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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 （
16、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，可将其深度增大至0.30.4mm，以提高其排气效果2.排气槽的总截面积一般不小于内浇口截面积的50%，但不得超过内浇口截面积3.在需要增大排气槽截面积时，以增大排气槽的宽度和槽数为宜，不宜过分增加厚度，以防金属液溅出铝合金0.100.15镁合金0.100.15铜合金0.150.20四、浇注系统设计案例分析例1 、铸件名称：齿轮泵轴套，如图4-8所示。压铸合金：ADC 12；铸件特点：壁厚达12.5mm；压铸机：合型力1250KN。图4-8 轴套毛坯图（1）浇注系统设计方案1）双浇道
17、（图4-9）优点：设计简单，铸件外表面质量好。问题：充型时对型芯冲击大，铸件易拉伤，因铸件加工量小，加工两孔时易造成局部加工量不足。两浇道入液处形成过热区，铸件收缩时，易形成缩孔。铸件中部壁厚大，补缩效果差，易产生缩孔、气孔。图4-9 双浇道轴套填充状态及过热区域图1-填充厚壁薄弱区 2-集渣包 3-过热型芯 4-过热区2） 三浇道（图4-10）优点：中部浇道分流，减少对型芯冲击程度。把过热区分散。有利于中部补缩。问题：设计计算较复杂，需保证三股液流以同样速度，按预想状态进入型腔。三股液流碰撞时会产生紊流，采用高速雾状充型和建立良好排气系统。图4-10 三浇道轴套填充状态及过热区域图1-集渣包
18、 2-过热型芯 3-型腔较热区 4-3号浇道 5-料饼 6-2号浇道 7-1号浇道（2） 浇注系统设计 应用计算机辅助设计系统。把铸件划分为三个区域，进行三浇道设计。计算公式如下F内 =m/( vt)式中 m - 铸件质量 ()；v-填充速度，取41.76m/s；-金属液密度，2.8103/m3 ；t-填充时间，取11.2ms ；铸件毛坯质量为：0.238 kg；三个区域的金属量为：m1 = 0.069kg、m2 = 0.1kg、m3 = 0.069kg；对应三个内浇口截面积为：F1 = 5.3mm2、F2 = 11.4mm2、F3 = 5.3mm2；结果为产品合格率：95%以上；加工成品合格
19、率为97%以上。例2、铸件名称：汽车油泵调速器后壳，如图4-11所示。压铸合金：AlSi8Cu3；铸件特点：外形尺寸为 202mm132mm89mm；最大壁厚：6mm；最小壁厚：3mm；铸件重量：0.74kg；形状复杂、尺寸精度高、耐压0.1Mpa 。（1） 分型面选择 由于铸件形状复杂，要完成四个方向的脱模，才能从型(模)具中取出：Z方向上的I-I脱模面或-脱模面；X方向上的两个-脱模面。考虑到型(模)具制造、型(模)具结构的稳定性和对动模的包紧力。选择-分型面，使Z方向上的脱模力由压铸机开型(模)力和推出力完成；X方向上的两个-脱模面，由两个大滑块形成，脱模力可用斜销或液压抽芯器实现。（2
20、） 内浇口位置选择 型(模)具型腔深，内浇口位置只能选择在P或N两端。选在P处：铸件上Q处填充不满，每班生产60个合格铸件。原因是金属液经过内浇口后，直接冲击在深腔尺寸89mm的凸模上，压力损耗大，金属液未到达终点便凝固。选在N处：使金属液进入型腔实现顺序填充和顺序凝固，每班生产300个合格铸件。（3）主要参数 内浇口宽度e控制X方向上的金属液流量；内浇口角度控制Z方向和Y方向上的流量。e=43m；=20；内浇口截面积：90.3 mm2 ；内浇口厚度d：2.1 mm；填充时间：0.081s；填充速度：44.85 m/s；溢流槽截面积：63 mm2溢流槽重量：180 g；排气槽截面积：54 mm
