金属压铸工艺与模具设计浇注系统及排溢系统设计.ppt

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1、 n浇注系统是熔融金属在压力作用下充填模具型腔的通道。排溢系统浇注系统是熔融金属在压力作用下充填模具型腔的通道。排溢系统包括溢流槽和排气槽。溢流槽的作用是储存混有气体和涂料残渣的包括溢流槽和排气槽。溢流槽的作用是储存混有气体和涂料残渣的冷污金属液，它与排气槽配合，迅速引出型腔内的气体。在金属液冷污金属液，它与排气槽配合，迅速引出型腔内的气体。在金属液充填的整个过程中，浇注系统与排溢系统是一个不可分割的整体，充填的整个过程中，浇注系统与排溢系统是一个不可分割的整体，共同对充填过程起着控制作用，是决定压铸件质量的重要因素。因共同对充填过程起着控制作用，是决定压铸件质量的重要因素。因此，浇注系统和排

2、溢系统的设计是压铸模设计的一个十分重要的环此，浇注系统和排溢系统的设计是压铸模设计的一个十分重要的环节。节。第第8章章 浇注系统及排溢系统设计浇注系统及排溢系统设计 n8.1 浇注系统设计浇注系统设计 n8.2 溢流与排气系统设计溢流与排气系统设计 8.1 浇注系统设计浇注系统设计u8.1.1 直浇道设计直浇道设计 u8.1.2 横浇道设计横浇道设计 u8.1.3 内浇口设计内浇口设计 u8.1.4 典型压铸件浇注系统设计典型压铸件浇注系统设计 8.1 浇注系统设计浇注系统设计n压铸过程中，浇注系统除引导金属液进入型腔之外，还对压力、速度、温度、排气等起调压铸过程中，浇注系统除引导金属液进入型

3、腔之外，还对压力、速度、温度、排气等起调节作用，所以浇注系统对压铸件质量起重要作用。生产中很多废品是由于浇注系统设计不节作用，所以浇注系统对压铸件质量起重要作用。生产中很多废品是由于浇注系统设计不当造成的。因此，正确设计浇注系统是提高铸件质量、稳定压铸生产的关键之一。当造成的。因此，正确设计浇注系统是提高铸件质量、稳定压铸生产的关键之一。n压铸机类型不同，浇注系统结构组成也不同，表压铸机类型不同，浇注系统结构组成也不同，表8.1所示为各种结构的浇注系统。所示为各种结构的浇注系统。n立式冷压室压铸机的浇注系统由直浇道立式冷压室压铸机的浇注系统由直浇道1、横浇道、横浇道2、内浇口、内浇口3和余料和

4、余料4组成。在开模之前，组成。在开模之前，余料必须由下冲头先从压室中切断并顶出。余料必须由下冲头先从压室中切断并顶出。n卧式冷压室压铸机的浇注系统由直浇道卧式冷压室压铸机的浇注系统由直浇道1、横浇道、横浇道2和内浇口和内浇口3组成，余料与直浇道合为一组成，余料与直浇道合为一体。开模时，整个浇注系统和压铸件随动模一起脱离定模。体。开模时，整个浇注系统和压铸件随动模一起脱离定模。n全立式冷压室压铸机的浇注系统组成与卧式冷压室压铸机浇注系统组成相同，只是方向不全立式冷压室压铸机的浇注系统组成与卧式冷压室压铸机浇注系统组成相同，只是方向不同。同。n热压室压铸机的浇注系统由直浇道热压室压铸机的浇注系统由

5、直浇道1、横浇道、横浇道2和内浇口和内浇口3组成。由于压室和坩锅直接连通，组成。由于压室和坩锅直接连通，所以没有余料。所以没有余料。8.1 浇注系统设计浇注系统设计8.1.1 直浇道设计直浇道设计n直浇道是传递压力的首要部分，直浇道形式与所选压铸机有关。直浇道是传递压力的首要部分，直浇道形式与所选压铸机有关。n1.立式冷压室压铸机的直浇道n立式冷压室压铸机直浇道主要由压铸机上的喷嘴和模具上的浇口套、镶立式冷压室压铸机直浇道主要由压铸机上的喷嘴和模具上的浇口套、镶块、分流锥等组成，图块、分流锥等组成，图8.1所示为典型的立式冷压室压铸机的直浇道。所示为典型的立式冷压室压铸机的直浇道。从喷嘴导入口

