压铸模具材料与结构设计
压铸模具材料与结构设计目录
1 压铸模具的结构
压铸模具一般的结构如图
1.导柱
2.固定外模(母模) 3分流子镶套 4.分流子5固定内模6角销7滑块挡片
8滑块9.可动内模10.可动外模(公模) 11.模脚12.顶出板13.顶出销承板14.回位销
15.导套
2．压铸模具结构设计应注意事项
（1）模具应有足够的刚性，在承受压铸机锁模力的情况下不会变形。
（2）模具不宜过于笨重，以方便装卸修理和搬运，并减轻压铸机负荷。
（3）模穴的压力中心应尽可能接近压铸机合模力的中心，以防压铸机受力不均，造成锁模不密，铸件产生毛边。
（4）模具的外形要考虑到与压铸机的规格的配合：
（a）模具的长度不要与系杆干涉。
（b）模具的总厚度不要太厚或太薄，超出压铸机可夹持的范围。
（c）注意与料管（冷室机）或喷嘴（热室机）之配合。
（d）当使用拉回杆拉回顶出出机构时，注意拉回杆之尺寸与位置之配合。
（5）为便于模具的搬运和装配，在固定模和可动模上方及两侧应钻螺孔，以便可旋入环首螺栓。
3 内模（母模模仁）
（1）内模壁厚
内模壁厚基本上不必计算其强度，起壁厚大小决定于是否可容纳冷却水管通过，安排溢流井，及是否有足够的深度可攻螺纹，以便将内模固定于外模。由于冷却水管一般直径约10mm，距离模穴约25mm，因此内模壁厚至少要50mm。内模壁厚的参考值如下表。
内模的高度应该比外模高出0.05-0.1mm，以便模面可确实密合，并使空气可顺利排出。其与外模的配合精度可用H8配h7，如下图所示。
（3）内模与分流子的配合
分流子的功用是将熔汤由压铸机导至模穴内，因此其高度视固定模的厚度而定。分流子的底部与内模相接，使流道不会接触外模，如下图，内模与分流子的配合可用H7配h6。
4外模
（1）固定外模
固定外模一般不计算强度，但设计时要注意留出锁固定压板或模器的空间。
（2）可动外模
可动外模的底部厚度可用下面的公式计算：
其中：
h：外模底部之厚度（mm）
p：铸造压力（kg/cm2）
L：模脚之间距（mm）
a：成品之长度（mm）
b：成品之宽度（mm）
B：外模之宽度（mm）
E：钢的杨氏模数=2.1×106kg/cm2
d：外模在开模方向的最大变形量（mm），一般取d≤0.05mm.
例：
某铸件长300mm,宽250mm，铸造压力选定280（kg/cm2）,外模之宽度560（mm）,模脚之间距360（mm）,最大变形量取0.05（mm）。所以
P=280(kg/cm2)
L=360(mm)
a=300(mm)
b=250(mm)
B=560(mm)
E=2.1×106kg/cm2
d=0.05(mm)
计算得h=138mm
5.模脚
（1）模脚变形量
模脚主要的功能在提供模具之顶出空间，其强度计算公式为
其中：d:变形量（mm），通常要小于0.05mm.
W: 锁模力/2(kg)
H：模脚高度（mm）=顶出距离+顶出板厚度+顶出销承板厚度+前进止动距离（防止顶出板撞到外模）+后退止动距离（防止顶出板撞到压铸机）
E：钢的杨氏模数=2.1×104（kg/mm2）
a: 模脚长度(mm)
b: 模脚宽度(mm)
例：
压铸机锁模力315吨，模脚高度130（mm），模脚长度560（mm），模脚宽度80（mm）。则W=315000/2=157500(kg)
H=130(mm)
a=560(mm)
b=60(mm)
此时变形量=（157500×130）/（2.1×104×560×80）=0.021（mm）﹤0.05
当模脚的高度H愈大时其变形量愈大。因此高度愈小愈好，只要足够顶出就行了。对于较大的模具，通常在两只模脚中间会再加上支柱补强。
（2）固定模脚用螺栓
模脚要用螺栓固定于可动外模上，所使用的螺栓大小及数量，可参考下表。
锁模脚螺栓建议值
6．导柱与导套
CNSB3370“压铸模用导柱”中规定了导柱的材料形状与尺寸。CNSB3373“压铸模用导套”则规定了导套的材料形状与尺寸。设计时可直接选用标准规格。导柱直径的选择可使用下面的经验公式：其中d：导柱直径（mm）
F: 模具分模面上的表面积（mm2）
K: 比例系数，一般为0.07～0.09。当F＞200000时，K取0.07。F=40000～200000时,K取0.08.当F＜40000时.K取0.09.
用此公式计算出来的值,会与CNSB3369“压铸模用主模板”中各个模具尺寸所使用的导柱尺寸接近.
导滑段的最小长度为直径的1.5-2倍,一般按高出分模面的型心长度加上12-20mm.
7.回位销
(1)回位销直径
回位销的功用是当顶出机构顶出铸件后,靠着合模的力量将顶出机构回复到原位.此外也有导引及支撑顶出板的功能.CNSB3372规定了回位销的形状与尺寸.回位销直径的选择可参考下表.