21、2。图4-11 调速器后壳及浇排系统例3、铸件名称：摩托车发动机左箱体压铸合金：ADC12；铸件特点：形状复杂，需承受冲击力载荷；铸件尺寸：486mm 212mm 117.5 mm，形状如马鞍形，中部高45.2 mm；壁厚：从28mm不均匀分布；铸件重量：3.84 Kg。（1）型(模)具结构分析 采用曲线分型，由高低不平，有较大差异的分型面组成。有3个大滑块1号、2号、3号 组成铸件侧面的型腔。（2）原来浇注系统设计（图4-13）主流道宽80mm，内浇口截面为80 mm 5 mm；侧分支浇道需爬上异型高度面(凸71号)，侧浇道宽30mm，内浇口截面为31mm 2 mm；溢流槽5个，尺寸：30m
22、m 35mm 10 mm 。出现的问题：铸件两侧及吊耳处易产生冷隔、欠铸。铸件合格率不到50%。原因分析如下：1) 浇注系统设计不合理，使金属液进入型腔的流速、流向不理想；流程长，温度下降较快，到了最后填充部位，即铸件两侧极易产生欠铸、冷隔、疏松、表面皱纹等缺陷。2) 内浇口截面积偏大，使填充速度较低，加上填充过程因型腔复杂导致压力和速度的损耗，不利于铸件成形。图4-12 型(模)具原来浇注系统结构设计示意图（箭头指向易产生缺陷的部位）（3）改造后的浇注系统（图4-13）1）加大金属流量，增加一个分支浇道，采取截面逐渐收缩，以加快流速，分支浇道内浇口截面积为40 mm 3.5 mm。2）改变金
23、属液进入型腔的流向，主流道浇口处作了局部封闭。3）提高填充速度，内浇口截面积由原来502 mm2 缩小为408 mm2。4）在缺陷产生处增设三个溢流槽，使金属液在型腔最后汇集处有溢流、排气设置。（4）确定压铸工艺参数压铸机：合型力8000KN； 冲头直径：100 mm； 冲头速度：1.7m/s 。铸造压力：62MPa； 填充速度：33 m/s； 浇注温度：660； 模温：180220 。结果：铸件合格率提高到90%以上。图4-13 改造后的浇注系统及液体流向图例4、铸件名称：A4笔记本电脑外壳（镁合金压铸件）；外形尺寸：300mm220mm；壁厚：0.9mm。（1）压铸机 选用卧式冷室压铸机，
24、合型力为6500KN。（2）浇注系统设计（图4-14）型式：采用锥形流道；内浇口：长 250mm，厚 0.8mm，内浇口面积 200mm2；横浇道：30mm15mm；分支流道：厚 12mm；直浇道：60mm；溢流槽：25mm40mm，厚15mm，共5个溢流槽。（3）压铸工艺参数 根据金属流动连续性原理：冲头截面积冲头速度=内浇口截面积填充速度。填充速度：70m/s；冲头截面积：602/4=2826mm2 (冲头直径60mm)；冲头速度=200mm27000mm/s2826mm2=495mm/s5m/s；模温250。如图4-14所示，A为低速压室填充区；B为高速横浇道填充区；C为高速型腔填充区；
25、D为减速区域。当金属液浇入压室后，压室填充以低速0.6m/s进行，当压室100%充满时，开始高速压射，以 0.01s时间加速到5m/s,当横浇道100%充满时，冲头速度达到5m/s，金属液以70m/s内浇口速度填充型腔；当金属液填充型腔完毕后，进行强制减速，在0.01s内，冲头速度从5m/s减速1.51.0m/s，可防止飞边产生，从而获得理想压铸件。图4-14 A4笔记本电脑外壳（镁合金压铸件）浇注系统1-直浇道 2-横浇道 3-分支流道 4-内浇口 5-溢流槽五、压铸件浇注系统实例如图4-15所示为压铸件浇注系统的实例，阅读时请注意铸件的形状、结构和浇口位置。a）三文治炉底板b）电熨斗底版c
