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1、课程名：压铸模设计书名：压铸工艺与模具设计,2013年4月李成凯,复习回顾：1.调温系统2.压铸模零件的材料选择及热处理要求3.压铸模的失效分析4.压铸件的缺陷分析与排除措施,本次课内容：压铸模设计过程及实例,一.压铸模分类 通常按模具结构上的某一特征 进行分类，可分为单分型面和多分型面压铸模、侧向分型抽芯机构压铸模、螺纹旋出机构压铸模、两次推出机构压铸模等。二、.压铸模设计的主要内容和步骤1.对压铸件进行工艺分析，并制订压铸工艺规程；2.选择分型面及浇注排溢系统的设计；3.确定压铸模的结构；4.绘制压铸模装配图；5.绘制压铸模零件图。,三、实例,本设计（论文或其他）应达到的要求：1、设计说明
2、书一份，不少于10000字。2、产品模具图纸一套，其中装配图1张，A0或A1图纸打印；全部非标零件图，A3或A4图纸打印。,(一)压铸件的工艺分析 从所给的零件图可知，该零件的形状是圆环型，压铸件最大外轮廓尺寸为175mm，内径尺寸131mm，端环高度7mm，硅钢片铁芯叠厚20mm，总高度34mm。它是带嵌件的铸铝件。铸件壁厚均匀，平均壁厚约为6mm，大于铝铸件的最小壁厚0.5mm。铸件总重量为885克，其中纯铝（Al-1）183克，压铸件的表面粗糙度和尺寸要求精度不高，整体形状比较简单，体积较大。压铸铝合金铸造性能好，密度小，比强度高，耐腐蚀性，耐磨性，导热性，导电性好以及良好的切削性能。纯
3、铝铸造性能差，容易氧化，压铸过程中易发生粘模现象，给压铸工艺带来一定程度的不便。但纯铝的电磁性能符合电动机的要求而常用于压铸电动机转子。综合所述，该铸件的铸造工艺性较好，适合用压铸方法生产。,吊扇铸铝转子 1.铸铝；2.转子冲片,(二)压铸模总装的技术要求1.压铸模装配应注明的技术要求(1)模具的最大外形尺寸320320325mm(2)压铸机型号J116D(3)压铸零件选用的合金材料为纯铝Al-1(4)压室直径 d=40mm，压射比压55MPa(5)最小开模行程64mm(6)推出器推出行程120mm,2.压铸模外形和安装尺寸的技术要求(1)各模板的边缘应倒角245，安装面应光滑平整，不应有突起
4、的螺钉头、销钉，毛刺和击伤的痕迹。(2)在模具非工作面上醒目的地方打上明显的标记，包括的内容：产品代号、模具编号、制造日期及模具制造厂家名称或代号。(3)在动定模上分别置吊装用螺钉孔，重量较大的零件，也应设起吊螺钉孔，螺钉孔有效螺纹深度不小于螺钉孔直径的1.5倍。(4)模具安装部位的尺寸，应符合所选用的压铸机规格，压室安装孔径和深度须严格检查。(5)分型面上除导套孔外，所用模具制造过程中的工艺孔，螺钉孔都应堵塞，并与分型面平齐。,(三)分型面的设计方案(1)第一种方案如图a，分型面作在硅钢片铁芯的右边，大部分型腔处于动模，开模时，压铸件随动一起移动，最后由推出机构推出；由于电机转子的特殊性，不
5、能像其他压铸件直接推出。,a)b)图3-1分型面,(2)第二种方案如图b，分型面作在硅钢片铁芯的左边，大部分型腔处于定模，开模时，压铸件不能理解随动一起移动，而要延时，由动模拉出定模，人工取出。综上所述，结合电机转子的特殊性，选择第二种分型面的设计方案较为合理。,(四)浇注系统设计 查表可知铝合金密度为2.7g/cm，铝合金液态时密度为2.4g/cm；一般铝合金的充型速度在2060m/s，壁厚为6mm的铸件的金属液流速应该在3037m/s，我们取充型速度33m/s；当铝合金铸件的壁厚6mm时，推荐的金属液填充型腔时间为在0.0560.084s，我们取0.063s作为计算依据；选择的压射比压为5
6、0MPa。,(铸件（铝合金）的重量计算如下：V=V1+V2=24.2+52.5=76.7 cm G=V207g V1槽总体积V2端环体积内浇口截面积设计原理是熔融金属尚未凝固而填充完毕。,式中：Ag内浇口截面积(m2)G通过内浇口的金属液，即铸件质量加溢流槽(kg)合金的液态比重(kg/m3),n内浇口充填速度(m/s)t填充时间(s)显然，式中,n和t的是确定内浇口截面积的关键。浇口的厚度和宽度的确定：根据计算值，内浇口的总面积是41.5mm2。内浇口的宽度取10mm，内浇口的厚度取1.4mm。,1.浇口计算公式:,2.直流道 卧式压铸机的压铸模可以说没有直流道，或者说直流道与压室内径是一致