回位销的长度则可用下面公式计算
回位销的长度L=可动外模高度+模脚高度-顶出板厚度-后退止块高度
8．拔模力的计算
抽芯时型芯受力的状况见下图。
型芯受力图
拔模力的大小可由下式计算：
P=P1cosа+P2sinа
=Alp(μcosа-sinа)
其中P：拔模力（kg）
P1: 抽芯阻力（kg）
P2：铸件冷却收缩后对型芯的抱紧力(kg)
A：被铸件抱紧的型芯成形部分断面周长(mm)
L：被铸件抱紧的型芯成形部分之长度(mm)
P:单位面积的抱紧力。对锌合金一般取0.6-0.8kg/mm2 ,对铝合金一般取1.0-1.2kg/mm2,对铜合
金一般取1.2-1.6kg/mm2.
μ:压铸合金对型芯的摩擦系数，一般取0.2-0.5。
а：型芯成形部分的拔模角。
例：
铝合金压铸件型芯直径40mm,长度60mm,拔模角1°，如下图，
摩擦系数取0.25，则拔模力P=
9。顶出销
CNSB3371中规定了顶出销的形状与尺寸，设计时可选用标准的尺寸。顶出销的直径的选择需考虑两件事：（1）顶出时是否会在铸件表面留下痕迹，（2）顶出销是否会发生挫曲。
（1）顶出时是否会在铸件表面留下痕迹
容许的顶出销前端最小截面积为：
其中A=顶出销前端截面积（mm2）
P=顶出销承受的总推力（kg）
n=顶出销数量
s=铸件的容许应力（kg/mm2）.铜铝合金取5kg/mm2,锌合金取4kg/mm2,合金取3kg/mm2.
顶出销承受的总推力P相当于铸件的抱紧力，此一力量大小的计算可参考前述之拔模力计算。
例：
某镁合金铸件所需之总推力为5000（kg），使用10根顶出销则：
P=5000
n=10
s=3
所以顶出销前端截面积A=5000/（10×3）=167（mm2）
故顶出销直径至少为8（mm）.
(2)顶出销是否会发生挫曲（buckling）
将顶出销视为一端固定，另一端可滑动的柱，则其稳定性的大小可用下式来计算：
其中K：稳定安全倍数，钢取1.5-3。
n：稳定系数，其值取20.19。
E：杨氏模数，钢取2×106（kg/cm2）
I:顶出销最小截面积处之惯性矩（cm4）,对于圆形截面（d=顶出销直径）。
P：顶出销承受之实际推力（kg）
L:顶出销之长度（mm）
10.角销
（1）角销斜角的选择
斜角а值一般在10°～25°间，а值愈小，所需要的开模力愈小，而可产生较大的拔模力，而角销所受的弯曲力也较小，开模行程长。所以小а值用于短型芯，而长型芯为了缩短开模距离用较大的а值。
（2）角销直径的估算
角销直径可使用下式估算
角销受力简图
其中d:角销直径(mm)
h：滑块端面至受力点的垂直距离(mm)
p:拔模力(kg)
例：
P=1300(kg).а=18,h=38(mm),则d=26.3(mm),取27(mm).
（4）角销长度
角销长度建议用作图法来决定。（参见下图）
a.取滑块端面斜孔与角销外侧斜面接触外为A点。
b.自A点作与分模面相平行的直线AC，使AC=S（抽芯距离）。
c.自C点任垂直于AC线的BC线，交角销处侧面于B点。
d.AB线段的长度L′为角销有效工作段长度，
e.BC线段长度加上角销导引实部高度I，为角销抽芯结束时所需的最小开模距离
。
作图法求角销长度
11．压铸模具材料
压铸模具材料依使用地方大致可分为三类：
（1）与熔汤接触处之零件：
为此构成模具之主要零部件，因应压铸制程之严苛环境及生产条件，用于此之材料需具备有：
·良好之切削性
·良好之高温强度高温硬度高温韧性抗回火稳定性高温耐磨性抗热疲劳性
·良好淬硬性热处理尺寸安定性
·良好之导热性
·热膨胀系数小
（2）滑动配合零件：
·良好之耐磨性和适当的强度
·适当之淬硬透性和较小之热处理变形率
（3）结构零件
·外模和紧固零件需有足够强度
工具钢种类很多，价格又贵，刚才的选择需考虑使用环境及经济因素。
下表为参考资料所列常用的材料。
预硬钢（FDAC，P20）只使用于量少的低温合金（锌，锡，铝）之压铸。热作工具钢（SKD61，H13）粗加工需在退火状态下为之，调质（淬火回火）后再做细加工。放电加工所产生之白层需磨除以避免模具寿命减短。优质热作工具钢（premium grade H13 or SKD61）因其均质性有姣好之寿命。
压铸模具零件常用材料表a,b
注：a.以上皆为节录自各参考资料，所列材料可以相似或更佳之材料替代。b.-：表参考资料无特别列明。c.硬度为HRC。d.锌合金量少时可使用预硬钢。d.永茂工业。e.瑞典Assab公司编号。
压铸模具零件常用材料各国对照表
注：CNS钢材81年后符号改与JIS同，请参较CNS G3059。
压铸模具配合公差
固定零件配合公差
压铸模具材料与结构设计 压铸模具材料与结构设计目录 1 压铸模具的结构 压铸模具一般的结构如图 1.导柱 2.固定外模(母模) 3分流子镶套 4.分流子5固定内模6角销7滑块挡片 8滑块9.可动内模10.可动外模(公模) 11.模脚12.顶出板13.顶出销承板14.回位销 15.导套 2．压铸模具结构设计应注意事项 （1）模具应有足够的刚性，在承受压铸机锁模力的情况下不会变形。 （2）模具不宜过于笨重，以方便装卸修理和搬运，并减轻压铸机负荷。 （3）模穴的压力中心应尽可能接近压铸机合模力的中心，以防压铸机受力不均，造成锁模不密，铸件产生毛边。 （4）模具的外形要考虑到与压铸机的规格的配合： （a）模具的长度不要与系杆干涉。 （b）模具的总厚度不要太厚或太薄，超出压铸机可夹持的范围。 （c）注意与料管（冷室机）或喷嘴（热室机）之配合。 （d）当使用拉回杆拉回顶出出机构时，注意拉回杆之尺寸与位置之配合。 （5）为便于模具的搬运和装配，在固定模和可动模上方及两侧应钻螺孔，以便可旋入环首螺栓。 3 内模（母模模仁） （1）内模壁厚 内模壁厚基本上不必计算其强度，起壁厚大小决定于是否可容纳冷却水管通过，安排溢流井，及是否有足够的深度可攻螺纹，以便将内模固定于外模。由于冷却水管一般直径约10mm，距离模穴约25mm，因此内模壁厚至少要50mm。内模壁厚的参考值如下表。 内模的高度应该比外模高出0.05-0.1mm，以便模面可确实密合，并使空气可顺利排出。其与外模的配合精度可用H8配h7，如下图所示。 （3）内模与分流子的配合 分流子的功用是将熔汤由压铸机导至模穴内，因此其高度视固定模的厚度而定。分流子的底部与内模相接，使流道不会接触外模，如下图，内模与分流子的配合可用H7配h6。 4外模 （1）固定外模
