MMP鸿图压铸模设计标准培训资料

1、 MMP 压铸模设计培训资料编写: TDS23-Feb-2006目一. MMP压铸模设计流程二. 压铸模设计依据三. 压铸模的主要设计内容四. 压铸模初步方案确定五. 压铸模的浇注系统设计六. 压铸模的排溢系统设计七. 成形模肉零件设计八. 抽芯机构设计九. 推出机构设计十. 模胚设计录十一. 压铸型(模 零件配合公差和精度等级十二. 压铸型(模 零件表面粗糙度十三.MMP 压铸模零件常用材料一.MMP 压铸模设计流程 二. 压铸模设计依据（1）产品分析:根据产品的零件图及3D 模型、压铸合金种类、技术要求，了解产品的用途、产品的批量、产品的经济价值、产品的装配关系、产品的压铸和后加工过程。站

2、在压铸型(模 设计和制造角度上，对产品进行压铸工艺分析，使其符合压铸工艺、压铸件结构的要求。（2）压铸机的选用: 跟据产品的大小，要求型腔数，质量要求，模据结构和公司现有的压铸机型号核算所需的压铸机顿位。（3）标准件的选用：设计模具时尽量采用已有的模具标准件，绘图的标准模块，以缩短模具设计和制造周期，方便模具生产时的维修保养，降低模具成本。三. 压铸模的设计内容(1）根据对型(模 具结构初步分析得出的方案，布置分型面、型腔位置、浇注系统、射头直径和排气系统。(2）计算型(模 具的胀型力，复核锁型（模）力(3）确定成形部分的分割，镶块、型芯的组合和固定方式。(4）计算抽芯力和抽芯行程，确定抽芯机

3、构及其主要部分尺寸。(5）确定动、定模镶块和动、定模套板的外形尺寸。(6）确定导向和定位的形式，导柱、导套的位置和尺寸。(7）确定推出结构的形式，推杆、复位杆的位置，各部分的尺寸。(8）型(模 具冷却系统设计。(9）型(模 具总厚度、外形轮廓尺寸、安装尺寸与压铸机允许的尺寸相符合。 四. 压铸模初步方案确定(1 压铸机吨位计算 (1 压铸模料槽填充率计算 五. 压铸模的浇注系统设计浇注系统是引导金属液以一定的方式填充型腔，它对金属液的流动方向、压力传递、填充速度、填充时间、排气条件、型（模）温分布都起着重要的控制和调节作用；同时也是决定压铸件表面质量和内部质量的重要因素。要获得高质量压铸件及取

4、得最大的压铸效率，必须设计出优良的浇注系统，这个系统使型腔内的金属液流程顺畅，并能使压力损失减到最低程度，残存空气能顺利排出，以最经济的方法生产高品质的铸件。(1 浇注系统对填充的影响金属液在压铸过程中的充型状态是由压力、速度、时间、温度、排气等因素综合作用形成的，因而浇注系统与压力传递、合金流速、填充时间、凝固时间、型(模 具温度、排气条件有着密切的关系。压力传递一方面要保证内浇口处金属液以高压、高速填充型腔；另一方面又要保证在流道和内浇口截面内的金属液先不凝固，以保证传递最终压力。这样就需要最佳的流道和内浇口设计，最小的压力损失。内浇口面积过大或过小都会影响填充过程，过大的内浇口填充时间长

5、，金属过早凝固，甚至填充不足；过小的内浇口又会使喷射加剧，增加热量损失，产生涡流并卷入过多气体，减短型(模 具寿命。气体的排出主要取决于金属液的流动速度与流动方向，以及排溢系统的开设能否使气体顺畅排出。排气是否良好，将直接影响铸件的外形和强度。型(模 具温度的控制对铸件的质量产生很大的影响，同时影响生产的速度和效率，内浇口的合理设计能对型(模 具的温度分布起着重要的调节作用。型(模 具寿命除了取决于良好的钢材外，又与型(模 具的工作状态有关，良好的浇注系统设计也是为了使型(模 具各部分热平衡处于最佳状态，而不是恶劣的状态下，这样才能得到压铸工艺的最大经济效益。(2 分析浇口位置 型( 模 具结

6、构的合理性首先是浇注系统的合理性，因为当浇注系统的结构和布局确立后， 就为型(模具的总体设计提供了依据。 a）根据压铸件的形状和结构，选择从铸件哪个位置入液，目的是得到良好的成形。入液的 位置尽可能使金属液的流程短，阻力小，压力损耗小，使填充时间短，从而保证增压压力 有效作用。实际生产中越是复杂的铸件，可供选择的位置越少，对浇口的形状、尺寸更讲 究，并留有修正的余地。 b）分析从所选择的位置入液，金属液进入型腔的流动方向，角度会是怎么样？如果是多个 浇口进液，就要分析多股液流汇合之处，可能会发生什么问题，应采取什么措施，并在试 模过程中验证，对浇口进行修正。 c）气体从哪里排？哪里会卷气？应考

