1、模具設計與制造模具設計與制造 教學重點教學重點 壓鑄工藝過程及壓鑄材料壓鑄工藝過程及壓鑄材料 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數 澆注系統及排溢系統設計澆注系統及排溢系統設計 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計 教學難點教學難點 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數 澆注系統及排溢系統設計澆注系統及排溢系統設計 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計第第4章章 壓鑄工藝與壓鑄模設計壓鑄工藝與壓鑄模設計4.1 4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.2 4.2 壓鑄模的組成壓鑄模的組成4.3 4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.4

2、 4.4 壓鑄機的選用壓鑄機的選用4.5 4.5 分型面設計分型面設計4.6 4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.7 4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.8 4.8 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計第第4章章 壓鑄工藝與壓鑄模設計壓鑄工藝與壓鑄模設計4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.1 壓鑄機的結構壓鑄機的結構壓鑄工藝是壓鑄模、壓鑄機和壓鑄合金構成的一個系統。壓鑄模是用在壓鑄機上生產壓鑄件的金屬永久模。壓鑄模設計即是對壓鑄模結構和機構的設計，須滿足鑄件形狀、尺寸、抽芯和推出等方面的需求。常見的壓鑄機按壓射室的特點可分為熱室壓鑄機和冷室壓鑄機兩類，此外，

3、還有特種壓鑄機，如全立式壓鑄機、升舉（或擺動）壓室壓鑄機、真空吸入進料壓鑄機和電磁給料壓鑄機等特種壓鑄機。冷室壓鑄機按壓射室及合模裝置的位置特點又分為立式冷室壓鑄機和臥式冷室壓鑄機。4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.1 壓鑄機的結構壓鑄機的結構1、冷室壓鑄機、冷室壓鑄機1控制柜；2合模缸；3模具高度調整機構；4曲肘支承座板；5曲肘機構；6動模座板；7拉桿；8定模座板；9蓄能器；10增壓器；11壓射缸；12壓室與沖頭；13頂出缸；14底座與傳動液箱；15泵及電動機4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.1 壓鑄機的結構壓鑄機的結構2、熱室壓鑄機、熱室壓鑄機 1動模；2定模；3定模座板；4液

4、壓缸；5沖頭桿； 6沖頭；7壓室；8充料孔；9鵝頸；10坩堝；11噴嘴；4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.1 壓鑄機的結構壓鑄機的結構3、特種壓鑄機、特種壓鑄機 真空吸入進料壓鑄機 電磁給料進料壓鑄機4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.2壓鑄工藝過程壓鑄工藝過程1、熱室壓鑄機的壓鑄過程、熱室壓鑄機的壓鑄過程 4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.2壓鑄工藝過程壓鑄工藝過程2、冷室壓鑄機的壓鑄過程、冷室壓鑄機的壓鑄過程1）臥式冷室壓鑄機的壓鑄過程）臥式冷室壓鑄機的壓鑄過程 4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.2壓鑄工藝過程壓鑄工藝過程2、冷室壓鑄機的壓鑄過程、冷室壓鑄機的壓鑄過程

5、2）立式冷室壓鑄機的壓鑄過程）立式冷室壓鑄機的壓鑄過程 4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.3 常用壓鑄材料常用壓鑄材料生產壓鑄件的金屬材料有鋁合金、純鋁、鋅合金、鎂合金、銅合金、鉛合金、錫合金等。其中以鋁合金、鋅合金應用最廣，鎂合金呈增長趨勢。黑色金屬僅有很少量應用。1、壓鑄鋁合金、壓鑄鋁合金 壓鑄鋁合金的化學成分和力學性能4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.3 常用壓鑄材料常用壓鑄材料2、壓鑄鋅合金、壓鑄鋅合金 3、壓鑄鎂合金、壓鑄鎂合金 壓鑄鋅合金的化學成分和力學性能壓鑄鎂合金的化學成分和力學性能4.1 壓鑄工藝概述壓鑄工藝概述4.1.3 常用壓鑄材料常用壓鑄材料4、壓鑄銅合金、

