【文章內(nèi)容簡介】 模座板上，是金屬液開始進入壓鑄模型腔的部分，也是壓鑄模型腔的所在部分之一。定模上有直澆道直接與壓鑄機的噴嘴或壓室連接。動模固定在壓鑄機的動模座板上，隨動模座板向左、向右移 動與定模分開和合攏，一般抽芯和鑄件頂出機構(gòu)設(shè)于其內(nèi)。 壓鑄模具的基本結(jié)構(gòu)及零件，它通常包括以下六個部分。 （ 1）成型零件部分。在合模后，由動模鑲塊和型腔鑲塊形成一個構(gòu)成壓鑄件形狀的空腔，通常稱為成型鑲塊。構(gòu)成成型部分的零件即為成型零件。成型零件包括固定的和活動的鑲塊與型芯，如圖中的鑲塊、主型芯、小型芯以及側(cè)型芯等。有時成型零件還構(gòu)成澆注系統(tǒng)的一部分，如內(nèi)澆口、橫澆道、溢流口和排氣道等。 （ 2）澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是熔融金屬由壓鑄機壓室進入壓鑄模成型空腔的通道，如圖中澆口套、澆道鑲塊以及橫澆道、內(nèi)澆口、排溢系統(tǒng) 等。 由于成型零件和澆注系統(tǒng)的零件均與高溫的金屬液直接接觸，所以它們應(yīng)選用經(jīng)過熱處理的耐熱鋼制造。 （ 3）模體結(jié)構(gòu)。各種模板、座架等構(gòu)架零件按一定程序和位置加以組合和固定，將模具的各個結(jié)構(gòu)件組成一個模具整體，并能夠安裝到壓鑄機上，如圖中的墊塊、支撐板、動模壓板、定模套板、定模座板和動模座板等。 導(dǎo)柱和導(dǎo)套是導(dǎo)向零件，又被稱為導(dǎo)準(zhǔn)零件。它們的作用是引導(dǎo)動模板與定模板在開模和合模時能沿導(dǎo)滑方向移動，并準(zhǔn)確定位。 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 11 （ 4）頂出和復(fù)位機構(gòu)。將壓鑄件或澆注余料從模具上脫出的機構(gòu)，包括推出零件和復(fù)位零件，如圖中的推桿、推 桿固定板和推板。同時，為使頂出機構(gòu)在移動時平穩(wěn)可靠，往往還設(shè)置自身的導(dǎo)向零件推板導(dǎo)柱和推板導(dǎo)套。為便于清理雜物或防止雜物影響推板的正確復(fù)位，還在推板底部設(shè)置限位釘。 （ 5） 側(cè)抽芯機構(gòu)。當(dāng)壓鑄件側(cè)面有側(cè)凹或側(cè)凸結(jié)構(gòu)時，則需要設(shè)置側(cè)抽芯機構(gòu)，如圖中斜滑塊、側(cè)型芯、斜滑塊限位釘、彈頂銷、彈簧等。 （ 6）其它。除以上各結(jié)構(gòu)單元外，模具內(nèi)還有其它用于固定各相關(guān)零件的內(nèi)六角螺栓以及銷釘?shù)取? 模具總裝圖 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 12 3 成型零件及斜滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計 成型零件設(shè)計概述 成型零件是與高溫金屬液接觸的 零件，用于形成澆注系統(tǒng)和鑄件。成型零件由澆注系統(tǒng)成型零件和鑄件成型零件兩部分組成。 （ 1）澆注系統(tǒng)成型零件：澆道鑲塊、澆口套，用于形成澆注系統(tǒng)。 （ 2）鑄件成型零件：型芯、鑲塊、斜滑塊塊，用于形成鑄件。 成型零件的結(jié)構(gòu)形式主要可以分為整體式和組合式兩類。 1）整體式 結(jié) 構(gòu) 型腔和型芯都由整塊材料加工而成，即型腔或型芯直接在模板上加工成型。 2）整體組合式結(jié)構(gòu) 型腔和型芯由整塊材料制成，裝入模板的模套內(nèi)，再用臺肩或螺栓固定 。 3）局部組合式結(jié)構(gòu) 型腔和型芯由整塊材料制成，局部鑲有成型鑲塊的組合形式 。 4）完全 組合式結(jié)構(gòu) 由多個鑲拼件組合而成的成型空腔 。 