7、虑溢流槽、排气槽的位置。 d）从铸件厚的部位入液，有利于压力传递，有利于铸件补缩。内浇口的设置能使进入型腔 的金属液先填充深腔部位，计算出每个区域所需要的金属量来设计对应的内浇口面积，以 达到同时充满型腔的目的。 e）一般是按经验公式来设计浇口。为了保证浇注系统设计的科学性和准确性，可以应用更 先进的手段和方法，用计算机进行分析设计。可进行压铸过程模拟分析，直观显示填充过 程中金属液的流向，凝固过程中温度场的分析，比较准确反映出压铸过程中各种变化，预 测缺陷可能发生的部位，优化浇注系统的设计。 (3 浇注系统的设计和计算 a） 直浇道 由压铸型(模上浇口套构成，如图4-6所示，能保证压射冲头动

8、作顺畅， 有利于压力传递。 直径D：根据压铸件重量、所需比压、射头速度、压室的充满度来选择冲头直径，也 就是直浇道的直径D。 厚度H：也称为余料，一般取直径的1/21/3，为了易脱模，设有3°5°斜度。 料槽有效长度L: 必须比压铸机冲头伸出压铸机的定墙板最长距离短最少1015mm. b）横浇道 对金属液流起稳定及导向作用。横浇道的截面积从起始到内浇口逐渐缩小， 可有效避免在浇道中产生涡流而卷气的问题。 应用最广的是采用扇梯形的截面积，如图4-7所示，其特点为金属热量损失小，加工方 便。 1）横浇道截面积：F横 =(34F内 2）横浇道厚度：h = (58A 3）横浇道宽度

9、：b = F横 / h + h tan 4）出模斜度： = 10°15° 5）圆角半径：r = 23 mm 6）横浇道长度：l = 1/2直浇道直径 +(2045 mm 式中 F内 - 内浇口截面积 ( mm2 ； A - 内浇口厚度( mm。 c）（3）内浇口 内浇口能引导金属液以合理的流动状态、流动角度、流动速度，均匀、 平稳、充满型腔。在充形过程中先填充深腔部位，最后流向分型面，以利于排气；避免 对型芯的冲击及多股液流的碰撞，以免产生涡流；金属液的流程尽可能短，以利于成形。 内浇口布置应考虑到铸件的外观、易清理。 1）内浇口截面积 F内 = Q /vt 式中 Q-铸件

10、重量(g或kg； -金属液密度(g/cm3或kg/m3； v-填充速度(cm/s或m/s； t-填充时间(s ； F-内浇口截面积(cm2或m2 2）填充速度 V =（冲头截面积/内浇口截面积）×压射速度 一般条件下：压射速度为1.52.0 m/s；填充速度为薄壁件 4060 m/s，厚壁件 35 45 m/s 。 3）填充时间 t = 0.01×(平均壁厚2 填充时间长短，取决于压铸件的体积和复杂程度，体积大而形状简单，填充时间应长， 体积小而形状复杂的，填充时间应短。 4）内浇口厚度 较厚的内浇口对压力传递，补缩有利，对铸件致密性有利；较薄的内浇口 能获得较高的填充速度

11、，对成形有利。 内浇口厚度的经验的数据见表 5）内浇口宽度和长度 宽度为一般情况下为铸件边长的0.60.8倍；长度为23 mm 。 六.压铸模的排溢系统设计 溢流槽、排气槽 用于接纳液态金属在充型过程中排出的气体、夹杂物、冷污合金 等；并可用于调节型(模具温度热平衡状态；还可作为顶杆推出位置。良好的排 气条件取决于溢流槽、排气槽的合理位置、数量、尺寸、容积、结构形式。 溢流槽的容积 一般不少于铸件体积的20%；如为消除铸件局部热引起的缩孔缺陷， 则为热节的3倍；如为调节型(模具热平衡则加大容积。 (1单个溢流槽的尺寸见表 简 图 经 验 数 据 铅合金 锡合金 锌合金 铝合金 镁合金 铜合金

