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4.6压铸模的技术要求15
5压铸工艺流程16
参考文献17
1设计前准备工作
1.1零件分析
压力铸造是将液态或半液态的金属,在高压作用下,以高的速度填充压铸模的型腔,并在压力作用下快速凝固而获得铸件的一种方法。
高压力和高速度是压铸时熔融合金充填成型过程的两大特点,也是压铸与其它铸造方法最根本的区别所在。
压铸件尺寸精度和表面粗糙度较好,铸件轮廓清晰,有致密的表层,比内层有更好的机械性能,内部存在气孔和缩孔缺陷。
此铸件为中心对称件,抽芯方便使用压力铸造的方法比较适宜,但应避免上述的缺陷。
1.2初步确定设计方案
1、此铸件的材料为ZL102,应在适当的温度下流动性较好是浇注,使能充满型腔。
2、铸件的精度为6级,采用压力铸造的方法能达到此精度。
3、确定压铸工艺及模具制造能力。
4、确定压铸模结构(包括型腔数目,模板的尺寸设计,导柱、导套尽量使用国标能缩短制造周期,以及采用型芯、型腔镶块节约贵重金属)。
5、模具设计是要留收缩率尺寸。
2压铸件工艺分析
2.1压铸合金工艺分析
铝合金具有良好的压铸性能,导电性和导热性都很好。
铝合金的密度小比强度和比刚度高是其突出的优点。
铝合金的高温力学性能也很好,在低温下工作是同样保持良好的力学性能,且铝合金熔铸工艺简单,成形和切削加工性能良好,有较高的力学性能和耐蚀性,但在熔炼的时,铝液要在溶剂保护下进行熔炼和保温,以防合金液吸气和产生氧化夹杂物。
2.2压铸件工艺分析
为了从根本上防止压铸件产生缺陷,比以低成本,连续不断地生产高质量的压铸件,必须使压铸件的结构适合于压铸。
主要对铸件的壁厚、圆角、筋、出型斜度,孔,螺纹、加工余量、文字、标志、图案等进行分析。
对次铸件壁厚均匀适合压铸。
铸件本身有斜度且能减少出型时与型壁的摩擦。
铸件边缘有孔且与型芯方向一致,所以在铸造时铸出。
铸件上有螺纹与型芯方向垂直,不宜在铸造时铸出,且螺纹的铸造模具加工时相当的困难,所以螺纹在铸件铸出后进行加工。
2.3分型面的选择
在分型面选择的时候有两种方案:
首先考虑模具起模时,铸件留在动模上,所以有(图1)所视Ⅰ与Ⅱ两种方案。
方案Ⅰ:
方案Ⅰ容易起模,易使铸件留在动模上,起模方便,适合本铸件的起模方式。
方案Ⅱ:
易留在定模上,不适合。
综上所述,选用方案Ⅰ,分型面形式见图
(1)。
(图1)零件图
3浇注系统和排溢系统的设计
3.1浇注系统的设计
经过对铸件的结构分析,铸件是板件,对浇注系统的选择可选择侧浇口,在浇注时金属液从型腔侧面导入,然后自下而上推向进型腔,有利于金属液的充填和排气。
浇注系统的结构见(图2)。
(图2)铸件图
对浇注系统尺寸的选择
如(图3)
L2+3L1h2>
2hh3=2L1
(图3)横浇道与内浇口和铸件之间的连接方式
H铸件平均壁厚为2.7
取h1=1.2;
L1=2;
h2=4
(图4)横浇道尺寸
根据铸件结构和尺寸,b取3.5,h取4。
3.2排溢系统的设计
在排溢系统设计,因为此铸件是中心浇口浇注,浇注是有利于排气和充填,所以只需在分型面设置排气在浇注的槽,这样便可充满。
溢流槽可不设,在试模的时候如出现因涡流引起的缺陷时,或者是出现逐渐末段出现收缩变形可增设溢流槽,具体位置与尺寸如(图5)。
(图5)溢流槽
4压铸模结构设计
4.1压铸机的选择
合理的选择压铸机,设计压铸模时,应熟悉压铸机的特性和技术规格,通过必要的设计计算,合理的选择压铸机。
计算胀型力:
锁模力是表示压铸机最基本参数,其作用是克服压铸充填时的胀型力,使模具分型面不致张开,故设计压铸模时,首先确定胀型力的大小来选择压铸机,当压铸机的锁模力大于胀行力,则可认为该压铸机可以使用。
锁模力和胀型力的关系式见式
(1):
…………………………………………
(1)
——压铸时的反压力;
——作用与滑块楔紧面上的法向反压力;
——安全系数。
反压力的计算:
=
——铸件总投影面积
P——压射比压
4.1.1确定模具分型面上铸件的总投影面积
投影面积见公式
(2)
ΣF=F铸+F浇+F余+F溢(厘米2)……………………………………………….
