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zm139 踏板 压铸 模具设计 fy rw

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【ZM139】踏板压铸模具设计[压铸]【FY+RW】,zm139,踏板,压铸,模具设计,fy,rw

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is of of 6 (2005)In a in be a as a a as +886 2 2737 6487;+886 2 2737 0166 2005 AD is a RP to is as an to of on 2005 of &D of a is to of A is to 3 , 06, 004; 3 0057 005is a as P or to of of a of of is in is of be a a to of AM 566 (2005) 442456 4431. of 2. of of of an of is to is an of a to is on of of a so is of of It is of of by of of of 1. is in a as is is is of in of et 2 up et 3 to L a s a et 4 a of on of 1,is a P et 5 an P a to a et 6to by a P of to et 7 a CD to a to 8,9 to of of on of a to is be to ,9, is in to a of is is a AD is on AD a TL is to a RP of of 1 a of is 6 (2005) 4424564443. of in B Bof B; b is V is of s is of t); k is a is T is in b(I)6 (2005) 442456 4454. 5. in (a) (b) of of of is a to of to of a of 8,9. is a of of t. as it by to in feg of of 10fegf1)ffis is of so it s(t) 11; s(t) is is of t); fis be as afis by is , t); fis is In in fsg feg q. (1), v 0 (2)in of be (3)v4)fv 5)In K is f in ffg is as is of of I) t). in of of on of is of be to of A of a is as an of 0. of is as x = 0 0, an as 2. at in is 242226)C , x0:57)0:58)0:59)10):51):52):53) 6 (2005) 4424564466. AD (a) (b) of of is 7. AD (a) (b)of of is 6 (2005) 442456 447:5 (14)in 8. P by LP (a) 20 5)l is of b on by x; y; y; z(16)w is of of l to is (x, y, z)=I(x, y, z)t, t of is to of P is on 3 a of is a as 4, is 4,13,14. 680 366 (b) of LP of of be of of 5(a) of In of is 9. of is by a as a as 5(b), to of 6 AD of in 7 of AD of 6 (2005) 442456448of s) -4 680 2366 50 10 150C 512M 10. of (a) by (c) of to a (e) to a (b) (d) is of in is to in of is up on a as 8, at an of 10,000. is of L be an of to of of is of of is is 4,13,14 9 of L in 6 (2005) 442456 44911. LP P (a) (b) is 6 (2005) 44245613. of (a) of 50; .1 0 s as . of AD TL of of as 9. in AD is of a AD is to of of AD in is is is as of in BL be + is of is as by AD 10(a) a as 10(b). a is of of a is on 10(c). of a AD as 10(d). is by (b) of as 10(e), RM it is 11 in of to A 13 6 (2005) 442456 45116. of 15. of 14. of is of at be as In is to L as 12. ho 14AD of compe 第 88 页 附录 A： 的 综 合应用 摘要 立体打印是一种利用光敏聚合物为原材料制作产品原型的快速成形（ 术。光敏聚合体快速成型工艺利用激光或别的光源选择性地烧结液态树脂。树脂吸收的能量产生光聚作用使液态树脂固化，加工过的部分在膨胀的同时会产生收缩。光聚合加工中被加工部分树脂的收缩和卷曲变形是这种快速成型技术精度较低的主要原因，特别是当工 件 是中空的 时候 ，此时由于弯曲应力不能被补偿而会导致严重的弯曲变形。通常情况下，设计者会设计一个支撑来限制原型的更大的弯曲和变形。但是，当支 撑从原型内移除的时候，原型的几何表面很容易被破坏 而变 形，所以时间会有浪费。这项研究最初使用动 态 的有限元仿真编码模拟光 聚作用，测定工件外表面的扭曲变形以降低变形量。由此提出一个反向 变形 的 修正方法用于工件外表面的变形。人们制造了一种新的变形补偿 型并把它载入快速成型机中用于实际原型工艺，以提高工艺的精度。最终，“ 断单元成为检验此项实验的原例。修正补偿后的仿真和试验结果被证明是正确的。 关键词 ：计算机辅助设计 ;立体印刷 ;快速成型 ;有限元法 ;卷曲变形 . 工业竞争加速了快速成型系统的发展 。快速成型系统的使用可以促进 R&此，减少工艺时间和产品精度的提高推动和快速成型系统的发展。 在一套快速成型系统中，光源发送装置的光源可以是点光源（如激光或是发光二极管），也可以是线光源（如发光二极管阵列），或是分布在一定范围内的呈一定规则的光源。