压铸模的设计

压铸模设计说明书

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20**年01月02日

一、零件图

如图1-1所示制件为电机端盖,材料为锌合金,属大批量生产。

图1-1

一、该压铸件的材料分析和工艺性分析

1. 材料分析

该产品的成型材料是锌合金，该材料密度大，铸造性能好，可压铸复杂的零件，压铸时不粘模，压铸件表面易镀Cr、Ni等金属，机械切削性能好，但易老化，抗腐蚀性能不高。

2. 工艺性分析

1）锌合金压铸，其锌不容易就粘在模具表面上。

2）该压铸件壁厚比较均匀，各个孔小且浅，工艺性好。

3）为了方便加工与成型及脱模，型腔、型芯均采用组合式结构。

4）该压铸件是一般精度等级。为降低设计难度和设计周期，应采一模一腔，且需要对压铸件去除浇口废料。

二、拟定的成型工艺

1.成型方法

该压铸件采用冲头下压式全立式压铸机压铸。

2.各工艺参数

1）经查教材（压铸成型工艺与模具设计）第32页表3.2可知压射比压为30Mpa 2）经查教材第33页表3.4可知压射冲头空行程压射速度为0.3～0.5m/s 3）经查教材第34页表3.5可知充填速度为15 m/s 4）经查教材第36页表3.7可知持压时间3～4s

5）经查教材第36页表3.8可知留模时间推荐值为7～12s 6）经查教材第37页表3.9可知浇注温度为410～540C 。

7）经查教材第38页表3.10可知模具预热温度130～180C 。

和工作温度180～200C 。

3. 确定型腔数目

1)为降低设计难度和设计周期，应采单型腔，且需要对压铸件去除浇口废料。

2）计算压铸的体积和重量

通过三维制图PRO/E 软件测量得:

单件压铸件投影面积

S=14257㎜2

；体积V=153645㎜3

查有关资料可知Al 的密度为6.8g/cm 3

则压铸件重量m=1044.8g

三、初选压铸机

1.压铸机的锁模力

模具型腔胀型力中心与压铸机压力中心重合时压铸机锁模力 S F K ≥Z N （F +F ）

式中 S F —压铸机锁模力，N ；

Z F —作用于模具型腔且垂直与分型面方向的胀型力，N ； N F —作用于滑快楔紧块面上的法向压力，N ；

K —安全系数（一般取K=1～1.3）

型腔胀型力

Z F =P （123A +A +A ）

式中 P —最终的压射比压，Pa ；

1A —铸件在分型面上的投影面积，㎡；

2A —浇注系统在分型面上的投影面积与压铸件投影面积不重叠部分，㎡；

3A —溢流槽在分型面上的投影面积，㎡；

压铸机所容许的压射比压

2

0.785n F

p D

=

式中 n p —压铸机所容许的压射比压，Pa ；

F —压射力，N ； D —压室直径，m 。

n p =9500N ÷（0.785×2

0.05）≈35MPa Z F = 35MPa ×18256㎜2

≈63MPa

S F =1.15×(63 MPa +0)=72.5 MPa

2.选压铸机

根据以上计算结果,经查教材第65页表4.1可选用热压室压铸机型号为 SHD —75相关技术参数如下表所示：

四、浇注系统和排溢系统的设计

1.浇注系统设计

1）确定浇口形式及位置。为了提高成型效率，设计与制造简单，采用应用最为普遍的侧浇口。它开设在压铸件最大轮廓处。

2）浇口直径可以根据经验公式计算

1234g m m

m

A k k k k ρντ=

式中 g A —浇口横截面积，㎡；

m —压铸件及溢流槽内金属的总质量，㎏；

ρ—液态金属密度，㎏/3m ；

m ν—额定充填速度，常取15m/s ；

m τ—额定充填时间，常取0.06s ；

1234k k k k 、、、分别代表各种修正系数；

0.1431.2520.91 2.40.03442

g A =

??????=182

mm

3）直浇道设计

分流锥的圆角半径通常取4～5㎜，直浇道锥α通常取0

4～0

12，分流锥α，通常取04～0

6。

2. 排溢系统的设计 1）溢流槽设计

溢流槽应开设在金属最先冲击的部位，排除金属液流前头的气体和冷污金属液，稳定流动状态，减少涡流；溢流槽应开设在两股金属液流会合的地方，清除集中于 该处的气体、冷污金属液和涂料残渣。如图所示

