第10章課件壓鑄?？傮w設(shè)計

1、第第10章章 壓鑄?？傮w設(shè)計壓鑄?？傮w設(shè)計 10.1 模體的基本類型模體的基本類型 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 10.4 壓鑄模模體的常用材料壓鑄模模體的常用材料 10.5 壓鑄模典型實例壓鑄模典型實例10.1 模體的基本類型模體的基本類型1.不通孔的二板式結(jié)構(gòu)不通孔的二板式結(jié)構(gòu)定模板定模板2和動模板和動模板6由整體形成，如由整體形成，如圖圖10-1所示。成形的定模鑲塊所示。成形的定模鑲塊1和和動模鑲塊動模鑲塊5分別鑲嵌在定模板和動模板的盲孔套內(nèi)，用螺栓緊固。模分別鑲嵌在定模板和動模板的盲孔套內(nèi)，用螺栓緊固。模體由兩組模板組成。開模時，由主分

2、型面分型。推桿體由兩組模板組成。開模時，由主分型面分型。推桿7推出壓鑄件，推出壓鑄件，復位桿復位桿8復位。復位。2.通孔的二板式結(jié)構(gòu)通孔的二板式結(jié)構(gòu)定模部分和動模部分分別由定模座板定模部分和動模部分分別由定模座板1、定模板、定模板3和動模板和動模板5、支承板、支承板8組成。成形的定模鑲塊組成。成形的定模鑲塊2和動模鑲塊和動模鑲塊4分別裝入定模板分別裝入定模板3和動模板和動模板5的的通孔模套內(nèi)，用螺栓壓緊。開模時，由主分型面分型，推桿通孔模套內(nèi)，用螺栓壓緊。開模時，由主分型面分型，推桿10推出壓推出壓鑄件，復位桿鑄件，復位桿9復位，如復位，如圖圖10-2所示。所示。下一頁返回10.1 模體的基本

3、類型模體的基本類型3.帶卸料板的結(jié)構(gòu)帶卸料板的結(jié)構(gòu)如如圖圖10-3所示，帶卸料板的結(jié)構(gòu)是在二板式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增設(shè)推出所示，帶卸料板的結(jié)構(gòu)是在二板式結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增設(shè)推出壓鑄件的卸料板壓鑄件的卸料板5。動模部分由卸料板。動模部分由卸料板5、動模板、動模板8和支承板和支承板9組成。組成。開模時，首先從主分型面分型，使壓鑄件脫離型腔后，推板開模時，首先從主分型面分型，使壓鑄件脫離型腔后，推板16推動卸推動卸料推桿料推桿10、卸料板、卸料板5以及推桿以及推桿11共同作用，使壓鑄件脫模。合模時，共同作用，使壓鑄件脫模。合模時，定模板推動卸料板及卸料推桿帶動推出機構(gòu)復位，不必另設(shè)復位桿。定模板推動卸料板

4、及卸料推桿帶動推出機構(gòu)復位，不必另設(shè)復位桿。卸料板由于推出力均衡，壓鑄件在脫模時不易變形，是薄壁壓鑄件常卸料板由于推出力均衡，壓鑄件在脫模時不易變形，是薄壁壓鑄件常用的脫模形式。用的脫模形式。上一頁 下一頁返回10.1 模體的基本類型模體的基本類型4.二次分型的三板式結(jié)構(gòu)二次分型的三板式結(jié)構(gòu)在臥式壓鑄機上采用中心澆口時，為取出澆口余料，必須設(shè)置可移動在臥式壓鑄機上采用中心澆口時，為取出澆口余料，必須設(shè)置可移動的模板，如的模板，如圖圖10-4所示。即在主分型面分型前，模具從輔助分型面所示。即在主分型面分型前，模具從輔助分型面處分型。壓鑄件包緊力在壓射沖頭送料的推力作用下，定模板處分型。壓鑄件包緊

5、力在壓射沖頭送料的推力作用下，定模板5與澆與澆口余料一起與動模板移動。繼續(xù)開模，限位桿口余料一起與動模板移動。繼續(xù)開模，限位桿20阻止定模板的移動而阻止定模板的移動而拉斷澆口余料（或采用其他切料機械切斷余料）。從主分型面拉斷澆口余料（或采用其他切料機械切斷余料）。從主分型面處分處分型，并使壓鑄件脫模。為支承定模板型，并使壓鑄件脫模。為支承定模板5，應設(shè)置定模導柱，應設(shè)置定模導柱2。5.多次分型的多板結(jié)構(gòu)多次分型的多板結(jié)構(gòu)當一次分型不能使壓鑄件完全脫模時，應采取二次分型或多次分型的當一次分型不能使壓鑄件完全脫模時，應采取二次分型或多次分型的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)形式。圖圖10-5 所示為采用三次分型的結(jié)

