《壓鑄工藝及模具設(shè)計》課件壓鑄6-p82章節(jié)

壓鑄工藝及模具設(shè)計

6成型零件與模架設(shè)計6.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.2成型零件的成型尺寸計算6.3模架的設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)化6.4加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計壓鑄工藝及模具設(shè)計6成型零件與模架設(shè)計

6.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計壓鑄模結(jié)構(gòu)中構(gòu)成型腔以形成壓鑄件形狀的零件稱為成型零件。一般地，澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)也在成型零件上加工而成。這些零件直接與金屬液接觸，承受高速金屬液流的沖刷和高溫、高壓的作用。成型零件的質(zhì)量決定了壓鑄件的精度和質(zhì)量，也決定了模具的壽命。壓鑄模的成型零件主要是指型芯和鑲塊。成型零件的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和鑲拼式兩種。壓鑄工藝及模具設(shè)計6.1.1整體式結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu)如圖6-1所示，其型腔直接在模塊上加工成型，使模塊和型腔構(gòu)成一個整體。整體式結(jié)構(gòu)的特點為：(1)強度高，剛性好。(2)與鑲拼式結(jié)構(gòu)相比，壓鑄件成型后光滑平整。(3)模具裝配的工作量小，可減小模具外形尺寸。(4)易于設(shè)置冷卻水道。(5)可提高壓鑄高熔點合金的模具壽命。圖6-1整體式結(jié)構(gòu)6.1.2鑲拼式結(jié)構(gòu)整體式結(jié)構(gòu)適用的場合為：(1)型腔較淺的小型單型腔?；蛐颓患庸ぽ^簡單的模具。(2)壓鑄件形狀簡單、精度要求低的模具。(3)生產(chǎn)批量小的模具。(4)壓鑄機拉桿空間尺寸不大時，為減小模具外形尺寸，可選用整體式結(jié)構(gòu)。

鑲拼式結(jié)構(gòu)如圖6-2所示，成型部分的型腔和型芯由鑲塊鑲拼而成。鑲塊裝入模具的套板內(nèi)加以固定，構(gòu)成動（定）模型腔。這種結(jié)構(gòu)形式在壓鑄模中廣泛采用。

壓鑄工藝及模具設(shè)計壓鑄工藝及模具設(shè)計（a）（b）圖6-2鑲拼式結(jié)構(gòu)(a)整體鑲塊式(b)組合鑲塊式1－定模套板2－定模座板3－導(dǎo)套4－澆口套5－組合鑲塊6－整體鑲塊7－澆道鑲塊

鑲拼式結(jié)構(gòu)的特點為：(1)對于復(fù)雜的成型表面可用機械加工代替鉗工操作，以簡化加工工藝，保證加工精度。(2)能夠合理地使用模具鋼，降低成本。壓鑄工藝及模具設(shè)計(3)可減小熱處理變形和開裂。(4)有利于易損件的更換和修理，延長模具壽命。(5)拼合處的適當(dāng)間隙有利于型腔排氣。(6)過多的鑲塊拼合面則會增加裝配時的困難，且難以滿足較高的組合尺寸精度。(7)鑲拼處的縫隙易產(chǎn)生飛邊，既影響模具使用壽命，又會增加鑄件去毛刺的工作量。(8)冷卻通道開設(shè)不方便。鑲拼式結(jié)構(gòu)通常用于多型腔或深型腔的大型壓鑄模及壓鑄件表面復(fù)雜做成整體結(jié)構(gòu)不易加工的壓鑄模。隨著電加工、冷擠壓、陶瓷型精密鑄造等新工藝的不斷發(fā)展，在加工條件許可的情況下，除為了滿足壓鑄工藝要求排除深腔內(nèi)的氣體或便于更換易損部分而采用組合鑲塊外，其余成型部分應(yīng)盡可能采用整體鑲塊。設(shè)計鑲拼式結(jié)構(gòu)時，要保證鑲塊定位準(zhǔn)確、緊固，不允許發(fā)生位移。鑲塊要便于加工、保證壓鑄件尺寸精度和脫模方便。壓鑄工藝及模具設(shè)計6.1.3鑲塊的固定形式（a）（b）（c）圖6-3鑲塊的固定形式(a)不通孔式(b)通孔臺階式(c)通孔無臺階式

鑲塊固定時，必須保持與相關(guān)的構(gòu)件有足夠的穩(wěn)定性，并要便于加工和裝卸。鑲塊常安裝在動、定模套板內(nèi)，其形式有通孔和不通孔兩種形式，如圖6-3所示。壓鑄工藝及模具設(shè)計(1)不通孔形式，套板結(jié)構(gòu)簡單，強度較高，可用螺釘和套板直接緊固，不用座板和支承板。但當(dāng)動、定模均為不通孔時，對多型腔模具要保證動、定模鑲塊安裝孔的同軸度和深度尺寸全部一致比較困難。不通孔形式用于圓柱形鑲塊或型腔較淺的模具，如為非圓形鑲塊，則只適用于單腔模具。(2)通孔形式，套板用臺階固定或用螺釘和座板緊固。在動、定模上，鑲塊安裝孔的形狀和大小應(yīng)一致，以便加工和保證同軸度。(3)通孔臺階式用于型腔較深的或一模多腔的模具，以及對于狹小的鑲塊不便使用螺釘緊固的模具。通孔無臺階式用于鑲塊與支承板(或座板)直接用螺釘緊固的情況。壓鑄工藝及模具設(shè)計6.1.4型芯的固定形式型芯固定時，必須保持與相關(guān)構(gòu)件之間有足夠的強度和穩(wěn)定性，便于加工和裝卸，在金屬液的沖擊下或鑄件卸除包緊力時不發(fā)生位移、彈性變形和彎曲斷裂現(xiàn)象。型芯普遍采用臺階式固定圖6-4型芯固定形式方式。型芯靠臺階的支撐固定在鑲塊、滑塊或動模套板內(nèi)，制造和裝配比較簡便，應(yīng)用廣泛。另外，臺階用座板壓緊后，適用于推板推出結(jié)構(gòu)模具中的活動型心的使用，如圖6-4所示。壓鑄工藝及模具設(shè)計