每一种光源都是为了满足设计者要求而制造的。这里用到的光源是数字光源处理器（ 生的区域光源。快速原型某一区域通过暴光凝固的原理是基于一项暴光和掩蔽工作，光源穿过暴光层直至光聚树脂层从而引起树脂的聚合凝固。所以，加工过程中加热是一致的，产品 的尺寸是稳定的，生产率很高，这些因素都有益于降低产品的工艺时间。也正是这个原因，激光烧结是最为常用的快速成型系统之一。 快速成型件精度较低的主要原因是在光聚过程中树脂的收缩现象。光源产生 的自由基促进光聚作用的发生，小分子（单体）组合成包含诸多小分子（单体）的大分子（聚合体） 1。键合作用是在一个小的容积内通过发热和硫化作用迅速提升温度。加工过的部分随着放热作用膨胀，然后在树脂光聚作用凝固后温度降低时又产生收缩，达到热平衡。 材料的收缩是原型建立过程中出错误的最直接的原因。因此，大量的研究都把精力放在注意和模拟材料的收缩问题。如日本的奈良和其它城市等 2，建立实验 第 89 页 设备来阐明光聚过程中凝固作用的基本动态性能。布哥达等 3发展了一套采用一个包含恒定杨氏模量和泊松比的线弹性模型的有限元程序来 模拟 那卡等 4在研究光聚作用后的树脂性质的基础上发展出了一种新的动态树脂材料模型。 实体表面生产系统 (由 司商业化。是典型的掩膜型立体打印机快速成型系统。 开发了一个创新的快速成型系统，使用液晶显示器(产生一动态掩膜来直接实现相片膜的养护。 使用冷冻的铅版通过拉制一特殊的溶胶凝胶转换光敏聚合物树脂形成掩膜样品。微型的快速成型系统代表近来发展的又一领域。基于掩膜的立体图形技术和光学部件已用来产生所需的分辨率。举例， 成光学镜头。 于光聚合的动态性能。在构建过程中的许多研究集中在分析养护的影响。只有一些研究是改进弯曲变形，特别当构建的部分是空心的；这个弯曲度是非常明显的且不能通过弯曲压力补偿。 这个研究提出使用低成本的设备确认和证明的方法来改进卷曲变形。首先，等式基于 这运用于数字化仿真和与实际过程相协调的输入参数。然后，构件部分的变形就可以预测了。第二，反向变形补偿用来生成一个基于预变形 的新的 三，新的 后，新的 此，这个低成本的机器很大程度改进了零件的精度。仿真和实验的最终结果作了比较。图 1展示了这个过程的流程图。 基于上述对掩摸立体图形系统的养护过程的参考和实验性观测，提出一个修正的数学模型。这是一个从液态到固态的相变过程。证明所有的因素是曝光持续时间和光强的函数。 态有限元 法 出动态光聚固化模型。凝固树脂的特性是光强 函数。未凝固 的液体变的更加粘稠因为它吸收了凝固树脂所产生的热量。因为方便表达，在这篇文章中用应变增量 来代替应变力 。因此，这个树脂的变形有由下列元素组成。 = e+ T+ v+ + p (1) 其中 e代表弹性应变力率， v代表粘性应变率，它是时间的函数。所以它能表示为 （ t） ;粘性压力 （ t） 是时间 t 的 函数。 T是热应变率，能够表示为 ； 是由凝固收缩引起的应变， p是塑胶应变率，在光聚过程中塑性应变很小且能被忽略。在这种情况里， 等于 , 等于 Bu，代入上面的关系和 vB1），产生了下面的等式： vBTBu BT BT（ 3K） + (I) (2) 第 90 页 因此，立体图形工艺的动态有限元分析中构建的公式能表 示为： K u f=0 (3) 这里 K= vBTB 4) f= vBT +BT（ 3K） + (I) 5) 在上面的公式当中， K是刚度矩阵； u是节替代增量； f是有效节点力的增量； B代表应变率 B压力应变矩阵； V 是作用区的体积； 是节点粘性压力且是时间的函数； k 是体积系数； 是线性膨胀系数； (I)作为与凝固收缩相关的应变，是光强 I 与流逝时间 当光穿过掩膜到树脂表面时，在表面上能量扩散的分布状态和均匀性影响固化层的厚度。因此，穿过掩膜的光的能量和投射到树脂表面的能量必须使用一个数学模型来计算决定掩膜的能量。边长为 a 的正方形作为例子，光源能量的强度是 掩膜中心点定义为 x=0 和 y=0，带有示意 图 2 中所描述的能量。在光穿过掩膜后，在正方形外形轮廓上任意一点的强度由以下公式给出： (6) 相关的系数， C 和 S,如下定义： 这里 第 91 页 是波长， b 是树脂表面和光掩膜的距离。因此，基于倍尔朗伯定律，这个公式细化了由树脂所吸收的光能是 I(x,y,z)=Id(x,y,z)z (16) 是波长 的吸收率。每个点所暴露的能量由公式 E(x,y,z)=I(x,y,z)t 给 出， 一个有八个结点的立方体可以用来反映 熟的模拟编码是基于动态的有限元法创建的。图 3是模拟过程的流程图。透明的网孔是事先做好的，如图 4所示，是一个“ 断单元。这种情况的研究涉及 1680个原理和 2366个结点。表 1列出了模拟过程中用到的参数。 表 1：实验和模拟的参数 零件 元素数 节点数 厚度 层 暴光时间 模拟时间“H - 4 ”单元 1680 2366 50 10 150 条信息可以用来改善变形后工件的表面，并在补偿后产生那些结点的新的矩阵。图 5（ a）表示了“ 元的模拟三维变形。在这幅图里，每一个结点的变形都非常小。每一个结点的变形被放大了 5 倍，并以二维形式显示，如图 5（ b）所示，为了阐明外表面的变形，图 6给出了“ 断单元的模拟反向补偿 7表示“ 断单元补偿后的 这项研究中用到的光敏聚合树脂是 本卡牙库公司制造。在 建立了一套基于 体印刷快速成型系统原理的实验设备，如图 8 所示，成 本大约 10000美元。这个系统是底部曝光 护简单且可以使用较便宜的树脂。 这个实验设备从容器底部到控制平台的液态树脂曝光，升降控制器控制着平台的移动。平台和窗口底部之间的距离是第一层成型的厚度。当前层彻底凝固后平台便上升一段距离，然后液态树脂再填入当前的空白地方。下 一层的工作数据同时也已经准备好了。这样的程序一直重复到整项工程结束。 第 92 页 大多数使用者使用“ 一术语，如图 9所示，评估三维 品的精度。因为 “ 元不仅指出了体积的收缩，还有对体积变形的表示。这项研究里用到的“ 断单元有以下几个参数：层数为 150;每一个切片的厚度为 层暴光时间为 中用到的模拟是一样的。 维模型的反向补偿的设计和制造 原始的 和试验中的“ 元所需要的 中制作，如图 9所示。在设计更复杂的三维 种是利用逆向工程软件，另外一种用到一系列程序，首先是把复杂 的形状分成简单的模快，然后用 完成每一小块模型 的制作。软件把一系列的点连成曲线，再把曲线生成曲面，然后在实体模快 中把曲面合并成实体。最终，把一个个小的模快装配一个新的反向 项工作采用第二种方法可以减少对软件包的使用。 