一、压铸简介压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。①金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15—100MPa。②金属液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的还可超过80米/秒，（通过内浇口导入型腔的线速度—内浇口速度），因此金属液的充型时间极短，约0.01—0.2秒（须视铸件的大小而不同）内即可填满型腔。压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件。1、压铸机（1）压铸机的分类压铸机按压室的受热条件可分为热压室与冷压室两大类。而按压室和模具安放位置的不同，冷室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式的压铸机。热室压铸机立式冷室卧室全立式（2）压铸机的主要参数a合型力（锁模力）（千牛）————————KN b压射力（千牛）—————————————KN c动、定型板间的最大开距——————————mm d动、定型板间的最小开距——————————mm e动型板的行程———————————————mm f大杠内间距（水平×垂直）—————————mm g大杠直径—————————————————mm h顶出力——————————————————KN i顶出行程—————————————————mm j压射位置（中心、偏心）——————————mm k一次金属浇入量（Zn、Al、Cu）———————Kg l压室内径（Ф）——————————————mm m空循环周期————————————————s n铸件在分型面上的各种比压条件下的投影面积注：还应有动型板、定型板的安装尺寸图等。2、压铸合金压铸件所采用的合金主要是有色合金，至于黑色金属（钢、铁等）由于模具材料等问题，目前较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛，锌合金次之。下面简单介绍一下压铸有色金属的情况。（1）、压铸有色合金的分类受阻收缩混合收缩自由收缩 铅合金-----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔点合金锡合金锌合金--------0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 铝硅系--0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 压铸有色合金铝合金铝铜系 铝镁系---0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔点合金铝 锌系镁合金----------0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1%
压铸模具设计实例 前言： 本章将藉由几个例子，介绍压铸模具设计的程序，及设计时所应考虑的一些因素。经由实际的计算，读者可以知道一些设计参数的来源，最后每个例子都会有一套模具图供读者参考, 以便了解压铸模具的实际结构。 1铝合金气压缸盖模具设计实例 1.1.1 方案设计 1. 铸件基本数据体积=116cm3（由计算得知） 材质=ADC12 铸件投影面积=65m M 65mm= 4225mfri 图1.1铝合金气压缸盖铸品图 2. 模具设计参数 铝合金气压缸盖最薄处平均厚度为3mm根据前面章节所述充填时间范围在0.05?0.10秒之间（表2.2 ），在此取充填时间为0.06秒。 依据前面章节所述浇口速度范围在34m/sec?43m/sec （表2.5 ），在此取浇口速度为 36m/sec。 所需浇口面积Ag： —充填伯積〔含迤井1 ■ L 充填時間册口速度 A匚A■制
含溢流井) 0.06t&)x36(rfl/3ec) 依据前面章节所述浇口厚度范围1.5?2.5mm（表2.8 ）,因为在分模面浇口处铸件壁较厚，在此取浇口厚度为2.5mm浇口长度25mm 所需逃气道面积Av: A申N 丄* Ag ? 取加 =21 nun1 3. 射出条件计算 锁模力： 此铸件属于有气密性要求之耐压铸件，故铸造压力选定为800kg/cm2 （表2.1 ） 所需锁模力二铸造压力X铸造投影面积（包含铸件、料头、流道、溢流井等，约略估算相当于铸件投影面积的两倍） =800（kg/cm2）X 42.25（cm 2）X 2 =67600（kg） =76.6 吨 据此数据可选择锁模力适当的压铸机 考虑压铸锁模力安全系数，在此例中我们选择125吨冷室压铸机，使用直径50mn之柱塞头。压铸机柱塞头高速速度Vp： 无塡醴哨〔；「;;「」： P充塡時間X拄塞頭面積 =1J3 m/scc 4. 流道设计
