泵体-毕业设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上泵体压铸成型工艺及模具设计摘要：压铸是一种近终形的成形方法，具有生产效率高、尺寸精度高等特点，在制造业，尤其是规模化产业获得了广泛的应用和迅速的发展。压铸件，尤其是镁、铝、锌合金压铸件，在汽车、通讯等领域获得了广泛的应用。本设计主要进行了泵体压铸模的设计。首先，对制件进行了工艺性分析，根据制件有长宽比例相差悬殊的特点，采用了侧浇道。其次，根据锁模力的计算，选择了DAM1113G型卧式压铸机；为了便于破损零部件的更换，采用镶拼式结构，对成型零部件进行了详细的设计计算；模具采用导柱、导套实现导向，采用推杆推出制件。最后，对压铸机及模具的强度进行了校核，且借助AutoCAD

2、和UG三维设计软件绘制了模具的装配图和实体图。关键词：压铸；模具；UG Abstract：Die casting is a near-shape processBecause of its characteristics of high efficiency and dimensional precision，it is used widely and developed rapidly in manufacturing，especially in mass-produced industriesDie castings，especially magnesium alloy, aluminum

3、 alloy, zinc alloy die castings，are used in various fields，such as automobile and communicationIn the paper, a die casting die of Bracket is mainly designedFirstly，its processing properties are analyzedSide gate runner is used according the characteristics of the analysis of the length and of the wi

4、dth of the BracketSecondly，die casting machine that the type is DAM1113G is selectedIn design，insert construction is used in order to replace spoiled partsThe design and calculation of molding parts are made in detailThe mold is guided by guide pillars and sleevesThe ejector pin is used to demoldThe

5、 side-core is drawn by inclined guide pillarFinally，die casting machine and mold strength are checkedThe assemble and physical drawings are finished by UG which is a kind of physical design software Keywords: die-casting; Mould; UG 序 言压铸是将熔融状态或半熔融状态合金浇入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模的型腔内，并在高压下使熔融合金冷却凝因

6、而成形的高效益、高效率的精密铸造方法。金属压铸模成型技术是目前成型有色金属结构件的重要成型工艺方法, 金属压铸模是压铸成型的重要工艺装备。模具作为重要的工艺装备，在消费品、电器电子、汽车、飞机制造等工业部门中，占有举足轻重的地位。工业产品零件粗加工的75%，精加工的50%及塑料零件的90%是由模具完成的。本次泵体模具设计基于UG平台进行三维造型与仿真加工。UG是一套集CAD、CAM于一身的大型软件，其功能强大，造型过程简单而且方便快捷，同时还可以对三维零件进行仿真加工，动画演示，相应可生成数控加工程序，直接传输到数控铣机床即可对零件进行加工。使用该软件进行设计，能直观、准确地反映零、组件的形状

7、、装配关系，可以使产品开发完全实现设计、工艺、制造的无纸化生产,并可使产品设计、工装设计、工装制造等工作并行开展，大大缩短了生产周期。模具制造的工艺方法可以分为锻造、热处理、切削加工、表面处理和装配等，其中以切削加工为主要的加工方法。切削加工大体可以分为切削机床加工、钳加工和特殊加工等，通常模具零件的加工工艺路线一般应遵循普通机械加工工艺的基本原则。压铸模零件的加工大体可以分为模板加工、孔及孔系加工、成型零件加工等，对不同的模体应根据其自身的实际情况选择合适的加工方法。随着世界科技进步和机床工业的发展，数控机床作为机床工业的主流产品，已成为实现装备制造业现代化的关键设备，是国防军工装备发展的战

8、略物资。数控机床的拥有量及其性能水平的高低，是衡量一个国家综合实力的重要标志。加快发展数控机床产业也是我国装备制造业发展的现实要求。数控加工是现代制造技术的典型代表，数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平。 目录第1章 压铸件结构及工艺分析1.1任务介绍 主要内容及基本要求：1.完成泵体的模具设计2.在UG或其他三维软件平台上完成模具零件的三维建模3.完成模具的装配 4.设计说明书一份，字数不少于10000字。1.2压铸零件的分析本次设计的零件为泵体的模具设计，如下图1-1所示：图1-1 泵体产品图泵体是某种型号电机上的零件，

9、生产批量100，000件，铸件要求无欠铸、气孔、疏松、裂纹等缺陷。产品原始信息 产品大小 ： 65.57*78.49*18.38 单位：MM 产品平均壁厚：7.6 MM 材质 ：锌合金（ZZnAlD4） 重 量 ：199g 缩水率： 1.005 其物理和力学性能为：密度6.6g/ mm³,固相线与液相线温度分别为381 ºC和387ºC，抗拉强度283MPa,屈服强度414 MPa，硬度82HB，剪切强度214 MPa，疲劳强度476 MPa。 压铸锌合金的使用性能和工艺性能都优于其他压铸合金，而且来源丰富，所以在各国的压铸生产中都占据极重要的地位，其用量远远超过

