【正文】 第3章 分型面、澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設計 分型面壓鑄模的定模與動模表面通常稱為分型面，分型面是由壓鑄件的分型線所決定的。 分型面設計原則合理地確定分型面，不但能夠簡化壓鑄模的結構，而且能保證鑄件的質(zhì)量。為便于從動模中取出鑄件，分型面應取在鑄件的最大截面上。3）為保證鑄件的尺寸精度，應使加工尺寸精度要求高的部分盡可能位于同一半壓鑄模內(nèi)；4）使壓鑄模的結構簡化并有利于加工；5）其他：如考慮鑄造合金的性能、避免壓鑄機承受臨界負荷（或避免接近投影面積）。 澆注系統(tǒng)將液體引入到型腔的通道稱為澆注系統(tǒng)。直澆道是指從澆口套起到橫澆道為止的一段澆道，它是傳遞金屬液壓力的首要澆道，其尺寸大小可以影響金屬液的流動速度、充型時間、氣體的儲存空間和壓力損失的大小，起著能否使金屬液平穩(wěn)引入橫澆道和控制金屬液充型條件的作用。內(nèi)澆口是指橫澆道到型腔的一段澆道，其作用是使橫澆道輸送出來的低速金屬液加速并形成理想的流態(tài)而順序地填充型腔，它直接影響金屬液的充填形式和鑄件質(zhì)量，因此是一個主要澆道。 澆注系統(tǒng)各組成部分的設計設計澆注系統(tǒng)時，應根據(jù)鑄件結構的特點、技術要求、合金的性能以及壓鑄機的類型和特性等，確定液態(tài)合金引入型腔的位置和流向、澆注系統(tǒng)的總體結構和各組成部分的尺寸。內(nèi)澆口的主要形式如圖33所示。圖b、c適用于平板類鑄件。圖e、f、g、h適用于深腔鑄件（其中圖ｆ制造比較困難），因為它們具有合理的金屬液引入方向，有利于型腔排氣及避免金屬液進入型腔時沖擊型芯。G —— 通過澆口的金屬液總質(zhì)量，gρ —— 液態(tài)金屬的密度，g/cm32．直澆道的設計所選用的壓鑄機的類型不同，直澆道的結構形式也不同。 臥式冷室壓鑄機用直澆道，圖34所示為臥式冷室壓鑄機用直澆道的結構，它是由壓鑄機上的壓室和壓鑄模上的澆口套組成，在直澆道上的這一段稱為余料，其余設計要點如下： 1）根據(jù)所需壓射比壓和壓室充滿度選定壓室和澆口套的內(nèi)徑D； 2）澆口套的長度一般應小于壓鑄機的壓鑄沖頭的跟蹤距離，便于余料從壓室脫出； 3）橫澆道入口應開設在壓室上部內(nèi)徑三分之二以上部位，避免金屬液在重力作用下進入橫澆道，提前開始凝固；4）分流器上形成余料的凹腔的深度等于橫澆道的深度，直徑與澆口套相等，沿圓周的脫模斜度約5176。整體式壓室內(nèi)孔精度好，壓射時阻力小，但加工較復雜，通用性差；6）采用深導式直澆道，如圖35所示，可以提高壓室的充滿度，減小深腔壓鑄模的體積，當使用整體式壓室時，有利于采用標準壓室或現(xiàn)有的壓室；7）壓室和澆口套的內(nèi)孔，應在熱處理和精磨后，再沿軸線方向進行研磨，其表面粗糙度不大于Ra 。圖a 裝拆方便，壓室同澆口同軸度偏差較大。圖c 裝拆不便，壓室同澆口同軸度偏差較大。 圖e 用于采用整體壓室時點澆口的澆口套。3．橫澆道的設計橫澆道是直澆道末端到內(nèi)澆口的前端的連接通道，有時橫澆道可劃分為主橫澆道和過渡橫澆道。對于臥式冷室壓鑄機，一般情況下工作時，橫澆道在模具中應處于直澆道的正上方或側上方，以保證金屬液在壓射前不過早流入橫澆道，如圖38所示。排溢系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)，在整個型腔充填過程中是一個不可分割的整體。其效果往往與溢流槽和排氣槽在型腔周圍或局部的合理布局、位置和數(shù)量的分配、尺寸和容量的大小及本身的結構形式等因素有關。因此，溢流槽通常設置在金屬液最先沖擊或最后充填的部位；或在兩股或多股金屬液匯流、易裹入氣體或產(chǎn)生渦流的部位；以及鑄件局部過厚或過薄的部位。