基于UG的3527Z27-012阀盖压铸模设计.doc

全套设计（图纸）加扣扣 194535455
摘 要

本次毕业设计课题名称是基于UG的3527Z27-012阀盖压铸模设计，主要任务是对3527Z27-012阀盖进行结构功能及成型工艺分析，依据压铸成型工艺及制造工艺规划压铸模结构方案，利用UG完成其压铸模结构设计，绘制压铸模装配图及零件图。
关键词：压铸模设计，成型工艺分析，结构方案设计

I

Abstract

The graduation design topic name is based on UG 3527z27-012 cover die-casting die design,Main task is to structure features of 3527 z27-012 bonnet and molding process analysis,On the basis of die casting forming technology and die mold manufacturing process planning structure scheme,Using UG to complete its die-casting die structure design,Drawing die assembly drawing and part drawing.
Key word :Die mold design; Molding process analysis;Structure design

II

目录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 - 3 -
1.1 本课题的来源、目的及意义 - 3 -
1.1.1课题的来源 - 3 -
1.1.2课题内容、目的 - 3 -
1.1.3课题的意义 - 3 -
1.2 课题背景及国内外研究现状 - 4 -
1.2.1课题背景相关内容 - 4 -
1.2.2国内压铸模具发展概况 - 5 -
1.2.3 国外研究现状及分析  - 5 -
1.3本课题研究主要内容和难点 - 6 -
1.3.1模具分割面的选择 - 6 -
1.3.2铸造方案的选择 - 6 -
1.3.3模具冷却方案的选择 - 8 -
第二章 压铸件的工艺及模具装备设计 - 9 -
2.1 压铸件工艺性要求 - 9 -
2.1.1压铸合金的基本要求及选择 - 9 -
2.1.2 压铸件的结构要求 - 10 -
2.1.3压铸件结构设计的工艺性 - 12 -
2.2 压铸机的选用 - 13 -
2.2.1压铸机的分类及特点 - 13 -
2.2.2压铸机的基本结构 - 16 -
2.2.3 压铸机的选用 - 18 -
2.2.4模具的固定和校准方式 - 19 -
2．3压铸模具设计方案的选择 - 20 -
2.3.1 模具分型面的选择 - 20 -
2.3.2铸造方案的选择 - 21 -
2.3.3、模具冷却方案的选择 - 23 -
2.3.4、拔模斜度的选择 - 24 -
2.3.5斜销抽芯机构 - 24 -
a.抽芯力计算： - 25 -
2.3.6成型零件的结构形式 - 27 -
2.3.7成型零件结构形式及零件尺寸的确定 - 28 -
第三章 三维建模及虚拟装配 - 30 -
3.1 三维建模基本操作 - 30 -
3.2 虚拟装配 - 35 -
3.2.1建立装配模型树 - 36 -
3.2.2进行虚拟装配 - 36 -
第四章 总结 - 43 -
致谢 - 44 -
参考文献 - 45 -