6.2成型零件的成型尺寸計算6.2.1影響壓鑄件尺寸的主要因素

成型零件的成型尺寸是壓鑄件尺寸的保證，要計算成型零件的成型尺寸，就必須了解影響壓鑄件尺寸的因素。影響壓鑄件尺寸的因素很多，其中的主要影響因素見表6-1。壓鑄工藝及模具設(shè)計影響因素說明壓鑄件結(jié)構(gòu)壓鑄件形狀復(fù)雜程度、壁厚大小和其在模具中的設(shè)置位置等都將影響壓鑄件的尺寸模具結(jié)構(gòu)和模具制造當(dāng)模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而成型零件設(shè)計又不合理時，壓鑄件的尺寸就不易保證。如：分型面選擇不當(dāng)，型芯位置安置不合理，導(dǎo)向零件、推出機構(gòu)、抽芯機構(gòu)等設(shè)計不合理都將影響壓鑄件的尺寸。對模具設(shè)計的尺寸大小、材料選用等凡影響模具壽命的因素也將影響壓鑄件的尺寸。模具加工時的基準(zhǔn)、加工方法、模具零件精度和模具裝配等對壓鑄件的尺寸都有影響壓鑄件收縮率壓鑄件收縮率是指室溫時模具成型尺寸與壓鑄件相對應(yīng)實際尺寸的相對變化率。壓鑄件收縮率包括：合金的液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮和高溫下模具工作溫度升高時膨脹的影響壓鑄工藝參數(shù)和生產(chǎn)操作當(dāng)采用大的壓射壓力時，鑄件結(jié)晶后組織雖然致密，但可能產(chǎn)生溢邊，因此合模方向上的尺寸精度就會下降。操作時分型面未清理干凈，涂料涂刷過多或不均勻都將影響壓鑄件的尺寸壓鑄機性能壓鑄機動、定模安裝板工作表面平面度及相互間的平行度，拉桿相互間的平行度，壓室軸線與壓射活塞軸線的重合度，工作壓力的穩(wěn)定性等都影響壓鑄件的尺寸表6-1影響壓鑄件尺寸的主要因素壓鑄工藝及模具設(shè)計影響壓鑄件收縮率的因素較多，主要如下：(1)鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，型芯數(shù)量越多，收縮率就小，反之收縮率就大。(2)薄壁鑄件收縮率小，厚壁鑄件收縮率大。(3)包住型芯的徑向尺寸收縮受阻，收縮率較小，而軸向尺寸收縮自由，收縮率較大。(4)澆注溫度高時收縮率大，反之收縮率小。(5)有鑲嵌件的鑄件收縮率變小。(6)在模具中停留時間越短，脫模溫度越高，鑄件的收縮率越大，反之收縮率則越小。因此，要精確確定收縮率很困難，在計算成型尺寸時，往往綜合上述諸多因素的影響，選用綜合收縮率進行計算，可參考表6-2進行選取。壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-2壓鑄合金綜合收縮率合金種類綜合收縮率φ/%合金種類綜合收縮率φ/%自由收縮受阻收縮自由收縮受阻收縮鉛錫合金0.4~0.50.2~0.4鋁鎂合金0.8~1.00.4~0.8鋅合金0.6~0.80.3~0.6鎂合金鋁硅合金0.7~0.90.3~0.7黃銅0.9~1.10.5~0.9鋁硅銅合金0.8~1.00.4~0.8鋁青銅1.0~1.20.6~1.0注：1.表中數(shù)據(jù)系指模具溫度、澆注溫度等工藝參數(shù)為正常時的收縮率。2.在收縮條件特殊的情況下，可按表中數(shù)據(jù)適當(dāng)增減。

壓鑄工藝及模具設(shè)計6.2.2成型零件的主要尺寸（a）（b）（c）圖6-5鑲塊尺寸圖(a)鑲塊壁厚尺寸(b)整體鑲塊臺階尺寸(c)組合式成型鑲塊固定部分尺寸鑲塊的尺寸見圖6-5和表6-3～表6-5。壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-3鑲塊壁厚尺寸推薦值

型腔長邊尺寸L型腔深度H1鑲塊壁厚h鑲塊底厚H型腔長邊尺寸L型腔深度H1鑲塊壁厚h鑲塊底厚H≤805~5015~30≥15>220~30030~12035~50≥35>80~12010~6020~35≥20>300~40040~14040~60≥40>120~16015~8025~40≥25>400~50050~16045~80≥45>160~22020~10030~45≥30注：1.L及H1是指整個型腔側(cè)面的大部分面積，對局部較小的凹坑A,在查表時不應(yīng)計算在型腔尺寸范圍內(nèi)。2.h與型腔的側(cè)面積（L×H1）成正比，凡深度H1較大，幾何形狀復(fù)雜易變形者h應(yīng)取較大值。3.H與型腔底部投影面積和深度H1成正比，當(dāng)型腔短邊尺寸B小于L/3時，表中

H值應(yīng)適當(dāng)減小。壓鑄工藝及模具設(shè)計4.當(dāng)套板中的鑲塊安裝孔為通孔結(jié)構(gòu)時，深度H1較小的型腔應(yīng)保持鑲塊高度與套板厚度一致，H值可相應(yīng)增加，不受限制。5.在鑲塊內(nèi)設(shè)有水冷或電加熱裝置時，其壁厚根據(jù)實際需要，適當(dāng)增加。表6-4整體鑲塊臺階尺寸推薦值