10、其他压铸合金。锌合金的特点是：比重小、强度高；铸造性能和切削性能好；耐蚀性、耐磨性、导热性和导电性好。锌和氧的亲和力很强，表面生成一层与锌结合得很牢固的氧化膜，致密而坚固，保护下面的锌不被继续氧化。锌硅系合金在杂质铁含量较低的情况下，粘模倾向严重。锌合金体收缩值大，易在最后凝固处形成大的集中缩孔。用于压铸生产的锌合金主要是铝硅合金、铝镁合金和铝锌合金三种。纯锌铸造性能差，压铸过程易粘模，但因它的导电性好，所以在生产泵体时使用。锌合金中主要合金元素及杂质对其性能影响如下：硅：硅是大多数锌合金的主要元素。它能改善合金在高温时的流动性，提高合金抗拉强度，但使塑性下降。硅与锌能生成固熔体，它在锌中的溶

11、解度随温度升高而增加，温度577时溶解度为1.65%，而室温时仅为0.2%。在硅含量增加到11.6%时，硅与其在锌中的固溶体形成共晶体，提高了合金高温流动性，收缩率减小，无热裂倾向。二元系铝硅合金耐蚀性高、导电性和导热性良好、比重和膨胀系数小。硅能提高铝锌系合金的抗蚀性能。当合金中硅含量超过共晶成分，而铜、铁等杂质又较多时，就会产生游离硅，硅含量越高，产生的游离硅就越多。游离硅的硬度很高，由它们所组成的质点的硬度也很高，加工时刀具磨损厉害，给切削加工带来很大的困难。此外，高硅锌合金对铸铁坩锅熔蚀严重。硅在锌合金中通常以粗针状组织存在，降低合金的力学性能，为此需要进行变质处理。 铜：铜和锌组成固

12、溶体，当温度为548时，铜在锌中的溶解度为5.65%，室温时降至0.1%左右。铜含量的增加可提高合金的流动性、抗拉强度和硬度，但降低了耐蚀性和塑性，热裂倾向增大。压铸通常不用锌铜合金，而用锌硅铜合金。 该产品的成型材料是锌合金，该材料密度小,熔点为381387度,强度较高,耐磨性能较好,导热、导电性能好，机械切削性能良好，但由于锌与铁有很强的亲和力，容易粘模，加入Mg以后可得到改善。锌压铸，其锌很容易就粘在模具表面上，造成铆接柱拉伤、拉断，浇注口堵塞现象.1.3拟定模具结构形式根据压铸件的产品信息，产品生产所需的数量，产品的强度和精度有较高要求，综合实际考虑，该产品采用一模二穴的成型方法。1.

13、4压铸工艺分析及计算根据压铸件的产品信息，产品生产所需的数量，产品的强度和精度有较高要求，综合实际考虑，该产品采用一模二穴的成型方法。（1）锁模力计算根据压铸产品选择压铸机，锁模力通常的计算方式为用模具分型面上承受金属压力的投影面积乘以铸造比压乘以安全系数。锁模力的计算如下： T=K*A*P其中： T 为锁模力，单位为N; K 为安全系数，热室压铸机一般取1.3 A 为铸造投影面积，单位mm² （包括铸件、料、头、流道、溢流井等，约相当于铸件的1.8倍） P 为压射比压，单位Mpa。 单位换算1T=10KN= N该产品的铸件投影面积为 2843*1.8=5117.4 mm²

14、 由于该产品为压铸件，压射比压取值为30Mpa 。 故该产品的锁模力为： T=K*A*P=2*1.3*5117.4*30/10*100=400 KN1.5压铸机的选用根据以上数据选择锁模力大于400（KN）的机台(如图)即可，结合锌合金机台设备考虑，本次模具设计采用的是热压室压铸机，其型号与主要技术规格如下：压铸机型号：DAM1113G锁模力/KN：1250 压射力/KN：85-150第2章 压铸模结构设计2.1确定模具分型面分型面的定义：压铸模的定模与动模接合表面通常称为分型面，分型面是由压铸件的分型线所决定的，而模具上垂直于锁模力方向的接合面，即为基本分型面。分开模具取出压铸制品的界面称为

15、分型面，也可称为合模面。分型面的类型选择是否恰当，设计是 否合理，在模具设计中非常重要。它不仅直接关系到模具结构的复杂程度，而且对制品的成型质量和生 产操作等都有影响。选择分型面即是决定型腔空间在模内应占有的位置。选择分型面时应遵循以下原则： (1)符合压铸件脱模：为使压铸件能从模具内取出，分型面的位置应设在压铸件断面尺寸最大的部位。 (2)分型面的数目及形状：通常只采用一个与压铸机开模运动方向相垂直的分型面，特殊情况下才采用一个以上的分型面或其他形状的分型面。(3)型腔方位的确定：在决定型腔在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防止形成侧孔或侧凹， 以避免采用较复杂的模具结构。(4)确保压铸件

