第12章压铸模设计实例与结构图例

6mm的铸件的金属液流速应该在30～37m/s，我们取充型
速度33m/s；当铝合金铸件的壁厚6mm时，推荐的金属液 填充型腔时间为在0.056～0.084s，我们取0.063s作为计算 依据；选择的压射比压为50MPa。
(铸件（铝合金）的重量计算如下： V=V1+V2 =24.2+52.5
=76.7 cm³
课程名：压铸模设计 书名：压铸工艺与模具设计
2013年4月 李成凯
复习回顾： 1.调温系统
2.压铸模零件的材料选择及热处理要求
3.压铸模的失效分析 4.压铸件的缺陷分析与排除措施
本次课内容： 压铸模设计过程及实例
一.压铸模分类
通常按模具结构上的某一特征 进行分类，可分为单分型面和多分型 面压铸模、侧向分型抽芯机构压铸模、螺纹旋出机构∑K·F主 =K(F铸+F浇+F余+F溢) F铸=πR² P=3.14×〔(0.175/2)2-（0.131/2) ² ）×50Mpa =7.93×105N =793KN F浇=1×8×3×50Mpa =1.2KN F余=πR² p=3.14×(0.04/2)2×50 Mpa =62.8KN F涨=(F铸+F浇+F余+F溢)×P=857KN F涨—涨型力 F铸—铸件产生的涨型力 F浇—浇注系统产生的涨型力 F余—余料产生的涨型力 F溢—溢流槽产生的涨型力 锁模力计算如下：F≥K F涨=943KN；K—安全系数，取1.1 故锁模力大于或等于943KN的压铸机均可选用，因此，决定选用 国产J116D系列卧式冷压室压铸机
序
号
类别
压铸件
尺寸
计算公式
模具尺寸
1
1500 1
径
0.25 150.750
0.25 154.770
向
2 型 腔 尺 寸 3 深 度 4
1540 1
0 7 0 .36
0 240 .52
7.040 0.09
24.120 0.13
1 1400
5 径 向 型 芯 尺 寸 7 高 度
(六)成型零件的尺寸计算 成型零件中直接决定压铸件几何形状的尺寸称为成型尺寸，计算成型尺寸的 目的是为了保证压铸件的尺寸精度，为了保证压铸件的尺寸精度在所规定的公差 范围内，在计算成型尺寸时，主要以压铸件的基本尺寸、偏差值以及偏差方向作 为计算依据。 成型零件工作尺寸的计算的几条原则： 1）压铸件和成型零件尺寸取单向公差，按入体原则标注； 2）成型零件取平均收缩率、平均制造公差（取零件公差的1/4）、平均磨损 量（取零件公差的1/6） 。 3）压铸件与成型零件尺寸标注方法： 轴类尺寸采用基轴制，标负差；孔类尺寸采用基孔制，标正差；中心距尺寸 公差带对称分布，标正负差；压铸件原尺寸不是按这个规定，要按此规定改成单 向公差 材料铝合金受阻收缩率0.4%~0.6%，计算时取0.5%。零件公差都没有标注， 按IT14级计算。即7mm的公差为0.36；24mm的公差为0.52；34mm的公差为0.62 ；131mm、140mm、150mm和154mm的公差为1mm。
140.700 0.25
131.650 0.25
6
1 1310
7 0 0.36
240 0.52
7.040 0.09 24.120 0.13
8
(七)压铸模结构 压铸模由动模和定模组成，定模部分固定在压铸机固定板上，与压 室相连接动模部分安装在压铸机动模固定板上，与开合模机构相连。动 定模闭合后形成密闭的型腔及浇注系统通道。 本压铸模的基本组成： 1.成型零件 2.结构零件 包括支承固定零件和导向合模零件。支承固定零件使模具能够安装 到压铸机上；导向合模零件保证合模是正确定位和导向。 3.浇注系统 4.排溢系统 5.推出与复位机构 6.其它 如紧固件、定位件等。
(一)压铸件的工艺分析 从所给的零件图可知，该零件的形状是圆环型，压铸件最大外轮廓尺 寸为175mm，内径尺寸131mm，端环高度7mm，硅钢片铁芯叠厚20mm， 总高度34mm。它是带嵌件的铸铝件。铸件壁厚均匀，平均壁厚约为6mm， 大于铝铸件的最小壁厚0.5mm。铸件总重量为885克，其中纯铝（Al-1）183 克，压铸件的表面粗糙度和尺寸要求精度不高，整体形状比较简单，体积 较大。压铸铝合金铸造性能好，密度小，比强度高，耐腐蚀性，耐磨性， 导热性，导电性好以及良好的切削性能。纯铝铸造性能差，容易氧化，压 铸过程中易发生粘模现象，给压铸工艺带来一定程度的不便。但纯铝的电 磁性能符合电动机的要求而常用于压铸电动机转子。
(五)压铸机的预选 压铸机是压铸生产的专用设备，设计压铸模时必须熟悉压铸机的特性 和技术规范，通过必要的计算，选用合理压铸机，以发挥其最大的效益。 1.压射比压的确定 吊扇转子压铸件，压铸合金为纯铝，铸件平均厚度为6mm，且压铸件的 结构简单。依据有关资料铝合金的压射比压应该在40~60MPa，我们初步选 用50 Mpa。 2.压铸机锁模力的确定 锁模力的作用主要是为了克服充型时，型腔内产生的压力（涨型力） ，以锁紧模具的分型面，防止金属液飞溅，保证铸件的尺寸精度，涨型力 计算过程如下：