压铸模具设计简介(doc 8页)
一、压铸简介压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。①金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15—100MPa。②金属液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的还可超过80米/秒，（通过内浇口导入型腔的线速度—内浇口速度），因此金属液的充型时间极短，约0.01—0.2秒（须视铸件的大小而不同）内即可填满型腔。压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件。1、压铸机（1） 压铸机的分类压铸机按压室的受热条件可分为热压室与冷压室两大类。而按压室和模具安放位置的不同，冷室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式的压铸机。热室压铸机立式冷室卧室 全立式（2）压铸机的主要参数a合型力（锁模力）（千牛）————————KN b压射力（千牛）—————————————KN c 动、定型板间的最大开距——————————mm d动、定型板间的最小开距——————————mm e动型板的行程———————————————mm f大杠内间距（水平×垂直）—————————mm g大杠直径—————————————————mm h顶出力——————————————————KN i顶出行程—————————————————mm j压射位置（中心、偏心）——————————mm k一次金属浇入量（Zn、Al、Cu）———————Kg l压室内径（Ф）——————————————mm m空循环周期————————————————s n铸件在分型面上的各种比压条件下的投影面积注：还应有动型板、定型板的安装尺寸图等。2、压铸合金压铸件所采用的合金主要是有色合金，至于黑色金属（钢、铁等）由于模具材料等问题，目前较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛，锌合金次之。下面简单介绍一下压铸有色金属的情况。（1）、压铸有色合金的分类受阻收缩混合收缩自由收缩 铅合金-----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔点合金锡合金锌合金--------0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8%
压铸模具设计基本流程
一、模具设计之前 二、模具设计之中 三、模具设计审核 及图纸输出
客户资料审查 制品样板 3D产品设 计 结 果 回 馈 客 户 客 户 承 认 模 具 设 计 与 开 发 计 划 的 制 订 ﹑ 设 计 参 数 的 审 核 与 分 析 制 品 参 数 评 审 a﹑制品用在何处(外观要求)﹔怎样使用(力学性能要求)﹖ b﹑成型锌(铝）合金的收缩率多少﹖ 制品CAD 图面 3D产品设 计 c﹑制品是否要同其它零件进行配合(公差要求)﹖ d﹑制品结构脱模角分别是多少﹖ 制品3D档案3D审查 e﹑浇口位置﹑流线﹑结合线﹑顶出痕要求﹖ f﹑制品外观面有无特殊要求﹕喷砂﹑电镀...﹖ 制品3D档 与样板 图样比对 模 具 参 数 评 审 a﹑客户指定制品成型的材料特性如何﹖ b﹑预期将模具寿命多少件制品﹖ 制品CAD档 与样板 图样比对 c﹑预期的出模周期多长﹖ d﹑需要何种类型的流道及排气系统﹕单流道﹑多流道，渣 包排气、大排气，真空排气。 制品3D档 与CAD档 图图比对 e﹑模腔的布局﹖天地方向的选择﹖ f﹑制品出模方式的选择﹕手动拿出或自动落下﹔机械顶出 ﹑液压顶出 设计 规划设计日程的确定﹔该项目设计师指定﹑技术负责人指定 《模具设计之前》
模具结构设计1﹑制品能否从模腔中拉出﹖能否从模 芯上脱下﹖ 首先确定出模方向﹕首先根据制品Boss﹑倒勾等结构确定出模方向﹐若 无法正常成型和脱模则考虑设计内(外)滑块侧面抽芯。 2﹑确定分型面 以模具制造加工条件的要求为根据﹐满足制品外形要求来确定模具分型 面位置﹐便利简化磨削﹑铣削﹑CNC加工 3﹑设计合理的浇口位置﹑浇口形状以 及浇口数目 根据制品大小﹑流动性能﹑可能出现的料流结合线﹑模塑周期的长短﹔ 借用AnyCasting模流分析软件(公司尚未安装)等工具来确定浇口位置/大 小/型式(直胶口、内八字、外八字、反水口…)/数目。浇口的设计决定料 流结合线﹐而结合线的汇集将使内应力集中﹐这对于制品将是一个致命 的破坏因素 4﹑制品模穴排气渣包布局合理吗﹖ 针对制品模穴排气渣包问题﹐必须要排布在模穴的料流结合线处及料流 最易包气位置 5﹑镶件和成孔销的设计 针对一些精巧细小的部件采取模仁镶件的方法﹐如成形深而小的孔位﹔ 模仁成型面在工作过程中容易磨损破坏的结构﹔在分型面下方深处无法 加工或难以加工的结构. 6﹑排气结构设计 针对制品一些尖锐薄的位置﹐在压铸过程因排气不良而容易形成真空以 致压射压力损失大且粘料难以充饱产生射出制品缺料现象﹐我们需在该 处设置渣包及排气槽﹑开设镶件孔或将顶针设置于该处 7﹑顶出机构设计跟据产品类型确定合适的顶出方法(脱模板﹑顶杆﹑直推块) 8﹑冷却水路、油路设计 我们根据预期模塑量﹑模塑周期来确定冷却水路的有或没有﹕ a:对于较低模塑量的样件模﹐可以不设冷却水路﹔ b:对预期模塑量上万的模具我们精确的设计合理高效的冷却条件﹐避免 出现冷却不均匀甚至有些地方无法被冷却的现象。注意前后模水路要相 互配合﹑不能重垒平行﹐防止制品冷却不均匀，