16、质量：分型面不要选择在压铸件光滑的外表面，避免影响外观质量；将压铸件要求同轴度的部分全部放在分型面的同一侧，以确保压铸件的同轴度；要考虑减小脱模斜度造成压铸件大，小端的尺寸 差异要求等。(5)有利于压铸件的脱模：由于模具脱模机构通常设在动模一侧，故选择分型面时应尽可能使开模后 压铸件留在动模一侧。 (6)有利于排气：当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在压铸熔体的流动末端，以利于 排气。(7)模具零件易于加工：选择分型面时，应使模具分割成易于加工的零件，以减小机械加工的困难。分型面的选择图2-1 分型面方案型腔图片 型芯图片2.2浇注系统的设计 浇注系统对熔融金属流动方向、压力传递、模具

17、温度分布、充填时间长短起到重要的调节和控制作用，浇注系统设计直接影响铸件的机械性能和模具寿命。 浇注系统设计一般步骤：内浇口设计浇道设计过水设计渣包设计内浇口宽度的选取及内浇口设计的原则： 1. 金属液从铸件壁厚处向壁薄处填充 2. 金属液进入型腔后不宜立即封闭分型面，溢流面和排气槽 3. 内浇口的位置要使进入型腔的金属液先流向远离浇口的部位 4. 从内浇口进入的金属液，不宜正面冲击型芯 5. 浇口的位置应便于切除 6. 避免在浇口部位产生热节 7. 金属液进入型腔后的流向要沿着铸件上的肋和散热片 8. 选择内浇口位置时，应使金属液流程尽可能短 2.2.1内浇口的设计根据其各自应用范围和特点，

18、针对本次设计零件的形状，选择端面侧浇口，使金属液首先填充可能存留气体的型腔底侧，将底部的气体排出后，再逐步充满型腔，避免压铸件中气孔缺陷的产生。内浇口面积的计算铸件设计完成后，测量浇铸体积（产品+溢料）的体积，在压铸件的填充时间及填充数度选定后，内浇口面积可采用下式计算： Ag=V/Vg*t 其中： Ag 内浇口截面积（mm²） V 铸件的体积 （mm³）（包括渣包和产品） Vg充填速度 （m/s） t 充填时间（s） 图2-2 内浇口示意图对应参数的计算：充填时间的计算充填时间是指熔融金属自到达浇口(gate)起算，至模穴(cavity)及溢流井完全充填完毕为止，所经过的

19、时间。理论上，充填时间是越短越好；但实际上，充填时间受以下限制： (a) 逃气 (b) 模具冲蚀 (c) 机器性能 以下列公式(NADCA)计算出填充时间：tk(TiTfSZ)/(TfTd)×T 其中k0.0346 秒/mmTi熔汤进入模具温度，取650ºCTf合金最低流动温度，取595ºCS容许凝固百分率，取0%Z转换系数 2.5ºC/% Td模具温度，取240ºCT铸件厚度，取7.6m t0.0346× (6505950.0×2.5)/(595240)×7.6 0.04（秒）铸件体积的计算V= 30068*1.

20、2=36000 mm³ （包括渣包和产品）内浇口充填速度的计算对于不同壁厚的镁、铝、锌压铸合金的充填速度不同：本产品平均壁厚为7.6MM, 材质为锌合金，内浇口填充速度为50m/s 本产品的内浇口面积为：Ag=V/Vg*t=36000/50000*0.04=18 mm²考虑到产品的结构问题，内浇口宽度L取值为18mm,所以内浇口厚度H= H= Ag/L=18/18=1mm  2.2.2直浇道设计直浇道是金属液从压室进入型腔前首先经过的通道。卧室热压室压铸模直浇道的由浇口套、浇道镶块和浇道推杆组成。浇口套与压铸机的压室端面密封对接。浇口套在压铸模的浇注系统中起着承前

21、启后的作用，直浇道就是在浇口套中形成的。1.浇口套与压室的连接方式浇口套与压室的连接方式，根据浇口套结构形式的不同，可分为连接式和整体式。本次设计采用整体式结构即将压室与浇口套制成整体，这样易于内孔的精度容易保证。2.浇口套参数的确定直浇道由压铸模上浇口套构成，能保证压射冲头动作顺畅，有利于压力传递。直径D：根据压铸件重量、所需比压、在压室的充满度(一般占2/3)来选择冲头直径，也就是直浇道的直径D。厚度H：称为余料，取直径的1/21/3，为了易脱模，设1°302º斜度。3.浇口套的配合精度浇口套的配合精度有：浇口套与模板孔的配合精度、浇口套内孔与压射冲头的配合精度和定位孔