第一章 绪论
1.1 本课题的来源、目的及意义
1.1.1课题的来源
62厂压铸分公司
1.1.2课题内容、目的
(1)完成压铸零件的三维建模、结构功能分析及压铸成型工艺设计；
(2)完成压铸成型工艺计算并拟定压铸模的结构方案；
(3)用UG完成压铸模设计；
(4)二维工程设计不少于2.5张零号图纸；
(5)毕业设计说明书（论文）字数不少于1.5万字。
1.1.3课题的意义
在阀盖模具的生产过程中，采用了UG进行设计，将大大提高模具的生产效率，并且降低了人为误差和系统误差，缩短了加工时间，提高了模具的质量。通过使用UG软件的装配功能，还可以在模具制造前期提高预见装配干涉、尺寸偏移等机械设计缺陷，从铸件造型开始到模具装配结束，减少了从产品设计、模具设计、工艺流程编制及制造环节的误差。
另外，对于压铸这种高效益、高效率的铸造方法，它是获得压铸件的主要方式，而模具是压铸件生产的主要工具，所以压铸模具的设计在现代化制造行业起着越来越重要的作用，而且压铸模具的合理设计对于生产出高质量的铸件具有重要意义，因此在设计模具时应尽量注意使模具总体结构及模具零件结构合理，安全可靠，便于制造生产，压铸模浇排系统需合理设计。模具的加工、装配要到位，配合需适当，压铸模具的优化也是一个重要方面。压铸模具的优良程度很大程度上取决浇注系统以及排溢系统的设计。压铸生产中，因为模具浇道形状、浇口与排溢口位置及压铸力等控制参数选择不合理导致压铸件缩孔、冷隔或者气孔等缺陷的情况常有出现。而对浇道和排溢口的形状、大小、位置以及压铸机压射工艺参数经过优化后可以大大减少这些缺陷。
1.2 课题背景及国内外研究现状
1.2.1课题背景相关内容
模具是一种专用工具，用于装在各种压力机上，通过压力把金属或非金属材料制出所需另件的形状制品，这种专用工具即统称模具。模具是当今工业生产中使用的极为广泛的主要工艺装备，是最重要的工业生产手段及工艺发展方向。一个国家工业水平的高低,在很大生活方式上取决于模具工业的发展水平，模具工业的发展水平，是一个国家工业水平的重要标志之一。故模具工业称作"黄金工业"。
压铸模具设计内容，包括铸造方案、模具冷却方案、铸造整修等技术的集积及技能等。压铸过程由于其高温、高压、高速的特性，又是在无法透视之密闭模具中进行，牵涉的流动与热传极为复杂又难以观察，其模具方案设计，可说是必须融合理论与经验的技艺。
该阀盖是一个上下阀制动的零件,对气密性要求高，材料是EYL-2（E：东风公司神龙标识，Y：压铸，L：铝合金），其形状较复杂，尺寸精度要求高，铸件应无气孔、疏松、缩孔、裂纹等缺陷等。

1.2.2国内压铸模具发展概况
我国的压铸工艺始于20世纪40年代。1950年代后期，压铸件逐渐应用到汽车、电工和仪表等行业中，极大地促进了压铸工艺的快速发展。随后的十多年中，我国在压铸设备及其控制、压铸工艺及压铸材料等方面不断取得新的进展，自行设计了压铸模，压铸件的应用范围也扩展到农业机械、机床、办公用具、军工等领域。1980年代后，我国已能够自行设计并制造出成系列的压铸机，并开始将计算机技术应用到压铸工艺。近年来，由于汽车和摩托车工业的快速发展，极大地促进了我国压铸件的发展，完全能够满足国内各行业对压铸模零件的基本需求。另外，由于世界模具技术的高速发展及国内汽车制造产业的不断发展壮大，国内的压铸产业也呈现跨越式发展，它已发展成为一个新兴的产业，年增长率保持在8％～12％。据统计，1991年我国压铸件年产量仅16.5万吨，2000年，年产量接近50万吨，2005年，压铸件年产量约为86万吨，年产值近400亿元。压铸件主要应用在汽车、摩托车、电动工具、五金制品、电子通讯、家用电器、玩具等领域。当前，正值我国汽车工业进入高速增长期，产量连续多年大幅度增长，2006年产量超过700万辆，增大了对复杂、大型、精密压铸模的需求，压铸模具产业获得了前所未有的发展机遇。随着汽车工业的快速发展，中国将成为世界上最大的汽车用户，因此压铸产业必将有更广阔的发展空间，也必将成为国民经济发展中的一个重要组成部分。
我国已成为世界上压铸大国之一，但从技术和生产效率上看，我国的压铸业仍落后于日、德美等发达国家，特别是一些大型、薄壁、精密压铸模具及技术含量高、制造难度大的压铸模一般需要进口，而且在引进技术的同时还需购买大型压铸机。我国压铸模的设计、制造同国外发达国家相比，存在着较大的差距，主要有4个方面：一是模具寿命不长；二是外观质量不理想；三是模具可靠性较差；四是生产周期长，生产率低。归根结底是压铸模标准化和专业化程度低造成的。模具标准化和专业化程度对缩短产品开发周期，方便模具的维修与更换配件，提高产品竞争力和生产效率等方面都具有重要的作用。
1.2.3 国外研究现状及分析 
世界上许多国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，已取得了显著的经济效益。国外发达国家的模具厂一般规模都不大，但专业化强，技术水平高，生产效率极高。大体分为两类：一类是独立的模具厂；另一类是隶属于一些大的集团公司的模具厂。国外模具企业对人员素质的要求较高，技术人员一专多能，设计人员一般能独立完成从工艺到工装的设计；操作人员也具备多种操作技能；营销人员对模具的了解和掌握也很深。

