锌合金压铸浇注系统设计

《锌合金压铸浇注系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锌合金压铸浇注系统设计（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三章 锌合金压铸浇注系统设计 * 浇注系统包括鹅颈、射咀、分流锥、浇道、浇口和排气系统； *常用有扇形浇道和锥形浇道種； *设计原则：浇注系统内的属液能有效的、平稳的动，并避免气体混入。 3.1 澆注系统对填充条件的影响 属液在压铸过程中的充型状态是由压、速、时间、温、排气等因素综合作用形成的，因而水口系统与压传递、合速、填充时间、凝固时间、模具温、排气条件有着密的关系。 a.压传递一方面要保证水口处属液以高压、高速充填型腔，另一方面又要保证在道和水口截面内的属液先凝固，以保证传递最终压。这样就需要最佳的道和水口设计，最小的压损失。 b.水口面积过大或过小都会影响填充过程，过大的水口充填速低

2、，属过早凝固，甚至充填足，过小的水口又会使喷射加剧，增加热损失，产生涡并卷入过多气体，减短模具寿命。 c.气体的排出主要取决于属液的动速与动方向，以及排溢系统的开设能否使气体顺畅排出，排气面积是否足够。排气是否好，将直接影响铸件的外形和强。 d.模具温的控制对铸件的质产生很大的影响，同时影响生产的速和效，水口的合设计可以对模具的温分布起调节作用。 e.模具寿命除取决于好的钢材外，又与模具的工作状态有关，好的水口系统设计也是为使模具各部分热平衡处于最佳状态，而是恶的状态下，这样才能得到压铸生产的最大经济效益。 3.2 浇注系统位置的选择 1使属液充型径减少曲折，避免过多迂回， 避免卷气，散失热，

3、压损耗。 2尽使属液至各部位距离相等，如开中心水口。 3使温分布符合工艺要求（模温、铸件温）、尽选择最短程。 4尽采用单个水口，避免各水口的射产生对撞，当需多处水口时，考虑射相互促进，避免卷气，能损耗。 5尽避免正面冲击型芯或型壁，减少动能损耗、卷气、向混乱、粘模。 6减少铸件收缩变形的倾向，使收缩部位得到补缩、增压。 7有于排气。 3.3 浇注系统形式的选择 1扇形浇道与锥形道 属液进入型腔的动状态是由浇道和内浇口的形式决定的。目前使用最多的二种形式：扇形浇道（图 3-1）与锥形道（图 3-2），它们有各自的特点。 第 1 頁，共 21 頁 图 3-1 扇形浇道 图 3-2 锥形道 （1）

4、合液进入型腔动前沿较窄 （1）合液进入型腔动前沿较宽 （2） 中心速高，两侧速低， （2）中心速较缓和，两侧 速高， 适合于深腔充型，适合压铸圆形铸件 适合于大的平面充型 管是扇形浇道或锥形道，从浇道开始到内浇口其截获面积应该逐渐缩小，才能保证控制合液的态，并防止气体卷入浇注系统。 设计扇形浇口时，扇形两侧的角能超过 90，图 3-3 示意当扇形角大于90时，合液能完全充满内浇口全部，产生卷气现象；而扇形角小于 90时，合液能完全充满内浇口全部。 第 2 頁，共 21 頁 图 3-3 扇形浇道 图（a ）、(b) 示意角大于 90时，内浇口只有一部分是有效浇口。从箭头示意可看到卷气现象。图（c

5、 ）示意角小于 90时，内浇口全部为有效浇口。 在设计扇形浇口常常出现的问题是：扇形浇道的宽是扩展的，而厚变，造成截面 积是逐渐扩大而且产生卷气。图 3-4示意扇形浇道的设计思。 图 3-4 扇形浇道的形状要素 3.4 锥形道设计方法 1.选择整体前的填充形式 浇注系统设计的第一步是需要确定属液以么样 的方式进入型腔并填充型腔，对 锌合压铸最想的方式是整体前、雾状充填，即让属液有一个稳定的动前 沿（整体前），快速、均匀地填充整个型腔，将型腔内的气体通过排气道排出模外， 并避免属回产生涡。雾状充填可把气体打碎成极微小的气泡，均匀弥散在压 铸件中，通常影响学性能。图 5-9 中箭头示意属液进入型腔

6、的方向。 第 3 頁，共 21 頁 圖 3-5 整體前 2属液进入型腔的射方向 （1） 射方向 在锥形道中，属液通过内浇道进入型腔，都是呈一定角的，而是直角射入，射的角由两个分速决定（见图 3-6）：a, 属液沿横浇道方向前进的水平分速；b，由属压作用产生的垂直分速。 （2） 作用 选择射角可以控制属液进入型腔的方向。设计模具时，决定内浇道的截 面积，选择合适的角，试模时，发现问题，可以从这两方面进调整、修正。如发现铸件某一部位欠铸，可调整属射方向先充填这一部位。锌合充型速一般是 40m/s 左右，在高压高速的作用下，属液开始进入型腔是以喷射充型，在填充过程受到碰撞、摩擦、阻等断损耗时，喷射变

7、成压，因此，喷射充填的部位比由压充填的部位的表面质要好，而缺陷的产生，尤其是花纹出现于压充填的部位。 圖 3-6 射方向 圖 3-7 彎位上射角 （3）射角的确定 为使进入型腔的属液按设想的方向迅速充填各部位，下死角，需确定射角。 第 4 頁，共 21 頁 根据铸件的几何形状，以及所需要的射方向来定，一般在 2550。 方法一：射角由横浇道面积 Ain/内浇道面积 Ag 的比而定（见图 3-8 中曲线） Ain内浇道始端横浇道的截面积（见图3-6） Ag内浇道截面积 如 Ain/Ag=1.0 时，射角为 45 方法二：通过道的位置设计来 获得所需的射方向。如在道某些 部位做成弯位，以改变属的射