6、壓鑄銅合金 壓鑄鋅合金的化學成分和力學性能4.2 壓鑄模的組成壓鑄模的組成4.2.1 壓鑄模基本結構壓鑄模基本結構 壓鑄模由定模、動模和動模座板等組成 1動模座板；2墊塊；3支承板； 4動模套板；5限位塊；6滑塊； 7斜銷；8楔緊塊；9定模套板； 10定模座板；11定模鑲塊； 12活動型芯；13型腔；14內澆道； 15橫澆道；16直澆道；17澆口套； 18導套；19導流塊；20動模鑲塊； 21導柱；22推板導柱；23推板導套； 24推桿； 25復位桿；26限位釘； 27推板； 28推桿固定板； 4.2 壓鑄模的組成壓鑄模的組成4.2.2 冷室壓鑄機用壓鑄模冷室壓鑄機用壓鑄模1、臥式冷室壓鑄機用

7、壓鑄模、臥式冷室壓鑄機用壓鑄模 1動模座板；2、5、31螺釘；3墊塊； 4支撐板； 6動模套板； 7限位塊； 8螺栓；9滑塊；10斜銷；11楔緊塊； 12定模套板；13定模座板；14澆口套； 15螺旋槽澆口套；16澆道鑲塊； 17、19導套；18定模導柱；20動模導柱； 21定模鑲塊；22活動鑲塊；23動模鑲塊； 24分流錐； 25推板導柱；26推板導套； 27復位桿； 28推桿； 29中心推桿； 30限位釘；32推桿固定板；33推板 4.2 壓鑄模的組成壓鑄模的組成4.2.2 冷室壓鑄機用壓鑄模冷室壓鑄機用壓鑄模2、立式冷室壓鑄機用壓鑄模、立式冷室壓鑄機用壓鑄模 1定模座板；2傳動齒條；3定

8、模套板； 4動模套板； 5齒輪軸； 6、21銷； 7齒條滑塊；8推板導柱；9推桿固定板； 10推板導套；11推板；12限位墊圈； 13、22螺釘；14支撐板；15型芯； 16中心推桿；17推桿；18復位桿； 19 導套；20通用模座；23導柱； 24、30動模鑲塊；25、28定模鑲塊； 26分流錐； 27澆口套； 29活動型芯；31止轉塊； 4.2 壓鑄模的組成壓鑄模的組成4.2.3 熱室壓鑄機用壓鑄模熱室壓鑄機用壓鑄模 1動模座板；2推板； 3推桿固定板；4、6、9推桿； 5扇形推桿； 7支撐板； 8止轉銷；10分流錐； 11限位釘；12推板導套； 13推板導柱；14復位桿； 15澆口套；1

9、6定模鑲塊； 17定模座板；18型芯； 19、20動模鑲塊；21動模套板； 22導套；23導柱； 24定模套板 4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數三級壓射曲線 實時壓射控制壓鑄機壓鑄曲線 傳統壓鑄機常配以三級壓射系統，第一級是將金屬熔體慢速漸進推至內澆口，第二級是將金屬熔體在短的充型時間內快速充滿型腔，第三級為增壓壓實段，即鑄件在高壓下緊實(借助于增壓控制系統)。4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.1 壓力參數壓力參數在壓鑄機壓鑄過程中，壓射缸內的壓力實際上經過充型壓力、最終壓力和壓實壓力3個階段。1、金屬靜壓、金屬靜壓 式中， p1為壓射缸壓力(Mpa)；ps為蓄能器壓力(Mpa)；v0為

10、沖頭速度(m/s)；vmax為沖頭最大空壓射速度(m/s) ；pstat 為壓射終了金屬靜壓(Mpa)；d0為沖頭直徑(m)；d1為壓射缸直徑(m)。 )1 (2max201vvppsstats210dppd4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.1 壓力參數壓力參數2、充型壓力、充型壓力 充型壓力(也稱為流動壓力)與流速有關，按伯努利方程似穩流計算：式中，v為流速(m/s)；p為充型壓力(Mpa) ；為金屬密度(kg/m3) 若設Q為金屬熔體的流量(m3/s)， Sa 為內澆口截面積(m2 )， pv222avp222avp 2222aSQp設噴嘴或內澆口速度為 va ，則p為設阻尼系數為

11、，則p為4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.1 壓力參數壓力參數3、壓實壓力、壓實壓力 壓實壓力pk是指壓射缸壓力與增壓壓力疊加后的壓射壓力pe ，乘以壓射活塞面積A1與沖頭面積A0之比。設壓射活塞直徑d1，沖頭直徑d0，則設一個直徑為dp截面面積為Ap的大活塞和一個直徑為ds截面面積As的小活塞相連，大活塞（初級活塞）上承受壓力p1 ，推動小活塞(次級活塞)產生壓力p2 ，則在封閉系統中有當增壓器小活塞腔中 有背壓時p3 ，應減去p3 20101ddpAAppeek2112spspddpAApp4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.2 速度參數速度參數1、沖頭速度、沖頭速度 在壓射的第

