壓鑄工藝及模具設(shè)計(jì)：第7章 成型零件和模架設(shè)計(jì)

1、第七章 成型零件和模架設(shè)計(jì)（P118）,成型零件是構(gòu)成型腔以形成壓鑄件形狀的零件。通常澆注系統(tǒng)、溢流和排氣系統(tǒng)也在成型零件上加工而成。成型零件的結(jié)構(gòu)、尺寸和質(zhì)量直接影響著壓鑄件的精度、質(zhì)量和模型的壽命。 成型零件主要指型芯和鑲塊,1. 成型零件的結(jié)構(gòu)及分類,成型零件的結(jié)構(gòu)形式分為：整體式和鑲拼式 。,一、整體式結(jié)構(gòu),二、鑲拼式結(jié)構(gòu),三、鑲拼式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn),1、便于機(jī)加工，以保證成型部位的尺寸精度和組合部位的配合精度。其結(jié)構(gòu)形式：,2、保證鑲塊和型芯的強(qiáng)度及提高鑲塊、型芯與模塊間相對(duì)位置的穩(wěn)定性。,3、鑲塊及型芯不應(yīng)有銳角和薄壁，以防止鑲塊及型芯在熱處理及壓鑄生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生變形和裂紋。,4、鑲拼間

2、隙處產(chǎn)生的飛邊方向應(yīng)與脫模方向一致。,5、鑲塊和型芯的個(gè)別凸凹易損部分、圓弧部分以及局部尺寸精度要求高的成型零件，受金屬液直接沖擊的部位，應(yīng)設(shè)計(jì)成單獨(dú)的鑲塊以便能用時(shí)更換和維修。,6、不影響壓鑄件的外觀，便于去除飛邊。,四、 鑲塊的固定形式,鑲塊固定時(shí)必須保持與相關(guān)的零件有足夠的穩(wěn)定性，還要求便于加工和裝卸。 鑲塊通常安裝在模具的套板內(nèi)。套板分為：通孔和盲孔兩種。,四、 鑲塊的固定形式,圖7-3.盲孔套板鑲塊的固定形式。,四、 鑲塊的固定形式,通孔套板分為：通孔臺(tái)階式和通孔無(wú)臺(tái)階式兩種。,四、 鑲塊的固定形式,五、型芯的結(jié)構(gòu)及固定形式,成型壓鑄件內(nèi)形的零件-型芯。 成型壓鑄件整體內(nèi)形的零件-主

3、型芯。 成型壓鑄件局部?jī)?nèi)形的零件-小型芯。,（一）主型芯的結(jié)構(gòu)及固定形式,圖7-6,（二）小型芯的結(jié)構(gòu)及固定形式,圖7-7，圖7-8。,（二）小型芯的結(jié)構(gòu)及固定形式,六、鑲塊和型芯的止轉(zhuǎn)形式。,七、鑲塊和型芯的結(jié)構(gòu)尺寸,（一）鑲塊壁厚尺寸,（二）整體鑲塊臺(tái)階尺寸,表7-8 整體鑲塊臺(tái)階尺寸推薦值,（三）組合式成型鑲塊固定部分長(zhǎng)度,表7-9 組合式成型鑲塊固定部分長(zhǎng)度推薦值,（四） 圓型芯結(jié)構(gòu)尺寸,圓型芯尺寸推薦值見(jiàn)表7-10。,八、型腔鑲塊在分型面上的布置形式,（一）臥式冷室壓鑄機(jī)用模具型腔鑲塊的布置形式。見(jiàn)圖7-10。,八、型腔鑲塊在分型面上的布置形式,（一）臥式冷室壓鑄機(jī)用模具型腔鑲塊的布

4、置形式。,八、型腔鑲塊在分型面上的布置形式,（二）熱室或立式冷室壓鑄機(jī)用模具型腔鑲塊的布置形式。,八、型腔鑲塊在分型面上的布置形式,（二）熱室或立式冷室壓鑄機(jī)用模具型腔鑲塊的布置形式。見(jiàn)圖7-11。,2. 成型零件成型尺寸的計(jì)算,成型部分的尺寸和精度是保證壓鑄件尺寸和精度的主要因素。當(dāng)零 件結(jié)構(gòu)與模具結(jié)構(gòu)確定后，影響壓鑄件尺寸精度的主要因素有： 成型零件的制造精度； 設(shè)計(jì)壓鑄模時(shí)，合金計(jì)算收縮與實(shí)際收縮率的差異； 壓鑄模在使用過(guò)程中的磨損，使得同一模型在新和舊的時(shí)候所生產(chǎn)的制品各不相同； 分型面對(duì)壓鑄件的影響； 壓鑄工藝和生產(chǎn)操作； 壓鑄機(jī)性能影響等。 只有當(dāng)所有這些累積誤差在壓鑄件規(guī)定公差范

