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1压铸模设计在压铸生产中，压铸模与压铸工艺，生产操作存在着相互制约，相互影响的密切关系。所以，金属压铸模的设计，实质上是对压铸生产过程中预计产生的结构和可能出现各种问题的综合反映。因此，在设计过程中，必须通过分析压铸件的机构特点。了解压铸工艺参数能够实施的可能程度，掌握在不同情况下的填充条件以及考虑对经济效果的影响等因素，设计出结构合理，运行可靠，满足生产要求的压铸模来。同时由于金属压铸模结构较为复杂，制造精度要求精度高，当压铸模设计并制造完成后，其修改的余地不大，所以在模具设计时应周密思考，谨慎细致，力争不出现原则性错误，以达到最经济的设计目标。关键词：压铸模，压铸工艺，模具2前言压铸是近代金属加工工艺中发展较快的一种高效率，少无切削的金属成型精密铸造方法。与其他铸造方法比较，由于压铸的生产工艺流程短，工序简单而集中，不需要繁多的设备和庞大的工作场地，铸件质量好，精度高，表面光洁，可以省去大量的机械加工工序，设备和工时；金属的工艺出品率高，节省能源，节省原材料等优点，所以压铸是一种高经济效益的铸造方法。在压铸生产中，正确采用各种压铸工艺参数是获得优质压铸件的重要措施，而金属压铸模则是提供正确选择和调整有关工艺参数的基础。所以说，能否顺利进行压铸生产，压铸件质量的优劣，压铸成型效率以及综合成本等，在很大程度上取决于金属压铸模结构的合理性和技术的先进性以及模具的制造质量。31绪论1.1压铸过程原理压铸是将熔融状态或半熔融状态合金浇入压铸机压室，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固而成形的高效益、高效率的精密铸造方法。压铸的优点：（1）铸件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。（2）件的强度和表面硬度较高。（3）压铸形状复杂的薄壁铸件。（4）生产率极高。（5）装配操作和简化制造工序。1.2压铸的发展概况压铸最早用来铸造印刷用的铅字，当时需要生产大量清晰光洁以及可互换的铸造铅字，压铸法随之产生。1885年奥默根瑟勒（Mergenthaler）发明了铅字压铸机。最初压铸的合金是常见的铅和锡合金。随着对压铸件需求量的增加，要求采用压铸法生产熔点和强度都更高的合金零件，这样，相应的压铸技术、压铸模具和压铸设备就不断地改进发展。1905年多勒（Doehler）研究成功用于工业生产的压铸机，压铸锌，锡，铅合金铸件。1907年瓦格纳（Wagner）首先制成启动活塞压铸机，用于生产铝合金铸件。1927年捷克工程师约瑟夫·波拉克（JosetPolak）设计了冷压室压铸机，克服了热压室压铸机的不足之处，从而使压铸生产技术前进了一大步，铝，镁，锌，铜等合金零件开始广泛采用压铸工艺进行生产。压铸生产是所有压铸工艺中生产速度最快的一种，也是最富有竞争力的工艺之一，使得它在短短的160多年里的时间内发展成为航空航天，交通运输，仪器仪表，通信等领域内有色金属铸件的重要生产工艺。20世纪60年代至70年代是压铸工艺与设备逐步完善的时期。而70年代到现在，则是电子技术和计算机技术加速用于压铸工艺与设备的大发展阶段。数控压铸机，计算机控制压铸柔性单元及系统和压铸工艺与设备计算机辅助设计的出现，标志着压铸生产开始从经验操作转变到科学控制新阶段，从而使压铸件的质量，自动化程度及劳动生产率都得到了极大的提高。在压铸生产中，正确采用各种压铸工艺参数是获得优质压铸件的重要措施，而金属4压铸模则是提供正确选择和调整有关工艺参数的基础。所以说，能否顺利进行压铸生产，压铸件质量的优劣，压铸成型效率以及综合成本等，在很大程度上取决于金属压铸模结构的合理性和技术的先进性以及模具的制造质量。由于金属压铸成型有着不可比拟的突出优点，在工业技术快速发展的年代，必将得到越来越广泛的应用。特别是在大批量的生产中，虽然模具成本高一些，但总的说来，其生产的综合成本得到大幅度降低。