壓鑄工藝及模具設(shè)計：第7章 成型零件和模架設(shè)計

1、第七章 成型零件和模架設(shè)計（P118）,成型零件是構(gòu)成型腔以形成壓鑄件形狀的零件。通常澆注系統(tǒng)、溢流和排氣系統(tǒng)也在成型零件上加工而成。成型零件的結(jié)構(gòu)、尺寸和質(zhì)量直接影響著壓鑄件的精度、質(zhì)量和模型的壽命。 成型零件主要指型芯和鑲塊,1. 成型零件的結(jié)構(gòu)及分類,成型零件的結(jié)構(gòu)形式分為：整體式和鑲拼式 。,一、整體式結(jié)構(gòu),二、鑲拼式結(jié)構(gòu),三、鑲拼式結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點,1、便于機(jī)加工，以保證成型部位的尺寸精度和組合部位的配合精度。其結(jié)構(gòu)形式：,2、保證鑲塊和型芯的強度及提高鑲塊、型芯與模塊間相對位置的穩(wěn)定性。,3、鑲塊及型芯不應(yīng)有銳角和薄壁，以防止鑲塊及型芯在熱處理及壓鑄生產(chǎn)時產(chǎn)生變形和裂紋。,4、鑲拼間

2、隙處產(chǎn)生的飛邊方向應(yīng)與脫模方向一致。,5、鑲塊和型芯的個別凸凹易損部分、圓弧部分以及局部尺寸精度要求高的成型零件，受金屬液直接沖擊的部位，應(yīng)設(shè)計成單獨的鑲塊以便能用時更換和維修。,6、不影響壓鑄件的外觀，便于去除飛邊。,四、 鑲塊的固定形式,鑲塊固定時必須保持與相關(guān)的零件有足夠的穩(wěn)定性，還要求便于加工和裝卸。 鑲塊通常安裝在模具的套板內(nèi)。套板分為：通孔和盲孔兩種。,四、 鑲塊的固定形式,圖7-3.盲孔套板鑲塊的固定形式。,四、 鑲塊的固定形式,通孔套板分為：通孔臺階式和通孔無臺階式兩種。,四、 鑲塊的固定形式,五、型芯的結(jié)構(gòu)及固定形式,成型壓鑄件內(nèi)形的零件-型芯。 成型壓鑄件整體內(nèi)形的零件-主

3、型芯。 成型壓鑄件局部內(nèi)形的零件-小型芯。,（一）主型芯的結(jié)構(gòu)及固定形式,圖7-6,（二）小型芯的結(jié)構(gòu)及固定形式,圖7-7，圖7-8。,（二）小型芯的結(jié)構(gòu)及固定形式,六、鑲塊和型芯的止轉(zhuǎn)形式。,七、鑲塊和型芯的結(jié)構(gòu)尺寸,（一）鑲塊壁厚尺寸,（二）整體鑲塊臺階尺寸,表7-8 整體鑲塊臺階尺寸推薦值,（三）組合式成型鑲塊固定部分長度,表7-9 組合式成型鑲塊固定部分長度推薦值,（四） 圓型芯結(jié)構(gòu)尺寸,圓型芯尺寸推薦值見表7-10。,八、型腔鑲塊在分型面上的布置形式,（一）臥式冷室壓鑄機(jī)用模具型腔鑲塊的布置形式。見圖7-10。,八、型腔鑲塊在分型面上的布置形式,（一）臥式冷室壓鑄機(jī)用模具型腔鑲塊的布

4、置形式。,八、型腔鑲塊在分型面上的布置形式,（二）熱室或立式冷室壓鑄機(jī)用模具型腔鑲塊的布置形式。,八、型腔鑲塊在分型面上的布置形式,（二）熱室或立式冷室壓鑄機(jī)用模具型腔鑲塊的布置形式。見圖7-11。,2. 成型零件成型尺寸的計算,成型部分的尺寸和精度是保證壓鑄件尺寸和精度的主要因素。當(dāng)零 件結(jié)構(gòu)與模具結(jié)構(gòu)確定后，影響壓鑄件尺寸精度的主要因素有： 成型零件的制造精度； 設(shè)計壓鑄模時，合金計算收縮與實際收縮率的差異； 壓鑄模在使用過程中的磨損，使得同一模型在新和舊的時候所生產(chǎn)的制品各不相同； 分型面對壓鑄件的影響； 壓鑄工藝和生產(chǎn)操作； 壓鑄機(jī)性能影響等。 只有當(dāng)所有這些累積誤差在壓鑄件規(guī)定公差范

