第6章A-浇注系统设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 浇注系统及溢流排气系统设计（,P81,）,1.,浇注系统设计,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。,只有在浇注系统确定后才能确定压铸模总体结构,。,一、浇注系统的结构,浇注系统主要由,直浇道、横浇道、内浇口以及余料,等组成。,不同类型的压铸机，其使用的浇注系统有所不同，各种压铸机所采用的浇注系统见下图。,立式冷压室压铸机浇注系统如图所示。,在开模之前，余料必须由反料冲头先从压室中将其切断并顶出。,卧式冷压室压铸机浇注系统如图所示。,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。,热压室压铸机浇注系统如图所示。,由于压室与坩埚直接连通，所以,没有余料,。,全立式冷压室压铸机浇注系统如图所示。,余料与直浇道合为一体。,二、浇注系统各组成部分的设计,在浇注系统的设计中，内浇口的设计最为重要。,因为它对压铸件质量的影响也最大，影响它的因素最多，所以设计方案也多。,（一）内浇道设计,内浇口的设计主要是确定,内浇口的位置、形状和尺寸,。,内浇口分类,按内浇口在铸件上的位置分,，有顶浇口,(,铸件顶部无孔,),、中心浇口,(,铸件顶部有孔,),和侧浇口；,按内浇口横截面形状分,，有扁梯形、长梯形、环形、半环形、缝隙形,(,缝隙浇口,),、圆点形,(,点浇口,),和压边形；,按引入金属液的方向分,，有切线、割线、径向和轴向。,常用的,内浇口形,式大致可分为下列几种：,侧浇口、中心浇口、顶浇口、环形浇口、缝隙浇口、点浇口和多支浇口,。,各种类型的浇注系统适应不同结构的铸件。,1,）侧浇道,一般开设在分型面上,，按铸件结构特点，可布置在压铸件外侧或内侧。,适用于,板类、盘类或型腔不太深的壳体,类。不仅适用于单型腔模，也适用于多型腔模。此种浇口去除方便，适应性强，所以应用最为普遍。,2,）中心浇道,顶部带有,通孔的筒类或壳体类,压铸件，,内浇道开设在孔口处,，同时在中心设置分流锥。图,6-3,由于金属液从型腔端面的中心部位流向分型面，因此有利于克服深腔处气体不易排出的缺点，排气通畅。同时，从浇口到型腔各部位的流程最短，流动距离基本接近，金属液分配均匀，也有利于模具的热平衡。这种浇口形式使压铸件和浇注系统在分型面上的投影面积最小，模具结构紧凑，金属液消耗量小，压铸机受力均匀。其缺点是切除浇口比较困难，在大批量生产中，一般需采用机械加工方法将浇口切除。,中心浇口,一般适用于单型腔模，多用于立式冷压式压铸机或热压室压铸机。如果要用于卧式冷压室压铸机，设计时应注意直浇道小端进料口应设置在压室的上方，防止压室中浇入金属液后，压射冲头尚未工作金属液就流入型腔，造成压铸件冷隔或充填不足。同时，定模部分要定距分型，以便取出余料。,3,）直接浇道（或称顶浇口）,顶部带有没有,通孔的筒类或壳体类,压铸件。一般情况下，压铸件顶部没有通孔，不可设置分流锥，,直浇道与压铸件的连接处即为内浇道,。顶浇口是中心浇口的一种特殊形式。,优点：,由于内浇口截面积较大，有利于传递压力。,缺点：,压铸件与直浇道连接处形成热节，易产生缩孔，所以设计直浇道时宜采用比较小的锥角；此外，当压铸件顶部壁较薄时，脱模时容易造成顶面变形。为防止变形，可增加顶面壁厚或在顶面浇口处内侧设置环状凸肋；浇口需要切除。,4,）环形浇道,适用于圆筒类或中间带孔的压铸件。,优点：,金属液充满环形浇道后，再沿环形型腔壁充填型腔，可避免正面冲击型芯，排气条件良好，压铸件的内部质量及表面质量都较高。采用环形浇口时，往往在浇口的另一端开设环形的溢流槽，在环形浇口和环形溢流槽处可设置推杆，使压铸件上不留推杆的痕迹。,缺点：,浇注系统消耗的金属液较大、浇道需要切除。,5,）缝隙浇道,这种浇口金属液流入型腔的形式与侧浇口类似。不同之处在于这种内浇口的深度方向尺寸大大超过宽度方向尺寸，内浇口沿型腔深度引入金属液，形成长条缝隙顺序充填。这种形式的浇口排气条件较好，且有利于压力的传递。适用于型腔比较深的模具。为便于加工，常在型腔部分垂直分型。如有可能，在内浇口对面开设缝隙式溢流槽，则充填效果更佳，但这类浇口去除也困难。,6,）点浇道,作为中心浇口和直接浇口的一种特殊形式，适用于外形基本对称、壁厚较薄、高度不大、顶部无孔的压铸件。,内浇道直径一般为,34mm,，便于顺序分型时将其拉断。