6、構(gòu)形式，增加了型腔板所示為采用三次分型的結(jié)構(gòu)形式，增加了型腔板9和和11兩塊可移動的模板，形成分型面兩塊可移動的模板，形成分型面和分型面和分型面兩個輔助分型面和兩個輔助分型面和主分型面主分型面。上一頁 下一頁返回10.1 模體的基本類型模體的基本類型為了限制分型面為了限制分型面和分型面和分型面的分型距離，達到定距分型的效果，還的分型距離，達到定距分型的效果，還分別設(shè)置了限位桿分別設(shè)置了限位桿1和和13，以及對各模板分別導向的動模導柱，以及對各模板分別導向的動模導柱5和定和定模導柱模導柱8。這種結(jié)構(gòu)有時還應設(shè)置順序分型脫模機構(gòu)，按先后順序，。這種結(jié)構(gòu)有時還應設(shè)置順序分型脫模機構(gòu)，按先后順序，按一

7、定的定距程序分型。按一定的定距程序分型。上一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 10.2.1 動、定模套板的邊框厚度動、定模套板的邊框厚度動、定模套板一般受拉伸、彎曲、壓縮動、定模套板一般受拉伸、彎曲、壓縮3種應力，變形后會影響型腔種應力，變形后會影響型腔的尺寸精度。因此，在考慮套板的尺寸時，應兼顧模具結(jié)構(gòu)與壓鑄工的尺寸精度。因此，在考慮套板的尺寸時，應兼顧模具結(jié)構(gòu)與壓鑄工藝。藝。1.圓形套板邊框厚度的尺寸計算圓形套板邊框厚度的尺寸計算圓形套板分為不通式和穿通式兩種，如圓形套板分為不通式和穿通式兩種，如圖圖10-6所示。圖所示。圖10-6（a）為）為套板不通的形式，圖套板不通的

8、形式，圖10-6（b）為套板穿通的形式。）為套板穿通的形式。下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 型腔不通式套板的厚度可按下式計算型腔不通式套板的厚度可按下式計算型腔穿通式套板的厚度可按下式計算型腔穿通式套板的厚度可按下式計算上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 受力時彈性變形量受力時彈性變形量按下式計算按下式計算各式中各式中 S套板邊框厚度，套板邊框厚度，mm； p壓射比壓，壓射比壓，MPa； 許用抗拉強度，許用抗拉強度，45號鋼調(diào)質(zhì)后取號鋼調(diào)質(zhì)后取80100 MPa； E材料的彈性模量，取材料的彈性模量，取2105 MPa； D型腔直徑，型腔直徑

9、，mm； H1型腔深度，型腔深度，mm； H套板厚度，套板厚度，mm； 受力后彈性變形量，受力后彈性變形量，mm。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 2.矩形套板邊框厚度的尺寸計算矩形套板邊框厚度的尺寸計算矩形套板如矩形套板如圖圖10-7所示，其邊框厚度可按下式計算所示，其邊框厚度可按下式計算式中式中 F1邊框長側(cè)面受的總壓力，邊框長側(cè)面受的總壓力，F(xiàn)1=pL1H1，N；F2邊框短側(cè)面受的總壓力，邊框短側(cè)面受的總壓力，F(xiàn)2=pL2H1，N；L1型腔長側(cè)面的長度，型腔長側(cè)面的長度，mm；L2型腔短側(cè)面的長度，型腔短側(cè)面的長度，mm。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零

10、部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 3.套板厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)套板厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)動、定模套板邊框厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)推薦值可如表動、定模套板邊框厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)推薦值可如表10-1所示。所示。 10.2.2 動模支承板的厚度動模支承板的厚度1.動模支承板厚度的計算動模支承板厚度的計算動模支承板的受力情況如動模支承板的受力情況如圖圖10-8所示。支承板的厚度可按下式計算所示。支承板的厚度可按下式計算上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 式中式中 h 動模支承板的厚度，動模支承板的厚度，mm； F動模支承板所受的總壓力，動模支承板所受的總壓力，N，F(xiàn)=pA，其中，其中p為壓射比壓，為壓射比壓

11、，MPa，A為壓鑄件、澆注系統(tǒng)和溢流槽在分型面上為壓鑄件、澆注系統(tǒng)和溢流槽在分型面上不重合的投影面積之和，不重合的投影面積之和，mm2；L墊塊間距，墊塊間距，mm；B動模支承板的長度，動模支承板的長度，mm；w鋼材的許用彎曲強度，鋼材的許用彎曲強度，MPa，正火態(tài)，正火態(tài)45號鋼，號鋼， w 取取92 MPa。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 2.動模支承板厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)動模支承板厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)動模支承板厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)是按支承板所受總壓力的大小選取的，具動模支承板厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)是按支承板所受總壓力的大小選取的，具體推薦值如體推薦值如表表10-2所示。所示。3.動模