(2)
F铸——铸件在分型面上的投影面积;
F浇——浇道内浇口在分型面上的投影面积;
F余——余料在分型面上的投影面积;
F溢——溢流槽在分型面上的投影面积。
4.1.2确定压射比压
4.1根据铸件的材料、结构、壁厚:
选450~600公斤/厘米2此件选用压射比压为500公斤/厘米2
根据要求选择J1113A型卧室冷室压铸机。
压室为D=40mm
4.2型腔和型芯尺寸的设计
型腔尺寸计算见公式(3):
Y+a=(Y0+KY0-n△)+a…………………………………(3)
型芯尺寸计算见公式(4):
Y-a=(Y0+KY0+n△)-a……………………………….(4)
Y0——铸件的公称尺寸;
n——补偿和磨损系数。
取n=0.7;
△——铸件偏差;
(如表1)
a——模具成型部分的制造偏差;
K——压铸件的计算收缩率。
(如表2)
表1按铸件公差所推荐的模具制造公差(GB6级)
公称尺寸
1~3
3~6
6~10
10~18
18~30
30~50
50~80
△
0.060
0.080
0.100
0.120
0.140
0.170
0.200
a
0.012
0.016
0.020
0.024
0.028
0.034
0.040
表2铸件计算收缩率推荐值
收缩条件
阻碍收缩
混合收缩
自由收缩
计算收缩率(%)
铝合金
0.4~0.6
0.6~0.8
0.8~1.0
型腔成型尺寸计算:
(单位:
mm)
(图6)铸件成型尺寸标号
型腔尺寸
1、77+0.200→77.32+0.040
2、27+0.140→27.06+0.028
3、14+0.120→14.00+0.024
4、12+0.120→11.99+0.024
型腔深度尺寸
5、13+0.120→12.99+0.024
6、7+0..100→6.97+0.020
7、6+0.100→5.97+0.020
型芯尺寸
8、73-0.200→73.58-0.040
9、9-0.100→9.06-0.020
10、5.5-0.080→5.59-0.016
11、23.5-0.140→23.74-0.028
型芯高度尺寸
12、3.5-0.080→3.58-0.016
13、6-0.100→6.12+0.020
4.3镶块、型芯、模板的设计
4.3.1镶块的设计
为了节约贵重金属,所以在与金属液接触的部分制作成镶块,型芯,型腔按照上述尺寸才用H13制造,浇道与金属液接触部分也有H13制作成镶块。
(图7)镶块尺寸
如(图7)所示,具体尺寸如下:
h=30C=3.5
H=8H2=20
4.3.2型芯的设计
(图8)圆型芯尺寸
如(图8)所示,具体尺寸如下:
d=d1+(0.4~1)=9.06+0.94=10
H=8
D=d+4=14
L=10~20取12
4.3.3模板的设计
模板设计是要合理,能使模具制造出来安装在所选的压铸机上。
并且要满足:
H行程≥H1+H2+b+
H行程压铸机开模行程;
H1动模零件高度;
H2定模零件高度;
b铸件浇道总厚度;
a取件时铸件与动、定模之间的最小距离。
1)套板尺寸:
套板的壁厚根据镶块的尺寸来确定,取套板的壁厚为75mm
2)动模支撑板厚:
选择20mm
3)推杆固定板的尺寸:
根据压铸机的型号选
,厚为20(单位:
4)模座的设计:
①定模座板:
根据套板尺寸选为
②动模垫块与座板:
具体尺寸如(图9)所示
(图9)积木式模座
4.4导柱、导套的设计
尺寸如(图10)所示
(图10)导柱与导套
4.5推出机构、复位机构的设计
根据零件的具体结构,选择推杆推出方式为推杆推出,推杆的总数为5。
推杆形式见图(11)
(图11)复位杆、推杆结构
在合模时需要有复位机构,所以设置复位杆,且直径为12mm,个数为4。
4.6压铸模的技术要求
1.模具的外形尺寸315×
430×
450;
2.选用的机器型号J1113A型卧式冷室压铸机;
3.选用的压室直径为40。
4.要求个活动部位灵活可靠,无卡死现象;
5.浇注系统试模后修至填充良好;
6.在动、定模的侧面打钢印:
产品名称、模具图号、产品图号等。
5压铸工艺流程
(图11)压铸工艺流程图
参考文献
[1]黄勇《压铸模及压铸工艺课程设计指导书》沈阳理工大学材料学院2005
[2]王君卿铸造手册—特种铸造.机械工业出版社,2002
[3]模具实用技术丛书编委会.压铸模设计应用实例.机械工业出版社,2005
[4]《压铸模设计手册》编写组.压铸模设计手册.机械工业出版社.1981
[5]孙保纯.现代压铸技术.东北大学出版社,1996
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