7、的，一般根据工艺上所需的比压、浇注的金属量和选定的内浇口充型速度来确定。,直浇道一般由压铸机上的压室和压铸模上的浇口套组成，在直浇道中压射结束后留下的一段金属，通常称为余料，其结构如图所示。直浇道的直径按所需比压确定。根据所选的压铸机的压室比压，取D=40mm，直浇道的厚度（指余料厚度）一般为其直径的1/2或1/3，这里取H=15m。为了使直浇道凝料从浇口套中顺利取出，可在靠近分型面一端长度为1015mm范围内孔处设有1302的脱模斜度，压室和浇口套的内孔，应在热处理和精磨后，在沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙度要求达到0.4m以上。此外，浇口套的厚度查有关资料可取510mm整体制成，根据经验取
8、浇口套的厚度为8mm。直浇道和浇口套的结构形式见压铸模总装图。,3.横浇道的尺寸确定选用梯形横流道，扁梯形横浇道的尺寸计算：,b=3Ag/h=341.5/10=10.5mm b横浇道长边尺寸(mm)h(1.5-2)b0=12mm Ag内浇口截面积(cm)（出模斜度）=15（圆角半径）=23mmh横浇道厚度，本模具选用三股内浇口，横浇道也应为3股，所以横浇道的厚度为4mm.b0铸件平均厚度,(五)压铸机的预选 压铸机是压铸生产的专用设备，设计压铸模时必须熟悉压铸机的特性和技术规范，通过必要的计算，选用合理压铸机，以发挥其最大的效益。1.压射比压的确定 吊扇转子压铸件，压铸合金为纯铝，铸件平均厚度
9、为6mm，且压铸件的结构简单。依据有关资料铝合金的压射比压应该在4060MPa，我们初步选用50 Mpa。,2.压铸机锁模力的确定 锁模力的作用主要是为了克服充型时，型腔内产生的压力（涨型力），以锁紧模具的分型面，防止金属液飞溅，保证铸件的尺寸精度，涨型力计算过程如下：,F涨=KF主=K(F铸+F浇+F余+F溢)F铸=RP=3.14(0.175/2)2-（0.131/2)）50Mpa=7.93105N=793KN F浇=18350Mpa=1.2KNF余=Rp=3.14(0.04/2)250 Mpa=62.8KNF涨=(F铸+F浇+F余+F溢)P=857KNF涨涨型力F铸铸件产生的涨型力F浇浇注
10、系统产生的涨型力F余余料产生的涨型力F溢溢流槽产生的涨型力锁模力计算如下：FK F涨=943KN；K安全系数，取1.1 故锁模力大于或等于943KN的压铸机均可选用，因此，决定选用国产J116D系列卧式冷压室压铸机,(六)成型零件的尺寸计算 成型零件中直接决定压铸件几何形状的尺寸称为成型尺寸，计算成型尺寸的目的是为了保证压铸件的尺寸精度，为了保证压铸件的尺寸精度在所规定的公差范围内，在计算成型尺寸时，主要以压铸件的基本尺寸、偏差值以及偏差方向作为计算依据。成型零件工作尺寸的计算的几条原则：1）压铸件和成型零件尺寸取单向公差，按入体原则标注；2）成型零件取平均收缩率、平均制造公差（取零件公差的1
11、/4）、平均磨损量（取零件公差的1/6）。3）压铸件与成型零件尺寸标注方法：轴类尺寸采用基轴制，标负差；孔类尺寸采用基孔制，标正差；中心距尺寸公差带对称分布，标正负差；压铸件原尺寸不是按这个规定，要按此规定改成单向公差 材料铝合金受阻收缩率0.4%0.6%，计算时取0.5%。零件公差都没有标注，按IT14级计算。即7mm的公差为0.36；24mm的公差为0.52；34mm的公差为0.62；131mm、140mm、150mm和154mm的公差为1mm。,(七)压铸模结构 压铸模由动模和定模组成，定模部分固定在压铸机固定板上，与压室相连接动模部分安装在压铸机动模固定板上，与开合模机构相连。动定模闭
12、合后形成密闭的型腔及浇注系统通道。本压铸模的基本组成：1.成型零件 2.结构零件 包括支承固定零件和导向合模零件。支承固定零件使模具能够安装到压铸机上；导向合模零件保证合模是正确定位和导向。3.浇注系统 4.排溢系统 5.推出与复位机构 6.其它 如紧固件、定位件等。,压铸模的工作过程是：1.转子片称重。2.将转子冲片装在假轴上，并套上活块，旋紧螺母。3.将串好转子片的假轴置于压铸模定模内。4.合模，动模向定模靠近，合模后，将挡板插入动模套板内。5.浇料，将熔化的、合格的铝液浇入压室。6.压射，压射冲头向前推进，熔融合金经模具上的浇注系统充填型腔。7.保压、凝固，在压力下凝固。8.冷却，自然冷却亦可风冷。9.开模，压铸机带动动模板移动，动模板带动动模套板移动，动模套板带动挡板移动，挡板带动假轴移动，将转子从定模内拉出。10.工人把转子与假轴一起从模具上取下。冲头复位，完成一个压铸循环。11.模外手动抽芯，工人手工去掉浇注系统凝料，将转子从假轴上退下,(八)零件设计,动模套板,定模套板,12.2压铸模结构图例 1.平面分型、推管推杆推出结构 2.阶梯分型、推杆推出结构 3.卸料板推杆两次推出结构 4.曲面分型推杆推出结构 5.阶梯分型斜销抽芯的结构,作业：,
