压铸工艺及模具设计--压铸模材料及技术要求.pptx

压铸工艺及模具设计压铸模型腔直接与高温、高压和高速充填的金属液接触，在短时间内温度变化很大，所以压铸模的工作环境十分恶劣，对压铸模材料的选择应慎重。压铸模零件中最重要的零件是与金属液接触的成型工作零件，通常用热作模具钢制成。按性能分，它属于高热强热模钢；按合金元素分，它属于中合金热模钢。由于被压铸材料的温度差别较大，因而对压铸模的材料及性能要求也不同。用于制造锌合金、镁合金和铝合金的压铸模的材料，必须具有高的回火抗力和冷热疲劳抗力，及良好的渗氮（氮碳共渗）工艺性能。8 8 压铸模材料及技术要求压铸模材料及技术要求8.1 8.1 压铸模材料的选择和热处理压铸模材料的选择和热处理 而用于铜合金压铸模的工作条件则更为苛刻，其材料还应具备高的热强性以防止变形开裂，以及高导热性以减少温度梯度，从而降低热应力。因此，我国压铸界在充分挖掘3Cr2W8V钢种潜力的同时，积极开发用于压铸模的新钢种，其中最有代表性的新钢种为4Cr5MoV1Si。压铸模主要零件的材料选用及热处理要求见表8-1。压铸工艺及模具设计零件名称 压铸合金 热处理要求 锌合金 铝、镁合金 铜合金 压铸锌、铝、镁合金 压铸铜合金 与金属液接触的零件 型腔镶块，型芯，滑块中成型部位等成型零件 4Cr5MoSiV13Cr2W8V(3Cr2W8)5CrNiMo4CrW2Si 4Cr5MoSiV13Cr2W8V(3Cr2W8)3Cr2W8V(3Cr2W8)4Cr3Mo3W2V4Cr3Mo3SiV4Cr5MoSiV1 4347HRC(4Cr5MoSiV1)4448HRC(3Cr2W8V)3842HRC 浇道镶块，浇口套，分流锥等浇注系统 4Cr5MoV1Si3Cr2W8V(3Cr2W8)表表8-1 8-1 压铸模主要零件材料的选用及热处理要求压铸模主要零件材料的选用及热处理要求压铸工艺及模具设计滑动配合零件 导柱，导套（斜销，弯销等）T8A(T10A)5055HRC 推杆 4Cr5MoSiV1，3Cr2W8V(3Cr2W8)4550HRC T8A(T10A)5055HRC 复位杆 T8A(T10A)5055HRC 模架结构零件 动、定模套板，支承板，垫块，动、定模底板，推板，推杆固定板 45 调质220250HB Q235铸钢 注：1.表中所列材料，先列者为优先选用。2.压铸锌、镁、铝合金的成型零件经淬火后，成型面可进行软氮化或氮化 处理，氮化层深度为0.080.15mm，硬度600HV。压铸工艺及模具设计 压铸模成型部位（动、定模镶块、型芯等）及浇注系统使用的热模钢必须进行热处理，为保证热处理质量，避免出现畸变、开裂、脱碳、氧化和腐蚀等疵病，可在盐浴炉，保护气氛炉装箱保护加热或在真空炉中进行热处理。尤其是在高压气冷真空炉中淬火，质量最好。淬火前应进行一次除应力退火处理，以消除加工时残留的应力，减少淬火时的变形程度及开裂危险。淬火加热宜采用两次预热然后加热到规定温度，保温一段时间，然后油淬或气淬。模具零件淬火后即进行回火，以免开裂，回火次数23次。压铸铝、镁合金用的模具硬度为4348HRC最适宜。为防止粘模，可在淬火处理后进行软氮化处理。压铸铜合金的压铸模硬度宜取低些，一般不超过44HRC。压铸工艺及模具设计8.2 压铸模的技术要求压铸模的技术要求8.2.1 压铸模结构零件的公差与配合压铸模结构零件的公差与配合 压铸模在高温条件下进行工作，因此在选择结构零件的配合公差时，不仅要求在室温下达到一定的装配精度，而且要求在工作温度下确保各结构件稳定性，动作可靠性，特别是与金属液直接接触的部位，在充填过程中受到高压、高速、高温金属液的冲擦和热交变应力作用时，结构件在位置上所产生偏移以及配合间隙的变化，都会影响生产的正常进行。配合间隙的变化除了与温度有关以外，还与模具零件的材料、形状、体积、工作部位受热程度以及加工装配后实际的配合性质有关。因此，压铸模零件在工作时的配合状态十分复杂。