12、黑色金属 溢流口宽度h 612 820 812 溢流槽半径r 46 510 612 溢流口长度L 23 36 23 0.61.2 溢流口厚度b 0.40.5 0.51.5 溢流槽长度中心距H >（1.52）h >（1.52）h >（1.522）h (2排气槽的尺寸见表 合金种类 排气槽深 度 排气槽宽 度 说 明 锌合金 0.050.12 铝合金 0.100.15 825 0.100.15 镁合金 1.排气槽在离开型腔2030mm距离后，可将其深度 增 大 至 0 . 3 0 . 4 mm， 以 提 高 其 排 气 效 果 2. 排 气槽 的 总 截 面 积 一 般 不 小

13、于 内浇 口截面 积 的 5 0 % ， 但 不 得 超 过 内 浇 口 截 面 积 3.在需要增大排气槽截面积时，以增大排气槽的宽 度和 槽 数为 宜 ， 不 宜 过分 增 加 厚 度 ， 以 防 金 属液 溅 出 铜合金 0.150.20 七.成形模肉零件设计 成形零件包括镶块、型芯，它构成压铸件的几何形状。成型零件的结构形式可分为 整体式和镶拼式。整体式强度高，刚性好，使铸件表面光滑、平整，镶拼式使加工 工艺简化，有利于易损部位更换。 设计要点：保证镶块和型芯强度，提高相对位置的稳定性，以防止在高压、高速金 属流的冲击下弯曲变形，来决定其结构形式、配合精度、固定方式。成形零件尺寸 一定要

14、考虑到压铸件的收缩率、型(模具制造公差。 (1镶块壁厚尺寸推荐值 (单位:mm (2型(模 具成形尺寸计算型腔尺寸：A +=(A + An +；型芯尺寸：A =(A + A+ n ；位置距离尺寸：A ±=(A + A ±；式中A 计算后的成形尺寸(mm；A 铸件的极限尺寸（mm ）；综合收缩率（%）；n 型(模 具修整系数，取0.50.8；铸件尺寸公差（mm ）；模具制造公差（mm ）。压铸件综合收缩率(%：铝合金为0.50.8 ；ADC12 为0.550.6(厚件 、0.50.55(薄件 。薄壁件、大型件，留模时间长的件，复杂件、受阻程度大的件，应取小的收缩率，在生产中应

15、根据实际情况加以综合考虑，选取合适的收缩率。在型(模 具使用过程中，型腔磨损后，尺寸增大，计算时铸件外形尺寸取最小的极限尺寸。型芯磨损后，尺寸减小，铸件内形尺寸取最大极限尺寸。型(模 具制造公差根据铸件精度而定，一般取=(1/41/5。八. 抽芯机构设计阻碍压铸件从开型(模 方向脱出的成形部分，采用抽芯机构来处理。最常用的形式有斜销抽芯机构、斜滑块抽芯机构、液压抽芯机构等。设计时主要考虑结构的合理性，位置的准确性，运动自如，并使型(模 具结构简化。(1抽芯包紧力的计算:P-抽芯包紧力(NA 被铸件包紧的型芯成形部分长度（cm ）；L 被铸件包紧的型芯成形部分断面周长（cm ）；挤压应力，Zn

16、取68MPa、Al 取1012MPa、Cu 取1216MPa；摩擦因数，取0.20.25；1型芯拔模斜度 。(2斜销抽芯计算：1 斜角与抽芯力大小、抽芯行程长短、承受弯曲应力、开型(模 阻力有关，一般采用10°、15°、18°、20°、25°。斜角小，所需开模力小，抽芯力大，斜销受弯曲应力小，开模距离大。斜角大，所需开型(模 力大，抽芯力小，斜销受弯曲应力大，开型(模 距离小。2 斜销直径-取决于作用在斜销上的弯曲应 力(3油缸抽芯计算：1 油缸缸径核算:油缸的抽拔力F > 1.21.5 X 抽芯的包紧力PF=3.14*p(D2/4 d

17、2/4F-油缸抽拔力Np-压铸机系统油比压MPaD-抽芯油缸直径mmd-抽芯油缸活塞杆直径mm.2 油缸的行程行程S=抽芯工作行程+安全行程(1020mm注:根据计算的行程往大过计算值选靠100mm, 150mm, 200mm, 250mm, 300mm以此类推.九. 推出机构计算：推出机构一般由推出元件(如推杆、推管、卸料板、斜滑块等 、复位元件、限位元件、导向元件、结构元件组成.设计要点：推出距离确定，推出力确定，推出机构形式，推出位置设置，推杆的尺寸，固定方式，配合尺寸。(1 推出力：使压铸件脱出型(模 具所需要的力。F 推> kF包F 包=ALsin 式中F 推推出力(N；F 包

