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1、压铸型（模）设计压铸型(模)是进行压铸生产的主要工艺装备。压铸件的质量和生产率，在很大程度上取决于型(模)具结构的合理性和技术上的先进性。在设计和制造型(模)具过程中，充分利用一切型(模)具设计的知识和实践经验，会达到更好的使用效果。第一节 压铸型(模)设计概述一、设计的依据（1）产品分析 根据产品的零件图、压铸合金种类、技术要求，了解产品的用途、产品的批量、产品的经济价值、产品的装配关系、产品的压铸和后加工过程。站在压铸型(模)设计和制造角度上，对产品进行压铸工艺分析，使其符合压铸工艺、压铸件结构的要求。在型(模)具设计过程中，为满足产品的要求而选择相应的压铸工艺和型(模)具各种参数，对于作
2、结构用途的产品，需要保证其机械强度、致密性、尺寸精度；而对于作装饰用途的产品，则对外表面质量要求更高。因此，对产品作细致的分析是型(模)具设计的基础。（2）压铸机选用 产品的质量，要靠压铸机所能提供的压铸能量来满足压铸型(模)所需的充型能量来保证，以生产出合乎要求的优质压铸件。型(模)具结构、安装尺寸、锁型(模)力、相关的参数都必须与所选用的压铸机相匹配。传统的方法是根据锁型(模)力选用压铸机。根据压铸件的投影面积，所需要的比压，计算出所需要的锁型(模)力，确定选用多大吨位的压铸机最合适，以充分发挥压铸机的能力和生产效率。新的方法是以压射能量为基础选用压铸机。应用压射系统的最大金属静压与流量的
3、关系-PQ2图，根据压铸件需要的压射能量，压铸机所能提供的压射能量，把压铸机和压铸型(模)组成一个压铸系统，这个系统具有较大的柔性，能在尽可能大的范围内调整工艺参数，以适应多变的生产条件，获得优质压铸件。（3）技术经济性合理 在保证压铸件质量和安全生产的前提下，使型(模)具结构尽量简化，型(模)具材料选择合理，型(模)具制造技术先进，制造周期短，型(模)具使用寿命长。型(模)具的经济效益体现在型(模)具的寿命上，而决定型(模)具寿命的最主要的因素是：型(模)具材料、热处理、压铸生产过程控制。（4）标准化设计 参照压铸型(模)生产制造的国家标准进行设计，选用型(模)具零部件时尽可能采用标准化、通
4、用化、系列化。在设计中应采用如下标准：GB/T884486 压铸模技术条件GB/T467884 压铸模零件GB/T467884 压铸模零件技术条件二、型(模)具制造工艺流程型(模)具制造工艺流程如图4-1所示。图4-1 型(模)制造工艺流程图三、压铸型(模)总体设计的主要内容1）根据对型(模)具结构初步分析得出的方案，布置分型面、型腔位置、浇注系统和排气系统。2）确定成形部分的分割，镶块、型芯的组合和固定方式。3）计算抽芯力，确定抽芯机构及其主要部分尺寸。4）确定动、定模镶块和动、定模套板的外形尺寸。5）确定导向和定位的形式，导柱、导套的位置和尺寸。6）确定推出结构的形式，推杆、复位杆的位置，
5、各部分的尺寸。7）型(模)具冷却系统设计。8）按现有的标准选定有关零部件、料块、标准模架、模套、模座等。9）型(模)具总厚度、外形轮廓尺寸、安装尺寸与压铸机允许的尺寸相符合。10）计算型(模)具的胀型力，复核锁型（模）力。四、压铸型(模)基本结构压铸型(模)由模体和模架构成。图4-2为一种最常见的压铸型(模)基本结构。模体：型腔-型芯、镶块浇注系统-浇口套、直浇道、横浇道、内浇口溢流排气系统-溢流槽、排气槽抽芯机构-活动型芯、滑块、斜销、锲紧块导向部分-导柱、导套模体部分-套板、座板、支承板冷却系统模架：推出机构-推杆、推板、固定板、导柱、导套、限位钉复位机构-复位杆模架-模脚、垫块、座板图4
