镁合金模具设计精要

報告內容壓鑄方案設計T=1.3K*A*P/1000其中:T為鎖模力(噸)﹔A為流道,溢流井,產品面積總和(cm2)﹔K為產品投影面積加上流道,搭橋,溢流井等的全投影面積概算比率﹐取1.3~1.5Ap(產品投影面積)﹔P為鑄造壓力(kg/cm2)。模具結構設計模具常用鋼材選擇壓鑄方案設計(一)、選擇壓鑄方案程序1.選擇壓鑄機：（採用鎖模力大小選用壓鑄機）T=1.5AP(T:鎖模力；A：成品投影面積；1.5：系數：P：鑄造壓力)（P鎂合金的鑄造壓力為：熱室機：170~280kg/cm2,冷室機為350~550kg/cm2）2.決定壓鑄條件：2.1決定充填時間：決定因素有三個（平均壁厚、表面光滑度、重量）2.2決定澆口速度：決定因素有三個（平均壁厚、模具壽命、表面光滑度）2.3其它：3.澆流道系統設計:3.2澆口比例分配原則3.1充填困難處優先原則壓鑄方案設計3.3澆體流動暢通原則3.4流道澆口平衡原則壓鑄方案設計3.5.流道入口緩沖原則3.6流道截面漸縮原則*壓鑄方案設計3.7流道轉彎避免尖角原則4.流道設計：4.1充填樣式：1模越式：（一般採用）2漩渦式：壓鑄方案設計5.決定充填模式的原則（即決定湯口位置原則）6.澆口與鑄件的接合方式1側向充填：使熔湯進入模穴時有特定角度2端部充填：使熔錫容易往上充填，適用於深槽壓鑄件1充填一致原則：各個充填區域晝量同時完成2直接充填原則：非直接充填區域越小越好3路徑最短原則：金屬流動路徑越短越好壓鑄方案設計3對合充填：適合於園筒形壓鑄件4墊形充填：適用於平板壓鑄件及整緣容易之鑄件7.溢流井與逃氣道設計7.1溢流井設計:7.1.1溢流井的作用：1排氣排雜;2通氣逃氣;3預防渦流;4平衡模溫;5輔助頂出;6輔助粘模;7真空引氣;8產品保護;壓鑄方案設計7.1.2溢流井位置決定：1熔湯最後到達處2空氣模穴積留處3產品頂出困難處4模具溫度平衡處壓鑄方案設計8.逃氣道設計：1逃氣總面積：1/3澆口面積2逃氣道深度為0.10~0.15，寬度：10~30分模面排氣頂出銷間隙排氣壓鑄方案設計3型芯間隙逃氣9.冷卻系統排布：9.1冷卻系統設計：1一般壓鑄總和熱流模式：傳導：固體內熱量由高溫向低溫的傳輸；對流：流體內部由於各部分溫度不同而造成的相對流動輻射：熱量呈輻射狀向四周傳遞的方式壓鑄方案設計2模溫參考值：鎂合金：220~250℃(熱室機模溫控制器)注:模溫恆定的作用：(1)利於產品冷卻平衡(2)保持充填流動性佳(3)穩定產品尺寸精度(4)延長模具使用壽命壓鑄方案設計3冷卻管道的方式：(1)直流式：主要用於模具整體恆溫（冷卻）(2)噴流式：主要用於型芯等局部冷卻壓鑄方案設計(3)循環式：主要用在衫套等的冷卻壓鑄方案設計10.壓鑄模冷卻水孔設計要領：(1)熱流收斂處應設冷卻水管(2)熱流集中處應設冷卻水管(3)水管位置及數量應適宜(4)孔徑大小及流量應恰當壓鑄方案設計(5)模仁厚度要適當（水管距表面應在20mm左右）(6)局部冷卻採用噴流式(7)冷卻不易處採用導熱棒壓鑄方案設計(8)溫度參考：a.射入時料餅之溫度：649~677℃b.射入時鑄件末端之溫度：468℃c.頂出時流道之溫度：427℃e.頂出時鑄件末端之溫度：343℃f.射入前料餅處模穴表面溫度：177℃g.射入前鑄件末端模穴表面溫度：232℃h.