,缺点：,容易产生飞浅和粘模，为取出浇注系统凝料需在定模部分设计顺序分型机构，使模具结构较为复杂。,因此，生产中这类浇口的应用受到一定的限制。,7,）多支浇口,二、浇注系统各组成部分的设计,（一）内浇道设计,1,、内浇口的设计要点,（,1,）,按内浇口导入的金属液流方向考虑,.,应首先填充深腔难以排气的部位而不应立即封闭分型面，造成排气不良。,如图,1,。,除低熔点合金外，进入型腔的金属液不应正面冲击型芯，以减小动能损失，以防止型芯被金属液冲击而产生粘模现象，如图,2,。,（,2,）,从内浇口设置的位置考虑,.,选择在充填各部分时，具有最短流程，防止金属液在填充过程中热量损失过多而产生冷隔或花纹等缺陷；,设置在压铸件的厚壁或压铸件的热节处，在较厚的内浇口配合下提高补缩效果；,凡在型腔中带有螺纹的部位不易直接布置内浇口，以防螺纹被冲击而受浸蚀。,（,3,）,除特大型铸件、箱体及框架类铸件和结构比较特殊的铸件外，,内浇口的数量以单道为主,，多道浇口要在形状上采取措施以防多道金属液流入型腔互相冲击，产生涡流、裹气和夹渣等缺陷，如下图。,（,4,）,薄壁复杂压铸件，宜采用较薄的内浇口，以保持必要的充填速度。一般结构的压铸件以取较厚的内浇口为主，使金属液充填平稳，有利于排气和有效地传递静压力。,（,5,）,根据铸件的设计要求，凡精度要求高、表面粗糙度数值小且不加工的部位，不宜布置内浇口，以防在除浇口后留下痕迹。,（,6,）,布置内浇口时要考虑到内浇口的切除和清理。,下图为压铸件内浇道设计方案示例,内浇口,溢流槽,大排气槽,压铸件,横浇道,2,、内浇口尺寸,确定最合理的内浇口截面积，要结合生产中具体条件、,压铸件的结构尺寸等因素来定。内浇口面积的计算方法很,多，以下介绍两种计算方法：,（,1,）流量计算法,（,2,）经验公式：,内浇口尺寸,内浇口的形状除点浇口、直接浇口为圆形，中心浇口、环型浇口为圆环形外，,基本上为扁平矩形状,。,（,1,）内浇口厚度,内浇口的最小厚度应不小于。,内浇口过薄：,加工时则难以保证精度；压铸时分型面形成的披缝会使内浇口截面积发生很大的波动。,内浇口薄，还会使内浇口处金属液凝固过快，在压铸件凝固期间压射系统的压力不能有效地传递到压铸件上。,内浇口的最大厚度,一般不大于相连的压铸件壁厚的一半,。,下表为内浇口厚度的经验数据,内浇口厚度和凝固模数的关系,为了使金属液充满型腔后在压力作用下凝固，要求在充型结束时,内浇口只能有一半厚度凝固,。内浇口厚度,d,和凝固模数,M,的关系见图（,a,）、（,b,）,，图中的凝固模数可用下式计算：,式中,凝固模数（）；,压铸件体积（,）；,压铸件表面积（,）；,对于壁厚基本均匀的薄壁压铸件，凝固模数约等于壁厚的二分之一。,（,2,）内浇口的宽度和长度,内浇口的厚度确定后，根据内浇口的截面积即可计算出内浇口的宽度。,根据经验：矩形压铸件一般取边长的倍；圆形压铸件一般取直径的倍。,在整个浇注系统中，内浇口的截面积最小（除直接浇口外），因此金属液充填型腔时，内浇口处的阻力最大。为了减少压力损失，应尽量减少内浇口的长度，,内浇口的长度一般取,。也有资料介绍越短越好。表,6-5,、,6,为内浇口宽度和长度的经验数据。,内浇口与压铸件和横浇道的连接方式,（二）直浇道设计,直浇道的结构因压铸机的类型不同而不同，设计直浇道时必须首先了解所用压铸机的喷嘴结构与尺寸。,1,、,卧式冷压室压铸机直浇道的设计,卧式冷压室压铸机的直浇道通常由,压室和浇口套,组成。其结构如下图所示：,压室和浇口套可以制成整体，也可以分别制造。通常压室是压铸机的附件，,浇口套设在定模板上，随压铸零件不同而不同。,直浇道设计要点,1,）直浇道的直径即浇口套内径根据铸件所需比压来确定。,2,）直浇道厚度即余料厚度,H,一般取直径,D,的,1/3,1/2,。,3,）压室与浇口套宜制成一体，如分开制造时，应选择合理的配合精度和配合间隙，压室内径,D,与压射冲头直径,d,的配合是,H7/e8,；浇口套内径与压射冲头直径,d,的配合应制成,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。,4,）与直浇道相连接的横浇道一般设置在浇口套上方，防止金属液在压射前流入型腔。,5,）压室和浇口套内孔表面粗糙度,Ra,不大于,0.4m,。,2,、立式冷压室压铸机用直浇道,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,6-13,所示为典型的立式冷压室压铸机的直浇道。