压铸模的设计

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2013届本科毕业设计(论文)

压铸模设计说明书

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20**年01月02日2013届本科毕业设计(论文)

一、零件图

如图1-1所示制件为电机端盖,材料为锌合金,属大批量生产。

图1-1

一、该压铸件的材料分析和工艺性分析

1. 材料分析

该产品的成型材料是锌合金,该材料密度大,铸造性能好,可压铸复杂的零件,压铸时不粘模,压铸件表面易镀Cr、Ni等金属,机械切削性能好,但易老化,抗腐蚀性能不高。

2. 工艺性分析

1)锌合金压铸,其锌不容易就粘在模具表面上。

2)该压铸件壁厚比较均匀,各个孔小且浅,工艺性好。

3)为了方便加工与成型及脱模,型腔、型芯均采用组合式结构。

4)该压铸件是一般精度等级。为降低设计难度和设计周期,应采一模一腔,且需要对压铸件去除浇口废料。

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二、拟定的成型工艺

1.成型方法

该压铸件采用冲头下压式全立式压铸机压铸。

2.各工艺参数

1)经查教材(压铸成型工艺与模具设计)第32页表3.2可知压射比压为30Mpa

2)经查教材第33页表3.4可知压射冲头空行程压射速度为0.3~0.5m/s

3)经查教材第34页表3.5可知充填速度为15 m/s

4)经查教材第36页表3.7可知持压时间3~4s

5)经查教材第36页表3.8可知留模时间推荐值为7~12s

6)经查教材第37页表3.9可知浇注温度为410~540C。

7)经查教材第38页表3.10可知模具预热温度130~180C。和工作温度180~200C。

3. 确定型腔数目

1)为降低设计难度和设计周期,应采单型腔,且需要对压铸件去除浇口废料。

2)计算压铸的体积和重量

通过三维制图PRO/E软件测量得:

单件压铸件投影面积 S=14257㎜2;体积V=153645㎜3

查有关资料可知Al的密度为6.8g/cm3 则压铸件重量m=1044.8g

三、初选压铸机

1.压铸机的锁模力

模具型腔胀型力中心与压铸机压力中心重合时压铸机锁模力

SFKZN(F+F)

式中 SF—压铸机锁模力,N;

ZF—作用于模具型腔且垂直与分型面方向的胀型力,N;

NF—作用于滑快楔紧块面上的法向压力,N;

K—安全系数(一般取K=1~1.3)

型腔胀型力

ZF=P(123A+A+A)

式中 P—最终的压射比压,Pa;

1A—铸件在分型面上的投影面积,㎡;

2A—浇注系统在分型面上的投影面积与压铸件投影面积不重叠部分,㎡;

3A—溢流槽在分型面上的投影面积,㎡;

压铸机所容许的压射比压

20.785nFpD

式中 np—压铸机所容许的压射比压,Pa; 2013届本科毕业设计(论文)

F—压射力,N;

D—压室直径,m。

np=9500N÷(0.785×20.05)35MPa

ZF= 35MPa×18256㎜263MPa

SF=1.15×(63 MPa +0)=72.5 MPa

2.选压铸机

根据以上计算结果,经查教材第65页表4.1可选用热压室压铸机型号为

SHD—75相关技术参数如下表所示:

型号

规格 SHD—400 型号

规格 SHD—75

锁模力/KN 400 液压顶出器顶出力/KN 25

拉杆之间的内尺寸(水平×垂直)/㎜ 335×285 最大金属浇注量/Kg 0.75,0.9(Zn)

拉杆直径/㎜ 55 一次空循环时间/S 2.5

移动模板行程/㎜ 195 管路工作压力MPa 10

压铸模厚度/㎜ 130~340 坩有效容量/Kg 70

压射位置/㎜ 0~50 喷嘴加热功率/KW 4

压射力/KN 42 外型尺寸(长㎜×宽㎜×高㎜) 3200X1300X1700

四、浇注系统和排溢系统的设计

1.浇注系统设计

1)确定浇口形式及位置。为了提高成型效率,设计与制造简单,采用应用最为普遍的侧浇口。它开设在压铸件最大轮廓处。

2)浇口直径可以根据经验公式计算

1234gmmmAkkkk

式中 gA—浇口横截面积,㎡;

m—压铸件及溢流槽内金属的总质量,㎏;