成型零件直接接觸高溫、高壓、高速的液態(tài)金屬，受機械沖擊、磨損、熱疲勞和化學(xué)侵蝕的反復(fù)作用，熱應(yīng)力和熱疲勞導(dǎo)致的熱裂紋則是破壞失效的主要原因，所以對成形零件的尺寸精度的要求尺寸精度高 34 級，對粗糙度的要求比鑄件粗糙度高 2 級。 由于本文中采用斜滑塊抽芯系統(tǒng)，其也與液態(tài)金屬直接接觸，故放入本章介紹。 澆注系統(tǒng)成型零件設(shè)計 （ 1）澆口套的結(jié)構(gòu) 在澆口套中形成直澆道，常用澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖 31所示。 圖（ a）由于制造和裝卸比較方便，在中小型模具中應(yīng)用比較廣泛。 圖（ b）是利用臺肩將澆口套固定在兩模板之間，裝配牢固，但拆裝均不方便。 圖（ c）是將壓鑄模的安裝定位孔直接設(shè)置在澆口套上。 圖（ d）、（ e）型式用于中心進料圖 （ f）是導(dǎo)入式直澆道的結(jié)構(gòu)型式。 本課題選用圖（ f）的形式。 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 13 圖 31 澆口套結(jié)構(gòu)形式 （ 2）澆口套與壓室的連接方式 連接方式如圖 32 所示。 圖 32（ a）為平面對接：為了保證同軸度應(yīng)提高加工精度和裝配精度。 圖 32（ b）保證了它們的同軸度要求。 圖 32 澆口套與壓室連方式接 本課題采用（ b） 類連接 ,保證了它們的同軸度要求 。 （ 3）澆口套的尺寸與配合精度 配合精度： 1D 取 6h7H 、 2D 取 8e 、 D 取 8F 、 0D 取 7H 、 d 取 8e 。 （ 4）澆注系統(tǒng)成型零件的材料和硬度的要求 壓鑄模具的澆注系統(tǒng)成型零件直接與高溫、高壓、高速填充的液態(tài)金屬液接觸，在短時間內(nèi)溫度變化很大，壓鑄模的工作環(huán)境十分惡劣，因此對澆注系統(tǒng)成型零件材料的選擇應(yīng)慎重。底座鑄件模具設(shè)計按國家標(biāo)準(zhǔn)選 取的材料為 H13,熱處理要求為 48～ 52HRC。 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 14 鑄件成型零件設(shè)計 脫模斜度 （ 1）脫模斜度的選取標(biāo)準(zhǔn) 1）不留加工余量的壓鑄件。為了保證鑄件組裝時不受阻礙，型腔尺寸以大端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少；型芯尺寸以小端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大。 2）兩面均留有加工余量的鑄件。為保證有足夠的加工余量，型腔尺寸以小端為基準(zhǔn)，加上加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大；型芯尺寸以大端 為基準(zhǔn)，減去加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少。 3）單面留有加工余量的鑄件。型腔尺 寸以非加工面的大端為基準(zhǔn)，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)減少。型芯尺寸以非加工面的小端為基準(zhǔn)，減去斜度尺寸差及加工余量，另一端按脫模斜度相應(yīng)放大。 （ 2）脫模斜度的尺寸 配合面 外表面 最小 脫模斜度 α 取 ??150 ， 內(nèi)表面最小脫模斜度 β 取 ??300 。非配合 面外表面 最小脫模斜度 α 取 ??300 ， 內(nèi)表面最小脫模斜 度 β 取 1176。 。由于 基 座 內(nèi)腔深度 50mm，則脫模斜度可取 2176。 。 壓鑄件的加工余量 由于鑄件具有較為精確的尺寸和良好的鑄造表面，所以一般情況下，可以不進行機械加工。同時，由于壓鑄件內(nèi)部可能有氣孔，所以應(yīng)盡量避免再進行機械加工。