26、）盘形件d）摩托车件e）汽车件f）轮毂（中心浇口）g）铝合金压铸件h）汽车件i）汽车件j）汽车后桥k）铝合金压铸件l）变速箱体m）铝合金压铸件n）镁合金方向盘（真空压铸）第三节 压铸型(模)结构设计一、成形零件设计成形零件包括镶块、型芯，它构成压铸件的几何形状。成型零件的结构形式可分为整体式和镶拼式。整体式强度高，刚性好，使铸件表面光滑、平整，镶拼式使加工工艺简化，有利于易损部位更换。设计要点：保证镶块和型芯强度，提高相对位置的稳定性，以防止在高压、高速金属流的冲击下弯曲变形，来决定其结构形式、配合精度、固定方式。成形零件尺寸一定要考虑到压铸件的收缩率、型(模)具制造公差。如图416为镶块形状
27、图，表44为镶块壁厚尺寸推荐值。图416 镶块形状图表44 镶块壁厚尺寸推荐值 (单位:mm)型(模)具成形尺寸计算如下：型腔尺寸：A+=(A + A n) +；型芯尺寸：A=(A + A + n) ；位置距离尺寸：A=(A + A ) ；式中 A 计算后的成形尺寸(mm)；A 铸件的极限尺寸（mm）； 综合收缩率 （%）；n 型(模)具修整系数，取0.50.8； 铸件尺寸公差 （mm）； 模具制造公差 （mm）。压铸件综合收缩率(%)：铝合金为0.50.8 ；ADC12 为0.550.6(厚件)、0.50.55(薄件)。薄壁件、大型件，留模时间长的件，复杂件、受阻程度大的件，应取小的收缩率，
28、在生产中应根据实际情况加以综合考虑，选取合适的收缩率。 在型(模)具使用过程中，型腔磨损后，尺寸增大，计算时铸件外形尺寸取最小的极限尺寸。型芯磨损后，尺寸减小，铸件内形尺寸取最大极限尺寸。型(模)具制造公差根据铸件精度而定，一般取=(1/41/5)。二、抽芯机构设计阻碍压铸件从开型(模)方向脱出的成形部分，采用抽芯机构来处理。最常用的形式有斜销抽芯机构、斜滑块抽芯机构、液压抽芯机构等。设计时主要考虑结构的合理性，位置的准确性，运动自如，并使型(模)具结构简化。图417示意斜销抽芯机构的组成，其中各元件的作用、形状及主要尺寸如下：图417 抽芯机构的组成1-限位块 2-六角螺钉 3-弹簧 4-螺
29、栓 5-螺母 6-斜销 7-滑块 8-楔紧块 9-销 10-活动型芯（1）限位块作用：滑块抽出后，要求稳固保持在一定位置上，便于再次合型(模)时，斜销准确插入滑块斜孔，滑块准确复位。主要参数：限位距离=抽芯距离加上1.5mm安全值（2）六角螺钉用于固定限位块在动模套板上。（3）弹簧作用：滑块向上运动后，依靠弹簧的张力，使滑块紧贴在限位块下方。主要参数：弹簧的张力 大于滑块自重。（4）螺栓 带动滑块向上运动。（5）螺母 是固定弹簧（6）斜销 作用是在开型(模)过程中，使滑块随动模运动的同时，沿滑块槽方向强制滑块运动，抽出型芯。如图418所示。图418 斜销主要参数如下：1) 斜角与抽芯力大小、抽
30、芯行程长短、承受弯曲应力、开型(模)阻力有关，一般采用10、15、18、20、25。斜角小，所需开模力小，抽芯力大，斜销受弯曲应力小，开模距离大。斜角大，所需开型(模)力大，抽芯力小，斜销受弯曲应力大，开型(模)距离小。2) 斜销直径一取决于作用在斜销上的弯曲应力 式中 p 抽芯力；h 滑块端面至受力点垂直距离（cm）； 斜角；A 被铸件包紧的型芯成形部分长度（cm）；L 被铸件包紧的型芯成形部分断面周长（cm）； 挤压应力，Zn取（68）106Pa、Al取（11.2）107Pa、Cu取（1.21.6）107Pa； 摩擦因数，取0.2；1 型芯起模斜度。（2）斜销长度 L = 斜销固定段尺寸
