壓鑄模設計概述

　　壓鑄模設計概述

　　壓鑄模是進行壓鑄生產的主要工藝裝備.在經濟大量生產中,鑄件質量合格率的高低,循環的快作業慢,模具制造的難易及其使用壽命,在很大程度上受壓鑄模具設計的正確,合理,先進和適用的程度的制約.壓鑄模製造費用頗高,制成后難以進行大的修改,所以設計人員應當對模具設計和壓鑄技術有充分的了解,並細致地分析產品的具體特點,才能在壓鑄模設計上順利地達到預期的效果.

　　壓鑄模的設計過程

　　一.設計前的基礎性准備

　　1.1研究產品對象

　　產品零件圖。技朮條件及有關標准。可能提供的實物樣品(模型)﹐這些是繪制毛

　　坯圖及進行模具最重要的依據。對產品零件的用途。是新產品還是成熟產品。原用

　　毛坯的生產方式。后續加工處理工序的內容。用戶的年訂貸量及月需要量等都要進行

　　了解﹔

　　1.2熟悉壓鑄機

　　對現有的或確定購買的壓鑄機及其輔助裝置的特性參數。工作特點﹐尤其是與模具結構設計。安裝配合等有關部分要作細致的熟悉了解﹔

　　1.3模具制造知識

　　對模具加工制造主要設備能力﹐水平﹐模具零部件標准化推廣應用程度﹐料坯儲備及貨源﹐熱處理方法等可能予以了解﹔

　　1.4現場壓鑄工藝知識

　　對進行壓鑄生產作業的現場設備﹐工藝流程﹐包括從熔煉﹐壓鑄到除邊﹐光飾等各工序的操作方式﹐質量控制手段等要有基本的了解﹔

　　二.壓鑄模設計的工藝準備

　　2.1對產品零件圖進行工藝分析

　　压铸模的工作原理2.2對模具結構的初步分析

　　2.3選定壓鑄機

　　2.4繪製壓鑄產品素材圖

　　壓鑄模總體設計的主要內容

　　一.設計壓鑄模具應注意的問題:

　　1.按照對模具結構初步分析得出來的方案,拆解分型面,布置型腔澆注系統和溢流排氣系統..

　　2.確定成型部分的分割,鑲塊的鑲拼和固定方.

　　3.確定型芯的分割尺寸,固定方式或動作方式.

　　4.確定抽芯機構及其主要部分的尺寸.

　　5.確定動模和定模鑲塊,動模和定模模板的外型尺寸,以及導柱,導套的和尺寸.

　　6.確定推桿,回位梢的,確定推出機構和各部分尺寸.

　　7.布置冷卻和加熱管道的和尺寸.

　　8.確定入子,入子梢的裝夾,固定方法.

　　9.按現有標準選用有關的零部件,料塊,模座等.

　　10.模具總體結構和零件形狀要簡單合理,模具應具有適當的精度.光潔度.強度和剛度,易於制造和裝配

　　11.模具有關尺寸與所用壓鑄機的關系,包括與壓鑄機的最大充填量,鎖模厚,

　　鎖模力.裝模部分鎖模溝,塊的尺寸等的關系.

　　二.壓鑄模具的典型結構

　　4.導向部分

　　為確保動模與定模合模時準確對中面設導向零件.通常有:導柱(GP).定位塊.頂出導柱(EGP)等

　　1-1.GP的作用：

　　1.使固定側與可動側精確定位。

　　2.支承模具重量。

　　3.保護模仁

　　1-2.GP材質SUJ2；熱處理HRC60°±2(高頻淬火)。

　　1-3.GP配置形式及使用場合。(如下圖)

　　使用A型襯套使用B型襯套公模板深及大型便于取成品

　　一般場合下模板深減小襯模具母模仁落差大套配合長度增加模具強度防止導注油污沾上成品

　　1-4.GP長度的確定。(如下圖)

　　高出成品面15~25MM左右高出斜撐銷10~15MM左右

　　2-1.EGP的作用：

　　導向頂出板運動，防止頂出板受力不均而頂出不平衡。

　　2-2.EGP的材質------SUJ2；熱處理HRC60°±2(高頻淬火)。

　　2-3.EGP直徑的選取。

　　EGP直徑大小與RP直徑大小一致。

　　2-4.EGP的裝配形式及使用場合。(如下圖

　　一般模具小模具模溫高及壓鑄模

　　2-5.當模具裝有EGP時，RP在各模板均逃料。(超連結RP配置要求)

　　5.分型抽芯機構

　　帶有外側凹或側孔鑄件在被頂出之前,必須先進行側向分型,才能順利脫模.常見機構有:斜銷抽芯機構,彎銷機構,液壓抽芯機構,整體式斜銷等.