12、一階段沖頭以臨界恒速或恒加速向前，將金屬熔體推進至澆口處，此時熔體流動速度就是第一級壓射速度，如右圖所示。在形成 曲線充型段任選兩點，測量行程距離和充型時間，則可得出沖頭速度：沖頭速度=測量的距離/相應充型時間 4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.2 速度參數速度參數2、充型速度、充型速度 在壓射的第二階段金屬熔體從沖頭繼續向前快速運動，高速通過內澆口直至充滿型腔。此時熔體流動速度稱為充型速度或第二級壓射速度；充型速度也稱內澆口速度，是指從充型開始至型腔完全充滿金屬為止，通過內澆口的熔體流量與內澆口截面積之比。 充型時金屬熔體通過內澆口的流量Q滿足下列關系式則充型速度和沖頭速度分別為 10

13、00100000SvSvQaaaaSQv1000001000SQv 4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.2 速度參數速度參數3、最大空壓射速度、最大空壓射速度 最大空壓射速度vmax是壓室內無金屬、調速閥全開的情況下，單位時間內沖頭的位移量，它是冷室壓鑄機的重要技術參數。對有金屬充型時的沖頭速度v0 、內澆口速度va和鑄件品質有重要影響。為在較短的充型時間內向型腔內充填最大容量的金屬熔體，需要較高的沖頭速度和內澆口速度，這就必須賦予壓鑄機高的最大空壓射速度，目前沖頭空壓射速度已達11m/s。 4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.3 時間參數時間參數1、充型時間、充型時間 充型時間是指金

14、屬熔體從進入內澆口至充滿型腔和溢流槽所需的時間。充型時間計算公式為： 式中：為充型時間(s)；Tm為金屬液澆注溫度()； Tf 為充型終了時的金屬溫度()； Td 為壓鑄模溫度()；B為壓鑄件的平均壁厚(mm)。 根據熱量比可以得到幾種合金的充型時間比 Mg：ZnAl：Cu=0.510.6511.8BTTTTdffm)64(0346. 04.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.3 時間參數時間參數1、充型時間、充型時間 充型時間應該盡可能短，目的是使充型時鑄件最小的部位或液流的遠端不產生早期凝固；但從另一方面考慮又要盡可能長些，以便空氣及金屬熔體流動時所產生的涂料蒸汽有足夠的時間逸出。根據這兩

15、方面的矛盾要求綜合考慮，選擇最佳的充型時間。充型時間與壁厚有關的推薦值，可參考下表。4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.3 時間參數時間參數2、增壓建壓時間、增壓建壓時間 增壓建壓時間是指金屬熔體充滿型腔后，瞬時啟動增壓器，對壓射缸施加增壓壓力，并由壓射沖頭將此增壓壓力經過內澆口施加在型腔中尚未完全凝固的鑄件上，對鑄件壓實的這段時間。建壓時間必須小于內澆口凝固時間。右圖所示為內澆口厚度與凝固時間的關系。建壓時間由壓鑄機保證，現代壓鑄機建壓時間可以達到7 ms，一般不超過20 ms，并可根據需要進行調節。4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.3 時間參數時間參數3、保壓時間、保壓時間 從增

16、壓開始，在增壓壓力作用下鑄件完全凝固，至增壓結束，這段時間為保壓時間。它與合金性質、鑄件壁厚和模具溫度有關。推薦的保壓時間見下表： 單位：S4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.3 時間參數時間參數4、留模時間、留模時間 從保壓時間結束到開模推出鑄件的這段時間稱為鑄件冷卻時間，即留模時間，這段時間視合金性質、鑄件結構而定，且與余料厚度有關。一般以不產生鑄件變形、開裂、保持尺寸精度為原則，尤其對熱裂傾向的合金鑄件留模時間要短。常用留模時間見下表單位：h 4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.4 溫度參數溫度參數1、澆注溫度、澆注溫度 金屬液從壓室至充滿型腔的平均溫度稱為澆注溫度。為了保證鑄件