2）排气槽设计

对于小型模具，可利用分型面间隙排气，但分型面须位于容体流动末端。由于本制品尺寸不大，

利用分型面和推杆的配合间隙排气即可。

五、压铸模零部件设计

1.分型面的选择

该塑件的结构如图1—1所示，根据其特点和表面质量 要求，应采用曲面分型面。分型面设在零件大端面下一面。

2.成型零部件的结构设计

为了方便加工与成型及脱模，型腔、型芯均采用组合式结构

3.成型零部件工作尺寸计算

1）型腔的径向和深度尺寸

00[0.7]Z

Z

m Z L L δδ++=-?（）（1+k ） 0

0[0.7]Z

Z m Z H H δδ++=-?（）（1+k ） 式中 m L —模具型腔的径向尺寸；

Z L —压铸件外部形状的径向尺寸； m H —模具型腔的深度尺寸； Z H —压铸件外部形状的高度尺寸； k —压铸件平均收缩率；

?—压铸件尺寸偏差；

Z δ—模具的制造偏差。

2）型芯的径向尺寸和高度尺寸

0[0.7]Z

Z

m Z δδ--=+?（l ）（1+k ）L

[0.7]Z Z m Z δδ--=+?（h ）（1+k ）h 式中 m l —模具型芯的径向尺寸

Z l —压铸件内部形状的径向尺寸

m h —模具型芯的高度尺寸 Z h —压铸件内部形状的深度尺寸

3）中心距尺寸

[]2

2

Z

Z

m Z δδ±

=±

（C ）（1+k ）C

式中 m C —模具上型腔或型芯的中心距尺寸； Z C —压铸件凸台或凹槽的中心距尺寸

各工作部位尺寸计算结果见零件图纸

通常，制品中1mm 和小于1mm 并带有大于0.05mm 公差的部位以及2mm 和小于2mm 并带有大于0.1mm 公差的部位不需要进行收缩率计算。

4.结构零部件的设计

1）动、定模板一般受拉伸、弯曲、压缩三种变形力，变形后会影响型腔的尺寸精度。因此，在

考虑各板的尺寸时，应考虑模具结构与压铸工艺。

动、定模板边框厚度经查教材第121页的经验数据推荐值表6.4 2）合模导向机构设计

1.为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。

2.导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。

3.一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。

4.除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。

5.导柱的直径应根据模具大小而定，可参考标准模架数据选取。

一次分型导向机构设计：导柱固定在固定模板上，与固定模板为H7/m6的过渡配合。导柱直径参考标准，取D=12mm ，导柱头部做成半圆形。导柱长度与主流导长度点浇口长度以及塑件长度等有关。 Lg= L

型芯固板+20=36+20=56mm

六、推出机构设计

1.脱模力的确定

脱模力的估算: t F KpA

式中 t F —压铸件脱模所需的脱模力，N ；

P —挤压力，铝合金一般取（10～12）×6

10 A —压铸件的包紧型芯的侧面积，㎡； K —安全系数，一般取1.2左右

t F =1.2×（11×610）×1200

2. 脱模机构设计

压铸成型每一循环中，压铸必须准确无误的从模具的凹模中或型芯上脱出，完成模具脱模。脱模机构设计应遵循下述原则：

1） 压铸件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，

致使模具结构简单。

2） 推杆设置不能影响模具的强度。防止压铸件结构变形或损坏，正确分析压铸件

对模腔的粘附力的大小及所部位，有针对性的选择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。

3） 推杆应设置在压铸件受包紧力最大的地方。由于压铸件收缩时包紧型芯，因此推

出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于压铸件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些，以防压铸件变形或损坏。

4） 推杆应与型芯的表面齐平。力求良好的塑件外观，在选择顶相互位置时，应尽

量设在塑件内部或对塑件影响不大的部位。在采用推杆脱模时，尤其要注意这个问题。

5） 结构合理可靠，脱模结构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，

且有足够的强度和刚度。

根据制件的形状，本模具可用设计为推杆推出

3. 推杆直径和数量的确定

[]

t

F A n δ=

式中 A —推杆工作截面积，2

mm ； t F —压铸件推出时总的压力，N ；

N —推杆数量；

[δ]—压铸件的许可压力，MPa 。锌合金一般取50 Mpa 设计4根推杆，则推杆工作截面积A=78.5 2

mm ，可计算出推杆直径为5Φ㎜。

4. 复位杆长度尺寸：

L 4=L

顶杆固定板+L 支撑板+L 型芯板+40

=20+25+30+40=115mm

复位杆径向尺寸参考标准见尺寸，取d=10mm

八、压铸模的冷却设计

由于压铸件平均厚度为4㎜，压铸件尺寸不大，确定水孔直径为8㎜。

由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水的传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。

九、参考文献

1. 史铁梁.模具设计指导.第1版.北京：机械工业出版社，2003

2.屈华昌.压铸成型工艺与模具设计.第1版.北京:高等教育出版社,2001

3.王树勋.注塑模具设计与制造实用技术. 第1版.广州:华南理工大学出版社,1996

4.唐海翔.UGNX2注塑模具设计培训教程. 第1版.北京:清华大学出版社,2005

5.阎哑林.塑料模具图册. 第1版.北京.高等教育出版社:2001

2013届本科毕业设计（论文）

附件图纸