31、+ 工作段尺寸 +(5 10cm)7、滑块 联接型芯作抽芯运动的元件。如图419所示主要参数如下：1）滑块高度B、宽度C按活动型芯尺寸来定。2）滑块长度A与B、C有关，为使滑块工作时运动平稳，A0.8C, AB；3）T形滑块导滑部分厚度D视滑块大小而定，一般1520mm。结构形式：T形槽面导滑。图419 滑块形状（8）楔紧块 承受反压力，防止滑块在压射过程中后退。楔紧块的结构如图420所示。主要参数：楔紧斜角 斜销斜角 35；紧固形式：销钉定位，螺钉紧固。a)b)图420 楔紧块的结构三、推出机构设计推出机构一般由推出元件(如推杆、推管、卸料板、斜滑块等)、复位元件、限位元件、导向元件、结构元
32、件组成，如图421所示。设计要点：推出距离确定，推出力确定，推出机构形式，推出位置设置，推杆的尺寸，固定方式，配合尺寸。(1) 推出力：使压铸件脱出型(模)具所需要的力。F推 kF包 F包 =AL sin式中 F推 推出力(N)；F包 铸件对成形零件的包紧力(N)；A 被铸件包紧的型芯周长(mm)；L 被铸件包紧的型芯长度(mm)； 挤压应力；铝合金为1012MPa ； 型芯出模斜度；k 安全值，k=1.2。图421 推出机构的组成1-推板导柱 2-推杆固定板 3-推板导套 4-推板 5-挡钉 6-推杆 7-复位杆 8-推管 (2) 推杆设计推杆直径按推杆端面在铸件上允许承受的许用应力决定。推
33、杆数量根据铸件形状、大小考虑，推杆布置应使铸件各部位受顶压力均衡，如图422所示。图422 推杆推杆截面积：A= F推/ n 式中 A 推杆前端截面积(mm2)；F推 推杆承受总推力(N)；n 推杆数量； 铸件许用应力，铝合金取50 Mpa。(3)复位杆设计复位杆控制推出机构在合型(模)状态时，回复到原来位置，如图423所示。图423 复位杆四、导向和定位机构设计动、定模的导柱和导套，主要是保证在安装和合型(模)时的正确位置，在合型(模)过程中保持导柱、导套首先一起定向作用，防止型腔、型芯错位，其结构如图424所示。（1）设计要点：导柱、导套的刚性，耐磨性；导滑段直径和长度的确定；导柱、导套在
34、模块中的位置；导柱、导套的尺寸和配合精度。大型型(模)具采用方导柱、导块结构，可避免动、定模因热膨胀差异对导向精度的不利影响。（2）主要尺寸 1）导柱导滑段直径 式中 F 型(模)具分型面上表面积；k 比例系数0.070.09。2）导柱导滑段长度要高出型芯高度。3）导套内孔尺寸与导柱直径一致，导套总长度按套板厚度减去35mm。图424 导柱和导套a）导柱 b）导套五、模架设计模架是固定和设置成形镶块、型芯、浇口套、抽芯机构、推出机构、导向零件等的基体。主要构件有动、定模座板，动、定模套板，支承板，推板，定位销，紧固螺钉等。基本形式有通孔模架(见图425)和不通孔模架(见图426)。推荐用不通孔
35、模架，可简化型(模)具结构和制造工序，节省材料，型(模)具刚度、强度好。不通孔模架比通孔模架有更大的优越性。设计要点：模架必须有足够的强度、刚度，安装在压铸机上要牢固可靠。为了减少型(模)具在压力下变形，镶块、套板、模块的壁厚选得足够大，加强其刚度、强度，才能减少变形量，提高型(模)具寿命。压铸型(模)模架尺寸可采用标准模架，见表45。 图425 通孔模架1-定模模板螺钉 2-定模座板 3-动模模板螺钉 4-定模套板 5-导柱 6-导套 7-动模套板 8-支承板9-垫块 10-模座螺钉 11-圆柱销 12-动模座板 13-推板导套 14-推板导柱 15-推板16-推杆固定板 17-推板螺钉 1