基本尺寸L厚度H寬度C沉割槽深度沉割槽寬度圓角半徑R≤608~103050.518>60~15010>150~25012~15405112>250~3601.515>360~50018~20620>500~63020~2581.5225壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-5組合式成型鑲塊固定部分長度推薦值

成型部分長度l固定部分短邊尺寸B固定部分長度L成型部分長度l固定部分短邊尺寸B固定部分長度L≤20≤20>20>30~50>40>20>20>15>50~80≤20>40>20~30≤20>2520~40>3520~40>25>40>30>40>20>80~120≤20>45>30~50≤20>3020~50>4020~40>25>50>35注：1.根據(jù)受力狀態(tài)臺階可設(shè)在四側(cè)或長邊的兩側(cè)。2.組合鑲塊的臺階H和C，根據(jù)需要也可選取表內(nèi)尺寸系列，如在同一套板安裝孔內(nèi)的組合鑲塊，其基本尺寸L系指裝配后全部組合鑲塊的總外形尺寸。3.對薄片狀的組合鑲塊，為提高強度，可取H≥15mm，但不應(yīng)大于套板高度的1/3。壓鑄工藝及模具設(shè)計（a）（b）圖6-6圓型芯尺寸圖(a)圓型芯尺寸(b)圓型芯成型部分的長度、固定部分的長度和螺孔直徑

圓型芯尺寸見圖6-6和表6-6及表6-7。壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-6圓型芯尺寸推薦值

成型段直徑d配合段直徑d0臺階直徑D臺階厚度H配合段長度L≤3485≥6~10>3~10d+(0.4~1)d0+48≥10~20>10~18≥15~25>18~30d0+510≥20~30>30~50≥25~40>50~80d0+612≥30~50>80~120≥40~60>120~180d0+815≥50~80>180~260≥70~100>260~360d0+1020≥90~120壓鑄工藝及模具設(shè)計注：1.為了便于應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工具加工孔徑d0，基本尺寸應(yīng)取整數(shù)或取標(biāo)準(zhǔn)鉸刀的尺寸規(guī)格。2.為了防止推板機構(gòu)中的型芯表面與相應(yīng)配合件的孔之間的擦傷，

d0部位應(yīng)大于d。3.d和d0兩段不同直徑的交界處采用圓角或45°倒角過渡。4.配合段長度L的具體數(shù)值，可按成型部分長度l選定，如l段較長（l≥2~3d）的型芯，L值應(yīng)取較大值。壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-7圓型芯成型部分的長度、固定部分的長度和螺孔直徑推薦值(mm)成型段直徑d成型部分長度l固定部分長度L螺孔數(shù)量和直徑d0①成型段直徑d成型部分長度l固定部分長度L螺孔數(shù)量和直徑d0①10~20≈15≥15M8>40~55>10~15≥30M16或3-M8>20~25≈10≥20>15~20≥35>10~20≥25M10>55~70~15≥30M16或3-M10>25~30≈10≥20>15~20≥35>10~20≥25M12>20~25≥40>30~40≈10≥25M12或3-M6>70~90~15≥40M20或3-M12>10~20≥30>15~20≥45>40~55~10≥25M16或3-M8>20~30≥50M24或3-M16壓鑄工藝及模具設(shè)計6.2.3成型尺寸的計算

計算成型尺寸的目的是為了保證壓鑄件的尺寸精度。但由于影響尺寸精度因素的多樣性和隨機變化性，要精確計算成型尺寸是困難的，一般都是采取調(diào)整主要因素上下偏差的方法來決定成型尺寸。成型尺寸主要可分為：型腔尺寸（包括型腔深度尺寸），型芯尺寸（包括型芯高度尺寸），成型部分的中心距離和位置尺寸，螺紋型環(huán)尺寸及螺紋型芯尺寸等五類。計算各類成型尺寸時，應(yīng)注意事項如下：注：采用這種固定形式的型芯，其成型部分長度l不宜太長。①欄內(nèi)的代號說明示例：M12或3-M6表示選用一個螺釘緊固時螺紋直徑為

M12；若選用3個螺釘緊固時，螺紋直徑為M6。壓鑄工藝及模具設(shè)計(1)型腔磨損后，尺寸增大。在計算型腔尺寸時，應(yīng)保持鑄件外形尺寸接近于最小極限尺寸。(2)型芯磨損后，尺寸減小。在計算型芯尺寸時，應(yīng)保持鑄件內(nèi)形尺寸接近于最大極限尺寸。(3)兩個型芯或型腔之間的中心距離和位置尺寸與磨損量無關(guān)，應(yīng)保持鑄件尺寸接近于最大和最小兩個極限尺寸的平均值。(4)受模具的分型面和滑動部分（如抽芯機構(gòu)等）影響的尺寸應(yīng)另行修正，如圖6-7所示。因操作中清理工作不當(dāng)而影響的鑄件尺寸，不計在內(nèi)。壓鑄工藝及模具設(shè)計（a）（b）圖6-7受分型面和滑動部分影響的尺寸修正量(a)受分型面影響的尺寸：A、B、C按計算值一般應(yīng)再減小0.05~0.2mm（視設(shè)備條件、鑄件結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)等情況而定）(b)受滑動部分影響的尺寸：d按計算值一般不應(yīng)再減小