　　5-1.滑塊

　　利用成型的開模運动或頂出作用力，使斜撑梢(拔块)与滑块產生相对運动趋势，滑块有開模方向及水平方向的两种運动形式，水平方向脱离倒勾.

　　5-2.材料使用范圍：NAK80HRC38

　　SKD61HRC46~48

　　STAVAXHRC50~52

　　5-3.材料选用規則：固定件定位件，滑动件之間的配合，在材料与硬度的选用上，可依照加工的難易度予以适当的調配。物件与物件之間的滑动配合需选用不同的材料或相同的材料但不同硬度来搭配使用。

　　一般要使易加工，容易更換的物件耗損公差大。

　　5-4.滑块入子和滑块的定位形式

　　这是小組模具中比较常用的公模滑块拨动方式。其特点是不需要后跟块，节约空间，但锁紧力小。

　　这是有后跟块的形式，在滑块前面的成形面比较大时，宜用这种形式，以有足够的锁紧力和稳定性。

　　設計要求：斜導柱角度在25度以下為宜。后跟块接触部位的角度

　　斜導柱角度大2~3度。斜導柱孔两边偷料。

　　5-7.斜梢設計

　　1.斜梢參數計算:斜梢行程=倒勾距離+安全值(1.5~3mm)

　　2.斜梢度α

　　tgα=

　　標準整體式斜梢設計方法

　　A.確定斜梢行程,斜梢角度

　　B.檢查斜梢后退方向正確與否

　　C.斜銷頂部偷料0.05~0.1mm

　　引導塊設計與斜梢座設計

　　5.頂出裝置

　　在壓鑄成型的每一個循環中,鑄件必須由模具型腔中頂出,完成取出件這個動作的機構就是頂出機構,也稱為脫模機構.常見機構有:頂針.頂管.頂出塊.斜銷等.

　　5-1.頂出行程簡介

　　頂出行程一般規定,被頂出的製品脫離模5~10mm.(如下圖所示)

　　在成型一些形狀簡單且脫模角度較大者的桶形制品頂出行程約為成品深度的2/3.

　　5-2.頂出之選擇一

　　1.頂出機構的運動要準確,可靠,靈活,無卡死現象,機構本身要有足夠的剛度和強度,足以克服脫模阻力.

　　2.保證在頂出過程中鑄件不變形,這是對頂出機構最基本的要求.

　　3.冷卻后由於鑄件會對剛件產生收縮應力,而有抱緊的現象,在靠破孔兩邊成品肉厚強度最弱,應設置頂針頂出.

　　4.在成品垂直之壁厚正下方,應設置頂針以利於頂出.

　　5.在Boss及十字Rib下方常排佈頂針,既可頂出又可排氣.

　　6.頂出力的分佈應盡量靠近型芯,且頂出面積應儘可能大,以防止鑄件被頂壞.

　　5-3.頂出之選擇二

　　1.當在斜面或曲面上配置頂針時,需考慮沉頭定位問題及頂出時頂針前端會有頂滑現象.

　　2.在凸出模仁排布頂針需注意其模仁強度,頂針邊緣到模仁邊緣最小值為1mm.

　　3.頂針在配置時需考慮頂出時力量分怖是否平均,成品深度是否一致,若不一致需考慮增加片頂針作局部頂出或在較淺側壁側面進行咬花處理.

　　4.頂針配置時在允許範圍內直徑應盡量加大且為標準規格品,相對也需考慮頂針(異材質)散熱問題否則將來成品表面會留痕跡.

　　5.每一套模具頂針直徑尺寸不宜太多種,以減少加工時工時換刀時間及出錯機率.

　　5-6.頂出裝置的種類三

　　5-7.頂出裝置的種類四

　　頂出塊及其使用場合

　　5-8.頂針排佈其它注意事項

　　頂針佈置時切不可與支撐柱,頂板導柱,公模仁,公模板鎖固螺釘及有拉回機構之

　　K.O孔相.

　　5-9.頂出板先行回位機構一

　　5-10.頂出板先行回位機構二

　　回位機構介紹:

　　(1).利用彈簧片組合件,回位機構.

　　(2).搖擺式回位機構

　　(3).絞鏈式回位機構

　　(4)頂出桿拉回機構

　　當模具結構中沒有先行回位機構時,一般都要在頂出板來裝強制拉回機構,其動力及控制來源靠壓鑄機台設定.(見圖3)

　　6.加熱與冷卻系統的設計

　　6-1.加熱與冷卻系統的作用

　　模具在壓鑄生產前應進行充分的預熱,並在壓鑄過程中保持在一定溫度範圍內.壓鑄生產中模具的溫度由加熱與冷卻系統進行控和調節.其作用如下:

　　1)使模具達到較好的熱平衡和改善鑄件順序凝固條件,使鑄件凝固速度均勻並有利於壓力傳遞,提高鑄件的內部質量.