1.3本课题研究主要内容和难点

1.3.1模具分割面的选择
模具分割面的选择，是压铸模具设计上最重要的项目。一般而言，模具分割面的选择最好能在同一平面上，但是因为现在的制品形状非常复杂，往往无法选在同一平面上。
模具分割面必须依照压铸制品的形状先选择模槽内的液体流动最良好的位置，在适当的位置选取浇口、流道、溢流槽、气孔等位置，同时也需要进行适当的冷却，是所有最初进行的动作中最重要的事项。而其中最重要的一项，就是浇口的位置。因为浇口的位置，应考虑到从浇口射入的高速溶液不会冲向模槽壁及内销等。因为，从浇口射入的喷流会产生很明显的乱流，铸造条件有少许不同时，液体流动可能会产生乱流的变化、内销的折断、以及溶液对模槽产生侵蚀等情形，结果就会形成各种问题。
1.3.2铸造方案的选择
在选择铸造方案上，包括模具分割面在内，我们在前面已经提到，必须是从浇口开始的溶液流动十分良好且可以得到高品质制品的设计。现在已经利用计算机来进行溶液流动解析及凝固解析等，可以决定方案的各个项目。然而，因为需要较大的费用及时间，所以尚未十分普及。一般而言，以依照传统经验来选择方案的情形仍然较多。
压铸模具方案设计主要项目包含：压铸条件决定、浇口设计、流道设计、溢流槽设计、逃气道设计及冷却水管设计等。　
（1）压铸条件
铸件气密性要求高，材料是EYL-2（E：东风公司神龙标识，Y：压铸，L：铝合金），其形状较复杂，尺寸精度要求高，铸件应无气孔、疏松、缩孔、裂纹等缺陷等。具体的压铸条件将在确定方案后说明。
（2）浇口
a.应将浇口设置在附近没有障碍物等的位置。在接续模槽上，应注意喷射方向。
　b.浇口的宽幅较大时，则溶液的喷射速度会有部份不同，所以大型制品时，应将浇口的宽幅分割在80cm以下。
c.采用分割浇口时，在和其接续的流道接合处应特别小心。每一个浇口的喷出量及喷出开始时间会变化。
d.浇口的厚度必须依照制品的厚度及形状等来决定。
除以上重点以外，必须注意的是禁止事项，就是不能任意变更浇口面积。因为会改变充填时间及浇口速度。
（3）流道
　a.流道的大小(断面积)通常为浇口面积的4～5倍。因为浇口速度的1/4～1/5的速度已经很快了，像铝合金等极端弯曲的物品是不能采用这个比例。
　b.如流道从同一形状的浇口喷出的流量产生变化，则对于流道的形状，应进行审慎的检验。
(4)溢流槽设计
溢流槽及气孔的配置概要见《压铸模设计手册》表4-27所示，每一个溢流槽的大小不能过大，应考虑采用较多的数量。镀锌合金时，有时会设置比制品重量更多的溢流槽。
(5)气孔
气孔最好设在容易积存空气的位置，应该注意其厚度，有时气孔也要采取2段厚度。
1.3.3模具冷却方案的选择
(１)模具冷却上，必须分成针对模具整体均一平衡温度的冷却以及局部冷却，局部冷却是指中子销、置子、局部加热部分等。一般模具的整体冷却，会采用直线式冷却水管来控制模具温度。局部冷却则会采喷流式冷却水管。
(２)这些冷却水管的容量应比计算的为多，并在各部设置冷却水量的调整及热电对，以便进行模具温度的自动控制。对应铸造射出周期的变化及作业开始时的冷却等是很重要的，同时也应防止料想不到的失败。
(３)冷却水管的构造必须简单，在清扫及破损的拆解及装置上都很方便。应考虑缩短铸造作业的中断时间。
(４)对大量加热部的冷却方式应采标准化方式，若发生折损可立即更换，在设计上，也应注意充份的冷却
1.3.4拔模斜度的选择
在选择拔模斜度上，有下列两点应特别注意。其一就是如侧壁应有之拔模斜度标准所示，因为高度愈低则制品的收缩应力会愈大，所以应加大拔模斜度，有些制品在低于高度约1mm的位置(段部)，若没有更大的拔模斜度，则可能在段部会发生龟裂。
第二个重点就是，因为模具分割面的位置，可能会使拔模角度颠倒，所以在事前应让顾客了解这一点。
第二章 压铸件的工艺及模具装备设计

