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1、第三章 压铸模设计,内容：压铸模分型面的选择、成型零件设计计算、浇注系统和排溢系统设计、抽芯核定出系统设计、加热和冷却系统设计的原理及方法，压铸模总体设计，压铸件缺陷分析与排除等。,重点：掌握压铸模的基本组成、压铸模设计的要点，能正确合理的设计压铸模。,第一节 压铸模的基本组成,任务：了解压铸模的基本组成。,重点：掌握压铸模的基本组成,压铸模的组成,一、按是否运动分：动模和定模两部分,定模：固定在压铸机定模安装板上，由直浇道与喷嘴或压室相联结。,图3-1 压铸模结构三维图,定模,动模,动模：固定在压铸机的动模座板上，能随动模座板作开合模运动。,图3-2 压铸模基本结构,1定模 2动模 3导柱
2、4导套 5推杆固定板 6垫块 7、8安装板 9型腔 10型芯,图3-3 压铸模基本组成,1定模 2动模 3、4安装板 5垫块 6推杆 7推杆固定板 8推杆板,1推杆 2推杆板 3复位杆 4动模套板 5导柱 6镶块水道 7镶块 8固定型芯 9活动型芯 10滑块 11斜销 12串级水道 14浇口套 15导套 16垫块（带安装槽） 17定模套板 18镶块 19固定型芯,图3-4 压铸模的典型结构,1、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系统和排溢系统的零件。,2、结构零件，包括支承、固定零件与导向合模零件。,8、其他，包括紧固用的螺钉、销钉等。,4、排溢系统，包括排气槽
3、和溢流槽等。,3、浇注系统，由内浇口、横浇道和直浇道等组成，有浇口杯，导流椎等零件。,6、顶出与复位机构，包括顶出、复位、限位及机构自身的导向零件。,7、加热与冷却系统，主要有冷却水道。,5、侧向抽芯结构，侧向抽芯的形式很多，常用的有斜销抽芯机构、斜滑块抽芯机构等。,二、按在各部分的作用分：,表3-1 压铸模的组成,补充：压铸件毛坯图（工艺图),设计人员应围绕模具型腔对整个模具结构进行构思，然后在此基础上，绘制压铸件毛坯图。以便能合理正确的设计压铸件的加工余量、分型面位置、浇注系统形式等。,图3-7 压铸模设计一般尺寸关系,型腔至型壁的距离50mm；型腔深度与镶块厚度之比（A：B）1：3，型腔
4、至冷却通道的距离25mm，镶块侧向厚度与型腔深度之比（C：A）不小于2：1,压铸件毛坯图包括的内容有：,压铸件的形状、尺寸及精度； 指明留有加工余量的表面积加工余量的大小，加工基准、脱模斜度的数值及取向、未注圆角半径的数值、合金的牌号或代号 写出压铸件检验的内容，验收的标准代号、要求的类别或允许的缺陷 浇注系统、排溢系统的位置及其残留尺寸 主要分型面的位置，动模、定模的开模方向 镶嵌件的位置和尺寸，镶嵌件的图号,小结：1、压铸模按在生产中否是运动，分为：,动模和定模两部分。,2、压铸模按各部分的作用可以分为：,成型零件 结构零件 浇注系统 排溢系统 侧向抽芯机构 推出与复位机构 加热与冷却系统
5、 其他零件,第二节 压铸模零部件设计,任务：掌握分型面的选择方法，成型零部件的尺寸计算以及结构零件的设计。,重点：掌握分型面的选择方法，成型零部件的尺寸计算以及结构零件的设计,一、分型面的选择,定义： 分型面为了取出压铸模中的铸件和浇注系统，在模具上所设计的可分离的接触表面称为分型面，通常是动、定模接触表面。,1.1、分型面的类型 一般情况下压铸模只有一个分型面，有时由于压铸件结构的特殊性，或者为了满足压铸生产工艺要求，或出现多个分型面。,平直分型面，特点：分型面平行于压铸机的动、定模固定板,A、单分型面,倾斜分型面，特点：分型面与压铸机的动、定模固定板成一定角度,阶梯分型面，特点：分型面不再