6、-2 偏心浇口压铸型(模)的基本结构1-限位块 2-六角螺钉 3-弹簧 4-螺栓 5-螺母 6-斜销 7-滑块 8-楔紧块 9-定模套板 10-销 11-活动型芯 12-定模座板 13-定模镶块 14-型芯 15-动模镶块 16-螺钉 17-浇口套 18-导柱 19-动模套板20-导套 21-浇道镶块 22-螺钉 23、25、30-推杆 24-支承板 26-限位钉 27-螺钉 28-推板导套 29-推板导柱31-复位杆 32-推板 33-推杆固定板 34-垫块 35-动模座板在实际生产中，型(模)具结构形式有很多种，设计型(模)具时主要是根据铸件的特点，确定设计方案，再对有关的构件进行合理的计
7、算选择和布置。图4-3为FATA公司镁合金轿车门压铸型（模）、图4-4为PETRONI公司铝合金油箱压铸型（模）、图4-5为广东高要鸿图工业公司铝合金缸盖压铸型（模）。图4-3 镁合金轿车门压铸型(模)图4-4 铝合金油箱压铸型(模)图4-5 铝合金缸盖压铸型(模)第二节 浇注系统设计浇注系统是引导金属液以一定的方式填充型腔，它对金属液的流动方向、压力传递、填充速度、填充时间、排气条件、型（模）温分布都起着重要的控制和调节作用；同时也是决定压铸件表面质量和内部质量的重要因素。要获得高质量压铸件及取得最大的压铸效率，必须设计出优良的浇注系统，这个系统使型腔内的金属液流程顺畅，并能使压力损失减到最
8、低程度，残存空气能顺利排出，以最经济的方法生产高品质的铸件。一、浇注系统对填充的影响金属液在压铸过程中的充型状态是由压力、速度、时间、温度、排气等因素综合作用形成的，因而浇注系统与压力传递、合金流速、填充时间、凝固时间、型(模)具温度、排气条件有着密切的关系。压力传递一方面要保证内浇口处金属液以高压、高速填充型腔；另一方面又要保证在流道和内浇口截面内的金属液先不凝固，以保证传递最终压力。这样就需要最佳的流道和内浇口设计，最小的压力损失。内浇口面积过大或过小都会影响填充过程，过大的内浇口填充时间长，金属过早凝固，甚至填充不足；过小的内浇口又会使喷射加剧，增加热量损失，产生涡流并卷入过多气体，减短
9、型(模)具寿命。气体的排出主要取决于金属液的流动速度与流动方向，以及排溢系统的开设能否使气体顺畅排出。排气是否良好，将直接影响铸件的外形和强度。型(模)具温度的控制对铸件的质量产生很大的影响，同时影响生产的速度和效率，内浇口的合理设计能对型(模)具的温度分布起着重要的调节作用。型(模)具寿命除了取决于良好的钢材外，又与型(模)具的工作状态有关，良好的浇注系统设计也是为了使型(模)具各部分热平衡处于最佳状态，而不是恶劣的状态下，这样才能得到压铸工艺的最大经济效益。二、分析浇口位置型(模)具结构的合理性首先是浇注系统的合理性，因为当浇注系统的结构和布局确立后，就为型(模)具的总体设计提供了依据。1
10、）根据压铸件的形状和结构，选择从铸件哪个位置入液，目的是得到良好的成形。入液的位置尽可能使金属液的流程短，阻力小，压力损耗小，使填充时间短，从而保证增压压力有效作用。实际生产中越是复杂的铸件，可供选择的位置越少，对浇口的形状、尺寸更讲究，并留有修正的余地。2）分析从所选择的位置入液，金属液进入型腔的流动方向，角度会是怎么样？如果是多个浇口进液，就要分析多股液流汇合之处，可能会发生什么问题，应采取什么措施，并在试模过程中验证，对浇口进行修正。3）气体从哪里排？哪里会卷气？应考虑溢流槽、排气槽的位置。4）从铸件厚的部位入液，有利于压力传递，有利于铸件补缩。内浇口的设置能使进入型腔的金属液先填充深腔