22、与压铸机压室法兰的配合精度。(1)浇口套与模板孔的配合精度为（H7/h6）(2)浇口套内孔与压射冲头的配合精度：由压铸模具设计手册2表5-6 查得浇口套内孔与压射冲头的配合精度如下表2-1所示：表2-1 浇口套内孔与压射冲头的配合精度压室基本尺寸尺寸偏差浇口套D（F8)压室Do(H7)压射冲头d(e8)>3050+0.064+0.025+0.0250-0.050-0.089(3)定模座板或浇口套的定位孔与压铸机压室法兰的配合精度为（E8） 图2-3 浇口套图片4 .分流系统的设计 （！） 汤料经过浇口套进入型腔前，需由分流锥的引流，分流锥与浇口套配合使用，组成铸件的浇注系统，精度与浇口套

23、相当 图2-4 分流锥图片2.2.3横浇道设计图2-5 扁梯形横浇道的尺寸参数如下：D=（58）T=（34） W=D+/D其中-横浇道截面积mm2-脱模斜度 =D-横浇道深度(mm）T-内浇口厚度W-横浇道宽度（mm）取D=5T=12.5mm =3=328=84 mm2W=D+/D=12.5+84/5=18mm至此，整个浇注系统设计完毕，各部位参数均已选定，进而绘制出模具浇注系统结构图如下图2-6所示：图2-6 浇注系统2.3排溢系统的设计2.3.1溢流槽的设计设置溢流槽可作为接纳型腔中的气体、气体夹杂物及冷污金属，还可以作调节型腔局部温度、改善充填条件以及必要时作为工艺搭子顶出铸件之用。渣包

24、的作用：1. 排除型腔中的气体、涂料、残渣等冷污金属液，与排气槽配合，迅速将型腔内的气体引出；2. 控制金属液充填的流动状态，防止局部产生涡流；3. 转移缩孔、酥松、气孔和冷隔的部位；4. 调节模具各部位的温度，改善模具热平衡状态，减少铸件表面流痕、冷隔和浇不足的现象；5. 帮助铸件脱模顶出，防止铸件变形或在铸件表面有顶针痕迹；6. 溢流槽的总体积占合金量的10%30%，根据型腔体积，铸件壁厚来考虑，溢口面积为水口面积的60%75%；溢口厚度：0.20.5mm，溢口厚度不应大于内浇口厚度以保证增压效果。溢流槽与排气槽连接，减小型腔内压力，排出气体。数量根据需要位置的多少来决定。过水设计原则：1

25、. 改善汤流阻力2. 增加产品强度便于后3. 加工不影响产品外观溢流槽设计及参数的确定在分型面上设置溢流槽是一种简单适用的常用方式。为了后序工艺的需要，而保持溢流包与压铸件的整体连接，将溢流槽开设在动模一侧。溢流槽的截面形状一般有三种，椭圆形、方形和梯形，本次设计采用椭圆形溢流槽，如下图2-7所示：图2-7溢流槽根据压铸模具设计手册确定溢流槽的相关尺寸:溢流口厚度h=0.30.8mm,取0.4mm; 溢流口长度l=23mm,取2mm; 溢流口宽度S=812mm,取8mm; 溢流槽半径r=510mm,取5.5mm; 溢流槽长度中心距b>(1.52)S,取b>1.5S=12mm。为了便

26、于脱模，溢口脱模斜度做成，溢口与铸件连接处应有(0.31)mm的倒角,以便清除。2.3.2排气道的设计排气道是在填充过程中让型腔和浇注系统内的气体得以逸出的通道。为使型腔内的气体尽可能地被金属液有序有效地排出，应将排气道设置在金属液最后填充的部位。结合实际情况，选用在分型面上开设排气道，这种布局易于加工和修正而且排气效果也很理想。本次设计在分型面上开设的排气道的截面形状是扁平状的，由压铸模具设计手册2表5-8可查得推荐的尺寸如下：排气槽深度：0.20. 5mm 排气槽宽度：825mm为了便于溢流和余料的脱模，扁平槽的周边也应有的斜角或过渡圆角。 A(排气)=0.20.5A(内浇口) A(排气)

27、=5 mm2图2-8溢流槽与排气示意图2.4模具温度及冷却系统的设计模具温度对压铸制件的质量及生产效率有极大的影响。每一种压铸件都有其适宜的成形模温，在生产过程中若能始终维持想适宜的模温，则其成形性能得到改善。若模温过低，会降低压铸熔体流动性，使压铸件轮廓不清，甚至充模不满；模温过高，会使压铸件脱模时和脱模后发生变形，使其形状和尺寸精度降低。利用模温调节系统保持模温恒定，能有效减少压铸件成型收缩的波动，提高压铸件的合格率。模具型芯 与型腔温差过大，会使压铸件收缩不均匀，导致压铸件翘曲变形。适当提高模具温度能有效地改善压铸件外观 质量。过低的模温会使压铸件轮廓不清，产生明显的银丝，云纹等缺陷，表