17、質量、提高模具壽命，澆注溫度應盡可能低，一般為合金液相線以上2050，實際采用的壓鑄合金澆注溫度，見下表。4.3 壓鑄工藝參數壓鑄工藝參數4.3.4 溫度參數溫度參數2、模具溫度、模具溫度 模具溫度是重要的工藝參數之一。壓鑄模在工作前必須預熱，絕不允許用冷或未預熱到足夠溫度的模具進行壓鑄，推薦的預熱溫度見下表。模具預熱最好的方法是采用熱油加熱，借助于模具機提供循環熱油和進行模溫控制。氣體加熱也是一種常用方法，采用天然氣或煤氣。還有電加熱、遠紅外加熱等其他方式。4.4 壓鑄機的選用壓鑄機的選用4.4.1 計算脹型力計算脹型力1、計算主脹型力、計算主脹型力 式中： F主 為主脹型力(kN)；A為鑄

18、件在分型面上的投影面積，多腔模則為各腔投影面積之和，一般另加30%作為澆注系統與溢流排氣系統的面積(cm2 )；p為壓射比壓（Mpa）。 10ApF主4.4 壓鑄機的選用壓鑄機的選用4.4.1 計算脹型力計算脹型力2、計算分脹型力、計算分脹型力 分脹型力的計算分為兩種情況。一種是斜銷抽芯、斜滑塊抽芯的分脹型力計算，另 一種是液壓抽芯器的 分脹型力計算。右圖 所示為法向分脹型力 的計算示意圖。4.4 壓鑄機的選用壓鑄機的選用4.4.1 計算脹型力計算脹型力2、計算分脹型力、計算分脹型力 tan10pAF芯分2tan10FpAF芯分122075. 0pDF 1）斜銷抽芯、斜滑塊抽芯2）液壓抽芯器

19、式中， F分為由法向分力引起 的脹型力(kN)；A芯為側向活動型芯成型端面的投影面積(cm2 )；p為比壓(MPa)；為楔緊塊楔緊角(度)。 式中，F2液壓抽芯器的抽芯力(kN)；如果抽芯器未標明抽芯力，則D為液壓抽芯器液壓缸的直徑(cm)；p1 為壓鑄機管道壓力(Mpa)。4.4 壓鑄機的選用壓鑄機的選用4.4.2 計算壓鑄機所需的鎖模力計算壓鑄機所需的鎖模力式中， F鎖為壓鑄機應有的鎖模力(kN)；K為安全系數，一般K=1.25。4.4.3 確定壓射比壓確定壓射比壓 各種壓鑄合金的計算壓射比壓 單位：Mpa)(分主鎖FFKF4.4 壓鑄機的選用壓鑄機的選用 4.4.4 以壓射能量為基礎優選

20、壓鑄機以壓射能量為基礎優選壓鑄機 可以根據壓射系統的最大金屬靜壓與流量的供需關系特性曲線來選擇合適的壓鑄機。4.4 壓鑄機的選用壓鑄機的選用4.4.5 模具厚度與動模座板行程的核算模具厚度與動模座板行程的核算1、模具厚度核算、模具厚度核算調整合模機構的位置(見下圖)可適應所設計的模具厚度，但調整范圍不能超過壓鑄機說明書的規定。厚度核算公式為：式中， H為設計模具厚度(m)； Hmin為說明書給定的模具最小厚度；Hmax為說明書給定的模具最大厚度；2、動模座板行程核算、動模座板行程核算式中，L取 為開模后分型面之間能取出鑄件的最小距離(mm)； L行 為動模座板行程(mm)。1010maxmin

21、HHH行取LL 4.5 分型面設計分型面設計4.5.1 分型面的類型分型面的類型壓鑄模動模與定模的結合表面通常稱為分型面。按分型面的形狀分類分為單分型面和多分型面。常見單分型面見下圖4.5 分型面設計分型面設計4.5.1 分型面的類型分型面的類型常見多分型面見下圖4.5 分型面設計分型面設計4.5.2 分型面的選擇要點分型面的選擇要點分型面的選擇應注意以下要點：（1）開模時，保持鑄件隨動模移動方向脫出定模，分型后壓鑄件能從模具型腔內取出。 （2）有利于澆注系統和溢流系統的布置。 （3）分型面選擇應保證壓鑄件的尺寸精度和表面質量。 （4）盡量減少側向抽型機構，簡化模具結構，同時應便于模具加工，提

22、高模具加工工藝的可行性、可靠性及方便性。 （5）避免壓鑄機承受臨界載荷。 （6）選擇分型面時，應考慮合金的鑄造性能。 4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.1 澆注系統類型與組成澆注系統類型與組成1、澆注系統的組成、澆注系統的組成金屬液在壓力作用下充填型腔的通道稱為澆注系統。澆注系統的主要作用是把金屬液從熱室壓鑄機的噴嘴或冷室壓鑄機的壓室導入型腔內。澆注系統主要由直澆道、橫澆道、內澆口和余料組成。 各種類型壓鑄機澆注系統結構 1直澆道；2橫澆道；3內澆口；4余料4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.1 澆注系統類型與組成澆注系統類型與組成2、澆注系統的分類、澆注系統