在这个讲求微利的竞争时代，采用金属压铸成型技术，更有其积极和明显的经济价值。近年来，汽车工业的飞速发展给压铸成型的生产带来了机遇。由于可持续发展和环境保护的需要，汽车轻量化是实现环保、节能、节材，高速的最佳途径。因此，用压铸合金件代替传统的铸铁件，可使汽车质量减轻30%以上。同时，压铸合金件还有一个显著地特点是传导性能良好，热量散失快，提高了汽车行车安全性。因此，金属压铸行业正面临着发展的机遇，其应用前景十分广阔。1.3研究意义根据对螺杆套压铸模的设计，了解和熟悉压力铸造的工艺设计过程和模具的设计过程。对压力铸造过程，模具的设计过程中以及实际应用过程中出现的缺陷问题，根据压铸模具工艺设计的理论与实践的结合，在外套的工艺结构不影响其性能和使用的情况下进行相应合理的设计，从而达到避免缺陷，提高外套工作性能的目的1.4设计内容本设计是关于铝合金外套的压铸模具设计，其设计内容主要包括浇注系统，排溢系统，推出机构以及模体结构等设计。设计步骤：压铸模具整体设计模具推出和导向机构的设计压铸模具模体和总体结构模体的设计设计方法：运用CAD绘图软件绘制整个模具的装配图，零件图52压铸模具的整体设计2.1铸件工艺性分析压铸件的工艺分析主要是分析所设计的铸件能否满足压力铸造的要求。如图2-1所示为螺杆套压铸件工艺图。外套体积为443.1cm3，重量为0.923kg，属于中小型压铸件；铸件中心是直径为37mm和42mm的圆柱形孔，底端是两个直径为9mm和11mm的圆柱形孔，铸件平均壁厚为6.4mm，壁相对较薄，设置合理的浇注排溢系统能防止气孔和缩孔；压铸件一般不需要机加工，若要进行机加工则本设计加工余量为0.5mm。综上分析螺杆套压铸件符合工艺要求。图2-1螺杆套铸件工程图Figure2-1screwsetofcastingengineeringdrawings2.2铸件分型面的确定压铸模的定模与动模的接触表面通常称为分型面，分型面是由压铸件的分型线决定的。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到铸件在模具中的成型位置，浇注系统的设计，铸件的结构工艺性及精度，嵌件位置形状以及推出方法，模具的制造，排气，操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1）分型面应选择在铸件的最大截面处，无论铸件以何种形式布置，都应将此作为首要的原则。2）便于铸件顺利脱模，尽量使铸件开模时留在动模一边。3）有利于保证铸件的精度要求。4）尽可能满足铸件的外观质量要求。5）便于模具加工制造，在选择非平面分型面时，应有利于型腔加工和制品的脱模方便。6）尽量减少制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。6应尽可能有利于排气。模具设计中要划分动，定模各自包含型腔的哪些部分及位置，一般采用三种基本划分方法。(a)是压铸模型腔全部在定模内。(b)是型腔分别布置在动模和定模内。(c)是型腔全部处于动模内。综上分析决定选取(c)为该铸件的分型面。2.3压铸机设备及其选用2.3.1压铸设备选用分析选择压铸机时压室的形式十分重要。由于浇注温度较高，铝合金对铁有很高的化学活性，易粘膜，热室压铸机用于铝合金的压铸时模具寿命很短，因此要用冷室压铸机压铸。冷室压铸机的特点在于操作工序少，生产率高，易实现自动化，金属液进入型腔时转折少，压力损耗小。但如果压射速度控制不好，则易卷气。综上所述，选用卧式冷室压铸机。2.3.2确定压铸机的锁模力锁模力的作用主要是克服压射时的胀型力，以锁紧模具分型面，防止模具松动所引起压铸合金飞溅伤人，影响铸件尺寸精度等情况。因此压铸机的锁模力必须大于压铸时产生的胀型力。胀型力通常的计算方法为：模具分型面上承受金属压力部分的投影面积乘以压射比压。根据金属压铸工艺与模具设计，锁模力与胀型力的关系式为F锁≥KF主=Kp（A件+A浇）/10（2-1）式中：F锁—压铸机的锁模力（kN）；F主——主胀型力（Kn）；K—安全系数，一般取K=1.25；p—压射比压（MPa）；A件——压铸件在主分型面上的正投影面积（cm2）；A浇——浇注与排溢排气系统的正投影面积之和，一般取A浇=0.3A件（cm2）。