在设计更为复杂的三维 元一开始并没有和三个小的单元联系在一起，然后把各个小的模快组装起来才是新的反向 致工序如下：首先，决定 +编程语言转换为 可以接受。然后，把 内。从而，工作外表面的曲线轮廓便出来了，正如反向 图 10(a)。第二，把集中起来的表面曲线铺成曲面，如图 10（ b）所示。第三，制作出由各曲面合并构成的实体。每一个小块的三维 型的反向补偿模块就是这样建立的。如图 10（ c）。第四，所有制作完成的小模块装配成实际需要的反向补偿 块，如图 10（ d）。反向补偿的三维 图 10（ e）所示，并利用 后，把做好的文件载入 图 11所示介绍了在实际生产中变 形在补偿前后的不同之处。这幅图说明除了测部梁以外的所有尺寸都可以将误差修正到 内。 4、结果和讨论 在这个阶段，补偿前后的“ 断单元都会在相同的情况下构造并模拟出来。在每一个节点上，原型的外表面在模拟前后都要用 标测量机（ 量。实验所得的信息可以用作比较模拟和实验结果的参考数据。在这项研究里，需要用到“ 断单元的变形几何表面的六个基准尺寸（上顶部，下顶部，腰部，踝部，脚和侧部）来表现 品的空间几何精度，如图 12 所示。这项发现与朝和帕克所 得和结论是一致的 14。实线表示理想的 型尺寸，虚线表示夸张的表面变形。扭曲最严重的三条线 为了以后更深层的说明而选 第 93 页 定的，为了说明模拟和实验方法补偿前后的弯曲变形，如图 12 所示的曲线 A 包含五个基准尺寸：上顶部，下顶部，腰部，踝部和脚部。曲线 B 和 C 表示侧部的变形尺寸。 图 13 表示在采用“ 元补偿前后的二维变形。三条曲线非常夸张地表现在三者在更详细的补偿前后的比较。图 14 表现了曲线 A 的变形。这幅图说明了补偿前后的变形是相似的，最大变形位置大约位于腰部以上 1线 到 然看起来有些补偿过渡，但是误差控制在 线 15表示的是曲线 B 的变形情况。这幅图说明模拟和实验结果都显示错误被降低到 6画的是曲线 线 以曲线 别地，在第一层完全凝固前的向下的变形要比凝固后的变形更大。这些结果说明补偿后的曲线 和 是这 些情况下的补偿量却没有超过 表格 2和 3显示了补偿前后相对于三条曲线和六个基本尺寸的变形。表格 2和 3中的数据说明了研究方法是经济有效的。 表 2：曲线 A 在补偿前后模拟和实验结果的比较 改进（%）上顶部 模拟 之前 前 拟 之前 前 拟 之前 前 拟 之前 前 拟 之前 前 第 94 页 表 3：曲线 B 和 C 在补偿前后模拟和实验结果的比较 梁的变形 改进（%）曲线B 模拟 之前 5之后 前 拟 之前 前 结 对立体印刷模型的模拟和“ 元的试验已经完成了。这项调查应用一个动态的有限元方法来模拟液态树脂的立体印刷性能并修正了因凝固收缩产生的弯曲变形。随 后，把模拟结果与实验结果进行了比较。比较的结果说明了以下几点问题： 1）此项研究把重点放在发展和应用 拟编码来制作快速成型原型。动态有限元方法成功地运用于模拟变形，在原型制作出来之前能过补偿 型获得了非常精确的最终产品。 2）厂商可以利用这里提议的方法采用低成本的机械来提高最终产品的精度，或者是在相同的机械设备上获得更高的精度。 3）制造者也可以利用这里提到的方法来设计一个支承来消除弯曲应力。这样，产品的生产精度更高，为后续工艺节省了时间 。 4）不论任何时候，在有限元网格划分好的情况下，这里用 到的方法都可以得到应用。因此，这里提到的方法不只是用于同类产品，还可以用于更复杂的其它产品。 5）对于用其它材料或其它方法制作快速原型件，相信这种方法也是非常有用的。它可以生产更精密的产品，并可以延伸应用到更宽广的工业领域的快速成型技术中。 6）这项结果还可以用于微快速成型系统中，来制作更为精确的快速原型。 参考资料 1 1992. 2 H. et on in (3) (1999) 120128. 3 G. et of (2) (1995) 1223. 4 F. et in of 000, 8792. 第 95 页 5 et of 2001, 562567. 6 T. et of 2000, 184189. 7 T. et D CD of 2000, 172177. 8 of 1 (2003) 586595. 9 of 1 (2003) 649655. 10 T. 1994. 11 Y. 1980( 12 X. D 2001. 13 by in 40 (2003) 191196. 14 9 (1) (2000) 1834. 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名： 学 号 ： 学 院： 专 业： 机械工程及自动化 设计题目： 压铸模设计 专 题： 指导教师： 职 称： 2007 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 机电工程学院 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 2006 年 3 月 1 日 毕业设计日期： 2006 年 3 月 1 日至 2006 年 6 月 20 日 毕业设计题目： 毕业设计专题题目： 毕业设计主要内容和要求： 院长签字： 指导教师签字： 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书 指导教师评语 （基础理论及基本技 能的掌握； 独立解决实际问题的能力； 研究内容的 理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点； 工作态度 及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等 ）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书 评阅教师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用 所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等 ）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩 答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 正 确 基本 正确 有一般性错误 有原则性错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 第 1 页 1 压铸工艺概论 压力铸造是将熔融合金在高压、高速条件下充型，并在高压下冷却凝 成形的精密铸造 方法，简称比铸。