铝合金壳体压铸模具设计

1、铝合金壳体压铸模具设计摘要：关键词：压铸模具；三维设计；UG工艺设计1铝合金后壳闷盖压铸件结构与工艺分析压铸件结构从图1中可看出，该后壳闷盖铸件结构比较简单，铸 件壁厚基本均匀，存在两个铸出孔，但是因为铸出孔的壁略厚，热节 很容易出现，该压铸件整体壁厚较为均匀，壁厚选择时应综合考量多 种因素：压铸件结构、材料性能以及所设计的压铸工艺等，只有采用 薄壁或者均匀的壁厚才能要符合各个方面的需求。铸件外侧边缘的最小壁厚良好的铸件成形条件，要求保持一定的 外侧边缘壁厚，边缘壁厚s与深度h的关系为s(1/41/3)hmm。当 h 4.5mm时，则 sn 1.5mm压铸材料该压铸件材质为压铸铝合金，其牌号为

2、YZAlSi9Cu4,抗拉强度为240MPa布氏硬度85HBs平均收缩率为0.6%。所选合金引 起铸造性能良好，特别适合于压铸。铸造圆角半径为了使金属液流动更流畅，且很容易气体排出，结 构中设计使用铸造圆角，且利用圆角来替代结构锐角还可以避免产生 裂纹。所设计的结构圆角的半径值取决于结构壁厚值，范围一般为 0.5 1mm脱模斜度选取脱模斜度要综合考量多种因素：铸件几何形状(深 度、壁厚、型腔或型芯表面)、粗糙度、加工纹路方向等。考量上述 各因素，所设计铸件的壳体脱模斜度：外表面的=30,而其内表面的 B =1 。2压铸工艺参数设计压铸机选择选择压铸机必须先确定锁模力。锁模力作用有二：一 个是用

3、来平衡反压力，以达到锁紧分型面的目的；一个是用来阻止飞 溅的金属液，以达到获得目标尺寸精度的目的。设计的铸件不存在分 胀型力，因为此模具是没有侧抽芯的（压铸件无侧孔与侧凹）。因此 F 锁A KF主=1.25 X 1288.352=1610.44kN根据上述计算得到锁模力的值 还有铸件重量，根据这两个主要因素进行压铸机选择，最后选用机型 为：卧式冷室压铸机（2500kN-J1125型，主要参数：最大金属浇注量3.2Kg,模具厚度250650mm动模座板行程400mm压射力143280kz压铸压力压铸工艺中压铸压力是主要参数之一，因此掌握液态金 属在压铸过程中上的压力变化情况，对压铸过程中各阶段的

4、压力进行 合理控制，具有重要意义：获得合格铸件致密的组织，清晰的轮廓；初算压射比压根据所选压射力计算。压射比压还与模具型腔空间、铸件壁厚、金属液流程等因素相关，结合所设计模具 的具体参数，以及初算值，此压铸模的压射比压最终定为 90MPa压铸速度压铸速度的选择有以下两方面：压射速度选择和充型速 度选择。两种速度的选择至关重要，其直接决定了铸件内在外在的质 量及轮廓清晰度等。选择充型速度时考虑因素：铸件的大小、铸 件结构的复杂程度、铸件所选合金的种类、压射比压的高低。具 体选择：充型较容易的壁厚简单或有较高的内部质量要求的铸件，选择：低速、高比压、大浇口；需要快速充型复杂薄壁或有较高的表面质量要

5、求的铸件，选择：高速，高比压。综合考量， 根据本压铸件的具体特点结构较简单，选择中速，范围为2090m/s。压铸时间确定压铸时间，其由三部分所需时间组成：充型时间、 持压时间及压铸件在压铸模具中停留的时间。几种因素综合作用产生 了这种结果：压力、速度、温度、金属液特征，以及铸件结构（主要 是壁厚和体积）和模具结构（特别是浇注系统和排溢系统）等因素。 充型时间大多在0.010.2s之间。其长短由铸件的大小以及结构的复杂程度决定：结构简单体积大的铸件，需要相对长些的充型时间；结 构较复杂和壁厚较小的铸件，所需时间短。经实践检验，充型时间定 为0.2s左右，对于本文设计的中小型铝合金压铸件是比较合理