11、部位，计算出每个区域所需要的金属量来设计对应的内浇口面积，以达到同时充满型腔的目的。5）一般是按经验公式来设计浇口。为了保证浇注系统设计的科学性和准确性，可以应用更先进的手段和方法，用计算机进行分析设计。可进行压铸过程模拟分析，直观显示填充过程中金属液的流向，凝固过程中温度场的分析，比较准确反映出压铸过程中各种变化，预测缺陷可能发生的部位，优化浇注系统的设计。三、浇注系统设计（1） 直浇道 由压铸型(模)上浇口套构成，如图4-6所示，能保证压射冲头动作顺畅，有利于压力传递。直径D：根据压铸件重量、所需比压、在压室的充满度(一般占2/3)来选择冲头直径，也就是直浇道的直径D。厚度H：也称为余料，
12、一般取直径的1/21/3，为了易脱模，设有1302斜度。图4-6 直浇道结构（2）横浇道 对金属液流起稳定及导向作用。横浇道的截面积从起始到内浇口逐渐缩小，可有效避免在浇道中产生涡流而卷气的问题。应用最广的是采用扇梯形的截面积，如图4-7所示，其特点为金属热量损失小，加工方便。1）横浇道截面积：F横 =(34)F内2）横浇道厚度：h = (58)A 3）横浇道宽度：b = F横 / h + h tan4）出模斜度： = 10155）圆角半径：r = 23 mm6）横浇道长度：l = 1/2直浇道直径 +(2045) mm式中 F内 - 内浇口截面积 ( mm2 )；A - 内浇口厚度( mm)
13、。图4-7 横浇道截面形状（3）内浇口 内浇口能引导金属液以合理的流动状态、流动角度、流动速度，均匀、平稳、充满型腔。在充形过程中先填充深腔部位，最后流向分型面，以利于排气；避免对型芯的冲击及多股液流的碰撞，以免产生涡流；金属液的流程尽可能短，以利于成形。内浇口布置应考虑到铸件的外观、易清理。1）内浇口截面积 F内 = Q /vt式中 Q-铸件重量(g或kg)；-金属液密度(g/cm3或kg/m3)；v-填充速度(cm/s或m/s)；t-填充时间(s) ；F-内浇口截面积(cm2或m2)2）填充速度 V =（冲头截面积/内浇口截面积）压射速度一般条件下：压射速度为1.52.0 m/s；填充速度
14、为薄壁件 4060 m/s，厚壁件 3545 m/s 。3）填充时间t = 0.01(平均壁厚)2填充时间长短，取决于压铸件的体积和复杂程度，体积大而形状简单，填充时间应长，体积小而形状复杂的，填充时间应短。4）内浇口厚度 较厚的内浇口对压力传递，补缩有利，对铸件致密性有利；较薄的内浇口能获得较高的填充速度，对成形有利。内浇口厚度的经验的数据见表4-1。表4-1 内浇口厚度 （单位：mm）5）)内浇口宽度和长度 宽度为一般情况下为铸件边长的0.60.8倍；长度为23 mm 。（4）溢流槽、排气槽 用于接纳液态金属在充型过程中排出的气体、夹杂物、冷污合金等；并可用于调节型(模)具温度热平衡状态；
15、还可作为顶杆推出位置。良好的排气条件取决于溢流槽、排气槽的合理位置、数量、尺寸、容积、结构形式。溢流槽的容积 一般不少于铸件体积的20%；如为消除铸件局部热引起的缩孔缺陷，则为热节的3倍；如为调节型(模)具热平衡则加大容积。单个溢流槽的尺寸见表4-2，排气槽的尺寸见表4-3。表4-2 单个溢流槽的尺寸 （单位：mm）简 图经 验 数 据铅合金锡合金锌合金铝合金镁合金铜合金黑色金属溢流口宽度h612812812溢流槽半径r46510612溢流口长度L232323溢流口厚度b0.40.50.50.80.61.2溢流槽长度中心距H（1.52）h（1.52）h（1.522）h表4-3 排气槽的尺寸 （单位：mm）合金种类排气槽深度排气槽宽度说 明锌合金0.050.128251.排气槽在离开型腔2030mm距离后，