2.1 压铸件工艺性要求
2.1.1压铸合金的基本要求及选择
（1） 压铸合金选择原则：
在满足压铸件使用性能的前提下，尽可能选择工艺性能好的压铸合金。
a、使用性能：力学性能、物理及化学性能、焊接性、硬度、密度、熔点、导热率、线膨胀系数等指标衡量。
b、工艺性能：指铸造工艺性能、切削加工性、焊接性、热处理性能、流动性、抗热裂纹性、合金黏附模具的程度。
（2） 选择合金需考虑的因素
a、压铸件受力状态(大小、方向、类型等)。
b、压铸件工作环境：温度高低、是否要密封及哪类密封、工作接触介质（海水、酸碱、潮湿空气）。
c、压铸件在整机或部件中所处的工作条件。
d、对压铸件尺寸和重量是否有限制。
e、本单位的合金熔炼设备、压铸机和工艺装置及操作水平。
f、合金价格的高低。
用于压铸生产的合金材料有锡、铅、锌、铝、镁、铜等，其中以锌、铝合金应用最广，镁、铜合金次之。此外，还有黑色金属。本设计压铸件3527Z27—012阀盖铸件，材料是EYL-2（E：东风公司神龙标识，Y：压铸，L：铝合金）。
（3） 压铸铝合金特点和用途
优点：
a、铝合金的导热性、导电性、切削性能较好。
b、铝合金线收缩较小，故具有良好的填充性能，但体收缩较大，易在最后凝固处生成大的缩孔现象。
c、铝合金密度小、强度大，其抗拉强度与密度之比为9～15在高温或低温下工作时，同样保持良好的力学性能。
d、铝合金压铸时易粘模，压铸铝合金铁的质量分数一般控制在0.8%～0.9%范围可减轻粘模现象。
e、铝合金具有良好的耐蚀性和抗氧化性，大部分铝合金在淡水、海水、浓硝酸、硝盐酸、汽油及各种有机物中均有良好的耐蚀性。
缺点：
易黏模，需采用防黏模涂料。
2.1.2 压铸件的结构要求
1、壁厚
压铸件的合理壁厚取决于铸件的具体结构、合金工艺性能、铸件工艺参数等许多因素，为了满足各项要求，以薄壁和均匀壁厚为佳。在通常工艺条件下，壁厚不宜超过4.5毫米，壁厚过大时，铸件易产生外表面凹陷，通常情况下，压铸件的机械性能也会随着壁厚的增加而降低；壁厚不均匀又易产生内部缩孔与裂纹。通常压铸件的最小壁厚和正常壁厚一般根据铸件面积来定。对大型铝合金压铸件，壁厚也不宜超过6mm.
2、肋
设计肋可增加零件的强度和刚度，同时也改善了压铸件的工艺性，使金属的流路顺畅，消除单纯依靠加大壁厚而过分聚集金属引起的气孔、裂纹和收缩缺陷。
3、脱模斜度
脱模斜度大小与铸件几何形状如高度或深度、壁厚及型腔或型芯表面状态如粗糙度、加工纹路方向等有关。在允许范围内，宜采用较大的脱模斜度，以减少所需要的推出力或抽芯力。
4、加工余量
当铸件由于尺寸精度或形位公差达不到产品图的要求时，应首先考虑采用精整加工方法，如校正、拉光、挤压、整形等。必须采用 机械加工时应考虑选用较少小的加工余量并尽量以不受分型面及活动成型影响的表面为毛坯的基准面。推荐采用的机械加工余量及其偏差值如表1.1所示：
表1.1 推荐的加工余量及其偏差 mm
基本尺寸
≤100
〉100～250
〉250～400
〉400～630
〉630～1000
每面余量