在压铸生产中，压铸合金、压铸模和压铸机是最基本的三大要素，而压铸生产就是将此三大要素加以组合、调整和正确实施的过程。 压铸 生产过程和特点 铸生产过程 压铸生产过程包括压铸模在压铸机上的安装与调整、对模具必要部位喷涂涂料、模具预热、安放镶嵌件、闭模、将熔融合金舀取倒入压室、压射 (高压高速 )成型、铸件冷却后脱模和压铸件清理等过程。 铸特点 由于压铸时熔融合金在高压高速下充型， 冷却速度快，因此有如下优点： 1压铸件尺寸精度高 压铸件尺寸精度一般可达 高可达面粗糙度可达 3 . 2 0 . 4 a m。因此，压铸件可不经机械加工或个别表面只需少量机械加工就可直接使用，既提高了金属利用率，又节省了机械加工工时。 2压铸件组织致密、硬度和强度较高 由于熔融合金在压铸模内冷却迅速， 同时又在高压下结晶，因此在压铸件上靠近表面的一层金属晶粒较细，组织致密，表面硬度和强 度较高， 但伸长率较低。 3可生产薄壁、形状复杂和轮廓清晰的铸件 锌合金压铸件最小壁厚可为 孔孔径最小值可达 纹的最小螺距能达 0 75时，也可以压铸清晰的文字、图案和符号等。 4可采用镶铸法简化装配和制造工艺 将事先准备好的与浇注金属不同材料零件，放 入 压铸模中规定部位，压铸后零件被固定在压铸件中，这种压铸方法称为镶铸法 (又称嵌铸法 )。它既可满足特定部位的使用要求，又可简化装配和制造工艺。 5生产效率高，易实现机械化和自动化生产 般冷压室压铸机每小时 可压铸 7580 次，热压室压铸机平均每小时可压铸 370870 次，当采用“一模多腔”时，产量还可以成倍增加。尤其是压铸过程是在压铸机上实现的，故易实现生产过程的机械化和自动化。 尽管压铸生产有上述优点，但也存在以下缺点： 第 2 页 1压铸件易出现气孔和缩松 由于充型时间短，金属液在压铸模内凝固速度快，因此，型腔中的气体很难完全排出 ， 补缩也困难，致使铸件容易产生气 孔 和缩松，铸件壁越厚越严重，故压铸件壁厚一般在 下。有气孔的铸件在热处理时，气孔内气体在高温下膨胀会使铸件表面鼓泡，所以这种 压铸件不能进行热处理。 2对内凹复杂 的铸件压铸较困难 内凹复杂的铸件所需模具结构复杂，且出件脱模也 困难。 3高熔点合金压铸时，模具寿命低，影响了压铸生产的扩大应用。 4不宜小批量生产 由于压铸模结构复杂，制造成本高且准备周期长 ，因此只适应于定型产品的大量生产。 压铸合金的基本要求和种类 压铸合金的基本要求 为了满足压铸件的使用要求，保证压铸件质 量 ，对压铸合金提出如下要求： (1)密度小，导电和导热性好； (2)强度和硬度高，塑性好； (3)性能稳定 ， 耐磨和抗腐蚀性好； (4)熔点低，不易吸气和氧化； (5)收缩率小，产生 热裂、冷裂和变形的倾向小 。 (6)流动性 好，结晶温度范围小，产生气孔缩松的倾向小。 铸合金的种类 压铸用合金可分为铸造铁合金和非铁合金两大类。 铸造铁合金又分为铸铁和铸钢两类。铸铁类如灰铸铁、可按铸铁和球墨铸铁等；铸钢类如碳钢、不锈钢和各种合金钢等。由于上 述合金熔点高、易氧化和开裂，且 模具寿命低，因此铁合金铸件的压铸生产还不普遍。 铸造非铁合金又分低熔点合金和高熔点合金。低熔 点合金如铅合金、锡合金和锌合金等，高熔点合金如铝合金、镁合金和铜合金等。非铁合金压铸件中比例最大的是铝合金，其次为锌合金、铜合金和镁合金，常见压铸锌合金、铝合金、镁合金的化学成分和力学性能可参考表 1 1 1 第 3 页 第 4 页 铸件的结构工艺性 压铸件的结 构工艺性好，可 以简化模具结构，保证压铸件质量，降低成本，提高经济效益。否则，不 仅模具结构复杂，且质量无法保证，甚至造成生产困难。压铸件的结构工艺性主要包括如下内容： 厚 实践证明，压铸件壁厚 超过某一值时 ，其强度和致密性 随壁厚的增加而下降，这是因为厚壁铸件易产生气孔和缩松等缺陷。因此在保证强度和刚度的条件下，铸件应尽可能减小其壁厚，通常工艺条件下以不超过 宜。在壁厚相差较大时，应尽可能使各截面的壁厚均匀，在较厚部分可采用减薄壁厚增设加强肋的方法，如图 1 l 所示以防铸件产生外表面凹陷、内部缩松和裂纹等缺陷。铸件有镶嵌件时，镣嵌件周围金属层厚度为 (1 53 5)提高金属基体与镶嵌件的包紧力。由于工艺出案的影响，压铸件壁厚也不能太小，以免产生浇不足和冷隔现象。最小壁厚可参考表 1取。 第 5 页 孔 压铸法的最大优点之一 就是能压铸出较小的孔，但必须考虑到压铸合金在冷却过程中向铸件中心逐渐收缩时，对型芯会产生很大的包紧力，因此为防止型芯变形和断裂、考虑抽芯方便等，对铸孔的孔径、孔深和孔与孔之间的距离应加以限制。一般孔径不小于 孔深不大于孔径的 4 8 倍，孔间距在 10上。 造圆角和脱模斜度 在压铸件壁与壁连接处，都应设计成圆角它不仅有利于金属流动，便于成型，减小涡流，而且可以防止在尖角处产生应力集中，有利于保证铸件质量。对 模具来说，可以消除尖角处应力集中而延长寿命。通常，铸造圆角半径最小值可取相邻两壁厚之和的 。 为便于压铸件脱模，防止表面划伤，延长模具寿命，压铸件应有合理的脱模斜度。脱模 斜度与铸件壁厚、合金种类等有关。铸件壁厚越厚。 合金对型芯的包紧力也越大，脱模斜度就越大。收缩率越大，熔点越高，脱模斜度也越大。此外，铸件内表面或孔比外表面的脱模斜度要大。一般脱模斜度取为 20 。 纹、齿轮和槽隙 第 6 页 压铸外螺纹时，需留有 (0 2 0 3)加工余量；内螺纹虽可铸出，但必需考虑螺纹旋出装置的复杂性，故一般先铸出底孔，再由机械加工成内螺纹。螺纹长度不宜过长，因收缩时，长度方向有较人的积累误差。 压铸齿轮的最小模数 m=精度要求高的齿轮，齿面应留有(.3)加工余量。槽宽、槽深原则上可参考铸孔，但不能太大。通常槽宽最小值为 (.5)深最大值为（ 1012） 案、文字和标志 压铸文字大小一般不小于 3 84 规定的 5 号字体。文字凸出高度应 大于 ( 5)条宽度一般为凸出高度的 ，线条间最小距离为 模斜度为 10 15。图案、文字和标志在压铸件上匀采用凸体，且避免尖角。 嵌件 镶嵌件在铸件内必须稳固牢靠，故其铸入部分可采用滚花、切槽、铣扁和压凸等方式，使金属基体包紧。镶嵌件包紧部分不允许有尖角等，以免铸件发生开裂。带镶嵌件的压铸件最好不进行热处理，以免镶嵌件松动。图 1 2 为镶嵌件在铸件中的固定方法。 总之，压铸件的结构应尽可能避 免侧凹、深腔以便于脱模，壁厚均匀，减少尖角，消除铸造应力，以确保压铸件质量。图 1 3 为压铸件结构修改 第 7 页 实例。图 1 3a、 b、 c 的 1 分别为轮形、矩形、箱形零件壁太厚产生气孔情况；图中的 2 分别为修改后情况。图 d 是把尖角修改为圆角。因 e 的修改是为增大脱模料度、图 f 的 2 修改后显然比图 f 的 l 起模方便，达到简化模具结构的目的。 