6、处至最小环形截面从喷嘴导入口处至最小环形截面 (OA截面截面)为直浇道的长度。为直浇道的长度。n直浇道尺寸大小影响金属液流动速度和充填时间。直浇道直径太小，金直浇道尺寸大小影响金属液流动速度和充填时间。直浇道直径太小，金属液流速很大，会产生严重的喷射现象，导致涡流、卷气、氧化夹渣、属液流速很大，会产生严重的喷射现象，导致涡流、卷气、氧化夹渣、冷隔等缺陷。直径太大，则增加金属消耗，而且储气增多，不利排气。冷隔等缺陷。直径太大，则增加金属消耗，而且储气增多，不利排气。所以直浇道尺寸必须合适。所以直浇道尺寸必须合适。8.1.1 直浇道设计直浇道设计8.1.1 直浇道设计直浇道设计8.1.1 直浇道设

7、计直浇道设计8.1.1 直浇道设计直浇道设计8.1.1 直浇道设计直浇道设计n(2)形成直浇道的浇口套一般镶在定模座板上。采用浇口套可以节省模具钢并且便于加工。浇口套形成直浇道的浇口套一般镶在定模座板上。采用浇口套可以节省模具钢并且便于加工。浇口套一个端面与喷嘴端面吻合，控制好配合间隙，不允许金属液窜入接合面，否则将影响直浇道从定模中一个端面与喷嘴端面吻合，控制好配合间隙，不允许金属液窜入接合面，否则将影响直浇道从定模中脱出。小批量生产用的简易模具，直浇道直接在定模板上加工，省去浇口套。浇口套在模板上应固定脱出。小批量生产用的简易模具，直浇道直接在定模板上加工，省去浇口套。浇口套在模板上应固定

8、牢固、装拆方便。图牢固、装拆方便。图8.2所示为立式冷压室压铸机浇口套。所示为立式冷压室压铸机浇口套。n(3)直浇道底部的孔是由分流锥形成的。分流锥的作用是防止金属液进入型腔时直冲型壁；避免直直浇道底部的孔是由分流锥形成的。分流锥的作用是防止金属液进入型腔时直冲型壁；避免直浇道底部聚集过多金属；使金属液在转角处流动平稳以及可以利用分流锥尺寸变化来调整直浇道末端浇道底部聚集过多金属；使金属液在转角处流动平稳以及可以利用分流锥尺寸变化来调整直浇道末端面积面积(图图8.1中中AA截面处环形面积截面处环形面积)。n分流锥单独加工后装在模板内，不允许直接在模板上加工出来分流锥单独加工后装在模板内，不允许

9、直接在模板上加工出来(见图见图8.3)。其结构应能起分流金属液和。其结构应能起分流金属液和带出直浇道的作用。对直径较大的分流锥可在中心设置推杆，如图带出直浇道的作用。对直径较大的分流锥可在中心设置推杆，如图8.4所示。推杆能平稳推出直浇道，所示。推杆能平稳推出直浇道，其间隙有利排气。其间隙有利排气。n2.卧式冷压室压铸机直浇道n卧式冷压室压铸机直浇道由压室和浇口套组成。压室和浇口套可以制成整体，也可以分别制造，如图卧式冷压室压铸机直浇道由压室和浇口套组成。压室和浇口套可以制成整体，也可以分别制造，如图8.5、图、图8.6所示。若是两者分开，则压室是压铸机的附件所示。若是两者分开，则压室是压铸机

10、的附件(通用件通用件)，浇口套设在定模板上，随压铸零，浇口套设在定模板上，随压铸零件不同而不同。压室内径件不同而不同。压室内径D与压射冲头直径与压射冲头直径d的配合是的配合是H7/e8；浇口套内径与压射冲头直径；浇口套内径与压射冲头直径d的配合应的配合应制成制成F8/e8。压室与浇口套在装配时要求同轴度高，否则，压射冲头就不能顺利工作。压室与浇口套在装配时要求同轴度高，否则，压射冲头就不能顺利工作。n在设计直浇道时，要选用合适的压室。压室的选用应该考虑压射比压和压室的充满度。首先考虑的是在设计直浇道时，要选用合适的压室。压室的选用应该考虑压射比压和压室的充满度。首先考虑的是压射比压，压室直径与

11、压射比压的平方根成反比。对于铝合金而言，压射比压范围在压射比压，压室直径与压射比压的平方根成反比。对于铝合金而言，压射比压范围在25100 MPa内，内，压射比压大的可选较小直径的压室；压射比压小的可选较大直径的压室。直浇道的厚度压射比压大的可选较小直径的压室；压射比压小的可选较大直径的压室。直浇道的厚度H一般取直径一般取直径D的的1/31/2。浇口套靠近分型面一端的内孔，长度在。浇口套靠近分型面一端的内孔，长度在1525 mm范围内时要加工出范围内时要加工出1302的的脱模斜度，与直浇道相连接的横浇道一般设在浇口套的上方，防止金属液在压射前流入型腔。脱模斜度，与直浇道相连接的横浇道一般设在浇