真空压铸模具设计方案探讨 厦门理工学院(Xiamen University of Technology) 副教授葛晓宏 (Ge Xiaohong) 瑞士方达瑞（Fondarex SA）驻亚洲技术销售经理秦耘（Qin Yun） 瑞士方达瑞真空应用技术经理阎?爱米尼哥（Jan Emmenegger） 摘要：在当今的工业产品中，越来越多的有色金属零件采用了压铸工艺，使得压铸工业呈现出更加广阔的发展前途；同时产品结构更复杂，成品率也要求更高，这无疑对传统的压铸工艺提出了更为严峻的挑战。其中，影响铸件的机械性能，表面质量和气密性等最重要的因素——与气孔有关的缺陷，是最难解决的。 采用真空压铸工艺后，问题转化为压铸模具浇道及排气方案的设计。结合生产示例，探讨交流真空压铸模具设计过程及关键点。 关键词：真空压铸，模具，排气方案，实例验证 引言 与砂型和重力铸造相比，传统压铸件的微观结构不尽人意，主要原因是高速金属流在浇口处的喷射，要比金属缓慢喂入砂型或金属模腔更容易接触型腔内的空气和烟气。真空压铸工艺的重点是尽量减少这种气液接触，因此将型腔内气体有效的排出是真空压铸模具设计的关键。 对于压铸模具，传统排气设计与真空排气设计并无本质区别。只是排气的方式上前者为被动排气，利用金属流动将气体排出，即所谓的正压压射；后者为主动排气，即由采用真空装置，随压射的进行将型腔内的气体抽出，也称为负压压射。就排气效果而言，相差甚远，正确的真空排气应用将会极大降低型腔内的气体含量，从而有效地提高产品的质量。本文将就真空模具方案设计所涉及的一些内容展开讨论，重点是排气方案设计。 1 真空压铸模具设计基础 了解和掌握产品和铸件方面的知识越多，真空模具设计方案越准确。首先要进行的是模具型腔布置，包括确定分型面、模穴数量和布置方式；其次要考虑的是可能的充型位置和方向等。其中最重要是浇口设计。为了确定正确的浇口面积，以下因素必须要先行考虑： - 铸件大小 - 几何形状，包括壁厚，流动路径，最后充型点，排气点等等 - 优化的模具温度 - 去边操作可行性 - 铸件质量要求，包括整体性和局部性的安全性，气密性，表面处理和机加要求等 - 充型时间 - 浇口速度 其中铸件净重，充型时间，浇口速度是模具设计的最基本计算数据。锌和铝铸件的充型时间请分别参考表一及表二。
这是一个摩托产品盖，其外形为442X170X112。1出1，下面来谈谈模芯布局。 首先我们得先确定进料位置，此产品后面和尾部都需做滑块。开流道时先考虑下滑块位置，能避开尽量避开。故而流道选者无滑块正面进，如上图所示。 确定好方向后，以大圆心为基准定点。我将进料深度分为3段。主流道进口62宽，20深。中间段支流道30宽，17深。分叉小段15宽，14深在加斜度，皆与此产品较大内浇进料口 深2。 如何计算进料道的长度，我设计的理论将其设3段，以左边黄尺寸为例。 假设小叉支流道斜度长为15—20，延长与转者处设15—20。支流道宽30在略斜35左右，然后底下R角转折。R20+延长，总长25—30。这样算下流道长度从产品到模芯边距离为 100左右。
渣包尺寸为30宽以上，长40以上，距离足够的话。深度13—15，出模度数8—10度，底下R3—5过度。 假设渣包宽35，进料边口为5，预设渣包后留25。那么产品到模芯边为60余量。如有滑块得根据抽出距离另行计算或者加宽余量边，祥见以下图所示。 对于有滑块面的余量放置，假设模内抽芯距离为70，那么后面的距离为70+余量，使之滑块滑出绝
对距离后始终在模芯内，余量15—20最起码。另外边也同样的道理，这样我们可以计算出模芯的大小，然后去小归整。 设计好大小后，然后来设计模芯的厚度。厚度的设计准则以模芯最低出开始算余量50以上。 因为底下通10水管，水管位置离产品模芯底面下来20—25距离，底下留余量为25—30，然后以分型面为定点基准，凑整数。
绿色为水管，红色，蓝色为点冷却。一般模芯不是很厚的，如果中间没有孔位，可以直通，或环绕试。如果无法通水管，那就采取点冷却。一般在型腔的镶快出，凸起出，热聚处。其深度离腔体最深出低20—30左右。
散热器模具设计到试模整个流程分析 看到网上一个求助信息,故做了个类似产品的分析. 散热器(￠140X68)产品理论单重：300克（铝合金压铸铝密度一般取2.65） 依据客户要求：一出一 1.顶点分析: 首先一拿到这个产品给我们第一感觉就是筋比较多,并且前后模都有粘模的可能性.那我们就要分析哪方更适合做后模,顶点认为筋多的一方更容易粘模,碰穿位少压铸问题不大。再次我们去分析产品后模的小牙孔M3深8,由于太深我方建议一定只能做定位点后加工,客户考虑到人工贵后模必需将孔做出,最后按照客户的意思先做出来看下效果。 最后我们分析到此产品散热片都是尖角,很容易粘模，且三牙孔位做了镶针，此产品下顶针的位置就剩下内外的平面上，而包紧力主要是在异形的散热片上，顶针光下在内外平面上根本没用，散热片小端1.8若下扁顶针，一是受力不大，二是容易断掉，顶点想到了在散执片上加圆柱,最后客户确认了加了圆角、脱模斜度、圆柱的如下方案:
2.简易模具排位: 分析些产品一出一,重量为300克,带流道渣包大概为600克左右.通过计算得出冲头应为￠ 50. 我方建议模芯用上五H13电渣,普架为订普通模架.依据客户提供的成本控制得到如下简易
排位: 简易排位过程中,我们当然必需考虑模具的几处另类地方: 首先分析此产品的形状，流道应放在前模,若如普通一样放在后模,则需反冲压力损失过大,前模则是顺冲低压快速填充产品. 再次分析此模具的镶针及镶件,前模中间圆和三镶针太近,只能选择镶三镶针,后模中间圆和五镶针也是很近,但两者又必需都镶才好加工及粘模后好处理.那我们又不能按常理出牌了,顶点思维是将镶针镶通,镶件不镶通做反台阶,保证了整个模具的强度. 3.客户确认简易排位及订料 顶点与客户达成模具结构及尺寸的大体共识,马上要求客户订模芯及模架材料. 在订料的过程中顶点有比较充足的时候设计出整套模具. 4.模具设计的3D分模 顶点依据排位,快速的将模具三维分出.达到如下图片效果:
湘潭大学 毕业设计说明书 题目：压铸件模具设计 学院：机械工程学院 专业：材料成型及控制工程 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期： 2015.3.16 目录 一.设计前准备工作 (1) 1.压铸工艺分析： (1) 2.零件初步分析 (1) 3.初步确定设计方案： (1) 二.压铸件工艺分析 (2) 1.压铸合金工艺分析： (2) 2.压铸件工艺分析： (2) 3.分型面的选择： (2) 三.浇注系统和排溢系统的设计 (3) 1.浇注系统的设计： (3) 2.溢流排气系统的设计： (3) 四.压铸机的选择 (4) 1.压铸机的种类和特点 (4) 2.选定压射比压 (5)
3.确定型腔数目及布置形式 (5) 4.确定模具分型面上铸件的总投影面积 (5) 5.计算锁模力： (6) 五.压铸模的结构设计 (7) 1. 成型零件设计 (7) 2. 结构零件设计 (9) 3、各零件采用材料要求 (14) 4、螺钉选用 (15) 六、压铸模的整体结构 (15) 1、压铸模的技术要求 (15) 2、压铸模外形和安装部位的技术要求 (16) 七、校核模具与压铸机的有关尺寸 (17) 1、锁模力的校核 (17) 2、铸件最大投影面积校核 (17) 3、压室容量校核 (17) 4、模具厚度的校核 (17) 5、开模行程的校核 (17) 八、参考文献： (18)
一.设计前准备工作 1.压铸工艺分析： 压力铸造是将液态或半液态的金属，在高压作用下，以高的速度填充压铸模的型腔，并在压力作用下快速凝固而获得铸件的一种方法。高压力和高速度是压铸时熔融合金充填成型过程的两大特点，也是压铸与其它铸造方法最根本的区别所在。压铸件尺寸精度和表面粗糙度较好，铸件轮廓清晰，有致密的表层，比内层有更好的机械性能，内部存在气孔和缩孔缺陷。 2.零件初步分析 零件为对称圆筒型零件，截面为工字形，中心开有一小孔。壁厚为5mm，属于薄壁零件。型腔深度约为97.5mm，属于深腔。 零件图如下所示： 图1-1 零件图 3.初步确定设计方案： 1)压铸合金 此铸件的材料为YZCuZn40Pb：此材料属于铅黄铜合金，具有加工性能较好，成本较低等优点，多用于化工、造船的零件和耐磨的零件。 2)铸件的精度设计为CT8级，采用压力铸造的方法能达到此精度。 3)确定压铸工艺及模具制造能力。 4)确定压铸模结构（包括分型面，型腔数目，浇注系统，成型零件的尺寸设计， 结构零件的尺寸设计，以及采用型芯、型腔镶块节约贵重金属）。
压铸模具材料与结构设计 压铸模具材料与结构设计目录 1 压铸模具的结构 压铸模具一般的结构如图 1. 导柱 2.固定外模 （母模） 3 分流子镶套 4.分流子 5 固定内模 8 滑块 9.可动内模 10. 可动外模 （公模 ） 11.模脚 12.顶出板 13.顶出销承板 15.导套 2．压铸模具结构设计应注意事项 （1）模具应有足够的刚性，在承受压铸机锁模力的情况下不会变形。 （ 2）模具不宜过于笨重，以方便装卸 修理和搬运，并减轻压铸机负荷。 （3）模穴的压力中心应尽可能接近压铸机合模力的中心，以防压铸机受力不均，造成锁模 不密，铸件产生毛 7 滑块挡片 14.回位销 6 角销
边。 （4）模具的外形要考虑到与压铸机的规格的配合： （a）模具的长度不要与系杆干涉。 （b）模具的总厚度不要太厚或太薄，超出压铸机可夹持的范围。 （c）注意与料管（冷室机）或喷嘴（热室机）之配合。 （d）当使用拉回杆拉回顶出出机构时，注意拉回杆之尺寸与位置之配合。 （5）为便于模具的搬运和装配，在固定模和可动模上方及两侧应钻螺孔，以便可旋入环首螺栓。 3 内模（母模模仁） （1）内模壁厚内模壁厚基本上不必计算其强度，起壁厚大小决定于是否可容纳冷却水管通过，安排溢流井，及是否有足够的深度可攻螺纹，以便将内模固定于外模。由于冷却水管一般直径约10mm，距离模穴约 25mm ，因此内模壁厚至少要50mm 。内模壁厚的参考值如下表。 （2）内模与外模的配合 内模的高度应该比外模高出0.05-0.1mm ，以便模面可确实密合，并使空气可顺利排出。其与外模的配合精度可用H8 配h7，如下图所示。
压铸模具设计 铝合金铝硅系610-650C 640-680C 600-620C 610-650C 铝铜系630-660C 660-700C 600-640C 630-660C 铝镁系640-680C 660-700C 640-670C 650-690C 铝锌系590-620C 620-660C 580-620C 600-650C 锌合金420-440C 430-450C 400-420C 420-440C 镁合金640-680C 660-700C 640-670C 650-690C 铜合金一般黄铜910-930C 940-980C 900-930C 900-950C 硅黄铜900-920C 930-970C 910-940C 910-940C 注注：①浇铸温度一样以保温炉的金属液的温度来计量。②锌合金的浇铸温度不能超过450C,以免晶粒粗大。 