第 8 页 铸主要工艺参数的选择与调整 压铸生产时熔融合金充型的过程，是许多矛盾着的因素得以统一 的过程。在影响充型的许多因素中，主要是压力、速度、温度和时间等，时间则是有关工艺参 数的协调和综合的结果。因此，只有对这些工艺参数进行正确选择、控制和调整，才能保证在其他条件良好的情况下，生产出合格的压铸件。 力 （一） 压射 力 压铸机的压射缸内工作液作用 于压射冲头使其推动熔融合金充 填模具型腔的力 ，称为压射力。它反映压铸机功率大小，其 计算式为： 21F p 式中 F 压射力 (N)； p 压射缸内工作液的压 力 (D 压射缸直径 。 (二 )比压 比压是指压射冲头作用于熔融合金单位面积 上的压力 。 其计算式为 ： 式中 p 比压 ( F 压射力 (N)； A 压射冲头截面积 ( 2。 将填充阶段的比压称填充比压，充型结束时的比压称压射比压。比压的选择，应根据压铸件的强度、致密性和壁厚等进行。一般压铸件要求强度越高，致密性越好，比压就越大。 对于薄壁铸件，因 充型困难，故填充比压就要人些；对于厚壁铸件，因疑团时间长，故填充比压可小些，但压射比压要大。值得 注意的是，由于比压过高会使模具受到熔融合金的强烈冲刷和增加枯模 的可能性，降低模具寿命，且模具易胀开，因此必须合理选择比压。现压 铸机上调整比压的办法有：调节压射力的大小和更换不同直径的压射冲头。一般常用比压可参考表 I 6 选用。 第 9 页 (三 )胀型力和锁模力 由于压射比压的作用，使正在凝固的熔融合金将压射比压传递给型腔壁面的压力称为胀 型力。胀型 力总是 力 图使模具胀开，铸件在胀型刀作用下易产牛飞边，为避免此现象发生， 压铸机的锁摸机构对模具合模后有一 个夹紧力。故在充型过程中，为保证动、定模相互紧密闭合， 沿合模方向上施 加在模具上的夹紧力，此力称为锁摸力。锁模力必须大于 胀型力在合模方向上的合力，其计算式为： F 式中 锁模力 (N)； p 压射比压 ( A 铸件 (包括浇注系统、排气槽、溢流槽 )在合模方向垂直面上的投影面积 ( 2，其中 为胀型力的大小； K 安全系数，一船取 1 1 1 3，小铸件取下限，大铸件取上限。 度 (一 )压射速度 压射冲头在特定条件下运动的线速度称为照射速度 ，一般压射速度为（ ） m/s。 压射速度可通过压铸机调节阀无级调速。 (二 )充填速度 在压射冲头作用下，熔融合金充型时通过内浇口的线速度称为充填速度。充填速度偏低，铸件易造成轮廓不清晰；充填速度偏高，型腔中气体排出困难，熔融合金成喷雾状态进入型腔并粘附型壁，降低铸件表面质量或形成内部疏松，且冲刷模具，严重降低模具寿命 。 一般压铸件形状复杂、浇注温度低、内浇口较厚和模具导热性好时，充 第 10 页 填速度要高些，反之则低些 。 实践证明 ，充填速度在 (15 40)m 众时可获得优质铸件。 对 厚壁或内部质量要求高的铸件，应选择低的充填速度和高的比压，对薄壁或表面质量要求 高 以及复杂的铸 件，应选择高的充 填速度和低的比压。充填速度可参照表 1 7 选择。调整充填速度的方法有：调整压射速度、改变比压和调整内浇口的截面积。 度 (一 )浇注温度 浇注温度是指熔融合金从压室进入型腔时的平均温度。由于压室内的熔融合金温度不便测量，故一般 用保温炉内的熔融合金温度表示。 浇注温度过高，合金收缩大，铸件易产生变形和裂纹，铸件晶粒粗大，且易粘模；浇注 温度过低，充型困难，铸件易产生冷隔、表面流纹和浇不足等缺陷。 实践证明，在压力较高的条件下，应尽可能采用低的浇注温度，最好使熔融合金呈粘稠的“粥状”时压铸，这样可以减小型腔表面的温度波动和对型腔的冲刷，延长模具寿命，减小气体卷入和产生涡流的可能性，同时也减小了凝固时的体积收缩，减小缩 孔 缩松倾向。但 对含硅 量高的铝合金不宜呈“粥状”压铸，否则会析出大量的游离硅，使加工性能变坏。各种合金的浇注温度可参考表 1 8 选取。 值得指出的是，充填速度超大，熔融合金因摩擦作用而升温的数值也越大，当充填速度为 40m/s 时，铝合 金进入型腔时的温度将增加 8，因此充填速度大时可适当降低浇注温度 ， 以保证铸件质量。 第 11 页 (二 )模具温度 模具温度是指模具的工作温度。压铸模在压铸前要预热到一定温度，预热的作用如下 ： (1)避免模具因激热面胀裂。 (2)避免熔融合金因激冷而充型困难或产生冷隔，或因线收缩加大而使铸件开裂。 (3)降低型腔中的气体密度，有利于排气。 但模具温度也不宜太高，否则易造成粘模、铸件 顶 出变形 、模具局部卡死甚至损坏，且 会延长开模时间，降低生产串等。 模具预热一般可采用煤气喷烧、喷灯、电热器和感应加热， 当模 具温度过高时应采用冷 却措施，如采用水冷却。但冷却液应在模具预热以前及时通入， 否则，将因激冷而使模具产生裂纹。模具工作温度按 下式计算： 式中 模具工作温度 ( )； 合金浇注温度 ( )o (三 )模具的热平衡 在压铸的每 个循环中，单位时间内模具从熔融合金中吸收的热量和传递散发到外界的热量相等时的热平衡就称为模具的热平衡。对于中小型模具来说，模具吸收的热量总是来不及向外界散 发就进入到下一个循环，故须在模具内设置冷却装置调节模具热平衡。对大型模具，因体积大，热容量大，且循环时间也长，模具升温较慢，这时型腔附近可以不设冷却通道，而只在浇口套周围设置冷却通道即可达到模具热平衡的目的。有时型腔复杂，不同 第 12 页 部位 温差 较 大，故模具内不仅 设有冷却通道， 而且也设有加热通道，从而形成一 个冷却 加热系统来调节模具热平衡，此时，工作介质多为油 。 间 (一 )充填时间 压铸时熔融合金 从进入模具型 腔开始到充满型腔为止所需的时间称为充 填时间，大多在 （ s 之间 。充填时间的长短取决于铸件的体积和复杂程度，实践证明，中 小型铝 合金 压铸件的充填时间为 右。充填时间的调节 方法与充填速度的调节方法相似。 (二 )保压时间 压铸时在熔融 金属充 型后 保持压力的时间称为保压时间 。保持一定压力下凝固，一方面可以加强补缩，另一方面可使 组织更致密。一般保压时间为(1 2)s，对结晶温度范围大 和厚壁铸件， 保压时间为 (2 3)s。但保压时间过长，起不到很大效果，且易造成立式压 铸机的切料 困 难 。 (三 )冷却时间 压射保比作用完成后到压铸模开模推出铸件时的这段 时间称为冷却时间，又称留模时间。冷却时间的长短对生产影响较大，苦冷却时间短，则铸件强度还较低时就脱模，铸件易 金形，对强度低的合金还可能因内部气孔的膨胀而 产生表面鼓泡。冷却时间太长则收缩 大 推出铸件困难，热脆性大的合金还会引起开 裂，且压铸生产率也降低。一般冷却时间按 每 毫米壁厚为3s 计算，且通过试模适当调整 。 料 压铸过程中，使 模具易磨损部分在高温下具 有润滑性能， 并减小活动件阻力防止粘模所用的润滑材料和稀释剂的混合物，统称为压铸涂料。 (一 )涂料的作用 压 铸用涂料 主 要有如下 作用： (1)改善模具工作条件。涂料可避免熔融合分直接冲刷型腔和型芯表面。 (2)改善成型条件，减小模具的热导率，保持合金的流动性。 (3)提高铸件质量和延长模具 寿命，减小铸件与模具成型部分的摩擦 防止粘模（对铝合金而言）。 但值得提出的是涂料使用不当会导致铸件产生气孔和夹渣等缺陷。 (二 )对涂料的要求 压铸用涂料 应 满足下列要求： (1)高温时具有良好的润滑作用。 (2)挥 发点低，在 (100150)时，稀释剂能很快挥发。 第 13 页 (3)涂敷 性好，民对模具及铸件无腐蚀作用。 (4)性能稳定，在空气中 稀释剂挥发小，存放期长 ，五毒、臭气体放出。 (5)配方工艺简单，来源丰富，价格低廉。 (6)在型腔表面不产生积垢。 (三 )涂料的种类 压铸用涂料的种类繁多，其中较理想的成分 、配方、配制方法和适用范围 列表于 1，供选用时参考。 (四 )涂料的使用 涂料使用时市注意用量不沦是涂刷还是喷涂， 都要避免厚薄不均改太厚，喷除或涂刷 后，待稀释剂挥发历才能合模浇注，否则型腔或压室气体增加，会增加气孔 产 生的可能性 ， 甚至形成高的反压力而使充 型困难。排气槽不应被涂 料堵 死，以免 排气不畅。 型 腔 转折、凹角部位不应有涂料沉积，以确保铸件轮廓清晰 。一般冲头和压 室每压铸 3 5 次后应喷 涂涂料一次，浇汗系统和成形部分每压铸 3 8 次后应喷涂 次大中型压铸件生产时每次压铸 后应喷 涂一次。 第 14 页 2 压铸机 压铸机是压铸生产的基本设备，在选用压铸机时，必须熟悉压铸机的种类、工作原理 、 基本参数和压铸机的特点等。 铸机的种类和工作原理 铸机的型号和种类 （ 一 ） 压铸机型号 目前，国产压铸机已 经标准化，其型号主要反映压铸机类型和锁模力大小等基本参数。压铸机 型号表示方法为“ J x x x”， 其意义是“ J”表示“金属型铸造设备”， J 后第一 位阿 拉伯数字表不压铸机所属“列”，压铸机有两大列，分别用“ 1” 和“ 2”表示，“ 1” 表示“冷压室”，“ 2”表示“热压室” 。J 后的第二位阿拉伯数字表示压铸机所属“组”，共有九组，目前使用的有三组，“ 1”表示“卧式”“ 2”表示“热压室 ”， “ 5”表示“立式” 。 第二位以后的数字表示锁模力的 1/100型号后加有 A、 B、 C、 D字母时，表示 第几次改型设计，例如： 第 15 页 在国产压铸机型号巾，普遍采用的主要有 1163 等型号。 (二 )压铸机的种类 压铸机一般分为热压室和冷压室两大类，冷压室压铸机按压室 结 构和布置方式又分为卧式和立式 (包括全立式 )压铸机两种。 铸机结构形式和压铸 过程 (一 )热压室压铸机结构形式和压铸 过程 热压室压铸机结构形式如图 2 1 所示，其 压室与柑埚 联成一体压铸过程如图 2 2 所承。 压射冲头上升时，熔融合金通过进口 人压室内，合模后，在 压射冲头作用下，熔融合金由压室 经鹅颈管、喷嘴和浇注系统进入模具型胶、冷 却凝固成压铸件，动模移动与定模分离而开模， 通过推出机 构推出铸件而脱模，取出铸件即完成一个压铸循环。 第 16 页 (二 )立式冷压空压铸机结构形式和压铸过程 图 2 3 为立式冷压室压铸机的结构形式，其压室和压射机构是处于垂直位置，压室中心与模具运动方向垂直。压铸过程如图 2 4 所尔：合模后，浇入压室中的熔 融合金被已封住喷嘴 孔的反料冲头托住 ，当压射冲头向下运动压至熔融合金液面时，反料冲头开始下降，打开浇口道 孔 ，熔融合金进入模具型腔 。凝固 后，压射冲头退回，反料冲头 上 升切除余料并顶出 压室，取走余料后反料冲头降至原位，然后开模取出铸件，即完成一 个压铸循环。 第 17 页 （三）卧室冷 压室压铸机结构形式和压铸过程 卧式冷压室压铸机的结构形式 如 图 2 5 所示，其压室和压射机构处于 第 18 页 水平位置，压室 中心线平行于模具运功方向，其压铸过程如图 2 6 所示：合模后，熔融合金浇入压至，压射冲头向前 推动，熔融合金经浇道压人模具型腔，凝固冷却成压铸件，动 模移功与定模分外而开模在推出机构作用下推出铸件，取出压铸件，即完成一个压铸循环。 铸机的主要技术参数 目前，压铸机的主要技术参数已经标准化，征压铸机产品说明书 上 均能查到。表 2 1 为国产部分压铸机的主要技术参数。图 2 9 为 铸机的模 具安装尺寸，图 2 10 为 铸机的模具安装尺寸。 第 19 页 第 20 页 3 踏板的压铸模具设计 本次压铸模设计的零件是电梯踏板，零件的外形结构如图所示：使用的材料为铝合金 铸模采用两模腔。 铸机的选用 在实际生产中，并不是每台压铸机都能满足压铸各种产品的需要而 要根据具体情况进 行选用 。选用压铸机时应考虑下述两个方面的问题。 首先，应考虑压铸件的石同品种和批量。在组织多品种、小批量生产时，一般 选用液压系统简单、 适应性强和能快速进行调整的压铸机。如果组 织少品种大量生产时，则应 选用配备各 种机械化和自动化控制机构的高效率压铸机。对单一品种大量生产时，可 选用专用压铸 机。 其次， 应 考虑压铸件的不同结构和工艺参数。压铸件的外形尺寸、质量、壁厚以及工艺 参数的不同。对压铸机的选用有 重大影响。 下面主 要根据 上述诸因素，介绍压铸机选用时对锁模力、压室容量和开模距离等参数的 确定 。 模力计算 根据条件，本踏板模具 采用斜销抽芯和斜滑块抽芯机构 ，因此按以下 计 第 21 页 算公式 计算 ： K ( P P )1000P 反 法锁(104N) ( F F F F ) p 反 溢浇 余铸P p F t a n 法 法式中 作用于滑块 锁模力 P 压射比 浇道内浇口在分型面上的投影面积 溢流槽仔分型面上的投影面积 锲形块的锲形角 K 安全系数 压铸时的反压力 铸件在分型面上的投影 余料在分型面上的投影 根据计算和现有条件，这里选择 卧室冷压室压铸机，其技术规格如下： 第 22 页 室容量 压铸机初步选定后，压射比压和压室直径的尺寸相应地得到确定，压室可容纳的金属液的重量也为 定值，但是否能够容纳每次浇注的金属液重量，必须时需按下面核算： 压 室压铸机压室容量应大于每次浇铸的金属液总量： 1 2 3( V V V )压 室( 压缩机给定的压室容量 1V 压铸件的体积 2V 浇注系统的总容积 3V 余料体积 合金密度 开模距离 压铸模合模后应能严密地锁紧分型面，因此，要求合模后的模具总厚度大于 (一般大 20铸机的最小合模距离。 开模后应能顺利地取出铸件，最大开模距离减去模具总厚度的数值，即为取出铸件 (包括浇注系统 )的空间。