压铸工艺及模具设计通常应使配合间隙满足两点要求：其一，对于装配后固定的零件，在金属液冲击下，不产生位置上的偏差，受热膨胀后变形不能使配合过紧，从而使模具镶块和套板局部严重过载，导致模具开裂。其二，对于工作时活动的零件，受热后，应维持间隙配合的性质，保证动作正常，而在充填过程中，金属液不致窜入配合间隙。根据国家标准，结合国内外压铸模制造和使用的实际情况，现将压铸模各主要零件的公差与配合精度推荐如如表8-2。压铸工艺及模具设计表表8-2 8-2 压铸模各主要零件的公差与配合压铸模各主要零件的公差与配合项目 公差与配合精度 成型尺寸的公差 一般公差等级规定为IT9级，孔用H，轴用h，长度用IT/2个别特殊尺寸必要时，可取IT6IT8级 成型零件配合部位的公差与配合 与金属液接触受热量较大的零件的固定部分，主要指套板和镶块、镶块和型芯、套板和浇口套、镶块和分流锥等，其整体式配合类型和精度为H7/h6或H8/h7；其镶拼式的孔取H8，轴中尺寸最大的一件取h7，其余各件取js7，并应使装配累计公差为h7活动零件的活动部分，主要指型芯、推杆、推管、成型推板、滑块、滑块槽等，其孔取H7，轴取e7、e8或d8镶块、镶件和固定型芯的高度尺寸公差取F8 基面尺寸的公差取js8 压铸工艺及模具设计模板尺寸的公差与配合 基面尺寸的公差取js8型芯为圆柱或对称形状，从基面到模板上固定型芯的固定孔中心线的尺寸公差取js8型芯为非圆柱或对称形状，从基面到模板上固定型芯的边缘的尺寸公差取js8组合式套板的厚度尺寸公差取h10整体式套板的镶块孔的深度尺寸公差取h10滑块槽到基面的尺寸公差取f7；对组合式套板，从滑块槽到套板底面的尺寸公差取js8；对整体式套板，从滑块槽到镶块孔底面的尺寸公差取js8 导柱导套的公差与配合 导柱导套固定处，孔取H7，轴取m6、r6或k6导柱导套间隙配合处，若孔取H7，则轴取k6或f7；若孔取H8，则轴取e7 导柱导套与基面之间的尺寸公差 从基面到导柱导套中心线的尺寸公差取js7导柱导套中心线之间距离的尺寸公差取js7，或者配合加工 推板导柱、推杆固定板与推板之间的公差与配合 孔取H8，轴取f8或f9 型芯台、推杆台与相应尺寸的公差 孔台深取0.05mm0.10mm，轴台高取0.03mm0.05mm 各种零件未注公差尺寸的公差等级 均为IT14级，孔用H，轴用h，长度（高度）及距离尺寸按js14级精度选取 压铸工艺及模具设计 8.2.2 压铸模结构零件的形位公差和表面粗糙度压铸模结构零件的形位公差和表面粗糙度 形位公差是零件表面形状和位置的偏差，模具成型部位或结构零件的基准部位，其形状和位置的偏差范围，一般均要求在尺寸的公差范围内，在图样上不再另加标注。压铸模零件其他表面的形位公差按表8-3选取，在图样上标注。压铸工艺及模具设计有关要素的形位公差选用精度导柱固定部位的轴线与导滑部分轴线的同轴度圆形镶块各成型台阶表面对安装表面的同轴度导套内径与外径轴线的同轴度套板内镶块固定孔轴线与其它各套板上的孔的公共轴线的同轴度56级56级67级圆孔6级，非圆孔78级导柱或导套安装孔的轴线与套板分型面的垂直度套板的相邻两侧面与工艺基准面的垂直度镶块相邻两侧面和分型面对其它侧面的垂直度套板内镶块孔的表面与其分型面的垂直度镶块上型芯固定孔的轴线对其分型面的垂直度56级56级67级78级78级套板两平面的平行度镶块相对两侧面和分型面对其底面的平行度5级5级套板内镶块孔的轴线与分型面的端面圆跳动圆形镶块的轴线对其端面的圆跳动67级67级镶块的分型面、滑块的密封面、组合拼块的组合面等表面的平面度0.05m表表8-3 8-3 压铸模零件的形位公差压铸模零件的形位公差注：图样中未注的形位公差，应符合GB1184-80形状和位置公差未注公差的规定，其公差等级按C级。压铸工艺及模具设计压铸模结构零件的表面粗糙度直接影响到各机构的正常工作和模具使用寿命。成型零件的表面粗糙度以及加工后遗留的加工痕迹及方向，直接影响到铸件表面质量，脱模的难易，甚至是导致成型零件表面产生裂纹的起源。