12、支承板的加強動模支承板的加強當壓鑄件、溢流槽及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積較大而墊塊的間當壓鑄件、溢流槽及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積較大而墊塊的間距距L較長或動模支承板厚度較長或動模支承板厚度h較小時，為了加強支承板的剛度，可在較小時，為了加強支承板的剛度，可在支承板和動模座板之間設(shè)置與墊塊等高的支柱；也可以借助于推板上支承板和動模座板之間設(shè)置與墊塊等高的支柱；也可以借助于推板上的導柱加強對支承板的支撐作用，如的導柱加強對支承板的支撐作用，如圖圖10-9所示。所示。 上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 10.2.3 定模座板的設(shè)計定模座板的設(shè)計定模座板與定模套板構(gòu)

13、成了壓鑄模定模部分的模體，由于定模座板與定模座板與定模套板構(gòu)成了壓鑄模定模部分的模體，由于定模座板與壓鑄機的固定模板大面積接觸，故一般不作強度計算。臥式壓鑄機用壓鑄機的固定模板大面積接觸，故一般不作強度計算。臥式壓鑄機用定模座板，其厚度定模座板，其厚度H可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取，如可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取，如表表10-3所示。表所示。表10-3還列出了不同型號的壓鑄機用的定模座板與壓室的配合孔直徑還列出了不同型號的壓鑄機用的定模座板與壓室的配合孔直徑D和配合深度和配合深度h的尺寸與公差。的尺寸與公差。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 10.2.4 動模模座的設(shè)計動模模座的設(shè)計 動

14、模座板與墊塊組成動模的模座。模座與動模套板、動模支承板及動模座板與墊塊組成動模的模座。模座與動模套板、動模支承板及推出機構(gòu)組成了動模部分的模體。壓鑄時，動模部分模體通過動模座推出機構(gòu)組成了動模部分的模體。壓鑄時，動模部分模體通過動模座板連接固定在壓鑄機的移動模板上，因此動模座板上也必須留出安裝板連接固定在壓鑄機的移動模板上，因此動模座板上也必須留出安裝壓板或緊固螺釘?shù)奈恢?。壓板或緊固螺釘?shù)奈恢谩Ｉ弦豁?下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 小型壓鑄模的模座一般采用小型壓鑄模的模座一般采用圖圖10-10（a）所示的形式，墊塊與動模座）所示的形式，墊塊與動模座板的平面接觸，用螺釘

15、連接和用銷釘定位；小型壓鑄模的模座有時也板的平面接觸，用螺釘連接和用銷釘定位；小型壓鑄模的模座有時也設(shè)計成支架式模座，如圖設(shè)計成支架式模座，如圖10-10（b）所示，這種結(jié)構(gòu)制造方便、重量）所示，這種結(jié)構(gòu)制造方便、重量輕、省材料；對于中型壓鑄模，常常將墊塊部分鑲?cè)雱幽Ｗ搴蛣幽］p、省材料；對于中型壓鑄模，常常將墊塊部分鑲?cè)雱幽Ｗ搴蛣幽ＶС邪鍍?nèi)，如圖支承板內(nèi)，如圖10-10（c）所示；大型壓鑄模的動模座板和墊塊合為）所示；大型壓鑄模的動模座板和墊塊合為一個整體，采用鑄造方法成形，如圖一個整體，采用鑄造方法成形，如圖10-10（d）所示。模座通常采用）所示。模座通常采用鑄鋼或球墨鑄鐵，這樣既減少

16、了零件數(shù)，提高了模具的剛性，又節(jié)省鑄鋼或球墨鑄鐵，這樣既減少了零件數(shù)，提高了模具的剛性，又節(jié)省了原材料。了原材料。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 10.2.5 合模導向機構(gòu)的設(shè)計合模導向機構(gòu)的設(shè)計1.導柱和導套的結(jié)構(gòu)導柱和導套的結(jié)構(gòu)（1）導柱的結(jié)構(gòu)。壓鑄模導柱的典型結(jié)構(gòu)按照國家標準分為）導柱的結(jié)構(gòu)。壓鑄模導柱的典型結(jié)構(gòu)按照國家標準分為A型型（帶頭導柱）和（帶頭導柱）和B型（有肩導柱）兩種。型（有肩導柱）兩種。圖圖10-11（a）為）為A型導柱，型導柱，固定部分的直徑固定部分的直徑d1與導向部分的直徑與導向部分的直徑d基本尺寸相同，只是偏差值不基本尺寸相同，只是偏