5、压铸件的表面质量
用新模具压铸可获得0.8表面粗糙度的压铸件。在模具的正常使用寿命内，锌合金压铸件能保持在1.6～3.2范围；铝合金压铸件大致在3.2～6.3范围；铜合金压铸件表面最差，受模具龟裂的影响很大
6、 圆角
对于不等壁厚的铸件，圆角可按下式计算：
R=A+B/3或R=A+B/4
对于等壁厚的铸件，圆角可按下式计算：
Rf(min)=0.5S;Rf(max)=S;Ra≤Rf+S
上述公式对铝合金和镁合金较适宜。当零件的使用要求选用更小圆角时，则圆角半径应不小于连接的最薄壁厚的一半，即：r1>0.5b1。对于特殊的要求，在工艺条件允许的情况下，可以选用更小的圆角，即r1=(0.3～0.5)mm。
7、 孔
铸件上的孔应尽量铸造出，这不仅可使壁厚尽量均匀，减少热节，节省金属材料；而且可减少机加工工时。压铸零件的孔，一般是指紧固连接用的圆形孔，也包括相似于这一类型的孔，至于零件整体结构本身形状的孔不属于这个类型范围，孔最小尺寸与深度的有关尺寸见表2-20.
8、 嵌件
（1） 铸件上采用嵌件的目的
a、消除压铸件的局部热节，减小壁厚，防止产生缩孔。
b、改善和提高铸件局部性能，如强度、硬度、耐蚀性、耐磨性、焊接性、导电性、导磁性和绝缘性，以扩大压铸件的应用范围。
c、对于具有侧凹、深孔、曲折孔道等结构的复杂铸件，因无法抽芯而导致压铸困难，使用嵌件则可以顺利压出。
d、可将许多小铸件合铸在一起，代替装配工序或将复杂件转化为简单件。
（2） 注意事项
a、嵌件在铸件内必须稳固牢靠，故其铸入部分应制出直纹、斜纹、滚花、凹槽、凸起或其他结构，以增强嵌件与铸压合金的结合。
b、嵌件周围应有一定厚度的金属层，以提高铸件和嵌件的包紧力，并防止金属层产生裂纹，金属层厚度可按嵌件直径选取。
c、嵌件包紧部分不允许有尖角，以免铸件发生开裂。设计铸件时要考虑到嵌件在模具中的定位和各种公差配合的要求，要保证嵌件在受到金属液冲击时不脱落、不偏移。嵌件应有倒角，以便安放并避免铸件裂纹。同一铸件上的嵌件数不宜太多，以免压铸时因安放嵌件而降低生产率和影响正常工作循环。
d、带嵌件的压铸件最好不要进行热处理和表面处理，以免两种金属的相变不同而产生体积的变化不同，导致嵌件在铸件中松动和产生腐蚀。
e、嵌件在压铸前最好能镀以防蚀性保护层，以防止嵌件与铸件本身产生电化学腐蚀。
f、嵌件在形状和在铸件上所处的位置应使压铸生产时放置方便。

2.1.3压铸件结构设计的工艺性
（1）压铸件的分型面上，应尽量避免圆角。
（2）避免模具局部过薄。
（3）避免在压铸件上设计互相交叉的盲孔。
交叉的盲孔必须使用公差配合较高的互相交叉的型芯，这既增加了模具的加工量，又要求严格控制抽芯的次序。一旦金属液窜入型芯交叉的间隙中，便会使型芯发生困难。
（4） 消除内侧凹，降低生产成本
压铸件内法兰和轴承孔为内侧凹，抽芯困难，或需设置复杂的抽芯机构，或需设置可溶型芯。这既增加了模具的加工量，又降低了生产率。
2.2 压铸机的选用
根据压铸件的结构、材质、技术要求及验收条件等采用合理的压铸工艺，设计、制造优良的压铸模并合理选用压铸机，是生产合乎要求的优质压铸件的前提。
2.2.1压铸机的分类及特点
压铸机通常按压室的受热条件的不同分为冷室压铸机和热室压铸机两大类，冷室压铸机又因压室和模具放置的位置和方向不同分为卧式、立式和全立式三种型式。