H按計算值一般應(yīng)再增加0.05~0.2mm（視滑動型芯端面的投影面積大小和模具結(jié)構(gòu)而定）

壓鑄工藝及模具設(shè)計(5)對于螺紋型環(huán)和螺紋型芯尺寸的計算，為保證鑄件的外螺紋小徑在旋合后與內(nèi)螺紋小徑有間隙，在計算螺紋型環(huán)的螺紋小徑時，應(yīng)考慮最小配合間隙最小，一般最小值為0.02～0.04螺距。為便于在普通機床上加工型環(huán)和型芯的螺紋，一般不考慮螺距的收縮值，而采用增大螺紋型芯的螺紋中徑尺寸和減小螺紋型環(huán)的螺紋中徑尺寸的方法，以彌補因螺距收縮而引起螺紋旋合誤差。成型部分的螺距制造偏差可取±0.02mm。螺紋型芯和型環(huán)必須有適當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍?，一般?0′。(6)凡是有脫模斜度的各類成型尺寸，首先應(yīng)保證與鑄件圖上所規(guī)定尺寸的大小端部位一致，在鑄件圖上未明確規(guī)定尺寸的大小端部位時，需要按照鑄件的尺寸是否留有加工余量來確定基準(zhǔn)。對無加工余量的鑄件，應(yīng)保證鑄件在裝配時不妨礙；對留有加工余量的鑄件，應(yīng)保證切削加工時有足夠的加工余量，如圖6-8所示。壓鑄工藝及模具設(shè)計（a）（b）（c）圖6-8有脫模斜度的各類成型尺寸檢驗時的測量點位置

(a)無加工余量的鑄件(b)兩面留有加工余量的鑄件(c)單面留有加工余量的鑄件A－鑄件孔尺寸B－鑄件軸尺寸h－鑄件內(nèi)孔深度H－鑄件外形高度α－外表面脫模斜度β－內(nèi)表面脫模斜度δ－加工余量

壓鑄工藝及模具設(shè)計對于無加工余量的鑄件，型腔尺寸以大端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)減??；型芯尺寸以小端為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大；螺紋型環(huán)、螺紋型芯尺寸，成型部分的螺紋大徑、中徑及小徑均以大端為基準(zhǔn)。對于兩面留有加工余量的鑄件，型腔尺寸以小端為基準(zhǔn)；型芯尺寸以大端為基準(zhǔn)；螺紋型環(huán)尺寸，按鑄件的結(jié)構(gòu)需采用兩半分型的螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)時，為了消除螺紋的接縫、橢圓度、軸向錯位（兩半型的牙型不重合）及徑向偏移等缺陷，可將鑄件的螺紋中徑尺寸增大0.2～0.3mm的加工余量，以便采用板牙套絲。對于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)，加上斜度值及加工余量，另一端以脫模斜度值相應(yīng)減??；型芯尺寸以非加工面的小端為基準(zhǔn)，減去斜度值及加工余量，另一端按脫模斜度值相應(yīng)放大。壓鑄工藝及模具設(shè)計(7)一般鑄件的尺寸公差應(yīng)不包括脫模斜度而造成的尺寸誤差，凡是在鑄件圖上特別注明要求脫模斜度在鑄件公差范圍內(nèi)的尺寸，則應(yīng)先按下式進行驗證：Δ1≥2.7Htanα(6-1)式中Δ1——鑄件公差（mm）；H——脫模斜度處的深度或高度（mm）；α——壓鑄工藝所允許的最小脫模斜度（°）。當(dāng)驗證結(jié)果不能滿足時，則應(yīng)留有加工余量，待壓鑄后再進行加工來保證。各類成型尺寸的計算（見圖6-9）如下：壓鑄工藝及模具設(shè)計（a）（b）（c）圖6-9成型尺寸的計算圖(a)型腔尺寸(b)型芯尺寸(c)中心距、位置尺寸

壓鑄工藝及模具設(shè)計（d）（e）（f）（g）圖6-9成型尺寸的計算圖

(d)螺紋型環(huán)尺寸(e)螺紋型芯尺寸(f)脫模斜度在鑄件公差范圍內(nèi)的型腔尺寸(g)脫模斜度在鑄件公差范圍內(nèi)的型芯尺寸

壓鑄工藝及模具設(shè)計(1)型腔尺寸的計算（參照圖6-9a）為了簡化型腔尺寸的計算公式，鑄件的偏差規(guī)定為下偏差。當(dāng)偏差不符合規(guī)定時，應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下，變換基本尺寸及偏差值，以適應(yīng)計算公式。變換基本尺寸及偏差舉例：變換為；變換為；變換為；變換為。型腔尺寸可按下式計算：(6-2)(6-3)壓鑄工藝及模具設(shè)計式中D′、H′——型腔尺寸或型腔深度尺寸（mm）；D、H——鑄件外形（如軸徑、長度、寬度或高度）的最大極限尺寸（mm）；φ——鑄件綜合收縮率（%）；Δ——鑄件基本尺寸的偏差（mm）；Δ′——成型部分基本尺寸的制造偏差（mm），當(dāng)鑄件精度為IT11～13時，Δ′=Δ/5，當(dāng)鑄件精度為IT14～16時，Δ′=Δ/4。壓鑄工藝及模具設(shè)計(2)型芯尺寸的計算（參照圖6-9b）為了簡化型芯尺寸的計算公式，鑄件的偏差規(guī)定為上偏差。當(dāng)偏差不符合規(guī)定時，應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下，變換基本尺寸及偏差值，以適應(yīng)計算公式。變換基本尺寸及偏差舉例：變換為；變換為；變換為；變換為。型芯尺寸可按下式計算：(6-4)(6-5)壓鑄工藝及模具設(shè)計式中d′、h′——型芯尺寸或型芯高度尺寸（mm）；d、h——鑄件內(nèi)形（如孔徑、槽、沉孔等的大小和深度）的最小極限尺寸（mm）；φ——鑄件綜合收縮率（%）；Δ——鑄件基本尺寸的偏差（mm）；Δ′——成型部分基本尺寸的制造偏差（mm），當(dāng)鑄件精度為IT11～13時，Δ′=Δ/5，當(dāng)鑄件精度為IT14～16時，Δ′=Δ/4。壓鑄工藝及模具設(shè)計(3)中心距、位置尺寸的計算（參照圖6-9c）為了簡化中心距、位置尺寸的計算公式，鑄件的偏差規(guī)定為雙向等值。當(dāng)偏差不符合規(guī)定時，應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下，變換基本尺寸及偏差值，以適應(yīng)計算公式。變換基本尺寸及偏差舉例：變換為；變換為；變換為；變換為；變換為。中心距、位置尺寸可按下式計算：(6-6)壓鑄工藝及模具設(shè)計式中L′——成型部分的中心距、位置的平均尺寸（mm）；L——鑄件中心距、位置的平均尺寸（mm）；φ——鑄件綜合收縮率（%）；Δ——鑄件中心距、位置尺寸的偏差（mm）；Δ′——成型部分中心距、位置尺寸的制造偏差（mm），鑄件精度為IT11～14時，Δ′=Δ/5，鑄件精度為IT15～16時，Δ′=Δ/4。(4)螺紋型環(huán)尺寸的計算（參照圖6-9d）為了簡化螺紋型環(huán)尺寸的計算公式，外螺紋的偏差規(guī)定為下偏差。當(dāng)偏差不符合規(guī)定時，應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下，變換基本尺寸及偏差值，以適應(yīng)計算公式。螺紋型環(huán)尺寸可按下式計算：壓鑄工藝及模具設(shè)計(6-7)(6-8)(6-9)式中D′——螺紋型環(huán)的螺紋大徑尺寸（mm）；D——鑄件的外螺紋大徑尺寸（mm）；φ——鑄件綜合收縮率（%）；a——鑄件的外螺紋大徑偏差（mm）；a′——螺紋型環(huán)的螺紋大徑制造偏差（mm）；D2′——螺紋型環(huán)的螺紋中徑尺寸（mm）；D2——鑄件的外螺紋中徑尺寸（mm）；壓鑄工藝及模具設(shè)計b——鑄件的外螺紋中徑偏差（mm）；b′——螺紋型環(huán)的螺紋中徑和小徑的制造偏差（mm）；D1′——螺紋型環(huán)的螺紋小徑尺寸（mm）；D1——鑄件的外螺紋小徑尺寸（mm）；Xmin——螺紋小徑的最小配合間隙（mm），