18、铸件对成形零件的包紧力(N；A 被铸件包紧的型芯周长(mm；L 被铸件包紧的型芯长度(mm；挤压应力；铝合金为1012MPa ；型芯出模斜度；k 安全值，k=1.2。(2 推杆设计推杆直径按推杆端面在铸件上允许承受的许用应力决定。推杆数量根据铸件形状、大小考虑，推杆布置应使铸件各部位受顶压力均衡.推杆截面积：A= F推/ n式中A 推杆前端截面积(mm2 ；F 推推杆承受总推力(N；n 推杆数量； 铸件许用应力，铝合金取50 MPa十. 模胚设计模胚是固定和设置成形镶块、型芯、浇口套、抽芯机构、推出机构、导向零件等的基体。主要构件有动、定模座板，动、定模套板，支承板，推板，定位销，紧固螺钉等。

19、基本形式有通孔模架和不通孔模架。推荐用不通孔模胚，可简化型(模 具结构和制造工序，节省材料，型(模 具刚度、强度好。不通孔模胚比通孔模胚有更大的优越性。设计要点：模架必须有足够的强度、刚度，安装在压铸机上要牢固可靠。为了减少型(模 具在压力下变形，镶块、套板、模块的壁厚选得足够大，加强其刚度、强度，才能减少变形量，提高型(模 具寿命。 (1不通孔模胚简图1-定模套板2-动模套板3-垫块4-模座螺钉5-圆柱销6-动模座板7-推板8-推板导柱9-推板导套10-推板螺钉11-限位钉12-推杆固定板13-复位杆14-导柱15-导套 (3导向和定位机构设计 动、定模的导柱和导套，主要是保证在安装和合型(

20、 模时的正确位置，在合 型( 模 过程中保持导柱、导套首先一起定向作用，防止型腔、型芯错位，其 结构如图424所示。 （1）设计要点：导柱、导套的刚性，耐磨性；导滑段直径和长度的确定；导 柱、导套在模块中的位置；导柱、导套的尺寸和配合精度。大型型(模具采 用方导柱、导块结构，可避免动、定模因热膨胀差异对导向精度的不利影响。 （2）主要尺寸 1）导柱导滑段直径 式中 F 型(模具分型面上表面积； k 比例系数0.070.09。 2）导柱导滑段长度要高出型芯高度。 3）导套内孔尺寸与导柱直径一致，导套总长度按套板厚度减去35mm。 十一、压铸型(模零件配合公差和精度等级 (1固定零件配合公差 (2

21、滑动零件配合公差 (3配合公差选用示例 十二.压铸型(模零件表面粗糙度 十一.MMP压铸模零件常用材料 定模组合 定 模 肉 定 模 镶 针 定 模 镶 件 (8407 HRC46-48 两板压铸模零件及材料 抽芯组合 动模组合 紧 固 螺 钉 动 模 肉 动 模 镶 针 动 模 镶 件 (8407 HRC46-48 (LKM638 HRC48-51 (LKM638 HRC46-48 (LKM638 HRC46-48 (FOB-FA d*srtoke (8407 HRC46-48 (SKD-61( 16 (HRC46-48 (8407 HRC46-48 (SKD-61( 16 (HRC46-4

22、8 (8407 HRC46-48 (SKD-61( 16 (HRC46-48 (8407 HRC46-48 (45 (45 (45 (45 (45 (45 (45 料嘴料套组合 料 嘴 料 嘴 运 水 零 件 料 套 水 套 料 套 垫 圈 (8407 HRC46-48 模胚组合 料 套 防 转 块 紧 固 螺 钉 定 模 胚 导 柱 动 模 胚 导 套 垫 圈 回 针 顶 针 固 定 板 顶 针 推 板 顶 针 板 导 柱 顶 针 板 导 套 凳 子 脚 顶 柱 方 顶 柱 限 位 套 顶 针 板 支 承 板 镶 针 固 定 板 二 次 顶 针 固 定 板 二 次 顶 针 推 板 二 次 复 位 回 针 二 次 顶 出 杠 杆 模 胚 垫 块 紧 固 螺 钉 (8407 HRC46-48 (8407 HRC46-48 黄 牌 标 准 件 黄 牌 标 准 件 黄 牌 标 准 件 标 准 件 黄 牌 黄 牌 标 准 件 标 准 件 黄 牌 黄 牌 黄 牌 黄 牌 黄 牌 黄 牌 黄 牌 标 准 件 黄 牌 标 准 件 (45 (45 (45 (45 运水组合 运 水 管 点 式 运 水 管 本 体 点 式 运 水 管 旋 转 套 紫 铜 管 喉 嘴 点 式 运 水 水 管 夹 钢 细 孔 用 点 式 运 水 (WJA-d*L 散气块组合 井 式