28、面无光泽或粗糙度增加等。就压铸成形过程讲，可把模具看成为热交换器。压铸熔体凝固时释放出的热量中约有 5%以辐射、 对流的方式散发到大气中，其余 95%由模具的冷却介质（一般为水）带走。因此模具的生产效率主要取 决于冷却介质的热交换效果。冷却管道的设计主要遵循以下原则：1. 合理确定冷却管道的直径，中心距及型腔壁的距离。2. 降低进水与出水的温度差。3. 浇口处应加强冷却。4. 应避免将冷却管道开设在压铸件的熔合纹部位，并注意干涉及密封等问题。5. 冷却水道应便于加工和清理。 图2-9 铸件冷却形式水管（与机台连接冷却系统）2.5 抽芯结构设计2.5.1行位的设计侧向分型与抽芯机构简称行位，用来

29、成型具有外侧凸起、凹槽和孔的塑件；成型壳体制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因为侧抽机构的压铸模，其可动零件多，动作复杂。因此，侧抽机构的设计应尽量可靠、灵活和高效。本产品图需要抽芯位置如图2-10红色面所示： 图2-10 侧抽芯倒扣 A. 行位及其组件的性能要求 行位有相对于其他零件的运动而且行位还是产品成型结构部分，因此行位及与其想配合的零件不仅满足一定的耐磨性要求还必须具有一定成型零件的性能。行位及其组件的性能必须满足如下几点：（1）高耐磨性：滑块表面硬度必须大于HRC48，以保证其耐磨性能。（2）硬度差：行位与其配合的零件如下模镶件、行位驱动块、行位压紧块、耐磨片之间必须有HRC510的差值

30、，因此不可以用同种材料以防止粘着磨损。此次设计中行位采用8407，下模镶件采用预硬模具钢8407，其他与行位有接触的零件均采用TOOLOX44耐磨钢。他们通过不同的热处理方式可以达到此项要求。（3）加工性：除行位以外的零件都是单一简单结构零件，热处理变形小，可加工性优异。而行位的成型部分可以通过电火花加工，其余结构对于传统加工也容易保证其加工精度。（4）配合要求：行位与压板有相对运动，其配合采用H7/f7的间隙配合。与下模镶件的的配合以保证不溢料尽量保证动作稳定灵活。详细见模具总装的配合要求。 B.本设计采用斜导柱侧向分型机构结构示意图如图所示。其一般由以下五个部分组成：1、动力零件:采用油压

31、缸；2、锁紧零件:束块；3、定位零件:挡板；4、导滑零件：滑块导向块；5、成型零件: 滑块镶件、滑块等。图2-11 滑块示意图 C.侧向分型机构主要设计技术参数1、滑块倾角 ：15°a25°；滑块斜面倾角b= a+23°；2、抽芯距S S=胶件侧向凹凸深度 +510，滑块1铸件需要抽芯距离为30，加上安全距离则设计需要抽芯距离为40；滑块1铸件需要抽芯距离为40，加上安全距离则设计需要抽芯距离为45； 油缸行程计算：S1=滑块行程 +1020，3、滑块抽芯力的计算抽芯力的计算同脱模力计算相同。对于侧向凸起较少的塑件，抽芯力往往是比较小的，仅仅是克服铸件与侧型腔的粘

32、附力和侧型腔滑块移动时的摩擦阻力。对于侧型芯的抽芯力，往往采用如下公式进行估算：              式中  FC抽芯力，N；        c侧型芯成型部分的截面平均周长（m）；       h侧型芯成型部分的高度（m）；      p铸件对侧型芯的收缩应力（包紧力），其值与铸件的几何形状及

33、材料的品种、成型工艺有关，一般情况下模内冷却的铸件，p =（8 12）×106 Pa，模外冷却的铸件p =（24 39）×106 Pa；       塑料在热状态时对钢的摩擦系数，一般 = 0.15 0.2；       侧型芯的脱模斜度，（°）。 FC =6*3.14*30*106*0.2 =11982N 通过查油压缸相关设备的参数，选用油压缸：FA-40 ST60 杆径为40 行程为60 油缸压力>11982N 满足滑块抽芯力2.6推出

34、机构的设计2.6.1推出机构设计在压铸成型的每一个循环中，都必须使压铸件从模具型腔或型芯上脱出，模具中这种脱出压铸件的机构 称为脱模机构（或称推出、顶出机构）。在设计脱模推出机构时应遵循下列原则：（1）推出机构应尽量设置在动模一侧。（2）保证件不应推出而变形损坏。（3）机构简单、动作可靠。（4）良好的压铸件外观。（5）合模时的正确复位。 根据制品形状和布局，本模具采用圆形截面推杆（顶杆）脱模机构。2.6.2推杆设计及强度校核推杆是脱模机构中最常见的一种形式。由于推杆结构简单，加工、装配及更换方便，滑动阻力小，适用效果好，设置布局自由度大，因此应用非常广泛。但是，由于推杆于压铸件的接触面积比较小