6、同一个平面上，有几个平面组成,曲面分型面，特点：分型面按压铸件结构特点作成曲面。,B、多分型面,双分型面，特点：分型面由一个主分型面I-I和一个辅助分型面II-II构成,组合分型面，特点：分型面由一个主分型面I-I和数个辅助分型面II-II构成，或由上述几种分型面中的两种类型构成。,三分型面，特点：分型面由一个主分型面I-I和两个辅助分型面II-II，III-III构成,1.2、分型面的选择原则,1）尽量能使压铸件在开模时留在动模侧,思考题：为什么要求压铸件一般留在动模内？,2）尽量设在压铸件断面轮廓最大的地方,3）尽量设在金属流动方向的末端,4）有利于保证压铸件的质量,5）尽可能选择平直分型
7、面 6）保证侧向活动型芯能够顺利抽出、型芯和镶件安放方便。,表3-2 压铸件分型面的选择,二、成型零件设计 2.1、成型零件的结构,整体式成型部分部分的型腔直接在模板上加工。,图3-11 整体镶块,图3-12 组合镶块,图3-10 整体式结构,思考：成型零件指什么？,整体式的优点：强度高、刚性好，压铸件表面光滑平整；减少了模具的装配工作量；易于设置冷却水道。 缺点： 热作模具钢用量大 使用的场合：型腔较浅的小型单型腔模或型腔加工简单的压铸模压铸件形状简单、精度要求低为适应压铸机拉杆之间的空间减小模具外形尺寸，可选用整体式结构,镶拼式的优点：可以简化模具加工工艺，利于保证精度；可节约耐热合金钢，
8、降低成本；对易损件便于更换，延长模具寿命；利于排气。 缺点： 装配复杂，易产生飞边；冷却通道开设不便。使模具结构复杂化 使用的场合：多型腔或深型腔的大型压铸模，压铸件形状复杂，不易整体式加工的压铸模,注：除为了满足压铸件工艺要求排除深型腔中的气体，或便于更换易损部分而采用组合镶块外，尽量采用整体镶块。,表3-3 便于机械加工的镶拼式结构,续表3-3,续表3-3,表3-4 避免锐角和薄壁的镶拼式结构,2.1.2、镶块的固定形式,要求：必须保证有足够的稳定性，便于加工和装卸。 形式：通孔和盲孔两种。,图3-13 镶块固定形式,a) 不通孔套板镶块,c) 通孔套板、有台肩镶块,b)通孔套板、无台肩镶
9、块,与通孔固定形式相比，不通孔的套板结构简单，强度高，可用螺钉将镶块和套板直接紧固，节约材料，减轻了压铸模的重量。动、定模均为不通孔时，很难保证动、定模镶块安装孔的同轴度和深度尺寸全部一致。因此，有时必须用通孔固定形式来固定镶块。,镶块的固定方法有：,台肩固定,螺钉固定,台肩和圆柱销、螺钉配合固定,圆柱面定位、台肩螺钉固定,思考：结合课本内容，试总结镶块的固定方式。,2.1.3、型芯的固定形式,要求：,型芯靠台肩固定在镶块、滑块或套板上，制造、装配和更换简便，应用最广,直径小于6mm的细长型芯，可以将非成形部分的直径放大，但应注意保持与镶块的配合长度大于1520mm，以防止压铸过程中金属液泄漏
10、。,型芯固定实列：,必须保持与相关零件之间有足够的稳定性、强度，便于加工和装卸，在熔融金属的冲击下或压铸件在脱模时，保证型芯不发生位移、弹性变形或弯曲、断裂现象。,镶块（或其他固定板）,螺栓固定,螺钉时固定，适用于固定在较厚镶块内的型芯。,压板固定，适用于固定型芯的镶块较厚，型芯分布较集中的场合。,螺塞固定，当型芯台肩后面无支承板或座板时，可用采用螺塞固定。,加强式异形型芯，将由细变粗处做成圆弧过渡，利于提高型芯的强度；型芯固定孔后不扩大，减少型芯的配合长度。,问题：型芯的固定形式有哪些？,常用的固定形式有：,台肩式、螺栓式、螺塞式、螺钉式、压板固定等。,2.1.4、镶块、型芯的止转形式,外形
11、为回转换体的镶块或型芯，如成形部分为非回转体，应采取止转措施，保持它们与其他零件的正确位置。常用的止转方法如下：,1）、销钉,2）、平键,在什么情况下要止转？,3）、半圆键,4）、平面,为什么要防止型芯或镶块转动？常用的方法有哪几种？,小结： 分型面的类型 如何选择分型面 成型零件结构 镶块和型芯的固定 止转,2.2、成型零件的尺寸及计算,2.2.1、成型零件的主要尺寸,A、镶块的主要尺寸：镶块厚度尺寸和镶块台阶尺寸,表3-5 镶块壁厚尺寸推荐值,表3-6 整体镶块台阶尺寸推荐值,注： 1. 根据受力状况台阶可设在四侧或长边两侧。 2. 组合镶块的台阶H和C，根据需要可选用表内尺寸系列。如在同