36、8-限位钉 19-复位杆图426 不通孔模架1-定模套板 2-动模套板 3-垫块 4-模座螺钉 5-圆柱销 6-动模座板 7-推板 8-推板导柱 9-推板导套 10-推板螺钉 11-限位钉 12-推杆固定板 13-复位杆 14-导柱 15-导套表45 压铸型(模)模架尺寸参考系列 （单位:mm）六、压铸型(模)零件配合公差和精度等级配合公差见图427，固定零件配合公差如表46所示，滑动零件配合公差如表47所示。表46 固定零件配合公差表47 滑动零件配合公差图427 配合公差选用示例1-推板 2-推板固定板 3-复位杆 4-导柱 5-导套 6-镶块 7-定模套板 8-动模套板9-垫块 10-推
37、板导柱 11-推板导套 12-推杆 13-限位钉 14-动模座板七、压铸型(模)零件表面粗糙度压铸型(模)零件各种结构件工作部位的表面粗糙度推荐值如表48所示。表48 压铸型（模）零件各种结构件工作部位推荐的表面粗糙度八、压铸型(模)结构分析示例本体压铸型(模)结构分析的方法和步骤：1、初步了解压铸件技术要求如图428所示，已知压铸件名称为铝合金化油器本体，压铸机合型力为2500kN。1、化油器本体压铸件技术要求（见图428）由于本体上有许多油量孔、空气量孔、各种装配孔，本体加工各道工序采用数控加工中心，主轴同轴精度为0.005mm。要求：定位精度高；需加工孔中心孔公差小；铸件尺寸公差小；铸件
38、尺寸公差小；铸件形位公差要求高；铸件气密性要求高。图428 本体铸件图2、分析本体压铸型(模)结构特点（见图429）1）动、定模各为一块模板，没有动、定模套板，型(模)具的强度和刚性可大大提高。2）型(模)具上4个滑块镶块与衬模滑道部分的配合处都有3的斜度，因4个滑块镶块体积较大，其中最大一个宽度方向尺寸为120mm。采用斜滑道，配合公差按H8/f7，则为，最大间隙为0.0125，如果间隙过大，合金易进入滑道，在开型(模)瞬间，滑块镶块与滑道分离，这样不会拉伤滑道，且滑块与镶块之间的配合按H8/c8，配合间隙较大。图429 本体压铸型(模)结构简图3、型(模)具冷却水道开设型(模)具的热平衡对
39、于提高压铸件的质量，提高生产率至关重要。这套日本压铸型(模)在其冷却水道开设上有独到之处，冷却效果好，保证有效恒定的温度150180，使铸件在起模时变形量降至最小，同时保证班产量600件的生产率。本体压铸型(模)共有8条冷却水通道。（1）浇口套冷却水道开设（图430）由于型(模)具四面都有滑块，不能开分流锥；直浇道为实心，热量较高，喷嘴传给定模部分热量较多，必须对浇口套进行冷却，因此浇口套采用双层结构，过盈配合，保证不漏水，冷却效果好。 图430 浇口套冷却水道 （2）滑块镶块冷却水道开设（图431）管接头拧在滑块上，滑块与滑块镶块之间装入O形圈，然后用螺钉将滑块同滑块镶块紧固，保证在接缝处不
40、漏水。这种通冷却水的方式不受其体积大小的限制，只要需要就能通冷却水。图431 滑块及滑块镶块冷却水道（3）型芯冷却水道开设（见图432）管接头拧在动、定模上。图432 型芯冷却水道（4）衬模冷却水道开设（见图433）浮子室腔体处在型(模)具上的深腔部位，易产生过热，导致铸件变形。图4-33所示结构加大了散热面积，易于带走型(模)具热量，使型腔部分热量趋于平衡。使用时注意：1)试压前必须接通冷却水； 2)中间休息片刻时，不能停水，否则O形圈易烧坏。图433 衬模的冷却水道第四节 压铸产品缺陷的诊断压铸过程是一个复杂过程。压铸产品合格率一般在70%90%之间，影响压铸产品的因素有如下几点：机器本身