35、，易于造成应力集中，从而可能使压铸件变形或损伤。故不宜用于斜度小和脱模阻力大的管形或箱形类压铸件的推杆。推杆的形状:直通式推杆、阶梯式推杆、组合结构、锥面推杆。直通式推杆最为常用、结构简单，则本次设计采用直通式推杆，材料选用 SKD61，推杆直径 d 与模板 上相应的孔采用 H8/f7 间隙配合，热处理硬度要求5862HRC。脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出压铸件所需施加的外力，需克服压铸件对型芯包紧力、真空吸力、粘附力及脱模机构本身的运动阻力。一般按如下经验公式进行估算： Qe = Qc + Qb式中： Qc 为压铸件对型芯包紧的脱模阻力（N）， Qb 为使封闭泵体脱模需克服的真空阻力（N）

36、。其中Qc =ps cosa ( f- tan a )1 + f sin a cosa式中： p 为压铸件对型芯包紧产生的压强（MPa），p 经验值一般取 8 20MPa，本设计取为 15MPa。f 为摩擦系数取 0.5， 为型芯斜度，粗略取压铸件型芯整体斜度=2°。s 为压铸件包紧型芯的侧面积（mm2），因为压铸件存在内凹结构，即对型腔存在抱紧力，所以压铸件对型芯产生的有效脱模力的侧面积 s=S（型芯）-S（型腔）推杆直径的计算圆截面推杆直径设计公式 d = K ( 64Q e (mL)2nEp 31) 46mm式中： Qe 为脱模力（N）； n 为推杆数目取 n=43；K 为安全

37、系数，K=1.3；L 为推杆长度（mm）；这里L 取最长推杆的长度，L=187mm； 为压杆的长度系数，取 =0.5；E 为材料弹性模量（MPa），E=2*105MPa。 以下以 43 根 F 10 的推杆；来校核推杆的应力。s =（4´ ）/（43´ 3.14´ 102）=142.6N/mm2一般 SKD61 钢s =32000 N/mm2，则s <s ，满足要求。 实际设计中，须考虑到压铸件结构、表面要求的特殊性、冷却水管的分布、推杆作用力的均布等，本次设计采用6×187共计30 根推杆。2.6.3推出机构其他设计1.复位杆的设计复位杆是控制推

38、出机构在合模状态时，回复到原来位置的主要零件之一,其结构如图2-12所示：模具采用四根复位杆将模具复位图2-12 复位杆 2.导柱和导套的设计动、定模的导柱和导套，主要是保证在安装和合模时的正确位置，在合模过程中保持导柱、导套首先一起定向作用，防止型腔、型芯错位，其结构如图2-13，2-14所示：图2-13导柱图2-14导套2.中托司导柱导套的设计 中托司的设计，主要是保证在安装模具在顶出的过程中，起到上、下顶针板的导向作用的，防止顶针板的错位变形，其结构如图2-15所示：图2-15 中托司2.7模具结构的设计2.7.1模具结构主要结构件的设计模具结构主要结构件有定模座板、动模板、动模支撑板、

39、垫块以及模座等。1.模板尺寸的估定确定模板尺寸时，一般先按基本的结构考虑，即假定没有侧抽芯机构，或模板上未开有大的缺口槽的情况下，大体估算有关尺寸。(1) 模板的厚度HH=h/C式中 H-模板的厚度,mm h-压铸件的高度, mm C-经验系数,通常为0.50.67,取C=0.5经测量压铸件的高度h =95 mm,则H=h/C=95/0.5=190 mm(2) 模套尺寸根据压铸件在分型面上的投影的最大外廓尺寸,每边加一个距离e,从而决定模套尺寸a×b，通常取e=2050 mm。经测量：压铸件在分型面上的投影的最大外廓尺寸为78mm×66mm，则模套尺寸为500mm×

40、;400mm。2.模板的强度计算在压铸成型过程中，压铸模从合模到填充以及增压保压阶段，模具均受到高压的冲击。模具主要承受由压射压力和增压压力形成的胀型力，从而引起模具结构的变形。本次设计的型腔形状为矩形,同样选择矩形套板,则矩形套板在某处边长的侧壁厚度可按下列公式计算:=ph =p h式中 ()-在边长为()的侧面所承受的总压力N ()-套板内腔的边长 mm p-压射比压,Mpa, p =30120 Mpa h-型腔深度,mm t-矩形套板在边长为的侧壁厚度,mm H-套板厚度,mm -模具材料的许用强度，锌合金材料=82100 Mpa经测量零件有=72mm，h=79mm, H=160mm则=

41、ph=72×72×79=N=35mm3.导向和定位设计动、定模的导柱和导套，主要是保证在安装和合模时的正确位置，在合模过程中保持导柱、导套首先一起定向作用，防止型腔、型芯错位。 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。(1)导柱导滑段直径d= k 式中 A 模具分型面上表面积；k 比例系数0.070.09模具分型面上表面积A=78×66 则d= k =0.08×72=57.6mm(2)导柱导滑长度e导柱导