23、的分類按金屬液導入方向分：切向澆口；徑向澆口按澆口位置分：中心澆口；頂澆口；側澆口按澆口形狀分：環形澆口；縫隙澆口；點澆口按橫澆道過渡區形式分：扇形澆道系統；錐形切向澆道系統 。4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.2 直澆道設計直澆道設計直澆道是傳遞壓力的首要部位，是指從澆口套起到橫澆道為止的一段澆道。1、臥式冷室壓鑄機直澆道的設計、臥式冷室壓鑄機直澆道的設計臥式冷室壓鑄機直澆道一般由壓鑄機上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成，在直澆道上的這一段稱為余料。結構如下圖(a)所示。1壓室；2澆口位置；3分流器；4余料 4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.2 直澆道設計直澆

24、道設計1、臥式冷室壓鑄機直澆道的設計、臥式冷室壓鑄機直澆道的設計臥式冷室壓鑄機直澆道的設計要點如下： (1)根據所需壓射比壓和壓室充滿度選定壓室和澆口套的內徑。(2)澆口套的長度一般應小于壓鑄機壓射沖頭的跟蹤距離，便于余料從壓室中脫出。(3)橫澆道入口應開設在壓室上部內徑2/3以上部位，避免金屬液在重力作用下進入橫 澆道，提前開始凝固。(4)分流器上形成余料的凹腔深度等于橫澆道的深度，凹腔直徑與澆口套相等，沿圓周的脫模斜度約5。(5)有時將壓室和澆口套制成一體，形成整體式壓室。(6)采用深導入式直澆道可以提高壓室的充滿度，減小深型腔壓鑄模的體積。當使用整體式壓室時，有利于采用標準壓室或現有的壓

25、室。如上圖(b)所示。(7)壓室和澆口套的內孔，應在熱處理和精磨后再沿軸線方向進行研磨，其表面粗糙度 Ra不大于0.2m 。4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.2 直澆道設計直澆道設計2、熱室壓鑄機直澆道的設計、熱室壓鑄機直澆道的設計熱室壓鑄機直澆道一般由壓鑄機上的噴嘴和壓鑄模上的澆口套、分流錐組成。其結構如下圖所示。4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.2 直澆道設計直澆道設計2、熱室壓鑄機直澆道的設計、熱室壓鑄機直澆道的設計熱室壓鑄機直澆道的設計要點如下： (1)根據鑄件的結構和質量等要求選擇直澆道的尺寸。(2)根據內澆口截面積選擇噴嘴出口小端直徑。(3)直澆

26、道中心一般設置分流錐，以調整直澆道的截面積，改變金屬液流向，便于從定模帶出直澆道。(4)金屬液通過直澆道的有效截面積應大于內澆口截面積，小于噴嘴出口小端截面積。(5)澆口套內孔表面粗糙度Ra不大于0.2 m 。(6)為適應高效率熱室壓鑄機生產的需要，在澆口套和分流錐內部應設置冷卻水道。4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.3 橫澆道設計橫澆道設計橫澆道是指從直澆道末端到內澆口之間的通道，可分為主橫澆道和過渡橫澆道，如右圖所示。1、橫澆道的設計要點、橫澆道的設計要點 (1)橫澆道的截面積應從直澆道起到內澆口止逐漸縮小。(2)橫澆道應具有一定的厚度和長度。(3)橫澆道截面積在任何情況

27、下都不應小于內澆口截面積。(4)根據工藝上的需要可布置盲澆道，以改善模具熱平衡條件，容納冷污金屬液、涂料殘渣和氣體。(5)對于臥式冷室壓鑄機，一般情況下橫澆道入口處應位于直澆道(余料)的上方，防止壓室中的金屬液過早流入橫澆道。4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.3 橫澆道設計橫澆道設計2、橫澆道的截面形狀、橫澆道的截面形狀 澆道的截面形狀根據鑄件的結構特點而定，一般以扁梯形為主，在特殊情況下，采用雙扁梯形、長梯形、窄梯形、圓形和環形。如右圖所示。 4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.4 內澆口設計內澆口設計1、內澆口設計原則、內澆口設計原則內澆口的設計原則如下：