5、圍內(nèi)時才能生產(chǎn)出合格的壓鑄件。因此確定成型部分尺寸時要全面考慮影響壓鑄件尺寸的因素，使計算時假設(shè)條件盡量接近實際情況。,一、壓鑄件的收縮率,（一）實際收縮率 壓鑄件的實際收縮率-是指室溫下模具成型尺寸與壓鑄件實際尺寸的差與模具成型尺寸之比。即： A型-室溫下模具的成型尺寸（mm）， A實-室溫下壓鑄件的實際尺寸（mm）。,一、壓鑄件的收縮率,（二）計算收縮率 A-計算得到的模具成型零件的尺寸（mm）， A-壓鑄件的公稱尺寸（mm）。,常用壓鑄合金的計算收縮率見表7-11,（三）收縮率的確定,一般規(guī)律： 壓鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，型芯多，收縮受阻大時，收縮率較??；反之，收縮率較大。 薄壁件的收縮率較?。缓?/p>

6、壁件收縮率較大。 壓鑄件出模溫度越高，則收縮率越大，反之則小。 靠近澆道處型腔溫度高，此處的收縮率較大。,三、成型零件尺寸的分類、計算要點及標(biāo)注形式,成型零件中直接決定壓鑄件幾何形狀的尺寸-成型尺寸。 （一）成型尺寸的分類及計算要點 成型尺寸主要分為：,型腔尺寸（包括型腔深度尺寸）,型芯尺寸（包括型芯高度尺寸）,成型部分的中心距離和位置尺寸,（一）成型尺寸的分類及計算要點,成型尺寸計算的要點： 因型腔磨損后尺寸增大，故計算型腔尺寸時應(yīng)使得壓鑄件外形接近于最小極限尺寸。 因型芯磨損后尺寸減小，故計算型腔尺寸時應(yīng)使得壓鑄件內(nèi)形接近于最大極限尺寸。 兩個型芯或型腔之間的中心距離和位置尺寸與磨損無關(guān)，

7、故應(yīng)使其尺寸接近于最大和最小兩個極限尺寸的平均值。,（二）成型尺寸標(biāo)注形式及偏差分布的規(guī)定,壓鑄件的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，公稱尺寸為最大值；與之相應(yīng)的型腔尺寸采用單向正偏差，公稱尺寸為最小值。,（二）成型尺寸標(biāo)注形式及偏差分布的規(guī)定,壓鑄件的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，公稱尺寸為最小值；與之相應(yīng)的型芯尺寸采用單向負(fù)偏差，公稱尺寸為最大值。,（三）中心距離、位置尺寸的計算,壓鑄件的中心距離、位置尺寸采用雙向等值正、負(fù)偏差，公稱尺寸為平均值；與之相應(yīng)的模具中心距尺寸也采用雙向等值正、負(fù)偏差，公稱尺寸為平均值。,（四） 制造偏差的選取,型腔和型芯尺寸的制造偏差按下列規(guī)定選取： 當(dāng)壓鑄件尺寸精度為IT1

8、1IT13時， 取 /5。 當(dāng)壓鑄件尺寸精度為IT14IT16時， 取 /4。 壓鑄件的中心距離、位置尺寸的制造偏差按下列規(guī)定 選?。?當(dāng)壓鑄件尺寸精度為IT11IT13時， 取 /5。 當(dāng)壓鑄件尺寸精度為IT14IT16時， 取 /4。,成型尺寸計算舉例,殼體壓鑄件如圖所示。取為分型面，采用擴(kuò)張式外側(cè)澆口，型腔設(shè)在定模鑲塊內(nèi)。殼體材料為壓鑄鋁合金，查表（P110），選定平均計算收縮率為。,殼體壓鑄件的成型尺寸分類 壓鑄件的、屬于型腔尺寸；、屬于型芯尺寸；、屬于中心距離、位置尺寸。另外，、受到分型面的影響，高壓、高速的金屬液充填型腔時，閉合的動、定模會出現(xiàn)微小的分離傾向，使與分型面有關(guān)的尺寸略