G=ρV≌207g V1—槽总体积 V2—端环体积 内浇口截面积设计原理是熔融金属尚未凝固而填充完毕
。
1.浇口 计算公式:
Ag
G t vn
式中：Ag—内浇口截面积(m2) G—通过内浇口的金属液，即铸件质量加溢流槽(kg) ρ —合金的液态比重(kg/m3)
2
0.207 2400 0.07 37 5
(4)模具安装部位的尺寸，应符合所选用的压铸机规格，压室安装孔径和深度
须严格检查。 (5)分型面上除导套孔外，所用模具制造过程中的工艺孔，螺钉孔都应堵塞，
并与分型面平齐。
(三)分型面的设计方案 (1) 第一种方案如图a，分型面作在硅钢片铁芯的右边，大部分型腔处于动模，
开模时，压铸件随动一起移动，最后由推出机构推出；由于电机转子的特殊性，
3.横浇道的尺寸确定 选用梯形横流道，扁梯形横浇道的尺寸计算：
b=3Ag/h=3×41.5/10=10.5mm b—横浇道长边尺寸(mm) h≥(1.5-2)b0 =12mm Ag—内浇口截面积(cm² ) α（出模斜度）=15° γ（圆角半径）=2～3mm h—横浇道厚度，本模具选用三股内浇口，横浇道也应为3股，所以 横浇道的厚度为4mm. b0—铸件平均厚度
4.15 10 m 41.5m m2
vn—内浇口充填速度(m/s)
t—填充时间(s) 显然，式中
浇口的厚度和宽度的确定： 根据计算值，内浇口的总面积是41.5mm2。内浇口的宽度取10mm，内 浇口的厚度取1.4mm。
vn和t的是确定内浇口截面积的关键。
2.直流道 卧式压铸机的压铸模可以说没有直流道，或者说直流道与 压室内径是一致的，一般根据工艺上所需的比压、浇注的金属 量和选定的内浇口充型速度来确定。 直浇道一般由压铸机上的压室和压铸模上的浇口套组成，在直浇 道中压射结束后留下的一段金属，通常称为余料，其结构如图所示。 直浇道的直径按所需比压确定。根据所选的压铸机的压室比压，取 D=40mm，直浇道的厚度（指余料厚度）一般为其直径的1/2或1/3， 这里取H=15m。为了使直浇道凝料从浇口套中顺利取出，可在靠近 分型面一端长度为10～15mm范围内孔处设有1°30´～2°的脱模斜 度，压室和浇口套的内孔，应在热处理和精磨后，在沿轴线方向进 行研磨，其表面粗糙度要求达到0.4μm以上。 此外，浇口套的厚度查有关资料可取5～10mm整体制成，根据经 验取浇口套的厚度为8mm。 直浇道和浇口套的结构形式见压铸模总装图。
压铸模的工作过程是： 1.转子片称重。 2.将转子冲片装在假轴上，并套上活块，旋紧螺母。 3.将串好转子片的假轴置于压铸模定模内。 4.合模，动模向定模靠近，合模后，将挡板插入动模套板内。 5.浇料，将熔化的、合格的铝液浇入压室。 6.压射，压射冲头向前推进，熔融合金经模具上的浇注系统充填型腔。 7.保压、凝固，在压力下凝固。 8.冷却，自然冷却亦可风冷。 9.开模，压铸机带动动模板移动，动模板带动动模套板移动，动模套板带动挡 板移动，挡板带动假轴移动，将转子从定模内拉出。 10.工人把转子与假轴一起从模具上取下。冲头复位，完成一个压铸循环。 11.模外手动抽芯，工人手工去掉浇注系统凝料，将转子从假轴上退下
二、.压铸模设计的主要内容和步骤
1.对压铸件进行工艺分析，并制订压铸工艺规程； 2.选择分型面及浇注排溢系统的设计； 3.确定压铸模的结构； 4.绘制压铸模装配图；
5.绘制压铸模零件图。
三、实例
本设计（论文或其他）应达到的要求：
1、设计说明书一份，不少于10000字。
2、产品模具图纸一套，其中装配图1张，A0或A1图纸打 印；全部非标零件图，A3或A4图纸打印。
综合所述，该铸件的铸造工艺性较好，适合用压铸方法生产。
吊扇铸铝转子 1.铸铝；2.转子冲片
(二)压铸模总装的技术要求 1.压铸模装配应注明的技术要求 (1)模具的最大外形尺寸320×320×325mm (2)压铸机型号J116D
(3)压铸零件选用的合金材料为纯铝Al-1
(4)压室直径 d=40mm，压射比压55MPa (5)最小开模行程64mm
不能像其他压铸件直接推出。
a)
b)
图3-1分型面
(2) 第二种方案如图b，分型面作在硅钢片铁芯的左边，大部分 型腔处于定模，开模时，压铸件不能理解随动一起移动，而要延时 ，由动模拉出定模，人工取出。 综上所述，结合电机转子的特殊性，选择第二种分型面的设计
方案较为合理。
(四)浇注系统设计 查表可知铝合金密度为2.7g/cm³ ，铝合金液态时密度为 2.4g/cm³ ；一般铝合金的充型速度在20～60m/s，壁厚为
(八)零件设计
动模套板
定模套板
12.2压铸模结构图例 1.平面分型、推管推杆推出结构 2.阶梯分型、推杆推出结构 3.卸料板推杆两次推出结构 4.曲面分型推杆推出结构 5.阶梯分型斜销抽芯的结构