Xmin=(0.02~0.04)t；t——螺距尺寸（mm）。

螺紋型環(huán)和螺紋型芯的螺距t不加收縮量，其制造偏差取±0.02mm。普通螺紋的基本尺寸及偏差見GB196－81及GB2516－81。鑄件尺寸標(biāo)注形式為D×t。

壓鑄工藝及模具設(shè)計(5)螺紋型芯尺寸的計算（參照圖6-9e）為了簡化螺紋型芯尺寸的計算公式，內(nèi)螺紋的偏差規(guī)定為上偏差。當(dāng)偏差不符合規(guī)定時，應(yīng)在不改變鑄件尺寸極限值的條件下，變換基本尺寸及偏差值，以適應(yīng)計算公式。螺紋型腔尺寸可按下式計算：(6-10)(6-11)(6-12)壓鑄工藝及模具設(shè)計式中d′——螺紋型芯的螺紋大徑尺寸（mm）；d——鑄件的內(nèi)螺紋大徑尺寸（mm）；φ——鑄件綜合收縮率（%）；b——鑄件的內(nèi)螺紋大徑偏差（mm）；b′——螺紋型芯的螺紋大徑制造偏差（mm）；d2′——螺紋型芯的螺紋中徑尺寸（mm）；d2——鑄件的內(nèi)螺紋中徑尺寸（mm）；c——鑄件的內(nèi)螺紋小徑偏差（mm）；c′——螺紋型芯的螺紋小徑制造偏差（mm）；d1′——螺紋型芯的螺紋小徑尺寸（mm）；d1——鑄件的內(nèi)螺紋小徑尺寸（mm）；t——螺距尺寸（mm）。壓鑄工藝及模具設(shè)計式中D大′——型腔大端尺寸（mm）；D——鑄件外形最大極限尺寸（mm）；D小′——型腔小端尺寸（mm）；φ——鑄件綜合收縮率（%）；Δ——鑄件外形尺寸的偏差（mm）；Δ′——成型部分基本尺寸的制造偏差（mm），取Δ′為IT7～8級精度。(6-13)(6-14)(6)脫模斜度在鑄件公差范圍內(nèi)的型腔尺寸（參照圖6-9f）可按下式計算：壓鑄工藝及模具設(shè)計6.2.4成型尺寸的計算舉例

（a）（b）圖6-10支座壓鑄件成型尺寸計算實例

(a)支座壓鑄件(b)模具簡圖如圖6-10所示，圖a為支座壓鑄件圖，其材料為YL102（鋁硅合金），未注鑄造圓角為R2，未注公差為IT14級，圖b為該壓鑄件模具結(jié)構(gòu)簡圖。成型尺寸計算步驟如下：

壓鑄工藝及模具設(shè)計和，(1)確定合金綜合收縮率φ

由于支座結(jié)構(gòu)中有一大孔和輪緣上四個小孔均需型芯成型，故屬于受阻收縮，查表6-2可知綜合收縮率0.3～0.7，但考慮此鑄件結(jié)構(gòu)簡單，計算時取φ=0.6。(2)明確壓鑄件成型尺寸類型，正確選用計算公式由圖6-10的鑄件和模具結(jié)構(gòu)可知，此鑄件成型尺寸主要有型芯、型腔、中心距、位置尺寸、螺紋型環(huán)和受分型面影響的尺寸。1)型腔尺寸計算型腔尺寸計算基本公式有壓鑄工藝及模具設(shè)計mm：mm：φ85mm：因未注公差取IT14級，故標(biāo)上公差后為

mm，因此

mm此尺寸受滑塊的附加分型面影響，模具精度可適當(dāng)提高，減去0.05mm后取作，mm為最終結(jié)果。50mm：因未注公差取IT14級，故標(biāo)上公差后為

mm，因此

mm根據(jù)圖6-10，需計算的型腔尺寸為φ48、φ85、50、4、5、25mm，現(xiàn)分別計算如下：壓鑄工藝及模具設(shè)計此尺寸受滑塊的附加分型面影響，模具精度可適當(dāng)提高，減去0.05mm后取作mm為最終結(jié)果。4mm：因未注公差取IT14級，故標(biāo)上公差后為

mm，因此

mm此尺寸受滑塊的附加分型面影響，模具精度可適當(dāng)提高，減去0.05mm后取作mm為最終結(jié)果.25±0.5mm：將25±0.5mm變換為mm，因此

mm壓鑄工藝及模具設(shè)計2)型芯尺寸計算型芯尺寸計算基本公式有:

