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1、压铸工艺及模具设计,5 分型面、浇注系统和排溢系统设计 5.1 压铸模的基本结构 5.2 分型面设计 5.3 浇注系统设计 5.4 排溢系统设计,压铸工艺及模具设计,5 分型面、浇注系统和排溢系统设计 5.1 压铸模的基本结构压铸模、压铸设备和压铸工艺是压铸生产的三个要 素。在这三个要素中，压铸模最为关键。压铸模是由定模和动模两个主要部分组成的。定模固定 在压铸机压室一方的定模座板上，是金属液开始进入压铸模 型腔的部分，也是压铸模型腔的所在部分之一。定模上有直 浇道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的 动模座板上，随动模座板向左、向右移动与定模分开和合拢， 一般抽芯和铸件顶出机构设
2、在其内。压铸模的基本结构如图5-1所示。,压铸工艺及模具设计,图5-1 压铸模的基本结构,1动模座板 2垫块 3支承板 4动模套板 5限位块 6滑块 7斜销 8楔紧块 9定模套板10定模座板 11定模镶块 12活动型芯 13型腔 14内浇口 15横浇道 16直浇道 17浇口套 18导套 19导流块 20动模镶块 21导柱 22推板导柱 23推板导套 24推杆 25复位杆 26限位钉 27推板 28推杆固定板,压铸工艺及模具设计,压铸模通常包括以下结构单元：(1) 成型部分 定模与动模合拢后，形成型腔。构成型腔的零件即为成型零件。成型零件包括固定的和活动的镶块与型芯。有时，又可以同时成为构成浇注
3、系统和排溢系统的零件，如局部的横浇道、内浇口、溢流槽和排气槽等部分。(2) 模架 包括各种模板、座架等构架零件。其作用是将模具各部分按一定的规律和位置加以组合和固定，并使模具能够安装到压铸机上。如图5-1中件4、9、10等属于这类零件。(3) 导向零件 图5-1中件18、21为导向零件。其作用是准确地引导动模和定模合拢或分离。,压铸工艺及模具设计,(4) 顶出机构 它是将铸件从模具上脱出的机构，包括顶出和复位零件，还包括这个机构自身的导向和定位零件，如图5-1中件22、23、24、25、27、28。对于在重要部位和易损部分（如浇道、浇口处）的推杆，应采用与成型零件相同的材料来制造。(5) 浇注
4、系统 与成型部分及压室连接，引导金属液按一定的方向进入铸型的成型部分，它直接影响金属液进入成型部分的速度和压力，由直浇道、横浇道和内浇口等组成，如图5-1中件14、15、16、17、19。(6) 排溢系统 排溢系统是排除压室、浇道和型腔中的气体的通道，一般包括排气槽和溢流槽。而溢流槽又是贮存冷金属和涂料余烬的处所。有时在难以排气的深腔部位设置通气塞，借以改善该处的排气条件。(7) 其它 除前述的各结构单元外，模具内还有其它如紧固用的螺栓、销钉以及定位用的定位件等。,压铸工艺及模具设计,上述的结构单元是每付模具都必须具有的。此外，由于铸件的形状和结构上的需要，在模具上还常常设有抽芯机构，以便消除
5、影响铸件从模具中取出的障碍。抽芯机构也是压铸模中十分重要的结构单元，其形式多种多样。另外，为了保持模具的温度场的分布符合工艺的需要，模具内还设有冷却装置或冷却加热装置，对实现科学地控制工艺参数和确保铸件质量来说，这一点尤其重要。具有良好的冷却（或冷却加热）系统的模具，其使用寿命往往可以延长一倍以上。压铸模的结构组成见表5-1。,压铸工艺及模具设计,表5-1 压铸模的结构组成,压铸工艺及模具设计,5.2 分型面设计压铸模的定模与动模的接触表面通常称为分型面，分型面是由压铸件的分型线所决定的。而模具上垂直于锁模力方向上的接合面，即为基本分型面。分型面虽然不是压铸模的一个完整的结构组成，但它与压铸件