上述关系可用图 2 12 加以说明，由图 2 12 可知： 12H h h合m i 2 0 m m合m a x 1 2L H L L 1 0 m m 合12L L L 1 0 m m 式中 1h 定模厚度 ( 2h 动模厚度 ( 压铸模合模后的总厚度 （ 第 23 页 最小合模距离 ( 最大开模距离 ( 1L 铸件 (包括浇注系统 )厚 度 ( 2L 铸件推出距离 ( L 最小开模距离 ( 装模尺寸 装模尺寸的选择原则如下： 摸具的安装尺寸应与模板尺寸相适应。 压铸机合模后应能严密地缩紧分型面，合模后的模具总厚度应大于压铸机的最小合模距离。 压铸机开模后要能顺利取出铸件，压铸机最大开模距离减去模具总厚度后应留有取出铸件的距离。 铸 系统和溢流、排气系统的设计 浇注系统的主要作用是把 金属液从热室压铸机的喷嘴或冷室压铸机的压室导入 型腔内。 浇注系统和溢流、排气系统与 金属液进入型腔的部位、方向、流动状态、型腔内气体的排出等密 切相关，并能调节充填速度、充填时间、型腔温度等充型条件，其设计是 压铸模设计的重要环节。 铸系 统的结构、分类和设计 金属液在压力作用下充填型腔的通道称为浇注系统。浇注系统主要由直浇 道、横绕道、内 浇 口所组成。 立式冷室压铸机浇注系统结构入下图所示： 第 24 页 1 23 4浇铸 系统设计的主要内容 (1)对压铸件的结构特点，尺寸精度、表面 和内部质量要求、承受负荷情况、耐压要求、加工基准面等进行分析。 (2)根据压铸件的外形尺寸、复杂程度、合金种类、铸件重量和在分型面上的投影面积等，确定所采用的压铸机型号、选用适当的压室和冲头。采用立式压铸机或热室压铸机时还要选用适当的喷嘴，使喷嘴截面积与挠注系统相适应。 (3)确定金属液进入型腔的方向、位置和流动状态。 (4)确定浇 注系统的总体结构和各组成部分的尺寸。 浇口的设计 内浇口的设计主要是确定内浇口的位置、形状和尺寸。由于铸件的形状复杂多样，涉及的 因素很多，设计时难以完全满足应遵循的 原则，内浇口的截面积目前尚无切实可行的精 确计算方法，因此进行内浇 口 设计时，经验是很重要的因素。 内浇口设计的原则 如下： 1)金属 液从铸件厚壁处向薄壁处填充。 2)内浇口的设置要使进入型腔的金属 液先流向远离浇口的部位。 3)金属液进入型腔后不宜立即封闭分型面、溢流槽和排 气槽。 4)从内浇口进入型腔的金属液 ，不宜正面冲击型芯。 5)浇口的设置应便于切除。 6)金属液进入 型腔后的流向要沿着铸件 上的肋和散热片。 7)避免在浇口部分 产生热节。 8)选择内浇口位置时，应使金属液流 程尽可能短。对于形状复杂的大型铸件最好设置中心浇口。 第 25 页 9)采用多股内浇记时 ， 要注意防止金属液进入型腔后从几路汇合，相互冲击，产生涡流、裹气和氧化夹渣等缺陷。 10)薄壁压铸件内浇 口的厚度要小 一 些，以保持必要的充填速度。 11)根据铸件的技术要求，凡 精度、表面粗糙度要求较高且不再加 工 的部位，不宜设置内 浇口。 12)管形铸件最好围绕型芯设置环形浇口。 流量计算法计算内浇口截面积： g 式中 内浇口截面积 G 通过内浇口的金属液质量 液态金属的密度 内浇口处金属液的流速 t 型腔的充填时间 第 26 页 浇口套如图所示： 浇道 的设计 第 27 页 直浇道的设计要点 根据铸件重量，选择喷嘴导入口直径。 处于浇口套部分直浇道的直径，应比喷嘴部分直浇道的直径每边放大 喷嘴部分的出模斜度取 ，浇口套的出模斜度取 度。 分流锥处环形通道的截面积一般为喷嘴导入口的 左右，直浇道底部分流锥的直径 223 2 1( 1 . 1 1 . 3 )d d d 式中 直浇道底部环形截面处的外径， mm 直浇道小端（喷嘴导处入口处）直径， 求 2332（ 直浇道与横浇道连接处要求圆 滑过渡，其圆角半径一般取 0，以使金属液流动顺畅。 卧室冷压室压铸机直浇道的设计 直浇道一般由压室和浇口套组成，在直浇道上的这一段，通称为余料。 直浇道的设计要求 直浇道直径 D 根据铸件所需比压来选定。 直浇道厚度 H 一般取直径 D 的 1/21/3。 为保证压射冲头动作顺畅，有利于压力的传递和金属液充填平稳，压室内径与浇口套内经应保持同轴度。 压室和浇口套宜制成一体，如分开制造时应选择合理的配合精度和配合间隙。 为了使直浇道从浇口套中顺利脱出，可在靠近分型面一端长度为1525围的内孔处，设有 度的出模斜度。 正确选择压室和压射冲头的配合间隙 与直浇道相连接的横浇道一般设置在浇口套的上方，防止金属液在压射前流入行腔。 压室和浇口套的内孔，应在热处理和磨精后再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙度不得高 浇道 的设计 横浇道是指从直浇道末端到内浇 口之间的通道有时横绕道 可划分为主横浇 道和过渡横 浇道。 第 28 页 横浇道的设计要点如下： 1)横浇道的截面积应从直浇道起到内浇 口止，逐渐缩小如在 横浇道中出现截面积扩大的情况，金属液流过这里时则会出现 负压，由此必然会吸收分型面上 的空气，增加金属液流动过程中的涡流。 2)圆弧形状的横浇道可以减少金属液的流动阻力，但截面积 应逐渐缩小，防止涡流裹气。圆弧形横浇道出口处的 截面积应比进口处减小 10一 30。 3)横浇 道应具其一定的厚度和长度，若横浇道过薄，则热量损失大；若过厚时冷却速度缓 慢，影响 生产率，增大金属消耗。保持一定长度的目的，主要对金属液起到稳流和导向的作用。 4)横绕道截面积在任何情况下都不应小于内浇 口截面积。多腔压铸模主横浇道截 面积应 大于各分支 横浇道截面积之和。 5)根据工艺上的需要可布置盲浇 道，以达到改善模具热平衡条件，容纳冷污金属液、涂料残渣和气体的目的。 6)模具上横浇道部分，应顺着金属液的流动方向研磨，其表面粗糙 度不大于 7)对于卧式冷室压铸机，在一船情况下，横浇道入口处应位于直浇 道 (余料 )的上方，防止 压室中的金属液过早流入 横浇道。 流槽和排气槽的设计 溢流槽和排气槽的作用主要决定于设置的部位，而其效果则取决于容量和尺寸的选择。在 模具结构和工艺条件已决定的情况下，溢流槽和排气槽可以弥补由于浇注系统涉及不合理带来的缺陷，起到相辅相成的作用。 溢流槽的设计要求 金属液在横浇道内或进入行腔后最先冲击部位。 受金属液冲击的型芯背面。 两股或多股金属液相汇合，容易产生涡流裹气或氧化夹杂的区域。 由于行腔形状所形成的涡流部位。 金属液最后充填的部位。 需要改善金属液流态抑制涡流、紊流的部位。 内浇口两侧或其他金属液不能直接充填的死角区域。 大平面上容易产生缺陷集中的部位。 行腔温度较低的部位。 铸件壁厚过薄难以充填的部位。 为使溢流槽能充分发挥作用达到七应有的效果，不致消耗过多的金属， 第 29 页 增加投影面积，影响铸件尺寸精度，降低充填行腔的有效压力，甚至影响和打乱充填流态或引起其他反作用，故在布置溢流槽时应慎重考虑。