根據(jù)圖6-10，需計算的型芯尺寸為φ40、φ32、φ7、10、37mm，現(xiàn)分別計算如下：

mm：mm

mm：mmφ40mm：因未注公差取IT14級，故標(biāo)上公差后為

mm，因此mm

φ7mm：因未注公差取IT14級，故標(biāo)上公差后為

mm，因此

mm和壓鑄工藝及模具設(shè)計10mm：因未注公差取IT14級，故標(biāo)上公差后為mm，因此

mm37mm：因未注公差取IT14級，故標(biāo)上公差后為

mm，因此

mm3)中心距、位置尺寸計算中心距、位置尺寸計算基本公式有,根據(jù)圖6-10，需計算的中心距、位置尺寸為φ70mm，其計算如下：φ70±0.4mm：mm壓鑄工藝及模具設(shè)計4)螺紋型環(huán)尺寸計算計算的基本公式有、和，根據(jù)圖6-10，需計算的螺紋型環(huán)尺寸為外螺紋M50×3－8g，由GB196―81、GB2516―81查得D=mm，D1=46.751mm，D2=mm。為了便于計算，變換D和D2的基本尺寸和偏差為D=mm和D2=mm，

壓鑄工藝及模具設(shè)計

因此mm此尺寸受滑塊的附加分型面影響，模具精度可適當(dāng)提高，減去0.05mm后取作mm為最終結(jié)果。

mm此尺寸受滑塊的附加分型面影響，模具精度可適當(dāng)提高，減去0.05mm后取作mm為最終結(jié)果。mm此尺寸受滑塊的附加分型面影響，模具精度可適當(dāng)提高，減去0.05mm后取作mm為最終結(jié)果。螺距t=3±0.02mm壓鑄工藝及模具設(shè)計和mm

mm

mm

螺距t=3±0.02mm

5)螺紋型芯尺寸計算計算的基本公式有，根據(jù)圖6-10，需計算的螺紋型環(huán)尺寸為內(nèi)螺紋M50×3－7H，由GB196―81、GB2516―81查得d2=48.051mm，b=+0.236mm，d1=46.752mm，c=+0.30mm，因此壓鑄工藝及模具設(shè)計壓鑄模的模架是固定和設(shè)置成型零件鑲塊、澆道鑲塊、澆口套、抽芯機構(gòu)及導(dǎo)向零件等的基體。一般來說，其主要構(gòu)件有動、定模座板，動、定模套板，推板，墊塊以及定位銷、緊固零件等。壓鑄模的模架是整副模具的裝配基礎(chǔ)。因此，對模架的結(jié)構(gòu)和尺寸都應(yīng)有一定的要求。同時，由于定模和動模合攏時，必須準(zhǔn)確地重合在規(guī)定的中心或指定位置上，故通常都有導(dǎo)向零件，而導(dǎo)向零件亦裝入模架內(nèi)。設(shè)計模架時，應(yīng)根據(jù)預(yù)先確定的設(shè)計方案對相關(guān)構(gòu)件進行一系列計算，然后進行選擇和布置，使得設(shè)計的模架結(jié)構(gòu)合理、緊湊，經(jīng)濟實用。隨著壓鑄模生產(chǎn)的專業(yè)化和規(guī)?；陌l(fā)展，模架的生產(chǎn)越來越標(biāo)準(zhǔn)化，市場化，標(biāo)準(zhǔn)模架的產(chǎn)生，使得壓鑄模的生產(chǎn)周期更短，經(jīng)濟性更明顯。

6.3模架的設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)化壓鑄工藝及模具設(shè)計6.3.1模架的基本結(jié)構(gòu)模架的基本結(jié)構(gòu)見表6-8。表6-8模架的基本形式形式