8、方 向，如图 5-11 的浇道设计。从图 5-9 中箭头所示，可以看到，在浇道同 的位置上，属液进入型腔的射方 向是同的。 射角是随横浇道和内浇口 截面积的变化而变化。控制射角， 可改善铸件某一部位的欠铸情况， 于排气。 图 3-9 示意内浇口面积一样，而 射角同时，同的特点。 图 3-8 射角和横浇道截面积与内浇道面积之比的关系 当角越小 当角越大 *属液进入型腔方向趋于垂直。 *属液进入型腔方向趋于平缓。 *有效截面大，于充满型腔。 * 有效截面小，只能加大压， 加大，这涉及到机器性能。 *浇道面积 Ain 大，浇注系统耗用属多。 *浇道面积 Ain 小，浇注系统耗用第 5 頁，共 21

9、頁 属少。 图 3-9 同射角的影响状况 3从直浇道到内浇道的设计 整个浇注系统采用变截面形式，即从直浇道向内浇道逐渐收缩，以保证属液连续保持 充满浇注系统，最大限减少涡卷气。 喷嘴出口处浇道截面积比分锥道入口截面积大 10%。 （1） 直浇道 a） 直浇道截面积的收缩在 5%10%；（见图 3-10） b）从直浇道到横浇道弯位，顺着属液动方向把截面积缩 10%30%（见图 3-11）。当转弯半径 R10mm 时，缩减 30%；当 R 15mm 时，缩减10%。转弯半径越大，阻越小，压损耗越小。 图 3-10 直浇道截面 图 3-11 道弯位 c） 生产中常常出现有问题的设计，见图 3-12

10、问题在于： 直浇道中逐渐增加的截面积，导致 空气混入属液中，增大铸件出现气孔的机会。 使属液动平稳。 型式一：双边直浇道 型式二：小型铸件笔形直浇道 d) 从喷嘴到内浇口截面积逐渐减小设计实 图 3-12 设计 第 6 頁，共 21 頁 N1=1.251.7 (G1+G2) 图 3-13 好设计 （2） 横浇道 采用梯形截面积形状（图 3-13），横浇 道与内浇道之间的连接部分往往作为 10 45的角，见 a，b；也可设计成 c 的形状。 设计横浇道时需考虑其截面形状（几何 轮），对于一个给定的横浇道截面积，选择 的几何轮应具有最小的周长，因为随着横浇道周长的增加，属液的速和温的损失都会随之增

11、加，并使充型时间增长，对充填。 下面的子说明这个问题。 图 3-14 横浇道面形状 宽：高=1 ：1 横截面积=1cm2 2X0.5 宽：高 =4 ：1 周长= 4 cm 横截面积= 1cm2周长=5cm 图 3-15 两种梯形截面积的比较：相同截面积，同的周长 第 7 頁，共 21 頁 （3） 三角连接区设计 三角区的主要作用是一条主道公为两支道，或将一模多腔分别填充，也可以将一个型腔分成几个区域填充。三角区域范围几何形状及尺寸好的设计：是使浇道截面积朝属液动方向逐渐减缩。分支弯位成椭圆曲线，减少阻；转向时用圆角使压损失控制在 1020%；减少属液经三角区的距离；减少困在分支道内的空气。 主

12、道截面积/ 两条支道截面积之和 =1.3 1.5 Ag1Ag2 Aout1、Aout2 是三角区这 部是内浇道始端内浇道面积 横浇道截面积 有内浇道的三角区 三角区没有内浇Ain110%Aout(Aout1+Aout2+Ag1+Ag2) Ain110%Aout(Aout1+Aout2) 图 3-16 三角连接区设计（4） 浇道设计示（图 3-17） 图 3-17 单边锥形浇道设计 设计内容 计算公式 设计内容 计算公式 1计算内浇口的尺寸： 内浇口截面积的 截面积 Ag/ mm2计算参阅P31 宽 Wg/mm 内浇口宽视具 深 Dg/mm 体4计算横浇道尺寸： 截面积 Ar/ mm2Ar=1.

13、4Ag 宽 Wr/mm Wr=1.247 深 Dr/mm 第 8 頁，共 21 頁 情况定 Dr=0.992 5.计算缓冲包尺寸： 直径 Ds/mm Ds=4We 厚 Ts/mm Ts=De2计算向浇道入口处尺寸 At=1.2Ag 截面积At/ mm2选择向浇道横截 宽 Wt/mm 面的形状，参阅横 深 Dt/mm 浇道设计院 6计算属液的向 = Tg -1Ag/At,参阅P26 角 5计算向浇道末端尺寸： 截面积 Ae/ mm2Ae=0.1At 宽 We/mm We= 深 De/mm De= 7计算半三角区尺寸： 宽 Wd/mm 视具体情况定 长 Ld/mm 视具体情况定 深 Dd/mm Dd=1.5 Dg (5) 内浇口及缓冲器 由于浇道截面逐渐减少，速越来越大（见图 3-18，如 A 点：60m/s 、则 B 点100m/s）。 当内浇口被填充时，为减少属液高速冲击内浇口末端，设置缓冲器可减少冲击，同时接纳的属液，困住气体。 a) 缓冲器形式：沿圆周方向线，见图 3-18。 b) 缓冲器道面积：2mmX2mm c) 缓冲器深：2mm d) 缓冲器表面积 A 道入口面