鎂合金固相線：468℃,液相線:596℃壓鑄方案設計一壓鑄模具的一般形式結構母模板湯口套產品公模板公模仁導套模腳導柱母模仁滑塊斜撐銷分流子頂針回位銷頂針板頂針背板止位銷撐模柱導套模具結構設計1.模具應有足夠的剛性：2.模具不可過於笨重：3.模具中心盡可能接近壓鑄中心4.模具外形應考慮與壓鑄機配合5.吊模螺孔不可缺少6.注意頂出位置不可有干涉（二）壓鑄模具結構的設計要點：模具結構設計1.壁厚：決定於容納冷卻水管通過，安排溢流井及固定螺紋深度2.內模公差選用（1）鑄件縮水率：4％0~6％0(阻礙)（2）6％0~8％0（混合）（3）8％0~10％0(自由)（鎂合金）（4）模具制造公差（成型部分）一般為鑄件公差的1/5~1/4（5）內外模配合：a.高度方向內模應高出外模0.05~0.1mm（考慮到逃氣，應該高出0.15左右)b.長寬配合為H8配h7（一般模仁為-0.02、模框為+0.02）c.內模與分流子配合：一般選用H7配h6（一般為分流子-0.01、內模+0.01）(三）內模設計(模仁部分)模具結構設計5WL4384EId==5PabL332EBh3四外模與模腳設計(模座部分)（1）外模最大變形公式：整理後得：其中：P:鑄造壓力（kg/cm2）h:外模底部之厚度（mm）L:模角腳之間距（mm）a:成品之長度（mm）b:成品之寬度（mm）B:外模之寬度（mm）E:鋼的楊氏模數：2.1×106kg/cm2d:外模在開模方向的最大變形量，一般取d﹤0.05以下為外模受力圖:模具結構設計(2)模腳功用：提供模具頂出空間，支撐來自動模的壓力其強度計算公式:其中:d:變形量(mm),通常小於0.05W:鎖模力/2(kg):H:模腳高度(mm)E:鋼的楊氏模數2.1×104kg/mm2a:模腳長度(mm)b:模腳寬度(mm)模具結構設計五導柱與導套設計功用：引導可動模按一定的方向移動,保証可動模與固定模在安裝和合模時的正確位置.導柱直徑的經驗公式:其中:d:為導柱直徑;K:為比例系數,一般為0.07~0.09;F:為分模面上投影面積;模具結構設計六頂出機構設計a.功用：當頂出機構頂出鑄件後,靠著合模的力量將頂出機構回復到原位（1）回位銷b.回位銷的常用規格:(Ø12,Ø15,Ø20,Ø25,Ø30,Ø35,Ø40等)(2)回位銷的長度計算公式回位銷的長度=可動外模高度+模腳高度-頂出板厚度-止位銷厚度模具結構設計(3)頂板與頂出銷承板功用:a.將頂出機構的各個零件,裝配在一起起固定作用b.頂出機構頂出運動(4)頂針功用:將產品、gate及overflow頂出頂針挫曲的計算公式其中：K:安全係數,鋼取1.5~3;一般取2.0.N:穩定係數,其值取20.19;E:楊氏模數,鋼取：2.1×106kg/cm2;I:頂出銷最小截面積處之慣性距(cm4),對於圓形截面(d為頂出銷直徑);P:為頂出銷所承受的實際壓力(kg);L:為頂出銷的長度(mm);模具結構設計七抽蕊機構設計1.2.設計抽芯時的注意點1.抽芯位置合理性;2.型芯位置準確性;3.抽芯力度足夠性;4.機械性能合理性;5.抽芯機構合理性;6.導軌長度足夠性;7.密合長度足夠性;（1）設計要點：模具結構設計1.1.組成：型芯：形成產品的側孔，凹凸表面或曲面滑塊：連接並帶動型芯在模具滑槽內運動傳動元件：帶動滑塊作抽芯運動，一般用斜銷或油壓缸滑塊檔片：合模後壓緊滑塊，防止壓鑄時受到壓力而產生位移（後跟塊）限位元件：使滑塊在開模後，停留在所要求的位置上，以保証合模時，滑塊運動順利。