但是，某些部位還是應(yīng)該進機械加工。如裝配表面、裝配孔、成型困難沒有鑄出的一些形狀，去除內(nèi)澆口、溢流口后的多余部分等。 斜滑塊機構(gòu)設(shè)計 側(cè)抽芯系統(tǒng)概述 當(dāng)鑄件上具有與推出方向不一致的側(cè)孔、側(cè)凹或側(cè)凸形狀時，在壓鑄成型后，此處的成型零件會阻礙壓鑄件的推出，必須設(shè) 置可以移動的側(cè)型芯。在鑄件推出前，先將型芯抽出，消除障礙后，再將壓鑄件推出，合模時，再將型芯回復(fù)到原來的成型位置。完成側(cè)抽芯的抽出和復(fù)位動作的機構(gòu)稱為側(cè)抽芯機構(gòu)。 側(cè)抽芯機構(gòu)有多種形式，但應(yīng)用較多的是斜銷機構(gòu)和斜滑塊機構(gòu)。斜銷機構(gòu)較復(fù)雜，但用途較廣；斜滑塊機構(gòu)簡單，僅用于側(cè)凹較淺的情況 [20]。 (1) 斜銷側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。圖 33是斜銷側(cè)抽芯的工作過程。斜銷側(cè)抽芯機構(gòu)主要用于側(cè)孔抽芯，分型面為垂直分型面。 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 15 (2) 斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)。如圖 37 所示， (a)為合模狀態(tài)， (b)開模， (c)抽出型芯。在定模板的推動下 ，斜滑塊復(fù)位。 本課題根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點選擇了斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)。 圖 33 斜銷側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)工作過程 斜滑塊的拼合形式 斜滑塊拼合形式如圖 34所示。 在圖 34 中， （ a）、（ b）、（ c） 是兩瓣式的拼合形式。 （ a） 是常用形式， （ b）可能產(chǎn)生溢料現(xiàn)象， （ c） 能解決溢料問題。 （ d）、（ e）、（ f） 為三瓣式或多瓣式的拼合形式。 由于本課題設(shè)計的 基 座鑄件比較 復(fù)雜 ，因此選用圖 39 中 （ e） 四 瓣式 的拼合形式，不但滿足要求而且設(shè)計比較簡單。 圖 34 斜滑塊拼合形式 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 16 斜滑塊的導(dǎo)滑形式 T形槽形式加工比較簡單，因此本課題選用 T形槽形式。 斜滑塊尺寸設(shè)計 （ 1）抽芯距離計算 根據(jù)公式： 斜滑塊抽芯機構(gòu)表面粗糙度和材料選擇 （ 1）零件表面粗糙度 側(cè)抽芯機構(gòu)零件愛你表面粗糙度選取：斜滑塊的外表面 ?R ，型腔表面 ?R ，其他非配合面 ?R 。 （ 2）材料選擇 斜滑塊的材料選用 H13,熱處理要求 48~52HRC,斜滑塊限位釘?shù)牟牧线x用 45鋼，熱處理要求 25~32HRC。 斜滑塊抽芯機構(gòu)立體圖和裝配圖 斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)由斜滑塊、動模套板以及推桿等零件組成。由瓣合組成的斜滑塊鑲嵌在動模套板的導(dǎo)滑槽內(nèi)。合模時，定模套板的分型面與斜滑塊的上端面接觸，使瓣合斜滑塊分別推入動模套板的斜面內(nèi)定位。斜滑塊各側(cè)向的密封面，在壓鑄機鎖模力的作用下鎖緊。開模后，壓鑄機的頂出裝置推動模具的推出機構(gòu)，驅(qū)動推桿并推動斜滑塊向脫模方向移動。在這個過程中，由于動模套 板內(nèi)斜導(dǎo)滑槽的導(dǎo)向作用，使斜滑塊在推動壓鑄件向前運動時，分別向上下側(cè)分型，即在推出壓鑄件的同時，抽出壓鑄件側(cè)面的凹凸部分，完成側(cè)抽芯動作 。 