5、圍內(nèi)時(shí)才能生產(chǎn)出合格的壓鑄件。因此確定成型部分尺寸時(shí)要全面考慮影響壓鑄件尺寸的因素，使計(jì)算時(shí)假設(shè)條件盡量接近實(shí)際情況。,一、壓鑄件的收縮率,（一）實(shí)際收縮率 壓鑄件的實(shí)際收縮率-是指室溫下模具成型尺寸與壓鑄件實(shí)際尺寸的差與模具成型尺寸之比。即： A型-室溫下模具的成型尺寸（mm）， A實(shí)-室溫下壓鑄件的實(shí)際尺寸（mm）。,一、壓鑄件的收縮率,（二）計(jì)算收縮率 A-計(jì)算得到的模具成型零件的尺寸（mm）， A-壓鑄件的公稱尺寸（mm）。,常用壓鑄合金的計(jì)算收縮率見(jiàn)表7-11,（三）收縮率的確定,一般規(guī)律： 壓鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，型芯多，收縮受阻大時(shí)，收縮率較小；反之，收縮率較大。 薄壁件的收縮率較小；厚

6、壁件收縮率較大。 壓鑄件出模溫度越高，則收縮率越大，反之則小。 靠近澆道處型腔溫度高，此處的收縮率較大。,三、成型零件尺寸的分類、計(jì)算要點(diǎn)及標(biāo)注形式,成型零件中直接決定壓鑄件幾何形狀的尺寸-成型尺寸。 （一）成型尺寸的分類及計(jì)算要點(diǎn) 成型尺寸主要分為：,型腔尺寸（包括型腔深度尺寸）,型芯尺寸（包括型芯高度尺寸）,成型部分的中心距離和位置尺寸,（一）成型尺寸的分類及計(jì)算要點(diǎn),成型尺寸計(jì)算的要點(diǎn)： 因型腔磨損后尺寸增大，故計(jì)算型腔尺寸時(shí)應(yīng)使得壓鑄件外形接近于最小極限尺寸。 因型芯磨損后尺寸減小，故計(jì)算型腔尺寸時(shí)應(yīng)使得壓鑄件內(nèi)形接近于最大極限尺寸。 兩個(gè)型芯或型腔之間的中心距離和位置尺寸與磨損無(wú)關(guān)，

7、故應(yīng)使其尺寸接近于最大和最小兩個(gè)極限尺寸的平均值。,（二）成型尺寸標(biāo)注形式及偏差分布的規(guī)定,壓鑄件的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，公稱尺寸為最大值；與之相應(yīng)的型腔尺寸采用單向正偏差，公稱尺寸為最小值。,（二）成型尺寸標(biāo)注形式及偏差分布的規(guī)定,壓鑄件的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，公稱尺寸為最小值；與之相應(yīng)的型芯尺寸采用單向負(fù)偏差，公稱尺寸為最大值。,（三）中心距離、位置尺寸的計(jì)算,壓鑄件的中心距離、位置尺寸采用雙向等值正、負(fù)偏差，公稱尺寸為平均值；與之相應(yīng)的模具中心距尺寸也采用雙向等值正、負(fù)偏差，公稱尺寸為平均值。,（四） 制造偏差的選取,型腔和型芯尺寸的制造偏差按下列規(guī)定選取： 當(dāng)壓鑄件尺寸精度為IT1

8、1IT13時(shí)， 取 /5。 當(dāng)壓鑄件尺寸精度為IT14IT16時(shí)， 取 /4。 壓鑄件的中心距離、位置尺寸的制造偏差按下列規(guī)定 選?。?當(dāng)壓鑄件尺寸精度為IT11IT13時(shí)， 取 /5。 當(dāng)壓鑄件尺寸精度為IT14IT16時(shí)， 取 /4。,成型尺寸計(jì)算舉例,殼體壓鑄件如圖所示。取為分型面，采用擴(kuò)張式外側(cè)澆口，型腔設(shè)在定模鑲塊內(nèi)。殼體材料為壓鑄鋁合金，查表（P110），選定平均計(jì)算收縮率為。,殼體壓鑄件的成型尺寸分類 壓鑄件的、屬于型腔尺寸；、屬于型芯尺寸；、屬于中心距離、位置尺寸。另外，、受到分型面的影響，高壓、高速的金屬液充填型腔時(shí)，閉合的動(dòng)、定模會(huì)出現(xiàn)微小的分離傾向，使與分型面有關(guān)的尺寸略