28、(1)使金屬液從鑄件厚壁處向薄壁處填充。(2)內澆口的設置要使進入型腔的金屬液先流向遠離澆口的部位。(3)金屬液進入型腔后不宜正面沖擊型芯。(4)澆口的設置應便于切除。(5)避免在澆口部位產生熱節。(6)選擇內澆口位置時，應使金屬液流程盡可能短，對于形狀復雜的大型鑄件最好設置中心澆口。(7)采用多股內澆道時，要注意防止金屬液進入型腔后從幾路匯合，相互沖擊，產生渦流、裹氣和氧化夾渣等缺陷。(8)根據鑄件的技術要求，凡精度、表面粗糙度要求較高且不再加工的部位，不宜設置內澆口。(9)內澆口應設置在長形薄壁壓鑄件的端面，而不要設置在鑄件的中部。(10)管形鑄件最好圍繞型芯設置環形澆口。4.6 澆注及排

29、溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.4 內澆口設計內澆口設計2、確定內澆口的截面積、確定內澆口的截面積金屬液以一定的速度和在預定的時間內充滿型腔，則內澆口截面積為式中，Ag 為內澆口截面積(cm2) ； G 為通過澆口的金屬液質量(g)； 為金屬液密度(g/ cm3)；g 為內澆口處金屬液流速(m/s)；t 為型腔的充型時間(s)。確定合理的內澆口截面積，涉及諸多因素，目前生產實踐中，結合具體條件，按經驗選用，內澆口厚度和寬度經驗數據可查相關表。對于結構對稱、壁厚均勻的罩殼類零件，可采用如右圖所示的點澆口。tGAgg4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.5 排溢系統設計排溢系統設

30、計1、溢流槽的設計、溢流槽的設計1）溢流槽設計原則（1）設計溢流槽時要注意便于從鑄件上清除，在去除后盡量不損壞鑄件外觀。（2）在溢流槽上開設排氣槽時，應合理設計溢流口，避免過早堵塞排氣槽。（3）注意避免在溢流槽和鑄件之間產生熱節。（4）不應在同一溢流槽上開幾個溢流口，避免金屬液產生倒流，使部分金屬液從溢流槽流回型腔。（5）溢流口的截面積應大于連接在溢流槽后面的排氣槽截面積。4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.5 排溢系統設計排溢系統設計1、溢流槽的設計、溢流槽的設計2）溢流槽的結構形式（1）布置在分型面上的溢流槽1溢流槽；2推桿4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6

31、.5 排溢系統設計排溢系統設計1、溢流槽的設計、溢流槽的設計2）溢流槽的結構形式（2）布置在型腔內部的溢流槽 1溢流槽；2型芯； 3推桿4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.5 排溢系統設計排溢系統設計1、溢流槽的設計、溢流槽的設計2）溢流槽的結構形式（3）布置在抽芯機構上的溢流槽4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.5 排溢系統設計排溢系統設計1、溢流槽的設計、溢流槽的設計2）溢流槽的結構形式（4）防止金屬液倒流的溢流槽1溢流槽；2鑄件；3連接肋；4冷卻快4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.5 排溢系統設計排溢系統設計1、溢流槽的設計、溢流槽的設計

32、2）溢流槽的結構形式（5）楔行溢流槽 （6）帶定位桿和支撐柱組合的溢流槽1溢流口；2溢流槽1定位桿； 2支撐柱； 3溢流槽4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.5 排溢系統設計排溢系統設計1、溢流槽的設計、溢流槽的設計2）溢流槽的結構形式 1溢流口； 2溢流槽； 3排氣槽； 4推桿（7）防止過早堵塞排氣槽的溢流槽（8）設有凸臺的的溢流槽4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.5 排溢系統設計排溢系統設計1、溢流槽的設計、溢流槽的設計3）溢流槽的容積溢流槽的容積4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.5 排溢系統設計排溢系統設計2、排氣槽的設計、排氣槽的設計

33、1）排氣槽的位置和結構形式（1）分型面上布置排氣槽的結構形式（2）利用型芯和推桿間隙布置排氣槽的結構形式 2）排氣槽的尺寸4.6 澆注及排溢系統設計澆注及排溢系統設計4.6.5 排溢系統設計排溢系統設計2、排氣槽的設計、排氣槽的設計3）排氣槽的截面積排氣槽的截面積一般為內澆口截面積的2050 % ，計算公式為 式中， Fv為排氣槽截面積(mm2) ；V 為型腔和溢流槽的容積(cm3) ；t 為氣體的排出時間(s)，可近似地按充填時間選取；K 為充型過程中排氣槽的開放系數, K =0.11(當壓鑄件小，金屬液流速低，排氣槽位于金屬液最后充填處時，K 值取大些；反之 K值取小些)。tKVFv002