二、压铸模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，模具设计实质上确实是对压铸生产中可能显现的各种因素估量的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的咨询题少，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差不多相同，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专门光，因型腔较深，仍显现粘在定模上的现象。因此在模具设计时，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，把握在不同情形下的充填特性，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，金属液的充型时刻极短，金属液的比压和流速专门高，这对压铸模来讲工作条件极其恶劣，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专门大阻碍。模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造，在正常使用的条件下，结合良好的爱护保养下显现的自然损坏，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，模具失效要紧有三种形式：①热疲劳龟裂损坏失效；②碎裂失效；③
目录 第一章压铸合金与压铸件的设计 (4) 1.1 压铸合金 (4) 1.1.1 工件的材料性能 (4) 1.1.2工件注意事项 (5) 1.2 压铸件的设计 (5) 1.2.1 铸孔的设计 (5) 1.2.2 脱模斜度的设计 (6) 1.2.3 齿轮的设计 (7) 第二章压铸机的选用与压铸工艺 (7) 2.1 压铸机的分类和特点 (8) 2.1.1 压铸机的分类 (8) 2.1.2 压铸机的特点 (8) 2.2 压铸机的型号及主要参数 (8) 2.3 压铸机的选用 (9) 2.3.1 压铸机的基本参数选择 (9) 2.3.2 计算压铸机的锁模力 (9) 2.3.3 压室容量的校核 (12) 2.4 压铸工艺 (13) 2.4.1 压射压力的选择 (14) 2.4.2 充填速度的选择 (14) 2.4.3 压铸时间的选择 (15) 第三章分型面、浇注系统和排溢系统设计 (17) 3.1 压铸模的结构组成 (17)
3.2 分型面的设计 (19) 3.2.1 分型面的类型 (19) 3.2.2 分型面的选择原则 (19) 3.2.3 浇注系统设计 (20) 3.2.4 溢流与排气系统的设计 (22) 第四章成型零件与模架设计 (24) 4.1成型零件的结构设计 (24) 4.2 成型零件的成型尺寸的计算 (25) 4.3 模架的设计 (27) 4.4 加热与冷却系统设计（该模具不采用加热冷却系统，略） (28) 第五章抽芯结构设计 (28) 参考文献 (30) 附录（翻译） (32) 摘要 随着我国与国际接轨脚步的不断加快，市场竞争的日益加剧，，人们开始越来越认识到产品食量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。 压力铸造简称金属压铸。它是通过将熔融的液态金属注入压铸机的压室，运用压射冲头的运动，是液态金属在高压力的作用的，高速通过模具的浇注系统填充型腔，在压力下结晶并迅速冷却凝固形成铸件的一种高效率的少、无切削金属
压铸模具设计复习题 一、名词解释 1、压力铸造：压力铸造是将熔融状态或者半熔融状态的金属浇入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模（压铸型）的型腔内，并在高压下使熔融或者半熔融的金属冷却凝固成形而获得铸件的高效益、高效率的精密铸造方法。 2、压射压力：压射压力Fy是压射机构（压射缸内压射活塞）推动压室冲头运动的力，即压射冲头作用于压室中金属液面上的力。 3、压射速度：即压室内压射冲头推动金属液的移动速度（又称冲头速度） 4、内浇口速度：是指金属液通过内浇口时的线速度（又称充填速度） 5、合金浇注温度：是指金属液从压室进入型腔的平均温度，因测量不便，通常以保温炉内的温度表示。一般高于合金液相线20～30℃ 6、模具的工作温度：模具的工作温度是连续工作时模具需要保持的温度。 7、充填时间：金属液自开始进入模具型腔直至充满型腔所需的时间称为充填时间。 8、增压建压时间：是指金属液在充模的增压阶段，从充满型腔的瞬时开始，至达到预定增压压力所需的时间，也就是比压由压射比压上升到增压比压所需的时间。 9、压室充满度：浇入压室的金属液量占压室容量的百分数称压室充满度。 10、压铸机的压射机构：是将金属液推送进模具型腔填充成型为压铸件的机构。 二、填空题（每空1分，共计20分） 1、金属液充填理论主要有：喷射充填理论、全壁厚充填理论、三阶段充填理论 2、压铸按压铸机分类：热室压铸、冷室压铸 3、液态金属成型新技术有：真空密封造型、气压铸造、冷冻造型 4、压铸用低熔点类合金主要有：锌、锡、铅。 5、压铸生产中，要获得表面光滑及轮廓清晰的压铸件，下列因素起重要作用：（1） 压射速度（冲头速度）；（2）压射比压；（3）充填速度（内浇口速度）。 6、压铸铁合金种类：压铸灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、低碳钢、不锈钢、合金钢和 工具钢等。 7、铸造方法有砂型铸造、特种铸造。压铸工艺属于特种铸造工艺范畴。 8、常见压铸的分类方法：按压铸材料分类、按压铸机分类、按合金状态分类 9、压铸按压铸材料分类：单金属压铸、合金压铸 10、压铸用高熔点类合金主要有：铝、镁、铜。 11、压铸合金、压铸模和压铸机是压铸生产的三大要素。 