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 17 4 推出機構(gòu)和模體設(shè)計 推出機構(gòu)設(shè)計 推出機構(gòu)概述 開模后，是壓鑄件從成形零件上脫出的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)。推出機構(gòu)一般設(shè)置在動模部分。 推出機構(gòu)一般由下列部分組成： （ 1）推出元件。直接推動壓鑄件脫落，如推桿、推管、以及卸料版、成型推塊等。 （ 2）復(fù)位元件。在合模過程中，驅(qū)動推出機構(gòu)準(zhǔn)確地回復(fù)到原來的位置，如復(fù)位桿、卸料板等。但在側(cè)抽芯機 構(gòu)是斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)時，合模時，在定模板的推動作用下，斜滑塊沿斜向?qū)Щ蹨?zhǔn)確復(fù)位，所以無需設(shè)置推出機構(gòu)的復(fù)位元件。 （ 3）限位元件。調(diào)整和控制復(fù)位裝置的位置，起止退限位作用，并保證推出機構(gòu)在壓射過程中，受壓射力作用時不改變位置，如限位釘及擋圈等。 （ 4）導(dǎo)向元件。引導(dǎo)推出機構(gòu)往復(fù)運動的移動方向，并承受推出機構(gòu)等構(gòu)件的重量，防止移動時傾斜，如推板導(dǎo)柱和推板導(dǎo)套等。 推桿設(shè)計 （ 1）推桿的結(jié)構(gòu) 采用圓形截面的推桿結(jié)構(gòu)，如圖 41 所示。 圖 41 圓形截面推桿結(jié)構(gòu) （ 3）推桿尺寸及配合 推 桿的直徑是有推桿端面在壓鑄 件上允許承受的受推力決定的， 其截面積計浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 18 算公式為： 式中 A— 推桿前端截面積， ； — 推桿承受的總推力， N； n— 推桿數(shù)量 。 鋅合金的許用受推力 [p]為 40MPa，設(shè)計中共使用 4 個推桿，而 可由公式： 確定，其中 K=，而 =9000N，因此取 =12021N。 由截面積計算公式可求出，推桿前端的截面積應(yīng)不小于 75 ,由 于本課題壓鑄模增加了動模壓板，因此推桿較長，為保證推桿的穩(wěn)定性，將推桿的前端直徑選為 10mm，配合精度為 H7/f7，具體尺寸參見附錄。 推板導(dǎo)向及限位裝置設(shè)計 （ 1）推板的限位裝置 選擇機構(gòu)如圖 42 所示，利用限位釘對推板進行精確定位。 圖 42 推板限位釘 模體設(shè)計 模體設(shè)計概述 構(gòu)成模體的結(jié)構(gòu)件主要包括：定模 芯 、定模 框 、動模 芯 、動模 框 、 模腳、 支浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 19 承 柱、墊塊、 導(dǎo)柱、導(dǎo)套。 模體構(gòu)件的表面粗糙度和材料選擇 （ 1）零件表面粗糙度 模體構(gòu)件件表面粗糙度選?。簞幽?和定模座板與壓鑄機的安裝面 ?R ，排氣槽表面 ?R ，其他非配合面 ?R 。 （ 2）材料選擇 ?？蚰Ｄ_選用鑄鐵， 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的材料選用 45。 模具總裝圖及工作過程模擬 模具總裝立體圖 模具的總裝立體圖如圖 43 所示。 圖 43 模具總裝立體圖 圖 44模具開模動作 模具工作過程模擬圖 利用 UG 軟件，對鑄件的開合模過程進行了模擬，模具的運動過程流暢，零件之間無干涉現(xiàn)象。 （ 1） 壓鑄模開模動作，如圖 44所示。 浙江萬里學(xué)院 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 20 5 結(jié)論 通過對鑄件的工藝