溢流槽的外邊，還應開排氣槽，一方面可以消除溢流槽內(nèi)的氣體壓力，使金屬液順利溢出，另一方面還能起到排氣作用。其主要作用是將型腔內(nèi)的氣體排逸到型腔外面去。開模時，先使模具在側面分型，將活動型芯抽出，然后再從模具中取出鑄件。 常用抽芯機構的類型壓鑄模抽芯形式較多，大體可分為下列幾類：1．機械抽芯機構利用開模時壓鑄機的開模力和模具動模、定模之間的相對運動，通過抽芯機構改變運動方向，將側抽芯抽出。因此，應用廣泛，其結構形式又分為：斜銷抽芯、彎銷抽芯、齒軸齒條抽芯、斜滑塊抽芯等。該機構的特點是傳動平穩(wěn)，抽芯力大，抽芯距離長。常用于大中型模具，或抽芯角度較特殊的場合。在實際生產(chǎn)中，常采用斜銷、齒軸齒條及斜滑塊等機械抽芯機構和液壓抽芯器，其他抽芯機構則較少采用。抽芯距計算公式如下：S抽 = S移 + K式中 S抽 —— 抽芯距（mm） S移 —— 滑塊型芯完全脫離成形處的移動距離（mm） K —— 安全值（mm） 斜銷抽芯機構 斜銷抽芯機構是側抽芯機構中應用最廣泛的抽芯機構。其工作原理如下：活動型芯10用銷釘12固定在滑塊4上。當斜銷3全部脫離滑塊4的斜孔后，活動型芯10就完全從鑄件中脫出；然后鑄件由推出機構推出。楔緊塊2是防止滑塊受到型腔壓力作用而發(fā)生位移。聯(lián)軸器3將滑塊連接桿與抽芯器連成一體。圖b為開模后尚未抽芯的狀態(tài)，開模時，楔緊塊脫離滑塊，接著高壓油進入液壓缸的前腔，帶動活塞后退，開始抽出活動型芯，圖c為抽芯狀態(tài)，繼續(xù)開模，推出機構推出鑄件。 推出機構的設計在壓鑄的每一個循環(huán)中，都必須將鑄件從模具型腔中脫出，用來完成這一工序的機構稱為推出機構。因此，推出機構的設計，是壓鑄模設計的一個重要環(huán)節(jié)。（2） 復位元件控制推出機構，使之在合模時回到準確位置，如復位桿及能起復位作用的卸料板、斜滑塊等。（4） 導向元件引導推出機構的運動方向，防止推板傾斜和承受推板等元件的重量，如推板導柱、推板導套等。 推出機構的設計要點（1）推出距離的確定在推出元件的作用下，鑄件與其相應的成形零件表面的直線位移或角位移稱為推出距離。（2）推出部位的選擇當抽芯或壓鑄模結構等方面需要增大推出距離時，允許推出距離相應增大。鑄件在型腔的深陷部位、以及收縮后互相拉緊的孔或側壁部位。 1）開模時應使壓鑄件留在動模一側；2）推出機構不影響壓鑄件得外觀要求；3）選好推出作用點；4）避免推出時變形或損傷；5）推出機構應移動順暢，靈活可靠；6）推出機構的結構應有足夠的強度和耐磨性。這一動作通常由復位機構來實現(xiàn)。推出機構的復位機構如圖46所示；合模時，件9與動模分型面相接觸，推動件5后退，與件8相碰而停止，達到精確定位。（2）推出機構的導向為保證推出機構的平穩(wěn)且使推出導滑順利，應設置推出導向機構。常見的推出導向機構如圖47所示，利用推板推桿或復位桿兼起推出機構的導向元件，該結構適用于小型模具，且導向元件與動模套板選用H8/f9的配合精度。一般來說，其主要構件有動、定模坐板，動、定模套板，推料板，墊塊以及定位銷、緊固零件等，設計模架時，應根據(jù)預先確定的設計方案對相關構件進行一系列的計算，然后進行選擇和布置，使得設計的模架結構合理、緊湊、經(jīng)濟實用。 模架的設計和標準化 模架的基本形式和組成模架的基本形式有如下幾種：（1）不通孔的模架如圖 51所示。（2）通孔的模架如圖 52所示。多腔膜和組合鑲塊的壓鑄模一般較多采用這種模體形式，不過現(xiàn)在出現(xiàn)越來越傾向于把支承板與動模套板合二為一，做成整體的。此模架組成零件較多，結構比較復雜，在鑄件需要側向抽芯時，可以把抽芯機構的導滑部分設置在斜料板上，當卸料板鑲塊上沒有型芯時，可增設推桿，組成二次推出機構。