9、微增大。為消除這種影響，通常將計算所得的公稱尺寸減去0.05。,型腔尺寸計算（按式、計算）,型芯尺寸計算（按式、計算）,中心距離、位置尺寸計算（按式計算）,3. 模架的設(shè)計,一、模架的基本結(jié)構(gòu),二、模架設(shè)計的基本要求,1）模架應(yīng)有足夠的剛度； 2）模架不宜過于笨重； 3）模架在壓鑄機(jī)上的安裝位置應(yīng)與壓鑄機(jī)規(guī)格或通用模座規(guī)格一致； 4）模架應(yīng)設(shè)置吊環(huán)螺釘或螺釘孔； 5）鑲塊與模架邊緣的分型面之間應(yīng)留有足夠有位置，以設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套、緊固螺釘?shù)攘慵?6）模具的總厚度不能大于所選壓鑄機(jī)的最小合模距離。,三、支承與固定零件的設(shè)計,包括：動（定）模套板、支承板、動（定）模座板和墊塊等。 （一）動、定模套

10、板的設(shè)計 動、定模套板的作用：鑲嵌（或固定）鑲塊和型芯。對有斜抽芯機(jī)構(gòu)的壓鑄模，常在動模套板一開設(shè)滑塊的導(dǎo)滑槽,而在定模套板上設(shè)置斜銷和楔緊裝置. 套板一般承受拉伸、壓縮、彎曲三種應(yīng)力作用。設(shè)計套板時主要是對套板的邊框厚度的計算。,三、支承與固定零件的設(shè)計,1、圓形套板邊框厚度計算 套板為盲孔時： 套板為通孔時：,三、支承與固定零件的設(shè)計,2、矩形套板邊框厚度計算,三、支承與固定零件的設(shè)計,（二）支承板的設(shè)計,三、支承與固定零件的設(shè)計,2、支承板的加強形式 圖7-20,三、支承與固定零件的設(shè)計,（三）座板的設(shè)計 座板一般不作強度計算。 圖7-21,三、支承與固定零件的設(shè)計,（四）墊塊設(shè)計 圖7

11、-22,四、導(dǎo)向零件的設(shè)計,1、導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計要點： （）導(dǎo)柱應(yīng)具有足夠的剛度，保證動、定模在安裝和合模時的正確位置。 （）導(dǎo)柱應(yīng)高出型芯高度，以避免型芯在模具合模、搬運時受到損壞。 （）為了便于取出壓鑄件，導(dǎo)柱一般設(shè)置在定模上。 （）模具采用卸料板卸料時，導(dǎo)柱設(shè)置在動模上，以便于卸料板在導(dǎo)柱上滑動進(jìn)行卸料。 （）臥式壓鑄機(jī)上采用中心澆口的模具，導(dǎo)柱設(shè)置在定模座板上。,四、導(dǎo)向零件的設(shè)計,2、導(dǎo)柱的主要尺寸,導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑：當(dāng)模具設(shè)計四根導(dǎo)柱時，計算導(dǎo)柱直徑的經(jīng)驗公式為： 式中導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑（）； 模具分型面上的表面積（）； 比例系數(shù)，一般為。 當(dāng)時，； 時，； 時，。 導(dǎo)柱導(dǎo)滑段部分在合模過

12、程中插入導(dǎo)套內(nèi)起導(dǎo)向作用，為了加強潤滑效果，可在導(dǎo)滑段上開設(shè)油槽。,導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合要求（圖）,四、導(dǎo)向零件的設(shè)計,3、導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模板中的位置。 1）、對矩形模具，導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置在模板的四個角上； 2）、對圓形模具，采用三根導(dǎo)柱（套），其中心位置為不對稱分布。,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計,一、加熱與冷卻系統(tǒng)的作用 使壓鑄模達(dá)到較好的熱平衡狀態(tài)和改善壓鑄件順序凝固條件； 提高壓鑄件的內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量； 穩(wěn)定壓鑄件的尺寸精度； 提高壓鑄生產(chǎn)率； 降低模具熱交變應(yīng)力，提高模具的使用壽命。,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計,二、加熱系統(tǒng)設(shè)計 加熱系統(tǒng)主要用于預(yù)熱模具。 加熱方法：,火焰加熱,電加熱裝置加熱,模具溫度控制裝置加熱,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計,模具的預(yù)熱規(guī)范,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計,模具預(yù)熱功率的計算.,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計,電加熱裝置設(shè)計 根據(jù)預(yù)熱模具所需功率選擇電熱棒的型號和數(shù)量. 設(shè)計電熱棒的安裝孔和測溫孔位置(如圖示).,三、冷卻系統(tǒng)設(shè)計,（一）模具的冷卻方法, 主要有： 1）風(fēng)冷法 冷法的風(fēng)力來自鼓風(fēng)機(jī)或壓縮空氣機(jī)?？匡L(fēng)力加強模具 的散熱，模具內(nèi)不需冷卻裝置，結(jié)構(gòu)簡單，但冷卻速 度慢，適用于要求散熱較小的模具