圖例

形式圖例

形式圖例

不通孔的模架

1－定模套板2－定模鑲塊3－動模套板4－動模鑲塊5－澆口鑲塊

通孔的模架

1－定模座板2－定模鑲塊3－定模套板4－-動模套板5－支承板6－動模鑲塊7－澆道鑲塊

推出機構(gòu)為推板的模架

1－定模座板2－定模套板3－定模鑲塊4－推板鑲塊5－推板6－推板導(dǎo)套7－動模套板8－支承板9－動模型芯10－緊固螺釘

壓鑄工藝及模具設(shè)計形式

圖例

形式圖例

形式圖例

不通孔的模架

1－定模組合鑲塊2－定模座板3－定模套板4－動模套板5－動模組合鑲塊6－支承板

通孔的模架

1－定模套板2－定模鑲塊3－動模套板4－斜滑塊5－動模型芯6－支承板

推出機構(gòu)為推板的模架

1－限位板2－限位塊3－定模座板4－定模鑲塊5－定?；顒犹装?－-動模鑲塊7－動模型芯8－支承板9－動模套板

壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-9模架構(gòu)件的作用名稱說明定模座板直接與壓鑄機的定模座固定，對準(zhǔn)壓鑄機壓室，使定模部分緊固在壓鑄機上；在通孔式臺階鑲塊的模具上，和定模套板連接，壓緊鑲塊，構(gòu)成定模部分；在整體式的定模架設(shè)置中與定模套板合二為一動模座板直接與壓鑄機的動模座固定，使動模部分固定在壓鑄機上；設(shè)置限位釘、推出孔等動定模套板固定成型鑲塊、型芯、導(dǎo)滑零件及澆道鑲塊等；設(shè)置抽芯機構(gòu)；對不通孔的動、定模架可以起到支承板和定模座板的作用；推出機構(gòu)為推桿形式時，在動模套板上設(shè)置復(fù)位桿；在定模套板上設(shè)置壓室或澆口套推板和推板固定板直接推出鑄件，使之不易變形；構(gòu)成抽芯機構(gòu)的導(dǎo)滑部分；固定推桿及復(fù)位桿等件，組成模架中的推出機構(gòu)支承板在動模通孔套板的模架中壓緊鑲塊、型芯和導(dǎo)滑零件等；設(shè)置推板和導(dǎo)柱；與動模套板或推板組成一體后形成動模部分，在金屬液充填時承受反壓力，是模具受力較大的零件墊塊在動模套板和動模座板之間形成一個推出空間模架構(gòu)件的作用見表6-9壓鑄工藝及模具設(shè)計6.3.2模架設(shè)計的基本要求

模架設(shè)計的基本要求如下：(1)模架應(yīng)有足夠的剛度，在承受壓鑄機鎖模力時，不發(fā)生變形。(2)模架不宜笨重，以便裝卸、運輸和修理，并減輕壓鑄機負荷。(3)模架在壓鑄機上的安裝位置應(yīng)與壓鑄機規(guī)格或者通用模座規(guī)格相一致，安裝必須牢固可靠。(4)型腔的反壓力中心應(yīng)盡可能接近壓鑄機合模力中心，防止壓鑄機受力不均，導(dǎo)致鎖模不嚴(yán)；推出機構(gòu)的受力中心要求與壓鑄機的推出裝置基本一致，當(dāng)推出機構(gòu)偏心時，應(yīng)加強推板導(dǎo)柱的剛度，確保在推出工件時平穩(wěn)。壓鑄工藝及模具設(shè)計(5)鑲塊到模架邊緣的模面應(yīng)留有足夠的部位設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套、銷釘、緊固螺釘?shù)奈恢?，模架邊緣的寬度?yīng)進行計算，對設(shè)有抽芯機構(gòu)的模具，模板邊框應(yīng)滿足導(dǎo)滑長度和設(shè)置楔緊塊的要求。(6)連接模板用的緊固螺釘和定位銷釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量應(yīng)根據(jù)受力大小選取，位置分布應(yīng)均勻。(7)為了便于模具的吊運和裝配，在動、定模模架上設(shè)有吊環(huán)螺釘，對于大、中型模具，在模板兩側(cè)均鉆有螺孔，以擰入握柄或吊環(huán)螺釘。(8)模具的總厚度必須大于所選用的壓鑄機的最小合模間距。壓鑄工藝及模具設(shè)計6.3.3導(dǎo)向、支承與固定零件的設(shè)計

1.導(dǎo)柱和導(dǎo)套的設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)常細分為動定模導(dǎo)向機構(gòu)和推出導(dǎo)向機構(gòu)。在壓鑄模中，用來保證動模與定模兩部分之間準(zhǔn)確對合，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(gòu)稱為動定模導(dǎo)向機構(gòu)，亦常稱為導(dǎo)向機構(gòu)。為保證推出機構(gòu)動作的平穩(wěn)，使推出導(dǎo)滑順利的機構(gòu)稱為推出導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)在工作中，常會受到壓鑄成型時引發(fā)的側(cè)壓力的作用，因此對導(dǎo)向機構(gòu)有一定的設(shè)計要求。在大部分壓鑄模中，基本上采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套作為基本零件，構(gòu)成導(dǎo)向機構(gòu)。

壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-10導(dǎo)柱和導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)套結(jié)構(gòu)圖動定模導(dǎo)柱導(dǎo)套推出導(dǎo)柱導(dǎo)套壓鑄工藝及模具設(shè)計根據(jù)導(dǎo)向作用，常將導(dǎo)柱和導(dǎo)套分為動定模導(dǎo)柱導(dǎo)套和推出導(dǎo)柱導(dǎo)套，其結(jié)構(gòu)見表6-10。

(6-17)

動定模導(dǎo)柱和導(dǎo)套直徑有16mm、20mm、25mm、32mm、40mm和50mm的6種規(guī)格。推出導(dǎo)柱和導(dǎo)套直徑有16mm、20mm、25mm和32mm的4種規(guī)格。對于動定模導(dǎo)柱和導(dǎo)套，當(dāng)導(dǎo)柱為四根時，選取導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑的經(jīng)驗公式為：式中D——導(dǎo)柱導(dǎo)滑段直徑（cm）；A——模具分型面上的表面積（cm2）；

K——比例系數(shù)，一般K=0.07～0.09，A>2000cm2時，K取0.07；A=400～2000cm2時，K取0.08；A<400cm2時，K取0.09。壓鑄工藝及模具設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)滑段長度按實際需要選定。對于推出導(dǎo)柱和導(dǎo)套，其尺寸參照動定模導(dǎo)柱和導(dǎo)套的尺寸，按實際需要選定。2.動、定模座板的設(shè)計動、定模座板一般不作強度計算，設(shè)計時應(yīng)考慮的主要問題有：(1)要留出緊固螺釘或安裝壓板的位置，借此使動、定模固定在壓鑄機的動、定模安裝板上。(2)澆口套安裝孔的位置與尺寸要與所選用的壓鑄機精確配合。3.動、定模套板的設(shè)計套板一般受拉伸、彎曲、壓縮三種壓力，變形后會影響型腔的尺寸精度。因此，在考慮套板尺寸時，應(yīng)兼顧模具結(jié)構(gòu)與壓鑄中的工藝因素。動、定模套板邊框厚度的推薦尺寸表6-11。壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-11套板邊框厚度的推薦尺寸