6、的形状和尺寸，以及压铸件在压铸模中的位置和方向密切相关。合理地确定分型面，不但能简化压铸模的结构，而且能保证铸件的质量。因此，分型面设计是压铸模设计中的一项重要内容。5.2.1 分型面的类型分型面的类型如图5-2所示，图中箭头所指方向为动模的移动方向。,压铸工艺及模具设计,根据铸件的结构和形状特点不同，可将分型面分为：直线分型面、倾斜分型面、折线分型面和曲线分型面等。(1) 直线分型面 与压铸机动、定模固定板平行的分型面。(2) 倾斜分型面 与压铸机动、定模固定板成一角度的分型面。(3) 折线分型面 不在同一平面内而由几个折线平面组成的分型面。(4) 曲线分型面 模具可分离的表面为曲面。根据分
7、型面的数量，又将分型面分为：单分型面、双分型面、三分型面和组合分型面等。(1) 单分型面 只有一个面的分型面。(2) 双分型面 分型面由一个主分型面和一个辅助分型面构成。,压铸工艺及模具设计,(3) 三分型面 分型面由一个主分型面和两个辅助分型面构成。(4) 组合分型面 分型面由一个主分型面和一个或数个辅助分型面构成，或由两种类型分型面所构成。,（a） （b） （c） （d）,图5-2 分型面的类型,(a) 直线分型面 (b) 倾斜分型面 (c) 折线分型面 (d) 曲线分型面,压铸工艺及模具设计,5.2.3 分型面设计举例分析图5-3为油杯压铸件，材料为YL102铝合金，生产批量大，中部有螺
8、杆嵌件，油杯要求防渗漏，不允许有缩松、冷隔等缺陷，表面要求光洁。根据零件结构，有三种分型面的设计方案。,（e） （f） （g）,图5-2 分型面的类型(续),(e) 双分型面 (f) 三分型面 (g) 组合分型面,压铸工艺及模具设计,采用-分型面的主要特点如下：(1) 型腔分别位于动、定模内，可用半环形或整环形浇口充填，铸件成型有保证，溢流、排气条件好。(2) 因型芯较长大，故采用液压抽芯机构。,图5-3 油杯,压铸工艺及模具设计,(3) 如果推杆设置在活动型芯分型面的投影面积内，合模时会与型芯发生干扰，必须采用预复位。(4) 嵌件平行于分型面，放置较为困难。(5) 型芯下半部不易喷刷涂料。(
9、6) 去除浇口困难。采用分型面的主要特点如下：(1) 型腔全部设计在定模内，型芯全部处在动模内。(2) 只能用侧浇口，对铸件充填不利，溢流、排气条件不好，铸件底部易出现缺陷。(3) 只能在杯的底部或肋上设置推杆，铸件推出后留在推杆上，取出不便，推杆也易受到损伤。(4) 推杆外露后，放嵌件不便。(5) 模具结构简单。,压铸工艺及模具设计,采用分型面（图5-4）的主要特点如下：(1) 大型芯设在定模上，用两个滑块在铸件口部组成环形浇口，以保证充填良好，用斜销抽芯机构，保证铸件留在动模内。(2) 型芯在定模内，放嵌件方便，稳定可靠。(3) 型腔和型芯喷刷涂料方便。(4) 模具结构稍复杂，但能保证铸件
10、质量。 综合比较：采用-分型面或-分型面均可得到符合技术要求的铸件，但采用-分型面，放置嵌件稳定可靠，操作方便。,图5-4 -分型面模具结构图,压铸工艺及模具设计,压铸工艺及模具设计,5.3 浇注系统设计将金属液引入到型腔的通道称为浇注系统。浇注系统是从压室开始到内浇口为止的进料通道的总称，它对金属液的流动方向、排气条件、模具的热分布、压力的传递、充填时间的长短和金属液通过内浇口处的速度等方面起着重要的控制作用和调节作用。因此，浇注系统是决定充填状况的重要因素，也是决定压铸件内部质量的重要因素。同时，浇注系统对生产效率、模具寿命、压铸件清理都有很大影响。只有在浇注系统确定后才能确定压铸模的总体
