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
SFKZN(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㎜263MPa
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。