42、滑长度应大于高出分型面的型芯的最大值a与导柱导滑段直径d之和。2.7.2压铸模的技术要求1.压铸模结构零件的配合公差金属压铸模在高温状态下工作，因此，各结构构件在组装配合时，不仅要求在室温下达到一定的配合精度，而且要求在高温工作条件下，仍能保证个部分结构尺寸稳定、动作可靠。(1)结构零件的径向配合精度端盖属于固定零件,故由压铸模具设计手册2表9-4查得固定零件的径向配合精度如下表2-4所示：表2-4 固定零件的径向配合精度工作条件配合精度典型配合零件举例受热较小的零件导柱、斜销、定位销等的固定部位(2)结构零件的轴向配合精度结构零件的轴向配合应保证在结构件组装后,不应有超出允许范围的轴向窜动。

43、在组装时，成型镶块的分型面应允许高出套板分型面0.050.10mm。2.压铸模结构零件的形位公差和表面粗糙度(1) 压铸模结构零件的形位公差形位公差是零件表面形状和位置的偏差, 由压铸模具设计手册2表9-6可确定压铸模结构零件的形位公差精度等级,如表2-5所示：表2-5 压铸模结构零件的形位公差精度等级有关要素的形位要求选用高度套板两平面的平行度5级镶块上型芯固定孔的轴心线对其分型面的垂直度78级镶块分型面对其侧面的垂直度67级导柱固定部位的轴线与导滑部分轴线的同轴度56级导套内径与外径轴线的同轴度67级镶块的分型面、滑块的密封面、组合拼块组合面的表面粗糙度0.05(2) 压铸模结构零件的表面

44、粗糙度压铸模结构零件的表面粗糙度直接影响到压铸模的正常运作和使用寿命。成型零件应有较高的表面质量，并沿着压铸件脱模的方向研磨，不允许有划伤等表面缺陷。压铸模各工作部位结构零件的表面粗糙度，由压铸模具设计手册2表9-7可确定，如下表2-6所示：表2-6 压铸模各工作部位结构零件的表面粗糙度结构零件表面粗糙度成型零件表面和浇注通道的所有表面0.10.2成型零件和浇注系统各零件的配合表面0.4导向零件、推杆、斜销等零件的配合表面0.8模具分型面、各模板间的结合面0.8结构零件的支撑面和台肩表面1.6非工作的非配合表面6.33.压铸模模具结构材料的选择除成型零件外，模具结构的常用材料应能保证模具结构的

45、强度、刚度要求和在压铸过程中不产生不允许的变形。模具结构的常用材料及热处理要求，由压铸模具设计手册2表9-8可确定，如下表2-7所示：表2-7 模具结构的常用材料及热处理要求模具结构零件模具结构材料热处理要求导柱、导套、斜销等SUJ2、T8A、T10A5862HRC推杆SKD61,3Cr2W85862HRCT8A、T10A5862HRC复位杆SUJ2、T8A、T10A5862HRC 动、定模套板45钢调质220250HB模座、定模座板、推板等3045钢、Q235回火4.压铸模总装的技术要求压铸模总体装配的技术要求如下：(1) 模具分型面对定、动模座板安装平面的平行度模具分型面对定、动模座板安装

46、平面的平行度可查压铸模具设计手册确定，如下表2-8所示：表2-8 模具分型面对座板安装平面的平行度规定被测面最大直线长度160mm公差值0.06(2)在分型面上，定模镶块和动模镶块应分别与定模套板和动模套板齐平或允许略高，但高出量在0.050.10mm范围内。(3)模具安装在压铸机上合模后，成型镶块上的分型面应保持良好的闭合状态，允许有不大于0.05mm的局部间隙。(4)导住、导套对定、动模座板安装平面的垂直度导住、导套对定、动模座板安装平面的垂直度可查压铸模具设计手册确定，如下表2-9所示：表2-9 导住、导套对定、动模座板安装平面的垂直度规定有效导滑长度40mm公差值0.015(5)各安装

47、面应光滑平整，各模板的边缘均应倒角2.8压铸模选材和热处理要求本模具的成型零件采用 8407模具钢。8407钢在硬度值为 4852HRC 范围内， 具有良好的车、铣、磨等加工性能。 可采用火焰局部加热淬火，加热温度 800825，在空气中或用 压缩空气冷却，局部表面硬度可达 5662HRC，可延长模具使用寿命。也可对模具进行表面镀铬，表面 硬度可由 370420HV 提高到 1000HV，显著提高模具的耐磨性和耐蚀性。8407钢制造的模具，局部损坏后也可用补焊法修补，焊接质量良好，可以进行加工。8407 钢在预硬态（3036HRC）使用，防止了热处理变形，适于制造大型、复杂、精密压铸模具。该钢

