,试设计计算电机机座的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。,9.6,试设计计算,HJ70,型左闸把座下体的浇注系统和排液系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。,9.7 试设计计算屏蔽盒的浇注系统和排溢系统，校核压铸机的锁模力、压室容量和开模距离，并按比例绘制其压铸模总装图和压铸模零件图。,压铸工艺及模具设计,9.5 试设计计算电机机座的浇注系统和排液系统，校核,69,9.5 试设计计算电机机座的浇注系统和排液系统，校核,压铸工艺及模具设计,9压铸模设计实例,9.1 压铸模设计的依据与步骤,9.2 典型压铸件的模具实例分析,9.3屏蔽盒压铸模设计,压铸工艺及模具设计 9压铸模设计实例,70,压铸工艺及模具设计 9压铸模设计实例压铸工艺及模具设,9.1 压铸模设计的依据与步骤,压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备，生产过程能否顺利进行，铸件质量有无保证，在很大程度上取决于模具结构的合理性和技术上的先进性。压铸生产时，压铸工艺参数的正确采用，是获得优质铸件的决定因素，而压铸模则是正确地选择和调整有关工艺参数的基础。压铸模与压铸工艺、生产操作存在着极为密切而又互为制约、互相影响的特殊关系。其中，压铸模的设计，实质上是对生产过程中可能出现的各种因素的综合反映。所以，在设计压铸模时，必须全面分析铸件结构，熟悉压铸机操作过程特性及工艺参数可调节的范围，,掌握在不同压铸条件下金属液的充填特性和流动行为，并考虑到加工性和经济性等因素,。只有这样，才能设计出符合实际、满足生产要求的压铸模。,压铸工艺及模具设计,9.1 压铸模设计的依据与步骤 压铸模是进行压铸生产,71,9.1 压铸模设计的依据与步骤 压铸模是进行压铸生产,1.,压铸模设计的依据,压铸模设计的依据有：,(1),产品图纸和生产纲领。,(2),产品技术条件和压铸材料。,(3),压铸机规格。,(4),生产批量。,2.,压铸模设计的基本要求,压铸模设计时应考虑如下基本要求：,(1),所生产的压铸件，应符合产品图纸所规定的形状、尺寸及各项技术要求，特别是要设法保证高精度和高质量部位达到要求，要尽量减少机械加工部位和加工余量。,(2),压铸模应适合压铸生产工艺的要求，并且技术经济性合理。,压铸工艺及模具设计,1. 压铸模设计的依据 压铸模设计的依据有：压铸,72,1. 压铸模设计的依据 压铸模设计的依据有：压铸,(3),在保证压铸件质量和安全生产的前提下，应采用合理、先进、简单的结构，减少操作程序，使动作准确可靠，构件刚性良好，易损件拆换方便，便于维修，并有利于延长模具工作寿命。,(4),压铸模的各种零件选材适当，配合精度选用合理，能满足机械加工工艺和热处理工艺的要求，能达到各项技术要求。,(5),根据压铸机的技术特性，准确选定安装尺寸，使压铸模与压铸机的连接安装既方便又准确可靠，能充分发挥压铸机的技术功能和生产能力。,(6) 在条件许可时，压铸模的零部件应尽可能实现标准化、通用化和系列化，以缩短设计和制造周期。,压铸工艺及模具设计,(3) 在保证压铸件质量和安全生产的前提下，应采用合,73,(3) 在保证压铸件质量和安全生产的前提下，应采用合,3.,压铸模设计的步骤压铸模的设计步骤主要有：,(1),根据产品使用的材料种类、产品形状、结构和精度等各项技术指标进行工艺分析，制定工艺规程。,(2),确定型腔数量、铸件在模具内的放置位置，进行分型面、浇注系统和排溢系统的设计。,(3),确定镶块与型芯的镶拼形式和固定方法，进行成型零件的设计。,(4),确定抽芯距和抽芯力，进行抽芯机构的设计。,(5),确定推出元件的位置，进行推出机构的设计。,(6),选定压铸机，进行