17、差值不同；圖同；圖10-11（b）為）為B型導柱，固定部分的直徑型導柱，固定部分的直徑d1比導向部分的直徑比導向部分的直徑d大，且其大小和與之相配用的導套外徑一致，這樣可使導柱和導套大，且其大小和與之相配用的導套外徑一致，這樣可使導柱和導套的安裝固定孔大小一致，以便兩孔同時加工，保證它們的同軸度。的安裝固定孔大小一致，以便兩孔同時加工，保證它們的同軸度。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 （2）導柱的固定。為了取件的方便，壓鑄模的導柱一般固定在定模）導柱的固定。為了取件的方便，壓鑄模的導柱一般固定在定模部分。如果模具采用推件板脫模，導柱必須安裝在動模部分；而臥式部分

18、。如果模具采用推件板脫模，導柱必須安裝在動模部分；而臥式壓鑄機采用中心澆口的模具，則導柱必須安裝在定模座板上；若臥式壓鑄機采用中心澆口的模具，則導柱必須安裝在定模座板上；若臥式壓鑄機采用中心澆口模具的同時又采用推件板脫模，則在模具的動、壓鑄機采用中心澆口模具的同時又采用推件板脫模，則在模具的動、定模部分都要設(shè)置導柱。定模部分都要設(shè)置導柱。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 （3）導柱的尺寸。當導柱為）導柱的尺寸。當導柱為4根時，導向部分的直徑按下面的經(jīng)驗公根時，導向部分的直徑按下面的經(jīng)驗公式選擇式選擇式中式中 d 導柱導向部分的直徑尺寸，導柱導向部分的直徑尺寸，cm

19、； A模具分型面的表面積，模具分型面的表面積，cm2；k系數(shù)，一般在系數(shù)，一般在0.070.09內(nèi)選取，當內(nèi)選取，當A2 000 cm2時，時，k取取0.07，當，當 A=4002 000 cm2時，時，k取取0.08，當，當A400 cm2時，時，k取取0.09。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 （4）導套的結(jié)構(gòu)。導套的結(jié)構(gòu)按照國家標準分為）導套的結(jié)構(gòu)。導套的結(jié)構(gòu)按照國家標準分為A型（直導套）和型（直導套）和B型（帶頭導套）兩種。型（帶頭導套）兩種。圖圖10-12（a）為）為A型導套，它主要用于動、定型導套，它主要用于動、定模套板較厚或套板后面無支承板或定模座板

20、的情況，常安裝在推件板模套板較厚或套板后面無支承板或定模座板的情況，常安裝在推件板內(nèi)；圖內(nèi)；圖10-12（b）為）為B型導套，它通常用于動、定模套板后面有動模型導套，它通常用于動、定模套板后面有動模支承板或定模座板的場合。支承板或定模座板的場合。（5）導柱與導套的技術(shù)要求。導柱和導套通常都可采用）導柱與導套的技術(shù)要求。導柱和導套通常都可采用20號鋼表面號鋼表面滲碳處理或采用滲碳處理或采用T18、T10鋼進行淬火處理。導柱應有良好的韌性和鋼進行淬火處理。導柱應有良好的韌性和抗彎強度，其工作表面應有較高的硬度且耐磨，熱處理硬度一般為抗彎強度，其工作表面應有較高的硬度且耐磨，熱處理硬度一般為5256

21、 HRC。導套的表面硬度應比導柱略低，便于磨損后更換導套。導套的表面硬度應比導柱略低，便于磨損后更換導套。導套有時也可用銅合金等耐磨材料制造。導柱和導套的固定部分的表導套有時也可用銅合金等耐磨材料制造。導柱和導套的固定部分的表面粗糙度面粗糙度Ra為為0.8 m；導向部分的表面粗糙度；導向部分的表面粗糙度Ra為為0.40.8 m。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 2.導柱與導套的配合導柱與導套的配合導柱與導套的配合如導柱與導套的配合如圖圖10-13所示。圖所示。圖10-13（a）為）為B型導柱與型導柱與B型導型導套相配合的形式；圖套相配合的形式；圖10-13（b）為

22、）為A型導柱與型導柱與B型導套相配合的形式；型導套相配合的形式；圖圖10-13（c） 為為A型導柱與型導柱與A型導套相配合的形式；圖型導套相配合的形式；圖10-13（d）為）為B型導柱與型導柱與A型導套相配合的形式。型導套相配合的形式。上一頁 下一頁返回 10.2 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 3.導柱的布置導柱的布置壓鑄模的外形通常是矩形，個別也有圓形的。除了很小的壓鑄?？稍O(shè)壓鑄模的外形通常是矩形，個別也有圓形的。除了很小的壓鑄?？稍O(shè)置置2根導柱外，矩形壓鑄模一般設(shè)置根導柱外，矩形壓鑄模一般設(shè)置4根導柱，如根導柱，如圖圖10-14（a）所示，）所示，通常都布置在套板的通常都布置在套板的4