（5）設置斜滑塊的模架如圖 55所示。（6）臥式壓鑄機采用中心澆口的模架如圖 56所示。1. 導柱和導套的標準化設計在壓鑄模中，用來保證動模與定模兩部分之間的準確隊和，從而保證壓鑄件的形狀和尺寸精度，并避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉的機構稱為導向機構。導向機構在工作中，常會受到壓鑄模成形時引發(fā)的側壓力的作用，因此對導向機構有一定的設計要求。導柱和導套的主要尺寸見圖57。圖b為將推板導柱安裝在動模支承板上，主要用于合模力不大于6000kN的壓鑄機。 成形零件的結構設計成形零件的結構形式分為整體式和鑲拼式。2． 鑲拼式結構鑲拼式結構如圖510所示，其成形部分的型腔和型芯由鑲塊構成，然后裝入壓鑄模的套板內(nèi)加以固定。 1．鑲塊的固定形式鑲塊固定時必須保持與相關的構件有足夠的穩(wěn)定性，還要求便于加工和裝卸。如圖511所示，圖a為不通孔形式，圖b為通孔形式。常見的型芯固定形式有凸臺式，應用廣泛；螺栓式，適用于較大的型芯；螺塞式，適用于一般鑲塊或固定板上固定小型芯；螺釘式，適用于較厚的鑲塊內(nèi)固定較大的型芯。 圓柱形鑲塊（或型芯），成形部分為非回轉體時，為了保持動、定模鑲塊和其他零件的相關位置，必須采用止轉措施。 壓鑄模加熱與冷卻系統(tǒng)的設計壓鑄模在壓鑄生產(chǎn)前應進行充分的預熱，并在壓鑄過程中保持恒定的溫度范圍內(nèi)。 1．加熱系統(tǒng)的設計加熱系統(tǒng)主要用于預熱壓鑄模。常用的電加熱器的基本結構如圖514所示。調(diào)節(jié)模溫是為了獲得合理的溫度場分布，達到順序凝固的要求。壓鑄模的冷卻方法主要有風冷和水冷兩種。水冷卻系統(tǒng)實例如下：（1）型芯冷卻組合式薄片鑲塊的冷卻通道可采用銅管或鋼管，裝配在鑲塊中，鋼管可兼作鑲塊定位銷作用，如圖515所示。第6章 壓鑄模的材料選擇及技術要求 壓鑄模的材料選擇和熱處理壓鑄模型腔直接與高溫、高壓和高速充填的金屬液接觸，在短時間內(nèi)溫度變化很大，所以壓鑄模的工作環(huán)境十分惡劣，因此對壓鑄模材料的選擇應慎重。1．4Cr5MoSiV1鋼的熱處理工藝毛坯鍛壓后進行退火工藝如圖61所示，機械加工過程消除應力退火工藝，如圖62所示，淬火工藝見表6表63和圖63，回火工藝見表64和圖64。 壓鑄模的技術要求 1．壓鑄模裝配圖需標明的技術要求： 1）壓鑄模的最大外形尺寸（長寬高）； 2）選用的壓鑄機的型號； 3）選用壓室得內(nèi)徑、比壓或噴嘴直徑； 4）最小開模行程； 5）推出機構的推出行程； 6）鑄件的澆注系統(tǒng)及主要尺寸； 7）壓鑄模有關的附件的規(guī)格、數(shù)量和工作程序； 8）注意特殊機構的動作過程； 9）壓鑄件選用的合金材料； 10）標明冷卻系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)進出口。45176。3．總裝配圖精度的技術要求1）壓鑄模分型面對定、動模板安裝平面的平行度見表67；2）導柱、導套對定、動模座板安裝面的垂直度見表68；3）在分型面上，定、動模鑲塊平面應分別與定、動模套板齊平，可允許略高，～；4）推桿、復位桿應分別與型面平齊，推桿允許突出型面。推桿在推桿固定板中能靈活轉動，；5）壓鑄模所有的活動部件，應保證位置準確，動作可靠，不得有歪斜和卡滯的現(xiàn)象。7）滑塊運動應平穩(wěn)，合模后滑塊與楔緊塊應壓緊，接觸面積不小于3/4，開模后定位準確可靠；8）合模后分型面應緊密貼合，（排氣槽除外）；9）冷卻水道和溫控油道應通暢，不應有滲漏現(xiàn)象，進口和出口處應有明顯的標記；10），所有表面不允許有擊傷、擦傷