1.3拔模力的計算其計算公式為:P=P1cosα+P2sinα=ALp(μcosα-sinα)其中:P:為拔模力(kg)P1:抽芯阻力P2:鑄件冷凝收縮後對型芯的抱緊力A:被鑄件抱緊的型芯成型部分端面周長L:被鑄件抱緊的型芯成型部分之長度p:單位面積之抱緊力:鎂合金取1.0~12μ:壓鑄合金之摩察系數:一般取0.2~0.5α:型芯成型部分之拔模角型芯受力示意圖模具結構設計八斜銷機構設計(1):斜銷角度選擇(一般取10~25°)(2):斜銷直徑計算其中:d:斜銷直徑(mm)P:拔模力(kg)h:滑塊端面至受力點的垂直距離(mm)α:傾斜角度模具結構設計(3)斜銷的固定於配合固定端的配合長度:l≧1.5d固定端的配合公差;採用過盈配合H7配r6或s6;斜銷與滑塊斜孔的配合;採用間隙配合,一般單邊0.5mm(4)斜銷長度的計算L=L1+L2+L3=H/cosα+S/sinα+d/2模具結構設計模具常用鋼材選擇CCrNiWMoVMnSKD61HB1850.395.15Si1.0~1.40.80.48407HB1850.385.30Si1.0~1.30.9~DACHB1850.395.15Si1.0~1.40.80.44Cr5MoSiV1HB1850.375.0Si1.0~1.20.40.4熱作鋼主要成份(%)鋼材類別鋼材編號出廠硬度一熱作鋼(1)材質及主要成份（2）特性：熱模鋼，高韌性及耐熱性良好。模具常用鋼材選擇1.常用淬火溫度：1010~1030℃（3）熱處理加工2.常用回火溫度、硬度及相關特性：550~600℃回火二次硬度為HRC46~52,回火程度佳。具有高的韌性，耐熱疲勞性、抗熱龜裂性佳。隨回火溫度升高韌性更高、耐熱疲勞性、抗熱龜裂性更佳。（4）熱處理特性此類材質淬透性好，淬火模式為空淬或油淬。變形約為0.03～0.08％。模具常用鋼材選擇（5）用途金屬壓鑄、擠壓模，複制下模PA、POM、PS、PE、EP塑膠模。模具常用鋼材選擇二碳素鋼(1)材質及主要成份、特性CCrNiWMoVMnS45CHB167~2290.45~Si0.25~~~0.845#鋼HB1970.46~Si0.27~~~0.7YK30HB2171.050.5~~~~1.0油淬碳素工具鋼水淬碳素調質鋼碳素鋼主要成份(%)鋼材類別鋼材編號出廠硬度特性（2）熱處理加工及用途二碳素鋼模具常用鋼材選擇常用淬火溫度常用回火溫度、硬度及相關特性熱處理特性S45C45#鋼YK30780~850℃(1)低溫回火180~220℃二次硬度HRC58~60。回火程度差線切割和研磨加工易開裂且變寸達0.08~0.127％。(2)中溫回火350~400℃二次硬度HRC50~55。回火程度佳。后工段加工不易開裂且變寸小,約0.03~0.06％。●淬透性、回火穩定性差,易變形、開裂,僅適合較小且結構簡單模仁及厚度≦25mm規格模板之加工。衝壓模、量規、裁紙刀、輔助工具、自動機零件或工治具等。820~870℃碳素鋼熱處理加工鋼材類別鋼材編號用途(1)低溫回火180~200℃二次硬度HRC4050。回火程度差。硬度高，耐磨性好但韌性和其它性能較差。(2)高溫回火500~650℃一次硬度HRC15~30。調質處理、伸長率、抗拉和降伏強度比素材好。機械零件及構造用鋼●水淬火加工,易變形、開裂,僅適合加工較小且結構簡單之模具,熱處理加工(尤其模板)較難。(3)一般不做熱處理THANKS!END!