23、個角上。為了防止裝配或合模時搞錯方位，也個角上。為了防止裝配或合模時搞錯方位，也可將其中一根導柱作不等距布置。圓形的壓鑄模一般可設(shè)置可將其中一根導柱作不等距布置。圓形的壓鑄模一般可設(shè)置3根導柱，根導柱，如圖如圖10-14（b）所示，其分布的角度可以略微不等。）所示，其分布的角度可以略微不等。上一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 10.3.1 壓鑄模的冷卻方法壓鑄模的冷卻方法壓鑄模的冷卻方法主要有風冷和水冷兩種。壓鑄模的冷卻方法主要有風冷和水冷兩種。1.風冷風冷風冷冷卻的風力通常來自鼓風機或壓縮空氣。冷卻的方法是將壓縮空風冷冷卻的風力通常來自鼓風機或壓縮空氣。冷卻的方法是將壓縮空氣對準

24、壓鑄模動模和定模的成形部分進行反復噴吹，以使模具的熱量氣對準壓鑄模動模和定模的成形部分進行反復噴吹，以使模具的熱量盡快散發(fā)到空氣中，從而降低模具的溫度。由于不需要在模具內(nèi)部設(shè)盡快散發(fā)到空氣中，從而降低模具的溫度。由于不需要在模具內(nèi)部設(shè)置冷卻回路，因此模具的結(jié)構(gòu)大為簡化。置冷卻回路，因此模具的結(jié)構(gòu)大為簡化。下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 2.水冷水冷水冷是指在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水通道，將冷卻水循環(huán)通入成形鑲塊或型水冷是指在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水通道，將冷卻水循環(huán)通入成形鑲塊或型芯內(nèi)，從而實現(xiàn)冷卻。水冷速度比風冷速度快得多，因此能有效地提芯內(nèi)，從而實現(xiàn)冷卻。水冷速度比風冷速度快得多，因此能有

25、效地提高生產(chǎn)效率。一般可以通過測定進水口和出水口的溫度以及模具型腔高生產(chǎn)效率。一般可以通過測定進水口和出水口的溫度以及模具型腔或型芯的表面溫度來控制冷卻水的流量，從而調(diào)節(jié)冷卻效率，以達到或型芯的表面溫度來控制冷卻水的流量，從而調(diào)節(jié)冷卻效率，以達到壓鑄生產(chǎn)工藝的要求，所以在壓鑄過程中水冷是可以實現(xiàn)自動化的。壓鑄生產(chǎn)工藝的要求，所以在壓鑄過程中水冷是可以實現(xiàn)自動化的。 水冷法的冷卻介質(zhì)除了主要用水外，還可采用其他一些冷卻介質(zhì)以水冷法的冷卻介質(zhì)除了主要用水外，還可采用其他一些冷卻介質(zhì)以提高冷卻效果，這些冷卻介質(zhì)如提高冷卻效果，這些冷卻介質(zhì)如表表10-4所示。所示。除了風冷和水冷外，國外還廣泛地采用熱

26、管冷卻。熱管是一種密封的除了風冷和水冷外，國外還廣泛地采用熱管冷卻。熱管是一種密封的利用液體的蒸發(fā)與冷凝原理和毛細管現(xiàn)象來傳遞熱量所設(shè)計的管狀傳利用液體的蒸發(fā)與冷凝原理和毛細管現(xiàn)象來傳遞熱量所設(shè)計的管狀傳熱元件，如熱元件，如圖圖10-15 所示。所示。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 10.3.2 冷卻通道的設(shè)計計算冷卻通道的設(shè)計計算1.需要用冷卻水傳走的模具熱量需要用冷卻水傳走的模具熱量 根據(jù)能量守恒定律，壓鑄模在每個循環(huán)的正常工作中，熔融金屬傳根據(jù)能量守恒定律，壓鑄模在每個循環(huán)的正常工作中，熔融金屬傳給模具的熱量、模具傳給模具的熱量、模具傳走的熱量以及冷卻系統(tǒng)傳走的熱

27、量應保持平衡。熱平衡的表達式為走的熱量以及冷卻系統(tǒng)傳走的熱量應保持平衡。熱平衡的表達式為Q=Q1+Q2+Qw（10-7）式中式中 Q單位時間內(nèi)熔融金屬傳給模具的熱量，單位時間內(nèi)熔融金屬傳給模具的熱量，kJh；Q單位時間內(nèi)模具通過自然對流和向周圍輻射傳走的熱量，單位時間內(nèi)模具通過自然對流和向周圍輻射傳走的熱量，kJh；Q2單位時間內(nèi)通過壓鑄機上的特定部位傳走的熱量，單位時間內(nèi)通過壓鑄機上的特定部位傳走的熱量，kJh，特定部位指模具的動、定模座板與壓鑄機的移動模板和固定模板的接特定部位指模具的動、定模座板與壓鑄機的移動模板和固定模板的接觸部位，以及壓鑄模和壓鑄機上原來常設(shè)冷卻通道的部位，如澆口套、