—液态金属密度,㎏/3m;

m—额定充填速度,常取15m/s;

m—额定充填时间,常取0.06s; 2013届本科毕业设计(论文)

1234kkkk、、、分别代表各种修正系数;

0.1431.2520.912.40.03442gA=182mm

3)直浇道设计

分流锥的圆角半径通常取4~5㎜,直浇道锥通常取04~012,分流锥,通常取04~06。

2. 排溢系统的设计

1)溢流槽设计

溢流槽应开设在金属最先冲击的部位,排除金属液流前头的气体和冷污金属液,稳定流动状态,减少涡流;溢流槽应开设在两股金属液流会合的地方,清除集中于

该处的气体、冷污金属液和涂料残渣。如图所示

2)排气槽设计

对于小型模具,可利用分型面间隙排气,但分型面须位于容体流动末端。由于本制品尺寸不大,

利用分型面和推杆的配合间隙排气即可。

五、压铸模零部件设计

1.分型面的选择

该塑件的结构如图1—1所示,根据其特点和表面质量

要求,应采用曲面分型面。分型面设在零件大端面下一面。

2.成型零部件的结构设计 2013届本科毕业设计(论文)

为了方便加工与成型及脱模,型腔、型芯均采用组合式结构

3.成型零部件工作尺寸计算

1)型腔的径向和深度尺寸

00[0.7]ZZmZLL()(1+k)

00[0.7]ZZmZHH()(1+k)

式中 mL—模具型腔的径向尺寸;

ZL—压铸件外部形状的径向尺寸;

mH—模具型腔的深度尺寸;

ZH—压铸件外部形状的高度尺寸;

k—压铸件平均收缩率;

—压铸件尺寸偏差;

Z—模具的制造偏差。

2)型芯的径向尺寸和高度尺寸

00[0.7]ZZmZ(l)(1+k)L

00[0.7]ZZmZ(h)(1+k)h

式中 ml—模具型芯的径向尺寸

Zl—压铸件内部形状的径向尺寸

mh—模具型芯的高度尺寸

Zh—压铸件内部形状的深度尺寸

3)中心距尺寸

[]22ZZmZ(C)(1+k)C

式中 mC—模具上型腔或型芯的中心距尺寸;

ZC—压铸件凸台或凹槽的中心距尺寸

各工作部位尺寸计算结果见零件图纸

通常,制品中1mm和小于1mm并带有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并带有大于0.1mm公差的部位不需要进行收缩率计算。

4.结构零部件的设计 2013届本科毕业设计(论文)

1)动、定模板一般受拉伸、弯曲、压缩三种变形力,变形后会影响型腔的尺寸精度。因此,在考虑各板的尺寸时,应考虑模具结构与压铸工艺。

动、定模板边框厚度经查教材第121页的经验数据推荐值表6.4

2)合模导向机构设计

1.为了使导柱能顺利地进入导套,导柱端部应做成锥形或半球形,导套的前端也应倒角。

2.导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤,而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件,因此可根据需要而决定装配方式。

3.一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8,导柱和导套固定部分配合按H7/k6,导套外径的配合按H7/k6。

4.除了动模、定模之间设导柱、导套外,一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套,以保证推出机构的正常运动。

5.导柱的直径应根据模具大小而定,可参考标准模架数据选取。

一次分型导向机构设计:导柱固定在固定模板上,与固定模板为H7/m6的过渡配合。导柱直径参考标准,取D=12mm,导柱头部做成半圆形。导柱长度与主流导长度点浇口长度以及塑件长度等有关。

Lg= L型芯固板+20=36+20=56mm

六、推出机构设计

1.脱模力的确定

脱模力的估算: tFKpA

式中 tF—压铸件脱模所需的脱模力,N;

P—挤压力,铝合金一般取(10~12)×610

A—压铸件的包紧型芯的侧面积,㎡;

K—安全系数,一般取1.2左右

tF=1.2×(11×610)×1200

2. 脱模机构设计

压铸成型每一循环中,压铸必须准确无误的从模具的凹模中或型芯上脱出,完成模具脱模。脱模机构设计应遵循下述原则:

1) 压铸件滞留于动模边,以便借助于开模力驱动脱模装置,完成脱模动作,致使模具结构简单。

2) 推杆设置不能影响模具的强度。防止压铸件结构变形或损坏,正确分析压铸件对模腔的粘附力的大小及所部位,有针对性的选择合适的脱模装置,使推出重心与脱模阻力中心相重合。