11、结构。设计合理的浇注系统是压铸模设计工作中的重要环节。,压铸工艺及模具设计,5.3.1 浇注系统的结构和分类1.浇注系统的结构 浇注系统主要由直浇道、横浇道、内浇口和余料组成。压铸机的类型不同，浇注系统有所不同。各种类型压铸机所采用的浇注系统的结构见图5-5。2. 浇注系统的分类 各种类型的浇注系统适应不同结构铸件的需要。浇注系统的分类见图5-6和表5-2。,压铸工艺及模具设计,图5-5 浇注系统的结构,(a) 热室压铸机用浇注系统 (b) 立式压铸机用浇注系统 (c) 卧式压铸机用浇注系统 (d) 全立式压铸机用浇注系统 1直浇道 2横浇道 3内浇口 4余料,（a） （b） （c） （d）,
12、压铸工艺及模具设计,(a) (b) (c) (d),(e) (f) (g),压铸工艺及模具设计,图5-6 浇注系统的基本形式,(h) (i) (j),切向浇口 (b) 径向浇口 (c) 中心浇口 (d) 顶浇口 (e) 侧浇口 (f) 环形浇口 (g) 缝隙浇口(h) 点浇口 (i) 扇形浇道系统 (j) 锥形切线浇道系统,压铸工艺及模具设计,表5-2 浇注系统的分类,压铸工艺及模具设计,表5-2 浇注系统的分类(续),压铸工艺及模具设计,5.3.2 浇注系统各组成部分的设计1. 内浇口设计 内浇口是指横浇道到型腔的一段浇道，其作用是使横浇道输送出来的低速金属液加速并形成理想的流态而顺序地充填
13、型腔，它直接影响金属液的充填形式和铸件质量，因此是一个主要浇道。(1) 内浇口的设计要点 设计内浇口时，主要是确定内浇口的位置和方向，并预计合金充填过程的流态、可能出现的死角区和裹气部位，以便设置适当的溢流和排气系统。在设计合理的横浇道和直浇道结构形式和尺寸后，就构成完整的浇注系统。内浇口的设计要点如下：1) 从内浇口进入型腔的金属液，应首先充填深腔处难以排气的部位，然后充填其他部位，并应注意不要过早地封闭分型面和排气槽，以便型腔中的气体能够顺利排除。,压铸工艺及模具设计,2) 金属液进入型腔后，不正面冲击型壁和型芯，力求减少动能损耗，避免因冲击而受侵蚀发生粘模现象，致使该处过早损坏。3) 应
14、尽可能采用单个内浇口而少用分支浇口（大型铸件、箱体和框架类以及结构形状特殊的铸件除外），以避免多路金属液汇流互相撞击，形成涡流，产生裹气和氧化物夹杂等缺陷。对有加强肋的铸件，应使内浇口导入金属液的流向与加强肋方向一致。4) 形状复杂的薄壁铸件，应采用较薄的内浇口，以保证有足够的充填速度。对一般结构形状的铸件，为保证最终静压力的传递作用，应采用较厚的内浇口，并设在铸件的厚处。,压铸工艺及模具设计,5) 内浇口设置位置应使金属液充填压铸模型腔各部分时，流程最短，流向改变少，以减少充填过程中能量的损耗和温度降低。(2) 内浇口的分类 内浇口的分类见表5-3。,表5-3 内浇口的分类,压铸工艺及模具设计,(3) 内浇口的尺寸确定 内浇口最合理的截面积计算目前尚无切实可行的精确计算方法。在生产实践中，主要结合具体条件，按经验选用，常用的经验公式为Ag=G/(vgt) (5-1)式中 Ag内浇口截面积（m2）；G通过内浇口的金属液质量（kg）；液态金属的密度（kg /m3），见表4-5；vg充填速度（m/s），见表3-41；t型腔的充填时间（s），见表3-44。内浇口的厚度对金属液的充型影响较大。一般情况下，当铸件较薄并要求外观轮廓清晰时，内浇口厚度要求较薄，但内浇口过薄，金属液喷射严重，甚至会堵塞排气通道，,
