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常见的压铸模具结构及设计教材

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常见的压铸模具结构及设计教材_中职中专_职业教育_教育专区。常见的压铸模具结构及设计教材 电动球阀:压铸模具材料与结构设计 压铸模具材料与结构设计目录 1 压铸模具的结构 压铸模具一般的结构如图 1. 导柱 2.固定外模 (母模) 3 分流子镶套 4.分流子 5 固

  常见的压铸模具结构及设计教材_中职中专_职业教育_教育专区。常见的压铸模具结构及设计教材

  电动球阀:压铸模具材料与结构设计 压铸模具材料与结构设计目录 1 压铸模具的结构 压铸模具一般的结构如图 1. 导柱 2.固定外模 (母模) 3 分流子镶套 4.分流子 5 固定内模 6 角销 7 滑块挡片 8 滑块 9.可动内模 10.可动外模 (公模) 11.模脚 12.顶出板 13.顶出销承板 14.回位销 15.导套 2.压铸模具结构设计应注意事项 (1)模具应有足够的刚性,在承受压铸机锁模力的情况下不会变形。 (2)模具不宜过于笨重,以方便装卸 修理和搬运,并减轻压铸机负荷。 (3)模穴的压力中心应尽可能接近压铸机合模力的中心,以防压铸机受力不均,造成锁模 不密,铸件产生毛边。 (4)模具的外形要考虑到与压铸机的规格的配合: 电动球阀:(a)模具的长度不要与系杆干涉。 (b)模具的总厚度不要太厚或太薄,超出压铸机可夹持的范围。 (c)注意与料管(冷室机)或喷嘴(热室机)之配合。 (d)当使用拉回杆拉回顶出出机构时,注意拉回杆之尺寸与位置之配合。 (5)为便于模具的搬运和装配,在固定模和可动模上方及两侧应钻螺孔,以便可旋入环首 螺栓。 3 内模(母模模仁) (1)内模壁厚 内模壁厚基本上不必计算其强度,起壁厚大小决定于是否可容纳冷却水管通过,安排 溢流井,及是否有足够的深度可攻螺纹,以便将内模固定于外模。由于冷却水管一般直径约 10mm,距离模穴约 25mm,因此内模壁厚至少要 50mm。内模壁厚的参考值如下表。 内模最小壁厚参考表 压铸机吨数 125 以下 125—-500 500 500 内模壁厚(mm) 50 55 60 70 (2)内模与外模的配合 内模的高度应该比外模高出 0.05-0.1mm,以便模面可确实密合,并使空气可顺利排出。 其与外模的配合精度可用 H8 配 h7,如下图所示。 电动球阀:(3)内模与分流子的配合 分流子的功用是将熔汤由压铸机导至模穴内,因此其高度视固定模的厚度而定。 分流子的底部与内模相接,使流道不会接触外模,如下图,内模与分流子的配合可用 H7 配 h6。 4 外模 (1) 固定外模 固定外模一般不计算强度,但设计时要注意留出锁固定压板或模器的空间。 (2) 可动外模 可动外模的底部厚度可用下面的公式计算: 其中: h:外模底部之厚度(mm) p:铸造压力(kg/cm2) L:模脚之间距(mm) a:成品之长度(mm) b:成品之宽度(mm) 电动球阀::外模之宽度(mm) E:钢的杨氏模数=2.1×106kg/cm2 d:外模在开模方向的最大变形量(mm) ,一般取 d≤0.05mm. 例: 2 某铸件长 300mm,宽 250mm,铸造压力选定 280(kg/cm ),外模之宽度 560(mm), 模脚之间距 360(mm),最大变形量取 0.05(mm) 。所以 2 P=280(kg/cm ) L=360(mm) a=300(mm) b=250(mm) B=560(mm) E=2.1×106kg/cm2 d=0.05(mm) 计算得 h=138mm 5.模脚 (1)模脚变形量 模脚主要的功能在提供模具之顶出空间,其强度计算公式为 其中 :d:变形量(mm) ,通常要小于 0.05mm. W: 锁模力/2(kg) H:模脚高度(mm)=顶出距离+顶出板厚度+顶出销承板厚度+前进止动距离(防止顶 出板撞到外模)+后退止动距离(防止顶出板撞到压铸机) E:钢的杨氏模数=2.1×104(kg/mm2) a: 模脚长度(mm) b: 模脚宽度(mm) 例: 压铸机锁模力 315 吨,模脚高度 130(mm) ,模脚长度 560(mm) ,模脚宽度 80(mm) 。 