A×B側(cè)面

套板邊框厚度

A×B側(cè)面

套板邊框厚度

h

h2

h3

h

h

h3

<80×35

40~50

30~40

50~65

<350×70

80~110

70~100

120~140

<120×45

45~65

35~45

60~75

<400×100

100~120

80~110

130~160

<160×50

50~70

45~55

70~85

<500×150

120~150

110~140

140~180

<200×55

55~80

50~65

80~95

<600×180

140~170

140~160

170~200

<250×60

65~85

55~75

90~105

<700×190

160~180

150~170

190~220

<300×65

70~95

60~85

100~125

<800×200

170~200

160~180

210~250

壓鑄工藝及模具設(shè)計4.動模支承板的設(shè)計支承板的設(shè)計的原則如下：(1)鑄件分型面投影面積越大，則支承板的厚度也越厚。(2)在相同的投影面積下，壓射壓力越大，則支承板的厚度也越厚。(3)當(dāng)墊塊設(shè)置在支承板長邊兩端時，支承板取較大值，當(dāng)墊塊設(shè)置在支承板短邊兩端時取較小值。(4)采用不通孔結(jié)構(gòu)時，套板底部厚度為支承板厚度的0.8倍。(5)采用推板導(dǎo)柱或支柱，可增強對支承板的支撐作用。動模支承板厚度見表6-12。壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-12動模支承板厚度推薦值支承板所受總壓力P/kN支承板厚度h/mm160~25025、30、35250~63030、35、40630~100035、40、501000~125050、55、601250~250060、65、702500~400075、85、904000~630085、90、100壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-13推板與推桿固定板厚度推薦尺寸

推板的平面面積/mm×mm推板的厚度/mm推桿固定板的厚度/mm推板的平面面積/mm×mm推板的厚度/mm推桿固定板的厚度/mm≤200×20016~2012~16>630×900~900×160040~5016~20>200×200~250×63025~3212~16>900×160050~6325~32>250×630~630×90032~4016~205.推板與推桿固定板的設(shè)計推板與推桿固定板厚度推薦尺寸見表6-13。壓鑄工藝及模具設(shè)計6.墊塊的設(shè)計墊塊又稱模座，是支承模體承受機器壓力的構(gòu)件。其一端與動模體結(jié)合組成動模部分，另一端則緊固在壓鑄機的動模安裝板及模具的支承板或套板上。墊塊的兩端面在鎖緊時承受壓鑄機的鎖模力，所以，墊塊的兩端面應(yīng)有足夠的受壓面積。在推出鑄件時墊塊又受到較大的推出反力，因此墊塊與動模板的緊固形式必須穩(wěn)固可靠。在模體較小的情況下，還可用墊塊來調(diào)整模具的總厚度，以符合壓鑄機對模具最小厚度的要求。墊塊的基本形式見表6-14。壓鑄工藝及模具設(shè)計墊塊在壓鑄機合模時承受合模力而產(chǎn)生壓縮變形，一般情況下變形量應(yīng)小于0.05mm，如果墊塊的變形量過大，應(yīng)增大其受壓面積。

壓鑄工藝及模具設(shè)計表6-14模座的基本形式類型圖例類型圖例類型圖例角架式組合式整體式模架的標(biāo)準(zhǔn)化主要是指模架在設(shè)計過程中的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及生產(chǎn)的規(guī)?；褪袌龌?，通過模架的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，使得模架的通用性、互換性加強，模具的生產(chǎn)周期大大縮短，成本降低，更具有市場競爭力。標(biāo)準(zhǔn)模架主要有兩種形式如圖6-11和圖6-12所示。6.3.4模架的標(biāo)準(zhǔn)化壓鑄工藝及模具設(shè)計圖6-11標(biāo)準(zhǔn)模架11－定模模板螺釘2－定模座板3－動模模板螺釘4－定模套板5－導(dǎo)柱6－導(dǎo)套7－動模套板9－墊塊10－模座螺釘11－圓柱銷12－動模座板13－推板導(dǎo)套14－推板導(dǎo)柱15－推板16－推桿固定板17－推板螺釘18－限位釘19－復(fù)位桿

壓鑄工藝及模具設(shè)計圖6-12標(biāo)準(zhǔn)模架21－定模套板2－動模套板3－墊塊4－模座螺釘5－圓柱銷6－動模座板7－推板8－推板導(dǎo)柱9－推板導(dǎo)套10－推板螺釘11－限位釘12－推桿固定板13－復(fù)位桿14－導(dǎo)柱15－導(dǎo)套

壓鑄工藝及模具設(shè)計模架標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列見表6-15。主要尺寸W200250315355400L200/315200/315/400450/500351/400450500/560400/450/500/560/630/710400/450/500定模座板A2525324040定模套板B25~16025~16025~16032~16032~16032~160動模套板C25~16025~16025~16032~16032~16032~160支承板D3540505063動模座板F2525323232表6-15模架標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列(mm)壓鑄工藝及模具設(shè)計墊塊63~10063~10080~12580~12580~125推板W2125160205245264G2025253232推桿固定板W3125160205245264H1212161616復(fù)位桿直徑φ12φ16φ20φ20φ20導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向段直徑φ20φ25φ32φ32φ40固定段直徑φ28φ35φ42φ42φ50壓鑄工藝及模具設(shè)計推板導(dǎo)柱導(dǎo)向段直徑φ16φ20φ20φ20φ25定模套板螺釘6-M106-M108-M106-M128-M128-M126-M12動模套板螺釘6-M106-M108-M106-M128-M128-M126-M12推板螺釘M8M8M8M10M10模座螺釘4-M124-M126-M12