　　2)保持壓鑄合金充填時的流動性,具有良好的成型性和提高鑄件表面質量.

　　3)穩定鑄件尺寸精度﹐改善鑄件機械機能。

　　4)提高壓鑄生產率。

　　5)降低模具熱交變應力﹐提高模具使用壽命。

　　6-2.加熱系統的設計

　　加熱系統主要用于預熱模具﹐加熱方法有﹕

　　1>用燃氣加熱。

　　2>用模具溫度控制裝置加熱。

　　3>用電熱棒加熱。

　　6-3.模具的預熱規范

　　6-4.冷卻系統的設計

　　壓鑄過程中,金屬液在壓鑄模中凝固并冷卻到頂出溫度,釋放的熱量被模具吸收,同時模具通過輻射,導流和對流,將熱量傳出,在模具分型面上噴涂的分型劑揮發時也帶走部分熱量.正常生產過程中傳入模具的熱量和從模具中傳出的熱量應達到平衡.在高效生產及大型厚壁鑄件壓鑄時,往往要用強制冷卻來保持模具的熱平衡.合理地設計冷卻系統對提高壓鑄生產率,改善鑄件質量及延長模具使用壽命是十分重要的.模具的冷卻方法有:

　　1>水冷水冷是在模具內設置冷卻水通道,使冷卻水通入模具帶熱量.水冷的效率高,易控制,是最常用的壓鑄模冷卻方法.

　　2>風冷對于壓鑄模中難以用水冷卻的部位,可采用風冷的方式,冷卻薄片狀型芯.

　　3>在模具形成熱節的部位用傳熱系統高的合金(鈹青銅,鎢基合金等)間接

　　冷卻.

　　6-5.冷卻水道的布置形式

　　6-5-1料管與分流子套及分流子冷卻管設置

　　冷室機用模具(如下圖)

　　6-5-2整體模仁冷卻油的設計形式

　　範例一.

　　範例二.

　　範例三.

　　6-5-3用於鑄件較深冷卻油:

　　(1)障板管

　　(2)螺旋管

　　(2)噴泉管

　　6-6冷卻水道設計注意事項

　　1>同一模具盡量采用較少的冷卻水道和水嘴的規格,以免增加設計和制造的復雜性.

　　2>冷卻水道的直徑一般為6~14mm.采用數條直徑小小的水道冷卻效果要比采用一條大直徑的水道好.

　　※

　　水孔直徑選取Φ4.Φ6.Φ8.Φ10.Φ12.Φ16……

　　3>水道之間的距離和水道與型腔之間距離的關系參見圖

　　D:直徑為10至14mm

　　DiameterofCoolingChannel,10to14mm

　　d:深度為D至3D

　　Depth,D,to3D

　　P:節距為3D至5D

　　Pitch,3Dto5D

　　4>采用隔板式水道時,應在隔板螺栓上作出隔板標記,以便在安裝時保持其正確.

　　5>水道與模具其他結構之間的距離應大于5mm.

　　7.支撐柱

　　為防止公模板承受注射壓力變形,而在兩模腳間加設支撐柱.一般要求支撐柱高出模腳0.04~~0.06mm以補償支撐柱本壓變形.

　　8.回位梢RP的配置要求：(RP的作用：使頂出板回位)

　　1)模具需自動生產時一般要在RP下裝彈簧，如圖一所示

　　注：彈簧安裝要求

　　A?在作動前狀態下，彈簧預壓量取5~10MM。

　　B?如需先回位情況下，彈簧預壓量取10MM以上。

　　2)模具有斜銷機構且斜銷無靠破時，RP下可不裝彈簧，以防止成品被

　　斜銷拉回。如圖二所示：

　　3)模具有頂出機構或斜銷機構且頂面有靠破時，RP底部裝彈簧以保護斜銷靠破面。如圖三所示：RP材質------SUJ2；熱處理HRC60°±2

　　圖一圖二圖三

　　9.STP的配置要求

　　1)?STP的作用。

　　1.減少頂出板與下固定板接觸面積，易條整頂出板平面度。

　　2.防止頂出板與下固定板直接接觸。

　　2)?STP材質-----S45C，熱處理HRC40°~45°

　　3)?STP的確定。

　　A回位梢(RP)下必裝STP，因受力最大，防止變形。(如圖一)：

　　BSTP避免與其它零件，如SP、EGP、K.0孔及頂管。

　　4)?STP數量的確定。(如圖二)

　　圖1圖2圖三

　　注：大型模具需在中間加STP，以增加下頂出板的支點，防止頂板變形。

　　(如圖三)

　　5)?STP安裝形式。(如下圖)：

　　易取下，可單獨加工，不易取下，一般用在小

　　大型模具建義使用此STP。型模具中可整體加工。

　　10.KO孔的規格

　　1)?K.O孔平面布置圖如下：冷室機

　　熱室機:

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