34、24. 04.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.1 成型零件設計成型零件設計壓鑄模模腔的成型零部件包括凹模（型腔）、凸模（型芯）以及各種活動鑲件（包括螺紋型環和螺紋型芯）等。1、凹模與凸模的基本結構設計、凹模與凸模的基本結構設計1）整體式4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.1 成型零件設計成型零件設計1、凹模與凸模的基本結構設計、凹模與凸模的基本結構設計2）整體鑲入式4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.1 成型零件設計成型零件設計1、凹模與凸模的基本結構設計、凹模與凸模的基本結構設計3）組合鑲拼式（1）便于機械加工的鑲拼結構

35、4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.1 成型零件設計成型零件設計1、凹模與凸模的基本結構設計、凹模與凸模的基本結構設計3）組合鑲拼式（2）避免尖角的鑲拼結構4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.1 成型零件設計成型零件設計1、凹模與凸模的基本結構設計、凹模與凸模的基本結構設計3）組合鑲拼式（3）有利于脫模的鑲拼結構4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.1 成型零件設計成型零件設計1、凹模與凸模的基本結構設計、凹模與凸模的基本結構設計3）組合鑲拼式（4）防止熱處理變形的鑲拼結構4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計

36、4.7.1 成型零件設計成型零件設計1、凹模與凸模的基本結構設計、凹模與凸模的基本結構設計3）組合鑲拼式（5）便于更換與維修的鑲拼結構4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.1 成型零件設計成型零件設計2、鑲塊和型芯的止轉形式、鑲塊和型芯的止轉形式圓形的鑲塊或型芯，如果其成型部分為非回轉體形狀時，為了保持其與其他成型零件的相對位置，必須采取止轉措施。常用的止轉形式如右圖所示。4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.1 成型零件設計成型零件設計3、型腔鑲塊在動、定模套板內的布置、型腔鑲塊在動、定模套板內的布置1）臥式冷室壓鑄機用模具型腔鑲塊的排布4.7 成

37、型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.1 成型零件設計成型零件設計3、型腔鑲塊在動、定模套板內的布置、型腔鑲塊在動、定模套板內的布置2）其他類型壓鑄機用模具型腔鑲塊的排布4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計壓鑄件的結構零部件包括動、定模套板，動模支承板，動、定模座板及合模導向機構等。1、動、定模套板的設計、動、定模套板的設計1）圓形套板的結構形式及邊框厚度計算4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計1、動、定模套板的設計、動、定模套板的設計1）圓形套板的結構形式及邊框厚度計算 式中，

38、 S為套板邊框厚度(mm)；p為壓射比壓(Mpa)； 為許用抗拉張度(Mpa)； D為型腔直徑(mm)；H1為型腔深度(mm)；H為套板厚度(mm)； E為材料彈性模量(MPa) ;為受力后彈性變形量(mm)。 HDpHS21 2DpS SEpD42不通式套板邊框厚度貫通式套板邊框厚度受力時彈性變形量為4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計1、動、定模套板的設計、動、定模套板的設計2）矩形套板的結構形式及邊框厚度計算 矩形套板邊框厚度為式中，L1為型腔長側面長度(mm)； L2為型腔短側面長度(mm)； F1為邊框長側面受的總壓力(N)， F1

39、 =p L1 H1 ； F2為邊框短側面受的總壓力(N)， F2 =p L2 H1 ； HLFHFFS48112224.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計2、動模支撐板設計、動模支撐板設計1）動模支撐板形式及厚度計算 動模支撐板及受力狀態如右圖：式中，F為動模支撐板所受總壓力(N)；A為壓鑄機、澆注系統和溢流槽在分型面上不重合投影面積之和(mm2)； h為動模支撐板厚度(mm) ； L為墊塊間距(mm) ；B為動模支撐板長度(mm) 。wBFLh2pAF 4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計2

40、、動模支撐板設計、動模支撐板設計2）動模支撐板的加強1限位螺釘； 2墊塊； 3支柱； 4動模支承板； 5推板導柱； 6推板導套； 7推桿固定板； 8推板； 9動模座板4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計3、定模座板的設計、定模座板的設計4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計4、動模模座的設計、動模模座的設計4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計5、合模導向機構設計、合模導向機構設計1）導柱和導套的結構（1）導柱的結構（2）導柱的固定4.7 成型