12、一套板安装孔内安装组合镶块，其基本尺寸L则指装配后全部组合镶块的总外形尺寸。,表3-7 组合镶块固定部分长度尺寸推荐值 mm,B、型芯的主要尺寸,表3-8 圆型芯尺寸推荐值 mm,C、影响压铸件尺寸精度的因素,回想第一章第二节中，压铸件尺寸公差的影响因素有哪些？由此推测影响压铸件尺寸精度的因素会有哪些呢？,合金种类的影响、模具结构（分型面、活动成形部分等）及压铸工艺等。,影响压铸件尺寸精度的因素有成形零件的制造误差，压铸件的收缩率，成型零件的磨损、模具结构和压铸工艺等四个方面,1）成形零件的制造误差 成形零件的制造公差等级按IT7IT10选取，一般比压铸件的尺寸公差等级高23级，取压铸件公差值
13、的1/51/3。表3-9是按压铸件公差所推荐的模具制造公差等级。,2）压铸件的收缩率 室温时模具成形尺寸与压铸件相应实际尺寸的相对变化率。计算公式如下：,K=（L模-L铸）/L模100% K压铸件的收缩率 L模室温时模具成形尺寸（mm) L铸室温时与模具相 对应的压铸件实际尺寸（mm）,表3-9 按压铸件公差所推荐的模具制造公差,L模=L铸/（1-K) 展开后忽略高次项得到 L模=L铸+K L铸,表3-10 各种合金压铸件的收缩率推荐值,3）成型零件的磨损 一般磨损量c取压铸件尺寸公差的1/6,4）模具结构、压铸工艺以及压铸机的性能。 一般合模方向上的尺寸，应在计算结果的基础上增减0.050.
14、2mm,2.2.2、成型零件工作的尺寸计算,成形零件的工作尺寸成形铸件的尺寸，有型腔尺寸、型芯尺寸、中心距和位置尺寸等。,计算型腔和型芯尺寸时，压铸件和成形零件尺寸均按单向极限制，而中心距尺寸按公差带对称分布的原则计算。成形零件工作尺寸采用平均及计算法，即按平均收缩率、平均制造公差、平均磨损量计算。,什么地方增，哪个地方减,A，型腔尺寸计算,由于磨损，型腔尺寸逐渐变大。按平均计算法进行计算，,行腔尺寸（径向和深度尺寸）： DM（D/2) (D/2)Kc/2,DMDDK0.7 同理得 HMH HK0.7 ,取=/4，c= /6，略去/2k项，则得到,DM模具型腔径向尺寸(mm) 模具制造公差(m
15、m) D压铸件径向基本尺寸(mm) 压铸件相应尺寸公差值(mm) K压铸件的收缩率 c模具磨损量(mm) HM模具型腔深度基本尺寸(mm) H压铸件高度基本尺寸(mm),图3-14 成形零件尺寸计算图,B，型芯尺寸计算,模具磨损后型芯尺寸会逐渐减小，平均计算法可得：,dM（d /2) (d /2)K c/2,dMddK 0.7 同理得 hMhhK 0.7 ,dM模具型腔径向尺寸 (mm) d压铸件径向基本尺寸(mm) hM模具型腔深度基本尺寸 (mm) h压铸件高度基本尺寸 (mm),C，中心距尺寸计算,模具磨损后中心距基本不变因此按下式计算,LM（L L K）/2,LM模具中心距的基本尺寸
16、(mm) L压铸件中心距基本尺寸(mm),D，螺纹型环和螺纹型芯尺寸计算（略）,在计算型腔型芯成尺寸时，规定如下：无加工余量的压铸件尺寸，型腔尺寸以大端为基准，另一端按脱模斜度相应减小；型芯尺寸以小端为基准，另一端按脱模斜度相应增大。两面留有加工余量的压铸件尺寸，型腔尺寸以小端为基准，型芯尺寸以大端为基准；单面留有加工余量的压铸件尺寸，型腔尺寸以非加工面大端为基准，加上斜度值及加工余量，另一端按脱模斜度相应减小，型芯尺寸以非加工面小端为基准，减去斜度值及加工余量，另一端按脱模斜度相应增大。铸件公差一般不包括脱模斜度造成的尺寸误差，如果铸件图上特别注明要求脱模斜度在公差范围内的尺寸，应按下式校核：,
