压铸模具设计与制造单元3-2-1侧抽芯压铸模具结构设计课件.ppt
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1、学习情境学习情境3 3 侧抽芯压铸模具设计与制造侧抽芯压铸模具设计与制造侧抽芯压铸成型工艺分析侧抽芯压铸成型工艺分析侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具计算机辅助设计侧抽芯压铸模具计算机辅助设计侧抽芯压铸模具制造侧抽芯压铸模具制造侧抽芯压铸模具装配、试模侧抽芯压铸模具装配、试模学习情境学习情境3 3 侧抽芯压铸模具设计与制造侧抽芯压铸模具设计与制造侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 带侧抽芯压铸模具的设计步骤如下:带侧抽芯压铸模具的设计步骤如下:分型面确定分型面确定 成型零件设计成型零件设计 浇注系统的设计浇注系统的设计计算滑块抽芯力计算滑块抽芯力抽芯机构设计抽
2、芯机构设计推出机构设计推出机构设计冷却系统设计冷却系统设计确定外形尺寸确定外形尺寸 绘制模具装配图绘制模具装配图侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计一、引入:1.模具结构方案确定 了解压铸件图纸要求,进行压铸件结构工艺性、尺寸精度、材料、生产批量、客户特殊要求分析。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 压铸件结构简单,可采用压铸成型,压铸件生产批量不大,可采用单型腔成型,浇注系统采用侧浇口形式,压铸件采用推杆推出,压铸件有一侧孔,结合推出机构,选用斜销抽芯机构,斜销在定模,滑块在动模。冷却系统可采用直通式冷却通路。因此压铸件所采用的是斜销抽芯,推杆推出,侧浇口压铸模具。侧抽芯压
3、铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 模具结构方案的确定办法:根据压铸件的生产批量及压铸件精度要求确定模具的型腔数目;根据压铸件的形状和尺寸大小确定模具成型零件的结构形式、浇注系统形式、侧抽芯机构、压铸件的推出方式和模具的冷却形式。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 模具结构方案的确定办法:根据压铸件的生产批量及压铸件精度要求确定模具的型腔数目;根据压铸件的形状和尺寸大小确定模具成型零件的结构形式、浇注系统形式、侧抽芯机构、压铸件的推出方式和模具的冷却形式。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 2.模具侧抽芯结构确定 压铸件上有外侧孔或内、外侧凹时,压铸件不能直接从模具中脱出
4、,此时必须将成型侧孔或侧凹的零件做成活动的,这种零件称为侧型芯。在压铸件脱模前必须抽出侧型芯,然后再从模具中推出压铸件,完成侧型芯的抽出和复位的机构称为侧向分型抽芯机构。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计侧向分型与抽芯机构组成 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1限位块 2、8楔紧块 3斜销 4、7滑块5、6型芯 9止转导向块 10接头侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 常用侧向分型与抽芯机构的类型 设计模具时,根据压铸件的结构选用合适的类型:(1)斜销抽芯机构 (2)斜滑块抽芯机构 (3)液压与气动抽芯机构 (4)弯销抽芯机构 (5)齿轮齿条抽芯机构 (6)手动抽
5、芯机构 侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 二、侧抽芯压铸模具结构设计 1.分型面的确定 本零件的分型面基本上没什么分歧,产品侧面有一个26孔需要做滑块处理。其它部位均可用动、定模做出,具体的分型方案如下图。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 2.型腔数目的确定及型腔的排列 由于压铸件采用一模一件成型,所以型腔布置在模具中间,这样有利于浇排系统的排列和模具的平衡。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计3浇排系统设计(1)计算铸件的体积 根据零件的三维模型,利用三维软件可直接查询铸件的体积为:V1=45mm3 由于产品批量不是特别大,每年才2万件。所以,模具做一模一腔即
6、可。那么,一次压铸所需的铸件体积为:V=45mm3(2)计算铸件的质量 查手册常用铝合金牌号取密度=2.8g/mm3 铸件的质量:M1=V1*=45*2.8=126g侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计(3)浇排系统的设计 设计浇口的原则一般是先从设计里面再设计外面,也就是先设计内浇口部份,然后是横浇道部份,接着就是直浇道部份和排渣及排气部份。内浇口的设计,浇口设计中最主要的就是内浇口设计了,它主要分两部份:一是浇口位置的选择,通常你选择了怎么样的浇口位置就决定你的模具结构;另一个就是浇口尺寸的计算。内浇口位置的选择:产品上有三个孔及一个侧滑块,产品进料的可进料部位有多,分析下来有两种
7、位置,分别如图a、图b、图c。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 图a图b图c侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 图a:从两个孔中间及滑块附件进料,特点是:滑块在压机操作者右侧,对压机生产时关闭安全门没影响,进料距离短、利于成型、但进料离抽芯太近,易冲击滑块而导致滑块变形等;图b:从两个孔中间及滑块附件进料,特点是滑块在压机操作者左侧,影响压机安全门的关闭,不利于生产。所以这种方案一开始就可以排除。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 图c:滑块在上端,进料在三个孔中间,进料距离虽然有点长,但两个孔与孔之间位置比较宽,利于以后进料的调整。同时,该产品的整体大小也不是
