气缸端盖压铸模设计(3)

2019-04-23 14:52

其工艺参数如下[3]:

锁模力: 7000KN 拉杆之间的内尺寸: 750mm × 750mm 拉杆直径: 160mm

压铸模厚度: 350mm~850mm 压射力: 650KN 压室直径: 70/80/90/100mm 压射比压: 80~120Map 最大浇铸量: 10kg 一次空循环时间: <12s 动座板行程: 650mm

2.3浇铸系统设计

将压铸机室内熔融的金属液在高温高压高速状态下引入到型腔的通道称为浇铸系统。它主要包括直浇道、横浇道、内浇口以及溢流排溢系统。直浇道是指从浇口套起到横浇道为止的一段浇道,它是传递金属液压力的首要浇道,其尺寸大小可以影响金属液的流动速度、充型时间、气体的存储空间和压力损失大小,起到能否使金属液平稳引入横浇道和控制金属液充型条件的作用。浇铸系统在引导金属液填充型腔过程中,对金属液的流动状态、速度和压力的传递、排气效果以及压铸模的热平衡状态等起着控制和调节的作用。因此,浇铸系统决定着压铸件表面质量以及内部显微组织状态,同时也影响压铸生产的效率和模具的寿命。 2.3.1内浇口设计

内浇口是引导熔融的金属液以一定的速度、压力和时间填充成型型腔的通道,它的重要作用是形成良好填充压铸型腔所需要的最佳流动状态。因此,内浇口的设计主要是:确定内浇口的位置、方向以及内浇口的形状和截面尺寸;预计金属液在填充过程中的流态,分析可能出现的死角区或裹气部位,从而在适当部位设置有效的流溢槽和排气槽[3]。

(1)内浇口速度

由参考文献[3]查得,铝合金铸件内浇口充填速度60m/s。

(2)充填时间

经计算,压铸件的平均壁厚约为5.3mm,利用参考文献中的充填时间t推荐值为0.08~0.30,取0.25s。

的推荐值为20~60m/s,

由于气缸端盖与气缸缸体配合面质量要求较高,需选用较大的值,故选取为

(3)内浇口截面积的确定

内浇口截面积的确定可根据以下公式[3] 式中:

(式2-1) —内浇口流速,m/s; —型腔的填充时间,

—内浇口横截面积,cm2;G—通过内浇口金属液的总质量,g;

?—液态金属的密度,g/cm3;

s;。

计算得出数值如下:

=3600/(2.4×60×0.25)=100 mm2

(4)内浇口厚度、长度、宽度的确定

查经验数据表,适当选取铝合金铸件内浇口厚度为2.0mm,宽度为20mm,长度为2.5mm。 2.3.2横浇道设计

(1)横浇道的形式及尺寸

根据铸件及内浇口特点,选用等宽横浇道,截面为梯形。 截面形状

表2-3 横浇道截面形状及尺寸的计算表

计算公式 说明

Ag—内浇口截面积,mm2 Ar—横浇道截面积,mm2 Ar=(3~4)Ag

D—横浇道深度,mm D=(5~8)T

T—内浇口深度,mm ?=10~15○

W=Dtan?+Ar/D ?—脱模斜度

r=2~3 r—圆角半径,mm

W—横浇道宽度,mm

由表2-1算出,D=10mm, W=76.76mm,Ar=750mm2 由公式

L=0.5D+(25~35)(mm)

(式2-2)

D—直浇道导入口出直径,mm

图2-3横浇道长度计算图

计算横浇道的长度L=35mm。 (2)横浇口与内浇口的连接方式

内浇口和压铸件在一侧,横浇道在另一侧,故采用如下图的链接方式

图2-5连接方式

2.3.3直浇道设计

直浇道是指金属液从压室进入型腔前首先经过的通道,这时需要设计浇口套。浇口套(英文翻译为:Ingate Sleeve)是让熔融的材料从注塑机的喷嘴注入到模具内部的流道组成部分,用于连接成型模具与注塑机的金属配件。直浇道尺寸由浇口套尺寸决定,浇口套内径与压室内径相同,由于压铸机选择型号为J1170A,其压室直径为70/80/90/100mm。选取90mm为浇口套内径,浇口套的长度一般应小于压铸机压射冲头的跟踪距离,以便于余料从压室中脱出。横浇道入口应开设在压室上部2/3以上的部分,避免金属液在重力作用下进入横浇道而提前开始凝固。分流器上形成余料的凹腔的深度等于横浇道的深度,直径与浇口套相等,沿圆周的脱模斜度为5°。浇口套如图所示