9、微增大。為消除這種影響，通常將計(jì)算所得的公稱尺寸減去0.05。,型腔尺寸計(jì)算（按式、計(jì)算）,型芯尺寸計(jì)算（按式、計(jì)算）,中心距離、位置尺寸計(jì)算（按式計(jì)算）,3. 模架的設(shè)計(jì),一、模架的基本結(jié)構(gòu),二、模架設(shè)計(jì)的基本要求,1）模架應(yīng)有足夠的剛度； 2）模架不宜過(guò)于笨重； 3）模架在壓鑄機(jī)上的安裝位置應(yīng)與壓鑄機(jī)規(guī)格或通用模座規(guī)格一致； 4）模架應(yīng)設(shè)置吊環(huán)螺釘或螺釘孔； 5）鑲塊與模架邊緣的分型面之間應(yīng)留有足夠有位置，以設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套、緊固螺釘?shù)攘慵?6）模具的總厚度不能大于所選壓鑄機(jī)的最小合模距離。,三、支承與固定零件的設(shè)計(jì),包括：動(dòng)（定）模套板、支承板、動(dòng)（定）模座板和墊塊等。 （一）動(dòng)、定模套

10、板的設(shè)計(jì) 動(dòng)、定模套板的作用：鑲嵌（或固定）鑲塊和型芯。對(duì)有斜抽芯機(jī)構(gòu)的壓鑄模，常在動(dòng)模套板一開(kāi)設(shè)滑塊的導(dǎo)滑槽,而在定模套板上設(shè)置斜銷和楔緊裝置. 套板一般承受拉伸、壓縮、彎曲三種應(yīng)力作用。設(shè)計(jì)套板時(shí)主要是對(duì)套板的邊框厚度的計(jì)算。,三、支承與固定零件的設(shè)計(jì),1、圓形套板邊框厚度計(jì)算 套板為盲孔時(shí)： 套板為通孔時(shí)：,三、支承與固定零件的設(shè)計(jì),2、矩形套板邊框厚度計(jì)算,三、支承與固定零件的設(shè)計(jì),（二）支承板的設(shè)計(jì),三、支承與固定零件的設(shè)計(jì),2、支承板的加強(qiáng)形式 圖7-20,三、支承與固定零件的設(shè)計(jì),（三）座板的設(shè)計(jì) 座板一般不作強(qiáng)度計(jì)算。 圖7-21,三、支承與固定零件的設(shè)計(jì),（四）墊塊設(shè)計(jì) 圖7

11、-22,四、導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì),1、導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)要點(diǎn)： （）導(dǎo)柱應(yīng)具有足夠的剛度，保證動(dòng)、定模在安裝和合模時(shí)的正確位置。 （）導(dǎo)柱應(yīng)高出型芯高度，以避免型芯在模具合模、搬運(yùn)時(shí)受到損壞。 （）為了便于取出壓鑄件，導(dǎo)柱一般設(shè)置在定模上。 （）模具采用卸料板卸料時(shí)，導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模上，以便于卸料板在導(dǎo)柱上滑動(dòng)進(jìn)行卸料。 （）臥式壓鑄機(jī)上采用中心澆口的模具，導(dǎo)柱設(shè)置在定模座板上。,四、導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì),2、導(dǎo)柱的主要尺寸,導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑：當(dāng)模具設(shè)計(jì)四根導(dǎo)柱時(shí)，計(jì)算導(dǎo)柱直徑的經(jīng)驗(yàn)公式為： 式中導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑（）； 模具分型面上的表面積（）； 比例系數(shù)，一般為。 當(dāng)時(shí)，； 時(shí)，； 時(shí)，。 導(dǎo)柱導(dǎo)滑段部分在合模過(guò)

12、程中插入導(dǎo)套內(nèi)起導(dǎo)向作用，為了加強(qiáng)潤(rùn)滑效果，可在導(dǎo)滑段上開(kāi)設(shè)油槽。,導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合要求（圖）,四、導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì),3、導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模板中的位置。 1）、對(duì)矩形模具，導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置在模板的四個(gè)角上； 2）、對(duì)圓形模具，采用三根導(dǎo)柱（套），其中心位置為不對(duì)稱分布。,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),一、加熱與冷卻系統(tǒng)的作用 使壓鑄模達(dá)到較好的熱平衡狀態(tài)和改善壓鑄件順序凝固條件； 提高壓鑄件的內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量； 穩(wěn)定壓鑄件的尺寸精度； 提高壓鑄生產(chǎn)率； 降低模具熱交變應(yīng)力，提高模具的使用壽命。,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),二、加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 加熱系統(tǒng)主要用于預(yù)熱模具。 加熱方法：,火焰加熱,電加熱裝置加熱,模具溫度控制裝置加熱,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),模具的預(yù)熱規(guī)范,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),模具預(yù)熱功率的計(jì)算.,4. 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),電加熱裝置設(shè)計(jì) 根據(jù)預(yù)熱模具所需功率選擇電熱棒的型號(hào)和數(shù)量. 設(shè)計(jì)電熱棒的安裝孔和測(cè)溫孔位置(如圖示).,三、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì),（一）模具的冷卻方法, 主要有： 1）風(fēng)冷法 冷法的風(fēng)力來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)或壓縮空氣機(jī)。靠風(fēng)力加強(qiáng)模具 的散熱，模具內(nèi)不需冷卻裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但冷卻速 度慢，適用于要求散熱較小的模具