从喷嘴导入口处至最小环形截面,(,A,A,截面,),为直浇道的长度。,2,、立式冷压室压铸机用直浇道设计,直浇道设计要点如下：,1).,根据压铸一次所需金属液的质量选择喷嘴导入口直径,d1,。,见图,6-13,及表,6-7,。,2,、立式冷压室压铸机用,直浇道设计要点如下：,3).,浇口套部分直浇道的直径，应比喷嘴部分直浇道的直径每边放大,0.5,1mm,。,4).,直浇道各段都应设计出模斜度，喷嘴部分出模斜度取,130,，浇口的出模斜度取,130,3,，镶块部分的斜度根据镶块厚度来确定，镶块厚斜度小，反之则大。,5).,由镶块与分流锥构成的环形通道截面机一般为喷嘴导入口面积的,1.2,倍左右。,6).,直浇道与横浇道连接处要求圆滑过渡，其圆角半径一般取,R,为,520mm,，以使金属液流动顺畅。,7).,分流锥的结构形式见图,6-14,。,图,6-14,分流锥的结构形式,图,6-14,分流锥的结构形式,浇口套推荐尺寸,3.,热压室压铸机用直浇道,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,(,见下图,),。,为适应热压室压铸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。,热压室压铸机用直浇道设计要点,依据压铸件的结构和质量选择直浇道的尺寸。,根据内浇口截面积选择喷嘴出口小端的直径。,直浇道的脱模斜度一般取,2,6,。,为提高生产率，通常在浇口套和分流锥内部设置冷却水道。,（三）横浇道设计,横浇道是金属液从直浇道进入内浇口的通道。,作用,:,是使从直浇道流来的金属液能以一定的温度、压力、速度平稳地过渡到内浇口，使金属液成理想流向，充填型腔。在压铸件冷凝固时起到补缩与传递静压力的作用。,（三）横浇道设计,1,、横浇道的设计原则,1,）横浇道截面积应大于内浇口截面积；,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；,3,）,横浇道截面积应从直浇道起向内浇口方向逐渐缩小；,4,）根据工艺上的需要可在其上设置盲浇道。,（三）横浇道设计,2,、横浇道的结构形式,横浇道的截面形状和铸件的结构特点有关，一般以,扁梯形,为主，特殊情况下采用双扁梯形、长梯形。窄梯形、圆形或半圆形。,（三）横浇道设计,横浇道截面形状,（三）横浇道设计,卧式冷式压铸机 采用的横浇道的结构形式如图,6-17,。,横浇道结构形式示例,横浇道结构形式示例,3,、横浇道尺寸的确定,推荐铝合金系列的横浇道与最小深度,t,相对应的内,浇口截面积和横浇道允许长度见下表：,通常横浇道尺寸可按表,6-9,进行选择,横浇道长度选择,4,、横浇道、内浇道与铸件的连接方式,4,、横浇道、内浇道与铸件的连接方式,三、典型压铸件浇注系统分析,P93,（,不讲,）,（一）圆盘类压铸件,号盘座压铸件为,圆盘形，两面均有圆环形凸缘和厚薄不均匀的凸台，中心孔和,处镶有铜嵌件,。压铸件总高度为，最薄处壁厚为。材料为铝合金，压铸件上不允许有冷隔、夹渣等缺陷。,号盘座浇注系统分析,号盘座浇注系统分析,（二）圆盖类压铸件,1.,表盖压铸件的结构如下图所示。,表盖压铸件平均壁厚为，局部壁厚达。盖上需钻,的两个孔和的螺孔八个，厚壁处不允许有缩孔和气孔。材料为铝合金。,1.,表盖浇注系统分析,（二）圆盖类压铸件,2.,底盘压铸件的结构见下图。,底盘压铸件为圆盖形，顶部有孔但不在中心，外径为,，高为，平均壁厚为，局部壁厚达，材料为铝合金。,底盘浇注系统分析,底盘浇注系统分析,底盘浇注系统分析,底盘浇注系统分析,（三）圆环类压铸件,1.,接插件压铸件的结构如图所示。,接插件压铸件外缘有凸纹，压铸件不允许有气孔，质量，材料为铝合金。,接插件浇注系统分析,接插件浇注系统分析,2.,轴承保持器压铸件的结构如下图。,轴承保持器压铸件为直径较大的圆环形厚壁件，外径为,，壁厚为，要求经切削加工后内部无气孔，表面不允许有裂纹、夹渣等缺陷。槽孔经受压力后不得有脱落，材料为变质处理铝合金。,轴承保持器浇注系统分析,轴承保持器浇注系统分析,轴承保持器浇注系统分析,（四）筒类压铸件,导管压铸件的结构如下图所示。,导管压铸件为长筒管状，壁厚均匀，要求有较小的表面粗糙度。,导管浇注系统分析,导管浇注系统分析,（四）罩壳压铸件,罩壳压铸件的结构如下图。,罩壳压铸件为长方形壳体，型腔较深，顶部无孔，内腔有长凸台，壁厚较薄而均匀，一般为，材料为铝合金,罩壳浇注系统分析,罩壳浇注系统分析,