28、觸部位，以及壓鑄模和壓鑄機上原來常設(shè)冷卻通道的部位，如澆口套、分流錐、噴嘴、壓室、壓射沖頭等；分流錐、噴嘴、壓室、壓射沖頭等；Qw單位時間內(nèi)需要用冷卻水傳走的熱量，單位時間內(nèi)需要用冷卻水傳走的熱量，kJh。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 因此，需要用冷卻水傳走的熱量為因此，需要用冷卻水傳走的熱量為Qw=Q-Q1-Q2 （10-8）（1）熔融金屬傳給模具的熱量）熔融金屬傳給模具的熱量單位時間內(nèi)熔融金屬傳給模具的熱量單位時間內(nèi)熔融金屬傳給模具的熱量Q可按下式計算可按下式計算 Q=nmq （10-9）式中式中 n每小時壓鑄的次數(shù)，次每小時壓鑄的次數(shù)，次h；m每次壓鑄的合金量，

29、每次壓鑄的合金量，kg次；次；q單位質(zhì)量合金液的凝固熱量，單位質(zhì)量合金液的凝固熱量，kJkg，如，如表表10-5所示。所示。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 （2）模具通過自然對流和向周圍輻射所傳走的熱量）模具通過自然對流和向周圍輻射所傳走的熱量單位時間內(nèi)模具通過自然對流和向周圍輻射所傳走的熱量單位時間內(nèi)模具通過自然對流和向周圍輻射所傳走的熱量Q1可用下式可用下式進行估算進行估算Q1=1A1 （10-10）式中式中 1模具自然對流和向周圍輻射傳熱的熱流密度，模具自然對流和向周圍輻射傳熱的熱流密度，kJ（hm2），其值如），其值如表表10-6所示；所示；A1模具總的表面積，

30、模具總的表面積，m2。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 （3）壓鑄機上特定部位傳走的熱量。）壓鑄機上特定部位傳走的熱量。 通過動、定模座板傳導給壓鑄機的熱量。單位時間內(nèi)通過動、定通過動、定模座板傳導給壓鑄機的熱量。單位時間內(nèi)通過動、定模座板與壓鑄機模板的安裝接觸面?zhèn)鹘o壓鑄機的熱量可用下式計算模座板與壓鑄機模板的安裝接觸面?zhèn)鹘o壓鑄機的熱量可用下式計算式中式中 Q2單位時間內(nèi)模具傳給壓鑄機移動模板和固定模板的熱單位時間內(nèi)模具傳給壓鑄機移動模板和固定模板的熱量，量，kJh；h 2模具與壓鑄機移動模板和固定模板之間的傳熱系數(shù)，模具與壓鑄機移動模板和固定模板之間的傳熱系數(shù)，W（m2

31、），其值與動、定模座板的材料有關(guān)，采用碳素鋼時可取），其值與動、定模座板的材料有關(guān)，采用碳素鋼時可取140 W （m2），）， ；A 2動、定模座板與壓鑄機移動模板及固定模板之間安裝的接觸動、定模座板與壓鑄機移動模板及固定模板之間安裝的接觸面積，面積，m2；m模具的平均溫度，模具的平均溫度，；r室溫，室溫，。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 由壓射沖頭等傳走的熱量。單位時間內(nèi)由壓鑄機的壓射沖頭等傳由壓射沖頭等傳走的熱量。單位時間內(nèi)由壓鑄機的壓射沖頭等傳走的熱量走的熱量Q”2可以通過實際測量而定?？梢酝ㄟ^實際測量而定。 由分流錐、澆口套、噴嘴和壓室等部位傳走的熱量單位時間由

32、上由分流錐、澆口套、噴嘴和壓室等部位傳走的熱量單位時間由上述幾部分傳走的熱量可由下式進行估算述幾部分傳走的熱量可由下式進行估算式中式中 單位時間內(nèi)每個特定部位傳走的熱量，單位時間內(nèi)每個特定部位傳走的熱量，kJh；2特定部位冷卻傳熱的熱流密度，特定部位冷卻傳熱的熱流密度，kJ（hm2），如），如表表10-7所示；所示；AL0特定部位冷卻通道的總表面積，特定部位冷卻通道的總表面積，m2。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 2.冷卻通道的設(shè)計冷卻通道的設(shè)計知道了需要用冷卻水傳走的模具熱量知道了需要用冷卻水傳走的模具熱量Qw后，就可計算出總的冷卻通后，就可計算出總的冷卻通道表面積（