12、压铸新技术有真空压铸、加氧压铸和定向抽气加氧压铸、精速密压铸、半固态 压铸、挤压压铸、铁合金压铸。 三、判断题（每小题1分，共计10分） 1、全壁厚充填理论所提出的充填形态是最理想的。 2、充填过程主要有以下3种现象：（1）压入（2）金属液流动（3）冷却凝固。 3、压力铸造属于特种铸造中金属型（即压铸模）在压力机上进行生产的一种精密铸造，其最终产品为压铸件。 4、铁合金又称黑色金属，压铸应用较多。（×） 5、压射力不是反映压铸机功率大小的一个主要参数。（×） 6、压铸过程中，初始阶段压射比压通过金属液传给压铸模，此时的胀模力最大。（×） 7、低速压射时的压射速度的选择，根据浇到压室内金属液的多少而定。 8、内浇口速度是与压射比压密切相关的一个重要工艺参数。 9、充填模具型腔时金属液流动的状态与充填速度无关（×） 10、采用三级压射速度的定点压射是改善充填形态的有效方法。 11、为使模具温度控制在一定的范围内，应采取冷却措施，使模具保持热平衡。
压铸件结构设计 压铸件结构设计是压铸工作的第一步。设计的合理性和工艺适应性将会影响到后续工作的顺利进行，如分型面选择、内浇口开设、推出机构布置、模具结构及制造难易、合金凝固收缩规律、铸件精度保证、缺陷的种类等，都会以压铸件本身工艺性的优劣为前提。 1、压铸件零件设计的注意事项 ⑴、压铸件的设计涉及四个方面的内容： a、即压力铸造对零件形状结构的要求； b、压铸件的工艺性能； c、压铸件的尺寸精度及表面要求； d、压铸件分型面的确定； 压铸件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分，设计时必须考虑以下问题：模具分型面的选择、浇口的开设、顶杆位置的选择、铸件的收缩、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺陷的防范、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面； ⑵、压铸件的设计原则是： a、正确选择压铸件的材料； b、合理确定压铸件的尺寸精度； c、尽量使壁厚分布均匀； d、各转角处增加工艺园角，避免尖角。 ⑶、压铸件分类 按使用要求可分为两大类，一类承受较大载荷的零件或有较高相对运动速度的零件，检查的项目有尺寸、表面质量、化学成分、力学性能（抗拉强度、伸长率、硬度）；另一类为其它零件，检查的项目有尺寸、表面质量及化学成分。 在设计压铸件时，还应该注意零件应满足压铸的工艺要求。压铸的工艺性从分型面的位置、顶面推杆的位置、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面考虑。合理确定压铸面的分型面，不但能简化压铸型的结构，还能保证铸件的质量。 ⑷、压铸件结构的工艺性： 1)尽量消除铸件内部侧凹，使模具结构简单。 2)尽量使铸件壁厚均匀，可利用筋减少壁厚，减少铸件气孔、缩孔、变形等缺陷。 3)尽量消除铸件上深孔、深腔。因为细小型芯易弯曲、折断，深腔处充填和排气不良。 4)设计的铸件要便于脱模、抽芯。 5）肉厚的均一性是必要的。 6）避免尖角。 7）注意拔模角度。 8）注意产品之公差标注。 9）太厚太薄皆不宜。 10）避免死角倒角(能少则少)。 11）考虑后加工的难易度。 12）尽量减少产品内空洞。 13）避免有半岛式的局部太弱的形状。 14）太长的成形孔，或太长的成形柱皆不宜。 2、压铸件零件设计 ⑴、压铸件的形状结构 a、消除内部侧凹； b、避免或减少抽芯部位； c、避免型芯交叉；合理的压铸件结构不仅能简化压铸型的结构，降低制造成本，同时也改善铸件质量。 ⑵、壁厚 压铸件的壁厚对铸件质量有很大的影响。以铝合金为例，薄壁比厚壁具有更高的强度和良好的致密性。因此，在保证铸件有足够的强度和刚性的条件下，应尽可能减少其壁厚，并保持壁厚均匀一致。
精心整理压铸模具材料与结构设计 压铸模具材料与结构设计目录 1压铸模具的结构 压铸模具一般的结构如图 1.导柱 2.固定外模(母模)3分流子镶套4.分流子5固定内模6角销7滑块挡片 8滑块9.可动内模10.可动外模(公模)11.模脚12.顶出板13.顶出销承板14.回位销 15.导套 （2）内模与外模的配合 内模的高度应该比外模高出0.05-0.1mm，以便模面可确实密合，并使空气可顺利排出。其与外模的配合精度可用H8配h7，如下图所示。 （3）内模与分流子的配合 分流子的功用是将熔汤由压铸机导至模穴内，因此其高度视固定模的厚度而定。分流子的底部与内模相接，使流道不会接触外模，如下图，内模与分流子的配合可用H7配h6。 4外模 （1）固定外模 固定外模一般不计算强度，但设计时要注意留出锁固定压板或模器的空间。 （2）可动外模
可动外模的底部厚度可用下面的公式计算： 其中： h：外模底部之厚度（mm） p：铸造压力（kg/cm2） L：模脚之间距（mm） a：成品之长度（mm） b：成品之宽度（mm） B：外模之宽度（mm） E：钢的杨氏模数=2.1×106kg/cm2 d：外模在开模方向的最大变形量（mm），一般取d≤0.05mm. 例： 2mm）,最 5.模脚 （1 其中：d: W: H+后 E a: b: 例： a=560(mm) b=60(mm) 此时变形量=（157500×130）/（2.1×104×560×80）=0.021（mm）﹤0.05 当模脚的高度H愈大时其变形量愈大。因此高度愈小愈好，只要足够顶出就行了。对于较大的模具，通常在两只模脚中间会再加上支柱补强。 （2）固定模脚用螺栓 模脚要用螺栓固定于可动外模上，所使用的螺栓大小及数量，可参考下表。 锁模脚螺栓建议值