8、特别大,所以进料距离长短影响不是太大。滑块在上端,进料是对其冲击不大,不会产生早期变形等滑块失效。同时,这样设计,模具的整体安装尺寸比较好,模具中心基本上在压机中心,便于压铸机锁模。所以,根据三种方案的对比,最终选择图c做为进料位置。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 内浇口的宽度及角度也有一定讲究,内浇口太宽或太窄,都可能会使金属直冲浇口对面的型壁,从而产生涡流,将空气和杂质包住而产生废品。一般宽度尺寸为:长方形铸件等于0.60.8倍的铸件边长;圆形铸件等于0.40.7倍的铸件外径;圆环形铸件等于0.250.33倍的铸件外径;内浇口长度一般取(23)mm为宜。如果太长,影响压力传递
9、,降温大,铸件表面易形成冷隔、花纹等。如果太短,内浇口磨损严重,且易产生喷射现象。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 综上所述,这个产品属于典形的圆形铸件,产品外径为100mm,那么的浇口宽度先按58mm(每边28mm)来计算。内浇口的形式采取侧浇口形式,这种浇口特点是:适应性强、充型条件好、去除方便。同时,为了避免在充型过程中两侧的合金跑得太快而卷气,所以在设计时考虑将内浇口角度向中心做15度的斜度,以引导料的走向。同时,内浇口的厚度的经验数据见下表。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计铸件壁厚0.61.51.53.03.06.06合金种类复杂件简单件复杂件简单件复杂件简单
10、件为铸件壁厚的%内浇口厚度锌合金0.40.80.41.00.61.20.81.51.02.01.52.02040铝合金0.61.00.61.20.81.51.01.81.52.51.83.04060镁合金0.61.00.61.20.81.51.01.81.52.51.83.04060铜合金0.81.21.01.81.02.01.83.02.04.04060侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 本产品壁厚为2.5mm,属于简单件,浇口厚度可在1.01.8之间选择。为了便于浇口去除方便,而且也便于后续调整,浇口厚度先按1.4mm来计算。那么,就可以推算出内浇口的面积为Ag=56*1.4=7
11、8.4mm2。内浇口与产品的最终连接如图。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 横浇道的设计。就是横浇道的截面积必须大于内浇口面积,这样便于压力的传递,同时也避免卷气。产品内浇口与横浇道最终需连接部位的截面积为A1=20*6=120mm2。那么,也就意味着横浇道的截面积必须大于120mm2。同时,为了保证压力的顺利传递,在做浇道时尽可能考虑R角及斜面过渡,最终做出的横浇道如下图。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 直浇道部份设计。设计原理与横浇道设计一样,它是起连接冲头与横浇道作用的。但
12、在绘制直浇道前,需了解冲头的直径。根据实际经验公式:冲头截面积=内浇口面积Ag*k k系数,根据成型难易程度选择12-20;=78.4*16=1254.4 根据圆面积公式求得,理论的的冲头直径是39.97,加上机械能的损耗,选择50的冲头。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 而直浇道的宽度实际上就是横浇道最终的宽度小端27mm,大端3度往上拔模,厚度是比它厚1-2mm即可,主要是便于压力的传递。不是说越厚就越好。越厚的话,浇口冷却速度太长,影响生产效率,同时还增加了铝的损耗。最终设计的直浇道与整个流道系统的图形如下图:侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计设计排溢系统 1.溢流
13、槽应排布离浇口最远处,见图a;2.溢流槽应排布铝液交汇处;3.溢流槽应尽量靠近预制孔处,图b;4.溢流槽应排在回流处,图c;5.溢流槽的大小与深度必须与产品重量、投影面积、浇口流量成正比;6.溢流槽尾部必须注意排气方便用加工中心加工出来;7.结构形式如图所示,由于产品合箱面机加工,所以选择图b。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 图2-12c图 a图 c图 b侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计图a 溢流槽进料处不允许残留 b溢流槽进料处允许残留(后加工)侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计(5)最终设计出来的浇排系统如下图。图2-14侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸
14、模具结构设计4成型零件结构设计 (1)产品收缩的确定 产品的收缩分为自由收缩和受阻收缩两种,根据产品形状及合金成份不同,收缩也各不相同。因此,要精确确定收缩率就很困难,在计算成型尺寸时,往往综合产品影响收缩的诸多因素来选用综合收缩率进行计算,可参考表2进行选取。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计表2 压铸合金综合收缩率合金种类收缩率/%备注自由收缩受阻收缩铅锡合金0.40.50.20.4上下限数值的确定方法:根据铸件尺寸和影响收缩的因素加锌合金0.50.80.40.6铝合金0.50.80.40.65以调整,但特殊情况也可超出表中范围镁合金0.60.850.50.75铜合金0.81.2
15、0.71.0侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计 本产品是属于铝合金,产品在收缩是会受到到型芯、动模冲头、滑块等形状的影响,从而形成受阻收缩。同时,产品整体形状不算复杂,所以,收缩按铝合金受阻收缩(取中间值)0.5%来计算。侧抽芯压铸模具结构设计侧抽芯压铸模具结构设计(2)成型部份的镶拼方式 本产品的整体尺寸不大,高度也不高,为了提高模具强度,采用整体式型腔结构。此产品中的3-M6螺纹底孔,需要铸出底孔直径5mm,由于直径太小,应当设计为销孔。同时,为了保证型芯强度,底部设计加一R0.5的圆角,所以,型芯的固定端尺寸变成了6。另外一个轴承孔直径为24mm,此处为了便于加工方便,也要采用
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