33、熱傳導面積），然后再根據(jù)模具的具體情況確定冷卻水道道表面積（熱傳導面積），然后再根據(jù)模具的具體情況確定冷卻水道的直徑和冷卻水道的長度。的直徑和冷卻水道的長度。（1）冷卻水道的總表面積的計算）冷卻水道的總表面積的計算根據(jù)牛頓冷卻定律，用水流冷卻模具時需用的熱傳導面積（即冷卻水根據(jù)牛頓冷卻定律，用水流冷卻模具時需用的熱傳導面積（即冷卻水道表壁的面積）為道表壁的面積）為式中式中 Aw熱傳導面積，熱傳導面積，m2；hw冷卻水對其通道表壁的傳熱系數(shù)，冷卻水對其通道表壁的傳熱系數(shù)，W（m2）；）；熱傳導面的平均溫度與冷卻水平均溫度的差值，熱傳導面的平均溫度與冷卻水平均溫度的差值，其中冷卻，其中冷卻水的平均

34、溫度為冷卻水在進口處和出口處溫度的平均值。水的平均溫度為冷卻水在進口處和出口處溫度的平均值。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 當冷卻水在圓形斷面直管中呈紊流狀態(tài)時，模具材料與冷卻水之間為當冷卻水在圓形斷面直管中呈紊流狀態(tài)時，模具材料與冷卻水之間為穩(wěn)定換熱，則穩(wěn)定換熱，則式中式中 w冷卻水的導熱系數(shù)，冷卻水的導熱系數(shù)，W（m）；）；dw冷卻水道的直徑，冷卻水道的直徑，m；g重力加速度，重力加速度，ms2；v冷卻水的速度，冷卻水的速度，ms；w冷卻水的平均密度，冷卻水的平均密度，kg/m3；w冷卻水的平均黏度，冷卻水的平均黏度，Pas；Cpw冷卻水的平均比熱容，冷卻水的平均比

35、熱容，J/（kg）。）。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 （2）冷卻水道直徑和長度的計算）冷卻水道直徑和長度的計算如果熱傳導面積如果熱傳導面積A w和冷卻水道直徑和冷卻水道直徑d w均已確定，則冷卻水道的總長均已確定，則冷卻水道的總長度度L w為為至于實際壓鑄模的冷卻水通道直徑是否變化，每一通道的長度是否一至于實際壓鑄模的冷卻水通道直徑是否變化，每一通道的長度是否一致，可視具體的模具而定。致，可視具體的模具而定。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 10.3.3 冷卻系統(tǒng)的布置冷卻系統(tǒng)的布置1.冷卻通道的設(shè)計要點冷卻通道的設(shè)計要點 在設(shè)計冷卻水通道時應注

36、意以下幾點。在設(shè)計冷卻水通道時應注意以下幾點。 （1）冷卻水道要求布置在型腔內(nèi)溫度最高、熱量比較集中的區(qū)域，）冷卻水道要求布置在型腔內(nèi)溫度最高、熱量比較集中的區(qū)域，流道要通暢，無堵塞現(xiàn)象。流道要通暢，無堵塞現(xiàn)象。 （2）冷卻水道至型腔表面的距離應盡量相等，水道壁離型腔表面）冷卻水道至型腔表面的距離應盡量相等，水道壁離型腔表面的距離一般取的距離一般取1215 mm。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 （3）冷卻水道孔的直徑一般取）冷卻水道孔的直徑一般取816 mm，視壓鑄件大小和壁厚而，視壓鑄件大小和壁厚而定。定。 （4）為了使模溫盡量均勻，設(shè)計冷卻水道時，應考慮使水道出、）

37、為了使模溫盡量均勻，設(shè)計冷卻水道時，應考慮使水道出、入口的溫差盡量小。入口的溫差盡量小。 （5）冷卻水道通過兩塊或多塊模板或零件時，要求采取密封的措）冷卻水道通過兩塊或多塊模板或零件時，要求采取密封的措施，防止泄漏。通常采用橡膠密封圈或橡膠密封片進行密封。施，防止泄漏。通常采用橡膠密封圈或橡膠密封片進行密封。 （6）水管接頭應盡可能設(shè)置在模具的下方或操作者的對面一側(cè)，）水管接頭應盡可能設(shè)置在模具的下方或操作者的對面一側(cè)，其外徑尺寸應統(tǒng)一，以便接裝輸水的橡皮膠管。其外徑尺寸應統(tǒng)一，以便接裝輸水的橡皮膠管。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 2.冷卻系統(tǒng)的布置形式冷卻系統(tǒng)的布置