图2-6 浇口套

2.3.4排溢系统设计

排溢系统是熔融的金属在填充过程中,排出气体、冷污金属液以及氧化夹杂物的通道和存储器,用以控制金属液的填充流态,消除某些压铸缺陷,是浇注系统中不可缺少的重要组成部分。排溢系统包括溢流槽和排气道两个部分,主要由溢流口、溢流槽和排气道组成。

(1)溢流槽的设计

溢流槽的截面形状有三种,如图所示:

一般Ⅰ型在分型面上的投影面积比,Ⅱ、Ⅲ型要小。将金属液从型腔流出至溢流槽的通道称为溢口,为便于脱模,溢口脱模斜度为30°~ 45°。溢口与铸件连接处应有(0.3-1)mm*45°的倒角,以便清除。全部溢流槽的溢口截面积的总和应等于内浇口截面积的60%~75%。溢口的厚度应小于内浇口的厚度,以保证溢口内浇口早凝固,使型腔中正在凝固的金属液,形成一个与外界不相通的密闭部分而得到最终压力的压实作用。

溢流槽选用Ⅰ型,设置在分型面上,结构为弓形,尺寸初选为:

A=15.72mm,B=32mm ,R=8mm,H=6.5mm,a=5mm,c=0.8mm,h=0.8mm,b=16mm。

(2)排气道设计

根据参考文献[4],当金属液注入型腔时,如果型腔内原有气体、蒸汽等不能顺利地排出,将在制品上形成气孔、灰雾、银丝、表面轮廓不清、接缝、型腔不能安全充满等弊病;同时还会因气体压缩而产生高温,引起流动前沿物料温度过高,粘度下降,容易从分型面溢出,发生飞边,重则灼伤铸件,而产生焦痕。而且型腔内气体压缩产生的反压力会降低充模速度,影响压铸周期和产品质量。因此设计型腔时必须充分地考虑排气问题。

根据压铸件的特点,查阅铸模设计手册,选取排气道尺寸如下:

采用曲折的排气槽,尺寸初选如下:深度0.10mm,排气槽宽度为15mm,长度为30mm。

2.4压铸模具的总体结构设计

压铸模由定模和动模两个主要部分组成。定模固定在压铸机压室一方的定模座板上,是金属液开始进入压铸模型腔的部分,也是压铸模型腔的所在部分之一。定模上有直浇道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上,随动模座板向左、向右移动与定模分开和合拢,一般抽芯和铸件顶出机构设于其内。

压铸模具的基本结构,根据参考文献[4],它通常包括以下六个部分。 (1)成型零件部分。 (2)浇注系统。 (3)模架结构。 (4)顶出和复位机构。 (5)侧抽芯机构。

(6)其它。除以上各结构单元外,模具内还有其它用于固定各相关零件的内六角螺栓以及销钉等。

3成型零件及侧抽芯结构设计

3.1成型零件设计概述

构成模具型腔的零件统称为成型零件,它主要包括凸模、凹模、型芯、镶块、各种成型环、各种成型杆。由于型腔直接与高温高压的金属液相接触,它的质量直接影响制件壳的质量,因此要求型腔有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性,以承受金属液的挤压力和流动力、摩擦力,有足够的精度和适当的表面粗糙度,以保证铝合金质表面的光亮美观、容易脱模。一般来说,成型零件都应进行热处理,或预硬化处理,使其具有一定的硬度。成型零件由浇注系统成型零件和铸件成型零件两部分组成。

3.2铸件成型零件设计

3.2.1成型收缩率

成型收缩率是指铸件收缩量与成型状态铸件尺寸之比,收缩分三种情况(见图3-3):

(1)自由收缩 在型腔内的压铸件没有成型零件的阻碍作用,图中L1。 (2)阻碍收缩 如图中L2,有固定型芯的阻碍作用。 (3)混合收缩 如图中L3,这种情况较多。


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