6、的。持 压时间作用是：压射冲头有足够的时间对未凝固的金属施压，使得结 晶过程可以在压力下进行，增强补缩，成功获得致密组织。影响时间 长短的因素：所选合金熔点、结晶温度范围和铸件壁厚等。熔点高、 范围大、壁厚大的铸件所需时间较长，23s;当所确定时间过短，则 缩松现象会出现，但并不是持压时间延长就能起到显著的效果。12s为一般持压时间范围。本设计中铸件的平均壁厚为3mm考虑其结构以及合金性质，选择3s作为持压时间。压铸温度保证合格铸件的主要工艺参数 金属液的浇注温度 以及模具的工作温度，影响它的因素有许多：铸件的结构、壁厚、充 型的压力、速度以及合金种类等。需要通过综合考量上述参数，保证 压铸温

7、度稳定处于合理范围内，提供良好的充型条件。浇注温度不在 合理的范围内会造成产品质量下降甚至不合格：过高的浇注温度一 一一冷却时会造成过大的收缩，产品易形成裂纹，产生较粗大的晶粒， 较差的力学性能，甚至造成粘模，降低模具寿命；过低的浇注温度 造成缺陷包括冷隔、表面花纹和浇注不足等。为了获得合格铸 件，除了需要考虑浇注温度外，还应该同时考虑压力、压铸模具温度、 充型速度以及铸件所选合金。本压铸件选用铝硅合金，根据其流动性 及模具特性，选定620c作为压铸温度。3后壳闷盖压铸件模具结构设计分型面的确定该零件结构简单，按分型面选取原则，应选择最大 投影截面处，如图2所示分型面。浇注系统的设计浇注系统由

8、四部分组成：直浇道、横浇道、 内浇口、冷料穴。具体设计：整体式压室压室与浇口套的连接方式；横浇道的截面形状扁梯形；内浇口环型侧浇口；侧浇口布置在铸彳的分型面上；一模四腔，图 3为具体结构形式。溢流梢与排气系统设计对溢流梢进行结构设计，综合考量各种因 素选择的截面形状为梯形（图4）。合理的结构具有以下作用：改善 模具的热平衡状态调节模具各处的温度，减少铸件出现流痕、冷隔和浇不足的现象，转移缩孔、缩松、涡流裹气；排出型腔中的 气体配合排气梢迅速排气；储存冷污金属液涂料残渣和气体的混合体。顶出系统的设计在压铸过程中，一个完整的成形周期结束后需要 开模取压铸件，会在凸模一侧发现被包裹着的压铸件，需要将

9、其取下， 此任务需要附加一种顶件机构来执行。模具结构设计中顶出系统占有 重要地位，构成顶出系统主要有三部分：顶出、复位、导向。 本套模具采用两种顶杆顶出机构，分别用于铸件顶出和浇道顶出，顶 杆直径分别为6mnf口 8mm在系统中设计限位装置：限位块、复位 杆，用以提高机构的复位精度以及防止机构部件运动过程中行程超限。成型零件尺寸计算型腔与型芯尺寸：计算中心距离、位置尺寸：式中：L-成型部分的中心距离、位 置的平均尺寸（mm ； L-压铸件中心距离、位置的平均尺寸（mm。冷却系统的设计选择高效、易控制的模具冷却方法水冷，用以获得高质量铸件和长的模具使用寿命。水冷的冷却效果取决于冷 却水道的布局，

10、将其布置在型腔内：温度最高、热量比较集中、 模具下面、操作者的对面一侧。为了提高输水胶管安装便利性， 要求统一水道的外径几何尺寸。具结构布置见图5所示。压铸模总装图作出后壳闷盖压铸模具的总装配图（图 6）。压铸 模由两部分组成：定模、动模。定模静止不动，位于定模板上，动模 随着随动板移动，位于随动模固定板上，通过动模相对于动模的运动 实现合模、开模。合模：二者闭合形成型腔，高压下使用浇注系统 用金属液对型腔进行充填；开模：保压后二者分离，推出机构完成 从型腔中推出产品的任务。4结束语参考文献1杨裕国.压铸工艺与模具设计 M.北京：机械工业出版社,2009.2姜银方，顾卫星,压铸模具工程师手册M.北京：机械工业出版 社,2009.3姜彬,UG压铸模具设计入门及提高 M,北京：电子工业出版社,2003.4刘传胜,铝合金高压压铸模拟分析 J.武汉科技大学学报.2005,28(1): 28-31.5毛平淮，互换性与测量技术基础 M,北京：机械工业出版社,2010.6朱先