12、口套的上方，防止金属液在压射前流入型腔。n当卧式冷压室压铸机采用中心浇口时，直浇道的设计与立式冷压室压铸机相同。可在浇口套内制成当卧式冷压室压铸机采用中心浇口时，直浇道的设计与立式冷压室压铸机相同。可在浇口套内制成23条螺旋角小于条螺旋角小于20的螺旋槽，在压射冲头的作用下，余料随着开模动作沿着浇口套中的螺旋槽旋转，的螺旋槽，在压射冲头的作用下，余料随着开模动作沿着浇口套中的螺旋槽旋转，而从直浇道上扭断，如图而从直浇道上扭断，如图8.7所示。所示。8.1.1 直浇道设计直浇道设计图8.2 立式冷压室压铸机浇口套8.1.1 直浇道设计直浇道设计图8.3 分流锥示意图 8.1.1 直浇道设计直浇道

13、设计图8.4 中心设推杆的分流锥8.1.1 直浇道设计直浇道设计8.1.1 直浇道设计直浇道设计8.1.1 直浇道设计直浇道设计图8.7 螺旋槽扭断浇口余料8.1.1 直浇道设计直浇道设计n3热压室压铸机直浇道n热压室压铸机直浇道由压铸机喷嘴和模具上的浇口套及分流锥形成热压室压铸机直浇道由压铸机喷嘴和模具上的浇口套及分流锥形成(见见图图8.8)。直浇道尺寸见表。直浇道尺寸见表8.3。直浇道内的分流锥较长，用于调整直浇。直浇道内的分流锥较长，用于调整直浇道的截面积，改变金属液的流向及减少金属消耗量。为适应热压室压铸道的截面积，改变金属液的流向及减少金属消耗量。为适应热压室压铸机高效率生产的需要，

14、通常要求在浇口套及分流锥内部设置冷却系统。机高效率生产的需要，通常要求在浇口套及分流锥内部设置冷却系统。8.1.1 直浇道设计直浇道设计8.1.1 直浇道设计直浇道设计8.1.2 横浇道设计横浇道设计 n横浇道是连接直浇道和内浇口的通道，横浇道的作用就是把金属液从直浇道引入内浇口内。横浇道的横浇道是连接直浇道和内浇口的通道，横浇道的作用就是把金属液从直浇道引入内浇口内。横浇道的结构形式和尺寸取决于内浇口的结构、位置、方向和流入口的宽度，而这些因素是根据压铸件的形状、结构形式和尺寸取决于内浇口的结构、位置、方向和流入口的宽度，而这些因素是根据压铸件的形状、结构、大小、浇注位置和型腔个数来确定的。

15、结构、大小、浇注位置和型腔个数来确定的。n1.横浇道设计原则n(1)横浇道截面积应大于内浇口截面积，否则用压铸机压力横浇道截面积应大于内浇口截面积，否则用压铸机压力-流量特性曲线进行的一切计算都是无效流量特性曲线进行的一切计算都是无效的。的。n(2)为了减少流动阻力和回炉横浇道，横浇道的长度应尽可能地短，转弯处应采取圆弧过渡。为了减少流动阻力和回炉横浇道，横浇道的长度应尽可能地短，转弯处应采取圆弧过渡。n(3)金属液通过横浇道时的热损失应尽可能地小，保证横浇道比压铸件和内浇口后凝固。金属液通过横浇道时的热损失应尽可能地小，保证横浇道比压铸件和内浇口后凝固。n(4)横浇道的截面积应从直浇道开始向

16、内浇口方向逐渐缩小。这一点卧式压铸机较立式压铸机易于横浇道的截面积应从直浇道开始向内浇口方向逐渐缩小。这一点卧式压铸机较立式压铸机易于做到。如果在浇道中出现节流现象，金属液流过时会产生负压，必然会吸入分型面上的空气，从而增做到。如果在浇道中出现节流现象，金属液流过时会产生负压，必然会吸入分型面上的空气，从而增加了金属液流动过程中的涡流，降低了内浇口前的压射压力，致使金属液供应不充分，充填结束时增加了金属液流动过程中的涡流，降低了内浇口前的压射压力，致使金属液供应不充分，充填结束时增压上升缓慢。但实际上，横浇道的设计在许多情况下并没有遵循这一原则，尤其在那些大而扁平的压压上升缓慢。但实际上，横浇道的设计在许多情况下并没有遵循这一原则，尤其在那些大而扁平的压铸件上进行横浇道截面积和内浇口截面积协调是比较困难的。但是，在一般情况下应尽可能不违背这铸件上进行横浇道截面积和内浇口截面积协调是比较困难的。但是，在一般情况下应尽可能不违背这一原则。一原则。n2.横浇道尺寸的确定n推荐铝合金系列的横浇道截面形状如图推荐铝合金系列的横浇道截面形状如图8.9所示。与横浇道最小深度所示。与横浇道最小深度t相