则 W=315000/2=157500(kg) H=130(mm) a=560(mm) b=60(mm) 电动球阀:此时变形量=(157500×130)/(2.1×104×560×80)=0.021(mm)﹤0.05 当模脚的高度 H 愈大时其变形量愈大。因此高度愈小愈好,只要足够顶出就行了。对 于较大的模具,通常在两只模脚中间会再加上支柱补强。 (2) 固定模脚用螺栓 模脚要用螺栓固定于可动外模上,所使用的螺栓大小及数量,可参考下表。 锁模脚螺栓建议值 压铸机 3500 吨 2500 吨 2250 吨 1650 吨 1200 吨 1000 吨 800 吨 螺栓尺寸 M30 M24 M24 M24 M20 M20 M16 数量 10 12 11 9 13 11 10 压铸机 650 吨 350 吨 250 吨 200 吨 135 吨 90 吨 螺栓尺寸 M16 M16 M12 M12 M10 M10 数量 8 6 8 8 6 6 6.导柱与导套 CNSB3370“压铸模用导柱”中规定了导柱的材料 形状与尺寸。CNSB3373“压铸模用导套” 则规定了导套的材料 形状与尺寸。设计时可直接选用标准规格。导柱直径的选择可使用下 面的经验公式: 其中 d:导柱直径(mm) F: 模具分模面上的表面积(mm2) K: 比例系数, 一般为 0.07~0.09。 当 F>200000 时, K 取 0.07。 F=40000~200000 时,K 取 0.08.当 F<40000 时.K 取 0.09. 用此公式计算出来的值,会与 CNSB3369“压铸模用主模板”中各个模具尺寸所使用的导柱 尺寸接近. 导滑段的最小长度为直径的 1.5-2 倍,一般按高出分模面的型心长度加上 12-20mm. 7.回位销 (1)回位销直径 回位销的功用是当顶出机构顶出铸件后,靠着合模的力量将顶出机构回复到原位 .此外 也有导引及支撑顶出板的功能B3372 规定了回位销的形状与尺寸.回位销直径的选择可 参考下表. 外模宽(mm) 回位销直径(mm) 小于等于 150 12 150250 15 250350 20 350500 25 500650 30 650800 35 大于 800 40 电动球阀:(3) 回位销的长度 回位销的长度则可用下面公式计算 回位销的长度 L=可动外模高度+模脚高度-顶出板厚度-后退止块高度 8.拔模力的计算 抽芯时型芯受力的状况见下图。 型芯受力图 拔模力的大小可由下式计算: P=P1cosа +P2sinа =Alp(μ cosа -sinа ) 其中 P:拔模力(kg) P1: 抽芯阻力(kg) P2:铸件冷却收缩后对型芯的抱紧力(kg) A:被铸件抱紧的型芯成形部分断面周长(mm) L:被铸件抱紧的型芯成形部分之长度(mm) 2 2 P:单位面积的抱紧力。 对锌合金一般取 0.6-0.8kg/mm ,对铝合金一般取 1.0-1.2kg/mm , 2 对铜合金一般取 1.2-1.6kg/mm . μ :压铸合金对型芯的摩擦系数,一般取 0.2-0.5。 а :型芯成形部分的拔模角。 例: 铝合金压铸件型芯直径 40mm,长度 60mm,拔模角 1°,如下图, 摩擦系数取 0.25,则拔模力 P= 电动球阀:。顶出销 CNSB3371 中规定了顶出销的形状与尺寸,设计时可选用标准的尺寸。顶出销的直径的选择 需考虑两件事: (1)顶出时是否会在铸件表面留下痕迹, (2)顶出销是否会发生挫曲。 (1)顶出时是否会在铸件表面留下痕迹 容许的顶出销前端最小截面积为: 其中 A=顶出销前端截面积(mm ) P=顶出销承受的总推力(kg) n=顶出销数量 2 2 2 2 s=铸件的容许应力 (kg/mm ) .铜 铝合金取 5kg/mm ,锌合金取 4kg/mm ,合金取 3kg/mm . 顶出销承受的总推力 P 相当于铸件的抱紧力,此一力量大小的计算可参考前述之拔模力计 算。 