38、形式（1）淺型腔壓鑄件模具的冷卻。淺型腔的壓鑄件模具，通常采用在）淺型腔壓鑄件模具的冷卻。淺型腔的壓鑄件模具，通常采用在動、定模兩側(cè)與型腔表面等距離鉆冷卻水孔的形式，如動、定模兩側(cè)與型腔表面等距離鉆冷卻水孔的形式，如圖圖10-16所示。所示。 （2）中等深度型腔的壓鑄件模具的冷卻。中等深度型腔的壓鑄件模）中等深度型腔的壓鑄件模具的冷卻。中等深度型腔的壓鑄件模具，在凹模底部附近采用與型腔表面等距離鉆孔的形式，而在型芯中，具，在凹模底部附近采用與型腔表面等距離鉆孔的形式，而在型芯中，由于容易儲存熱量，所以按型芯形狀銑出矩形截面的冷卻水槽進行冷由于容易儲存熱量，所以按型芯形狀銑出矩形截面的冷卻水槽進

39、行冷卻，如卻，如圖圖10-17（a）所示；中等深度的大、中型型腔壓鑄件模具的冷）所示；中等深度的大、中型型腔壓鑄件模具的冷卻，也可采用如圖卻，也可采用如圖10-17（b）所示的形式進行冷卻。）所示的形式進行冷卻。上一頁 下一頁返回 10.3 壓鑄模的冷卻壓鑄模的冷卻 （3）大型深型腔壓鑄件模具的冷卻。深型腔模具的冷卻最困難的是）大型深型腔壓鑄件模具的冷卻。深型腔模具的冷卻最困難的是凸模的冷卻。凸模的冷卻。圖圖10-18所示為深型腔模具，凸模和凹模均采用螺旋槽所示為深型腔模具，凸模和凹模均采用螺旋槽冷卻水道進行冷卻。冷卻水道進行冷卻。（4）細長型芯的冷卻水道。在細長型芯上開設(shè)冷卻水道是十分困難）

40、細長型芯的冷卻水道。在細長型芯上開設(shè)冷卻水道是十分困難的。對于細小的型芯，可以采用間接冷卻的方式進行冷卻，如圖的。對于細小的型芯，可以采用間接冷卻的方式進行冷卻，如圖10-19（a）所示。冷卻水噴射在鈹青銅制成的細小型芯的后端，靠鈹青）所示。冷卻水噴射在鈹青銅制成的細小型芯的后端，靠鈹青銅良好的導熱性能對其進行冷卻；當壓鑄件上的內(nèi)孔相對較大時，可銅良好的導熱性能對其進行冷卻；當壓鑄件上的內(nèi)孔相對較大時，可采用噴射式冷卻，如采用噴射式冷卻，如圖圖10-19（b）所示，型芯雖然長，但是可在型芯）所示，型芯雖然長，但是可在型芯中部開一個盲孔，盲孔中插入一根管子，冷卻水經(jīng)管子噴到澆口附近中部開一個盲孔

41、，盲孔中插入一根管子，冷卻水經(jīng)管子噴到澆口附近的盲孔底部，然后經(jīng)管子與型芯的間隙從出口處流出，使水流對型芯的盲孔底部，然后經(jīng)管子與型芯的間隙從出口處流出，使水流對型芯發(fā)揮冷卻作用。發(fā)揮冷卻作用。（5）澆口套與分流錐的冷卻。澆口套冷卻水道的結(jié)構(gòu)如）澆口套與分流錐的冷卻。澆口套冷卻水道的結(jié)構(gòu)如圖圖10-20所示，所示，在澆口套上車出螺旋槽水道，而在其兩端車出密封圈槽。分流錐冷卻在澆口套上車出螺旋槽水道，而在其兩端車出密封圈槽。分流錐冷卻水道的結(jié)構(gòu)可參考圖水道的結(jié)構(gòu)可參考圖10-19（b）進行設(shè)計。）進行設(shè)計。上一頁返回 10.4 壓鑄模模體的常用材料壓鑄模模體的常用材料 除成形零件外，模體的常用材

42、料應能保證模體的強度、剛度要求和在除成形零件外，模體的常用材料應能保證模體的強度、剛度要求和在壓鑄過程中不產(chǎn)生不允許的變形。壓鑄過程中不產(chǎn)生不允許的變形。模體的常用材料及熱處理要求如模體的常用材料及熱處理要求如表表10-8所示。所示。返回 10.5 壓鑄模典型實例壓鑄模典型實例 1.夾板壓鑄模夾板壓鑄模夾板壓鑄模如夾板壓鑄模如圖圖10-21所示，該模具采用推桿推出機構(gòu)，定模鑲塊所示，該模具采用推桿推出機構(gòu)，定模鑲塊9和和動模鑲塊動模鑲塊13組成模具型腔。由于型芯組成模具型腔。由于型芯6的成型側(cè)面帶有的成型側(cè)面帶有15度的斜度，度的斜度，保證了開模后壓鑄件能留在動模，隨動模后移，并被推出機構(gòu)推出。保證了開模后壓鑄件能留在動模，隨動模后移，并被推出機構(gòu)推出。夾板及澆注系統(tǒng)如夾板及澆注系統(tǒng)如圖圖