在模具设计时，一般事先在准备布置溢流槽处保留一定的余地，经试压验证后，观察铸件上金属液的流痕和缺陷产生的形态，最后确定合理的布局和容量。 、定模导柱和导套的设计 导柱和导套设计的基本要求 1） 应具有一定的刚度引导动模按一定的方向移动，保证动、定模在安装和合模时的正确位置。在合模过程中保持导柱、导套首先起定向作用， 防止型腔、型芯错位。 2）导柱应高出型芯高度，以避免模具搬运时型芯受到损坏。 3）为了便于取出铸件，导柱一般装置在定模上。 4）如模具采用卸料板卸料时，导柱必须安装在动模上。 5）在卧室压铸机上采用中心浇口的模具，则导柱必须安装在定模座板上。 导柱的导滑段直径及导滑长度的确定 导柱、导套需有足够的刚性，当导柱为 4根时，选取导柱导滑直径的经验公式为： d K F 式中 d 导柱导滑段直径 F 模具分型面上的表面积 K 比例系数，一般为 根据本踏板的设计，导柱导滑直径 25d K F查表得公差： 柱导滑长度查表得 l=50 柱如下图所示： 第 30 页 根据配合，导套内孔直径： 套外径： 导套如下图所示： 板的设计 定模套板的设计 定模套板一般不作强度计算，设计时应考虑以下几点： 1、模具吊装在压铸机墙板上后，要留出安装压板的位置，使模具压紧定位。 2、与卧式压铸机的压室安装孔或立式压铸机的喷嘴安装孔精确配合。 3、当定模套版为不同孔时，则以定模压板取代了定模座板，但仍必须留出安装压板或紧固螺钉的位置。 定模套板如下图所示： 第 31 页 动、定模套板的设计依据 套板一般受拉伸、弯曲、压缩 3种应力，变形后会影响型腔的尺寸精度。因此，在考虑套板尺寸时，应兼顾模具结构与压铸生产中的因素。 动、定模套 板边框厚度 当采用滑块时，动、定模套板边缘厚度应增加到厚度 h ，其厚度 h计算如下： 23h L S抽中 抽芯距离 L 包括端面镶块中 T 形槽成型部分在内的滑块总长度 形套板边框厚度 h 按以下计算 型腔为不穿通式： 1 第 32 页 型腔为穿通式： h 受力时，变形值 下式计算： 2D D 式中 p 压射比压 许用抗拉强度， =8098 弹性模量， E= 0 h 套板边框厚度， 型腔直径， H 型腔深度， 套板厚度， 弹性变形量， 形套板边框厚度 h 按下式计算： 22 2 1 1P P 8 H P h 1 1 1P 2 2 1P 式中 h 套板边框厚度 1 1 2H, H , L , L 按铸件大小确定 12P,P 边框侧面承受的总压力， N 材料的许用强度， 45 刚调质后 =196245p 压射比压， 模支承板的选择 选择支承板厚度的原则 1、铸件分型面投影面积大，支承板厚度取较大值，反之取较小值。 2、在投影面积相同的情况下，压射比压大，支承板厚度 取较大值；压 第 33 页 射比压小时，支承板厚度取较小值。 3、当模座上的垫块设置在支承板长边两端时，则支承板厚度取较大值；设置在支承板的短边两端时，取娇小值。 4、当采用不同套板时，套板底部厚度为支承板厚度的 。 动模支承板的加强形式 当垫块间距较大或支承板厚度较小时，可借助推板导柱或采用支柱，以增强对支承板的支承作用。 动模支承板厚度的计算 动模支承板厚度 h 可按下式计算： 弯式中 p 动模支承板所受总压力， N； P=中， F 为铸件在分型面上的投 影面积 B 动模支承板的长度； L 垫块间距， 弯 钢材的许用弯曲强度， 动模支承板材料为 45 钢，回火状态，静载弯曲时可根据支承板结构情况， 弯分别按 98、 种情况选取。 根据 弯3 种情况代入公式简化为： 当 弯=： 63P L P L 1 P 1 3 2 . 3 1 0 2 B 1 6 . 3 1 0 B 弯当 弯=98： 31 P 1 0 B 当 弯=： 第 34 页 31 P . 3 1 0 B 根据设计和计算，支承板设计图如下： 芯结构的设计 压铸时，金属液冲天型腔，冷凝收缩后，对活动型芯的成形部分产生包紧力，抽芯时需要 克服由铸件收缩产生的包紧力和抽芯机构运动时的各种阻力，两者的合力即为抽芯力。 在开始抽芯的瞬间，所需抽芯力最大，为起始抽芯力。继续抽芯时，只需克服机构及型芯运动时的阻力，为相继抽芯力。 抽芯力按下式计算： P P c o s P s i n A l p ( c o s s i n ) 阻 包 式中 P 起始抽芯力， N； 第 35 页 抽芯阻力， N； 铸件冷凝收缩后对型芯产生的包紧力， N； l 被铸 件包紧的型芯成型部分长度， A 被铸件包紧的型芯成型部分断面周长， p 挤压应力，对锌合金一般取 铜合金一般取 压铸合金对型芯的摩擦系数，一般取 型芯成形部分的斜度。 确定抽芯距离 抽芯后活动型芯应完全脱离铸件成形表面 ，并使铸件能顺利推出型腔。抽芯距离的计算如下： S S K移抽式中 抽芯距离， 滑块型芯完全脱处成形处的移动距离， K 安全值， 出机构的设计 压铸模 中使铸件从模具的成型零件中脱 出的机构，称为推出机构。推出机构一般设置 与动模上 。 推出机构一般由推 比元件 (如推 扦、推管、卸料板、成型推块、斜滑块等 )、复位 元件 、限位元件、导向元件、结构元件组成。 推出机构的结构形式按机构形式分为推杆推出、推管和推叉推出、卸料板推出、斜滑块推出及其他推出机构。 推出机构的设计要点如下： 1、推出距离的确定 在推出元件作用下，铸件与其相应成型零件表面的直线位移或角位移称为推出距离。推出距离的确定见表 2、推出力的确定 推出过程中，使铸件脱出成型零件时所需要的力，称为推出力。推出力按公式 推 包核算。 3、 受推面积和受推力 在推出力的推动下，铸件受推出零件所作用的面积， 称为受椎面积 A。而单位面积上的压力称为受推力 P。 下 表 为不同合 金所能承受的许用受推力。 第 36 页 第 37 页 具厚度与动模座板行程的核算 为了机器合模时能锁紧模具分型面，开模后能方便地从分型面间取出铸件，必须对模具厚度、动模座板行程进行核算。 模具厚度核算 虽然调整合模机构的位置 可 适应所设计的模具厚度，但调整范围不超过说明书中所给出的最大和最小模具 厚度 。 根据分型面在 合投时必须贴紧的要求，所设计的模具厚度，不得小于机器说明书所给定的最小模具厚度，也不得大于 所给定的最大模具厚度。据此。 第 38 页 设计模具时，按下面 公式核算所设计的模具厚度 m i n m a 0 m m H H 1 0 m m 设动模座板行程核算 动模座板行 程实 际 上 就足压铸机开模后，模具分型面之间的最大距离。设计模具时，根 据铸件形状、浇注 系统和模 具 结构核算是否能满足取出铸件的要求， L L ( m m )取 行式中 开模后分明面之 间 取出铸件的最小 距离 ( 动模座板行程