48、也可采用渗氮、渗硼等化学热处理，处理后可获得更高表面硬度，适于制作高精密的压铸模具。 此模具钢的技 术要求如下：1.零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。2.加工后的零件不允许有毛刺。3.采用火焰局部加热淬火，加热温度 800825，在空气中或用压缩空气冷却，局部表面硬度达5662HRC。4.精加工后的零件摆放时不得直接放在地面上，应采取必要的支撑、保护措施。加工面不允许有锈蛀和影响性能、寿命或外观的磕碰、划伤等缺陷。5.管螺纹 NPT 1/4 具体尺寸参阅 GB-T-12716-1991-60°圆锥管螺纹。2.9模具组装技术要求压铸件尺寸精度的高低主要取决于模具的组

49、装技术要求，为了生产出优质的压铸件，必须对模具的组装提出严格的要求。该模具的的组装技术要求如下：(1)模具分型面与安装平面或支承面之间的平行度偏差，在200mm长度以内不大于0.05mm。(2)模具安装在压铸机上时，其分型面应保持良好的闭合状态。允许有不大于0.05mm的间隙(排气槽除外)。(3)成型镶块和浇口系统零件的分型面不允许低于模板分型面，其高出不得大于0.1mm。(4)导柱和导套在装配后，其轴线与模板平面的垂直度偏差，在200mm内不大于0.03mm。(5)模具的各活动零部件装配后应灵活，在室温状态下用手施力时，各相互关联的活动零部件不应产生卡滞现象。(6)顶杆允许高出成型表面不超过

50、0.1mm，复位杆则应与定模的分型面接触为准，允许低于分型面不超过0.05mm。(7)推杆在推杆固定板中应灵活转动，允许其轴向窜动量不大于0.05mm。(8)模具上开设的排气槽应呈曲折状引出，其深度在0.10.15mm，严禁将排气槽从型腔直接引向操作者的一侧。(9)流道转接处应光滑连接，镶拼处应密合，拔模斜度5°，表面粗糙度。2.10成型零件的设计构成压铸模具模腔的零件统称成型零部件。成型零件工作时，直接与压铸熔体接触，承受熔体料流的高压冲刷、脱模摩擦等。因此，成型零件不仅要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，而且还要求有合理的结构，较高强度、刚度及较好的耐磨性 。

51、成型零部件决定了压铸件几何形状和尺寸，通常包括：凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。与有成型零件直接与高温高压的压铸熔体接触，它必须具有如下一些性能：1.具有足够的强度，钢度，以承受金属熔体的高压。2.具有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损。通常应进行热处理，使其硬度达到 HRC40以上。3.对于成型会产生腐蚀性气体的金属，还应选择耐腐蚀的合金钢或进行 镀铬处理。4.材料的抛光性能好，表面应该光滑美观。表面粗糙度要求应在 Ra0.4 以下。成型光学用制品的模具，型腔表面应达到镜面。5.切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好。6.熔焊性能要好，以便于修理。7.成型部位需有足够的尺寸精度

52、。通常孔类零件精度为 H8H10，轴类零件精度 h7h10。本设计结构示意图如图所示。成型零件的工作尺寸详见零件图纸。图2-16 结构示意图2.11 模具对压铸生产的影响压铸模是压铸生产三大要素之一，结构正确合理的模具是压铸生产能否顺利进行的先决条件，并在保证铸件质量方面（下机合格率）起着重要的作用。由于压铸工艺的特点，正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的问题少，铸件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同，

53、而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。尽管定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深，仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作过程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下的充填特性，并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。刚开始时已讲过，金属液的充型时间极短，金属液的比压和流速很高，这对压铸模来说工作条件极其恶劣，再加上激冷激热的交变应力的冲击作用，都对模具的使用寿命有很大影响。模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造，在正常使用的条件

54、下，结合良好的维护保养下出现的自然损坏，在不能再修复而报废前，所压铸的模数（包括压铸生产中的废品数）。实际生产中，模具失效主要有三种形式：热疲劳龟裂损坏失效；碎裂失效；溶蚀失效。致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否压铸设备工程师经预热、水剂涂料喷涂量的多少、压铸机吨位大小是否匹配、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产同步、铸件材料的种类及成分Fe的高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等）。也有内因（例模具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统设计的合理性、模具机（电加工）加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度

55、和光洁度要求等）。模具若出现早期失效，则需找出是哪些内因或外因，以便今后改进。模具热疲劳龟裂失效压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与其内部产生变形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，并继续扩展，一旦裂纹扩大，还有熔融的金属液挤入，加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外，在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中，以免出现早期龟裂失效。同时，要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。因实际生产中，多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。碎裂失效在压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹，尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光，或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹，当晶界存在脆性相或晶粒粗大时，即容易断裂。而脆性断裂时裂纹的扩展很快，这对模具的碎裂失效是很危险的因素。为此，一方面凡模