表面粗糙也是产生金属粘附的原因之一。压铸模各零件工作部位的表面粗糙度，可参照表8-4选用。压铸工艺及模具设计表表8-4 各种结构件工作部位推荐的表面粗糙度各种结构件工作部位推荐的表面粗糙度分类 工作部位 表面粗糙度Ra/m 成型表面 型腔和型芯 0.40/0.20/0.100 受金属液冲刷的表面 内浇口附近的型腔、型芯、内浇口及溢流槽流入口 0.20/0.100 浇注系统表面 直浇道、横浇道、溢流槽 0.40/0.20 安装面 动模和定模座板，模脚与压铸机的安装面 0.80 受压力较大的摩擦表面 分型面，滑块楔紧面 0.80/0.40 导向部位表面 轴 导柱、导套和斜销的导滑面 0.40 孔 0.80 与金属液不接触的滑动件表面 轴 复位杆与孔的配合面，滑块、斜滑块传动机构的滑动表面 0.80 孔 1.6 与金属液接触的滑动件表面 轴 推杆与孔的表面，卸料板镶块及型芯滑动面，滑块的密封面等 0.80*/0.40 孔 1.6*/0.80 压铸工艺及模具设计固定配合表面 轴 导柱和导套，型芯和镶块，斜销和弯销，楔紧块和模套等固定部位 0.80 孔 1.6 组合镶块拼合面 成型镶块的拼合面，精度要求较高的固定组合面 0.80 加工基准面 划线的基准面，加工和测量基准面 1.6 受压紧力的台阶表面 型芯，镶块的台阶表面 1.6 不受压紧力的台阶表面 导柱、导套、推杆和复位杆台阶表面 3.2/1.6 排气槽表面 排气槽 1.6/0.80 非配合表面 其它 6.3/3.2 注：有*号的为异形零件允许选用的表面粗糙度。压铸工艺及模具设计8.2.3 压铸模总装的技术要求压铸模总装的技术要求压铸模装配图需标明的技术要求主要有：(1)模具的最大外形尺寸（长宽高）。(2)选用压铸机的型号。(3)选用压室的内径、压力或喷嘴直径。(4)最小开模行程。(5)推出机构的推出行程。(6)铸件的浇注系统及主要尺寸。(7)模具有关的附件的规格、数量和工作程序。(8)特殊机构的动作过程。压铸工艺及模具设计(9)压铸件选用的合金材料。(10)标明冷却系统，液压系统进出口。压铸模总体装配精度的技术要求如下：(1)模具分型面对定、动模板安装平面的平行度见表8-5。(2)导柱、导套对定、动模座板安装面的垂直度见表8-6。压铸工艺及模具设计表表8-5 定、动模板安装平面的平行度定、动模板安装平面的平行度 (mm)被测面最大直线长度160160250250400400630630100010001600公差值0.060.080.100.120.160.20表表8-6 导柱、导套对座板安装面的垂直度导柱、导套对座板安装面的垂直度 (mm)导柱、导套的有效长度40406363100100160160250公差值0.0150.0200.0250.0300.040(3)在分型面上，定、动模镶块平面应分别与定、动模套板齐平，可允许略高，但高出量在0.050.10mm范围内。压铸工艺及模具设计(4)推杆、复位杆应分别与分型面平齐，推杆允许突出分型面，但不大于0.1mm。复位杆允许低于分型面，但不大于0.05mm。推杆在推杆固定板中应能灵活转动，但轴向间隙不大于0.10mm。(5)模具所有活动部件，应保证位置准确，动作可靠，不得有歪斜和卡滞的现象。相对固定的零件之间不允许窜动。(6)浇道转接处应光滑连接，镶拼处应紧密，未注脱模斜度不小于5，表面粗糙度Ra不大于0.4m。(7)滑块运动应平稳，合模后滑块与楔紧块应压紧，接触面积不小于3/4，开模后定位准确可靠。压铸工艺及模具设计(8)合模后分型面应紧密贴合，局部间隙不大于0.05mm（排气槽除外）。(9)冷却水道和温控油道应畅通，不应有渗漏现象，进口和出口处应有明显标记。(10)所有成形表面粗糙度Ra不大于0.4m，所有表面不允许有击伤、擦伤和微裂纹。压铸工艺及模具设计8.1 压铸模的常用材料和热处理要求有哪些？8.2 压铸模设计的技术要求有哪些？思考题思考题 压铸工艺及模具设计