41、的性能；机器的各项工作参数；压铸型（模）的结构和性能；压铸合金的质量及操作者的技能。为了提高压铸生产效率和产品的合格率，操作人员必须具备有一定的预防和排除产品缺陷的工作能力。一、压铸产品缺陷诊断实例分析1、分析铸件缺陷产生的原因，一般从如下几个方面考虑：调机（调整压铸工艺参数）；换料（ 换另一种料或改变新料与回炉料比例）；修改型（模）具结构（内浇口、溢流槽、排气槽）。（1）分析思路1）先作合金成分分析，判断合金料的质量，对缺陷影响程度。2）可以剖开缺陷部位，进行金相分析，判断压铸工艺因素影响。3）对型（模）具方案重新分析。4）对熔炼过程的检查。（2）采取措施1）调整工艺参数：填充速度、填充时间
42、、模温等。2）换料：换另一个品牌的料；新料与回炉料的比例。3）修改型（模）具：内浇口，入水的射流角度，溢流槽，排气槽。2、实例分析（1）初步了解铸件名称：汽车化油器本体。压铸合金：ADC12。产生缺陷：加工后漏气，废品率达40%以上。（2）分析过程及解决方法1）进行合金成分化学分析，列出分析表，见表7-1。表7-1 ADC12压铸合金成分（质量分数）化学分析表分析结果：Zn的质量分数在2%、Fe的质量分数在3%左右，大大超过了规定值。杂质Zn：高温脆性大，使铸件有产生裂纹的倾向。杂质Fe：当Fe的质量分数低于0.7%，会产生与压铸型（模）焊合现象；的质量分数在0.8%1.0%范围比较好压铸，但
43、的质量分数超过1.3%，又会产生金属化合物，降低物理性能，是产生缩孔、收缩裂纹的原因之一。解决方法：控制合金原料中杂质含量。2）金相分析分析结果：发现基本组织晶体粗大，有铁-锌-硅的化合物，有气孔、缩孔。解决方法：合金成分中杂质含量控制，压铸工艺调整。3）对合金熔炼过程采取措施，估计金属液中含气量较高，在保温炉内，采用氩气脱气处理15min。4）对型（模）具方案重新分析排气不够充分时，可加大排气槽尺寸，加多排气气口。利用激冷排气块或采用真空压铸法，加大型腔内的空气排放量。在产生缩孔部位（漏气）增设辅助浇口，以提高铸造压力的传递效果。5）压铸工艺参数合理设置慢速压射和快速压射开始点，可以减少金属
44、液包卷气体现象。修改原来工艺中快速切换的位置，快速切换位置选择在铸件两侧壁厚部位（产生缩孔处）之前。浇口速度提高到4050 m/s。降低金属液浇注温度由680690 降至6705。降低模温由200 降至160。3、效果：加工后废品率降低到5%以下。二、压铸产品缺陷类型、产生原因及解决措施 1、痕和花纹 外观检查：铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹，有明显可见的与金属基体颜色不一样无方向性的纹路，无发展趋势，如图7-18所示。图7-18 流痕（1）流痕产生的原因 有如下几点，查明原因后应及时纠正。1）模温过低。 2）浇道设计不良，内浇口位置不良。3）料温过低。4）填充速度低，填充时间短。5）浇注系统不合理。6）排气不良。7）喷雾不合理。（2）花纹产生的原因 是型腔内涂料喷涂过多或涂料质量较差，解决和防止的方法如下： 1）调整内浇道截面积或位置。2）提高模温。3）调整内浇道速度及压力。4）适当的选用涂料及调整用量。2、网状毛翅（龟裂纹）（1）外观检查 压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹，随压铸次数增加而不断扩大和延伸，如图7-19所示。图7