例: 某镁合金铸件所需之总推力为 5000(kg) ,使用 10 根顶出销则: P=5000 n=10 s=3 2 所以顶出销前端截面积 A=5000/(10×3)=167(mm ) 故顶出销直径至少为 8(mm). (2)顶出销是否会发生挫曲(buckling) 将顶出销视为一端固定,另一端可滑动的柱,则其稳定性的大小可用下式来计算: 2 其中 K:稳定安全倍数,钢取 1.5-3。 n:稳定系数,其值取 20.19。 6 2 E:杨氏模数,钢取 2×10 (kg/cm ) I:顶出销最小截面积处之惯性矩(cm ),对于圆形截面 P:顶出销承受之实际推力(kg) L:顶出销之长度(mm) 4 (d=顶出销直径) 。 10.角销 (1)角销斜角的选择 斜角а 值一般在 10°~25°间,а 值愈小,所需要的开模力愈小,而可产生较大的拔 模力,而角销所受的弯曲力也较小,开模行程长。所以小а 值用于短型芯,而长型芯为了缩 短开模距离用较大的а 值。 电动球阀:(2)角销直径的估算 角销直径可使用下式估算 角销受力简图 其中 d:角销直径(mm) h:滑块端面至受力点的垂直距离(mm) p:拔模力(kg) 例: P=1300(kg).а =18,h=38(mm),则 d=26.3(mm),取 27(mm). (4) 角销长度 角销长度建议用作图法来决定。 (参见下图) a.取滑块端面斜孔与角销外侧斜面接触外为 A 点。 b.自 A 点作与分模面相平行的直线 AC,使 AC=S(抽芯距离) 。 c.自 C 点任垂直于 AC 线的 BC 线,交角销处侧面于 B 点。 d.AB 线段的长度 L′为角销有效工作段长度, e.BC 线段长度加上角销导引实部高度 I,为角销抽芯结束时所需的最小开模距离 。 电动球阀:作图法求角销长度 11.压铸模具材料 压铸模具材料依使用地方大致可分为三类: (1) 与熔汤接触处之零件: 为此构成模具之主要零部件, 因应压铸制程之严苛环境及生产条件, 用于此之材料需具备有: ·良好之切削性 ·良好之高温强度 高温硬度 高温韧性 抗回火稳定性 高温耐磨性 抗热疲劳性 ·良好淬硬性 热处理尺寸安定性 ·良好之导热性 ·热膨胀系数小 (2) 滑动配合零件: ·良好之耐磨性和适当的强度 ·适当之淬硬透性和较小之热处理变形率 (3) 结构零件 ·外模和紧固零件需有足够强度 工具钢种类很多,价格又贵,刚才的选择需考虑使用环境及经济因素。 下表为参考资料所列常用的材料。 预硬钢 (FDAC, P20) 只使用于量少的低温合金 (锌, 锡, 铝) 之压铸。 热作工具钢 (SKD61, H13)粗加工需在退火状态下为之,调质(淬火回火)后再做细加工。放电加工所产生之白 层需磨除以避免模具寿命减短。优质热作工具钢(premium grade H13 or SKD61)因其均质 性有姣好之寿命。 电动球阀:压铸模具零件常用材料表 a,b 注:a.以上皆为节录自各参考资料,所列材料可以相似或更佳之材料替代。b.-:表参考资料 无特别列明。c.硬度为 HRC。d.锌合金量少时可使用预硬钢。d.永茂工业。e.瑞典 Assab 公 司编号。 电动球阀:压铸模具零件常用材料各国对照表 注:CNS 钢材 81 年后符号改与 JIS 同,请参较 CNS G3059。 电动球阀:压铸模具配合公差 固定零件配合公差 工作条件 与熔汤接触 配合类别和精度 H7/H6-----圆形 H8/h7------方形 H7/k6 不与熔汤接触 H7/m6 内外模配合 型芯与内模 外模和分流子 衬套内模和分流子 导套和外模 外模和导柱 外模和角销 外模和楔紧块 外模和定位销 滑动零件配合公差 工作条件 使用合金 锌合金 铝合金 与熔汤接触,受热 量较大 铜合金 锌合金 铝合金 铜合金 受热量不大,精度 要求较高 受热量较小,精度 要求不高 锌 铝合金 铜合金 轻金属 H8-H9/f9 配合 H7/f7 H7/e8 H7/d8 H7/e8 H7/e8-d8 H7/d8-c8 H7/e8 H7/d8 H7/h8-h9 顶出板导柱和顶出板导套的滑动 部位 回位销和孔 导柱和导套 成型滑块和滑块座 典型配合零件举例 顶出销和顶出孔,卸料板上的滑 动配合,滑块中子和配合孔

  
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