本设计的压铸件在分型面的投影面积计算为A件=22.8cm2，那么浇注系统的投影面积为A浇=0.3A件=6.8cm2：铝合金铸件一般的推荐压射比压为30~50MPa，查表取50MPa，代入公式（2-1）计算得F锁=185.98kN。所以锁模力F锁≥185.98kN。采用常用的卧式冷室压铸机，其型号为DCC130。查表得压铸机的主要参数如下：合模力1450kN（比计算值185.98kN大）；导杆内间距为429×429（mm2）；动模行程为350mm；模具厚度（最小7—最大）为（250mm—500mm）;压射力为（增压）180kN；顶出力108kN；最大浇注量(铝)为1.6kg，其对应的压室直径为60mm；铸造面积205cm2；顶出行程85mm。2.3.3校核锁模力压铸机压室直径所对应的最大压射比压为：p=4F射/πD（2-2）式中：F射—压射力（kN），查表得F射=180kN；D—压室直径（mm），为60mm。计算p=382.1MPa，取K=1.25；则F主=p（A件+A浇）/10=382.1×（22.8+6.8）/10=1131.0kN；F锁≥kF主=1.25×1131.0=1413.77kN。而压铸机DCC130的合模力为1450kN，大于1413.77kN，所以满足要求。2.3.4投影面积的核定铸件及浇注系统的正投影面积A件+A浇=22.8+22.8×0.3=29.64cm2小于浇注投影面积205cm2，投影面积满足要求。2.3.5压室实际容量的核算压铸机选定后，压室可容纳的压铸合金的质量成为定值。为保证生产正常进行，则要核算压铸机压室的容量能否容纳每次浇入的合金总质量，即G室G浇。每次浇注所需压铸合金的质量：G浇=kD2πlp/4（2-3）式中：G浇—每次浇铸时所需的压铸合金的质量(g);D—压室直径（cm），本设计为6cm；k—压室的充满系数一般取60%~80%，查表取60%；l—压室与浇口套的有效长度之和（cm），一般其尺寸接近定模座板和定模套板的厚度之和，，定模座板40mm，定模套板32mm，所以压室与交口套的有效长度为72mm；ρ—压铸铝合金的密度（g/cm3），一般取2.4g/cm3；计算得G浇=0.6×6×6×3.14×7.2×2.4/4=1.2208kg,小于压室容量1.6kg，即G室G浇，满足设计要求。82.3.6模具厚度的核算虽然可以通过模具高度调节装置的相对位置来适应所设计的压铸模厚度；但是动座板的可调节的最大距离是给定的，即调节举例的范围不超过压铸机所允许的最小模具厚度和最大模具厚度，因此要满足：Hmin+10mmH设Hmax-10mm（2-4）式中：Hmin—压铸机所允许的最小模具厚度(mm),本设计压铸机允许的最小模具厚度为250mm；H设—压铸模具的设计厚度（mm），根据对铸件的分析，所设计的定模座板厚40mm，动模座板厚32mm，定模套板厚32mm，动模套板厚50mm，支撑板厚63mm，垫块宽63mm，那么模具厚度为280mm。Hmax—压铸机所允许的最大模具厚度（mm），本设计压铸机允许的最大模具厚度为500mm；Hmin+10mmH设Hmax-10mm=260mm280mm490mm,所以满足设计要求。2.3.7动模座板行程的核算动模板行程是压铸机的最大开模距离减去最小模具厚度后留有能取出铸件的距离。实际上，压铸件取出时的距离是有压铸机的动模板行程确定的。动模板行程就是压铸机在开模后模具分型面之间的实际距离。那么有：L取L行（2-5）式中：L取—开模时压铸件取出时所需的最小距离（mm）；L行—动座板行程，压铸机的固定值（mm），为L行=350mm。为了便于铸件的取出，查表得：L取L件+K（2-6）式中：L取—压铸件取出时所需的最小距离（mm）；L件—铸件的高度（包括浇注系统）（mm），经估算约为100mm；K—安全值(取10mm)。计算得L取=L件+K100+10=110，L行=