41、零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計5、合模導向機構設計、合模導向機構設計1）導柱和導套的結構（3）導柱的尺寸當導柱為4根時，導向部分的直徑按下面的經驗公式選擇 式中，d為導柱導向部分直徑尺寸(cm)；A為模具分型面表面積(cm2) ；K為系數，一般在0.070.09內選取。當A2000 時，K取0.07；當A=4002000 時，K取0.08；當A400 時，K取0.09。導柱的導向長度通常比分型面上的最長型芯長1015 mm，而最小長度應取導柱導向部分直徑d的1.52倍。AKd 4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件

42、設計結構零件設計5、合模導向機構設計、合模導向機構設計1）導柱和導套的結構（4）導套的結構（5）導柱與導套的技術要求4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計5、合模導向機構設計、合模導向機構設計2）導柱和導套的配合4.7 成型零件及結構零件設計成型零件及結構零件設計4.7.2 結構零件設計結構零件設計5、合模導向機構設計、合模導向機構設計3）導柱的布置4.8 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計4.8.1 抽芯機構設計抽芯機構設計1、抽芯機構的組成、抽芯機構的組成抽芯機構一般由成型元件、運動元件、傳動元件、鎖緊元件和限位元件組成。如右圖所示。（1

43、）成型元件（2）運動元件（3）傳動元件（4）鎖緊元件（5）限位元件 1限位塊2、8楔緊塊3斜銷4矩形滑塊5、6型芯7圓形滑塊9接頭10止轉導向塊4.8 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計4.8.1 抽芯機構設計抽芯機構設計2、常用抽芯機構的特點、常用抽芯機構的特點4.8 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計4.8.1 抽芯機構設計抽芯機構設計2、常用抽芯機構的特點、常用抽芯機構的特點4.8 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計4.8.1 抽芯機構設計抽芯機構設計2、常用抽芯機構的特點、常用抽芯機構的特點4.8 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計4.8.1 抽芯機構設計抽芯機構設計2、常用抽

44、芯機構的特點、常用抽芯機構的特點3、抽芯機構的設計要點、抽芯機構的設計要點 （1）選擇合理的抽芯部位 （2）活動型芯應有合理的結構形式 （3）抽芯時應防止鑄件產生變形和位移4.8 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計4.8.1 抽芯機構設計抽芯機構設計3、抽芯機構的設計要點、抽芯機構的設計要點 （4）活動型芯插入型腔后應有定位面，以保持準確的型芯位置。（5）計算抽芯力是設計抽芯機構構件強度和傳動可靠性的依據，由于影響抽芯力大小的因素較多，確定抽芯力時需作充分的估計。（6）設計抽芯機構時，應考慮壓鑄機的性能和技術規范。 （7）利用開、合模運動作抽芯機構的傳動時，應注意在合模時活動型芯的復位與推出

45、元件的干擾。一般要求在活動型芯投影面積范圍內不設置推出元件。液壓和手動抽芯應嚴格控制操作程序或設安全裝置。（8）型芯抽出到最終位置時，滑塊留在導滑槽內的長度不得小于滑塊長度的/，以免合模插芯時，滑塊發生傾斜造成事故。 （9）活動型芯同鑲塊配合的密封部分的長度不能過短，配合間隙要恰當，以防金屬液竄入滑塊的導槽中，影響滑塊的正常運動。4.8 抽芯及推出機構設計抽芯及推出機構設計4.8.1 抽芯機構設計抽芯機構設計3、抽芯機構的設計要點、抽芯機構的設計要點 （10）在滑塊平面上，一般不宜設置澆注系統，若在其上必須設置澆注系統時，應加大滑塊平面，不使澆注系統布置在滑塊與模體的導滑配合部分，并使配合部分有足夠的熱膨脹間隙。（11）由于型芯和滑塊所處的工作條件不同，所選用的材料和熱處理工藝也不一樣。型芯與滑塊一般采用鑲接的形式，鑲接處要求牢固可靠。（12）抽芯機構需設置限位裝置，開模抽芯后使滑塊停留在一定的位置上，不致因滑塊自重或抽芯時的慣性而越位。（13）活動型芯的成型投影面積較大時，滑塊受到的反壓力也較大，應注意滑塊楔緊裝置的可靠性及楔緊零件的剛