图2.1卧式冷压室压铸机的结构

图2.2压铸机的几种结构形式

图2.3热压室压铸机的结构形式

1、 热压室压铸机
热压室压铸机的压室与熔炉紧密的连成一个整体。其特点如下：
1) 操作程序简单，不需要单独供料，压铸工作能自动进行；
2) 金属液由压室直接进入型腔，浇筑系统消耗的金属液少，金属液的温度波动范围小；
3) 金属液从液面下进入压室，杂质不易带入；
4) 压铸比压较低，压室和压射冲头长期浸入金属液中，易受侵蚀，缩短使用寿命，并且可能会增加合金中的铁含量；
5) 常用于铅、锡、锌等低熔点合金压铸，因坩埚可密封，便用于通入保护气体保护合金液面，对防止镁合金氧化、燃烧有利。
2、冷压室压铸机
1) 卧式压铸机
卧式冷室压铸机特点如下：
a金属液进入型腔转折少，压力损耗小，有利于发挥增压机构的作用。
b卧式压铸机一般设有偏心和中心两个浇注位置，或在偏心与中心间可任意调节，供设计模具时选用。
c便于操作，维修方便，容易实现自动化。
d金属液在压室内与空气接触面积大，压射速度选择不当，容易卷入空气和氧化物夹渣。
e设置中心浇道时模具结构较复杂。
2) 立式压铸机
立式压铸机压室的中心线平行于模具的分型面，称为垂直测压室。立式冷压室压铸机的特点如下：
a金属液注入直立的压室中，有利于防止杂质进入型腔。
b适宜于需要设置中心浇道的铸件。
c压射机构直立，占地面积小。
d金属液进入型腔时经过转折，消耗部分压射压力。
e余料未切断前不能开模，影响压铸机的生产率。
f增加一套切断余料机构，使压铸机结构复杂化，维修不便。
3) 全立式压铸机
合模机构和压射机构垂直布置的压铸机称为全立式合模压铸机,简称全立式压铸机。其压射系统在下部，而开合模系统则处于上部。建筑的方式有两种：一种是在模具未合模前将金属液浇入垂直压室中。全立式压铸机的特点如下：
a模具水平放置，放置嵌件方便。广泛用于压铸电机转子类及带硅钢片的零件。
b带入型腔的空气较少，生产的铸件气孔显著减少。
c金属液的热量集中在靠近浇道的压室内，热量损失少。
d金属液进入型腔时转折少，流程短，减少压力损耗。
2.2.2压铸机的基本结构
压铸机主要由开合模机构、压射机构、动力系统和控制系统等组成。分为冷室和热室两大类，又分为卧式、立式两种形式。
1．合模机构
开合模及锁模机构统称合模机构，是带动压铸模的动模部分进行模具分开或合拢的机构。由于压射充填时的压力作用，合拢后的动模仍有被胀开的趋势，故这一机构还要起锁紧模具的作用。若按实现合模力的方式分为三种：机械式合模装置、液压式合模装置、液压机械式合模装置。
机械式合模装置：
机械式合模机构可分为曲肘合模机构、各种形式的偏心机构等。电动机的动力由齿轮、曲肘、连杆传动、使动型座板沿拉杆作开、合模运动，整个装置调整复杂，目前已很少采用，
液压双曲肘合模装置的工作特点：
①增力作用：通过曲肘连杆系统，可以将合模液压缸的推力放大16-26倍，与液压式合模装置相比，高压油消耗减小、合模液压缸直径减小、泵的功率相应减小。
②合、开模运动速度为变速：如图1-5曲肘部分结构所示，在合模过程中，动型座板移动速度由零很快升到最大值，以后又逐渐减慢，随着曲肘杆逐渐伸直至终止时，合模速度为零，机构进入自锁状态（锁模状态）。在开模过程中，动型座板移动由慢速转至快速，再由快速转慢至零，非常符合机器整个运动设计要求。
③当压铸模合紧且肘杆伸直时，可以撤去合模（锁模） 液压缸的推力，合模系统仍然会处于合紧状态。
曲肘合模机构的优点是：
a可将合模缸的推力放大，因此与液压合模机构相比，其合模缸直径可大大减小，同时压力油的耗量也显著减少。
b机构运动性能良好，在曲肘离死点越近时，动模移动速度越低，两半模可缓慢闭合。同样在刚开模时，动模移动速度也较低，便于型芯的抽芯和开模。
c合模机构开合速度快，合模时刚度大而且可靠，控制系统简单，使用维修方便。
2. 压射机构
压铸机的压射机构是将金属液推送进模具型腔，充填成型为压铸件的机构。不同型号的压铸机有不同的压射机构，但主要组成部分都包括压室、压射冲头、压射杆、压射缸及增压器等。现在压铸机的压射机构的主要特点是三级压射，也就是慢速排除压室中的气体和快速充填型腔的两极速度，以及不间断地给金属液施以稳定高压的一级增压。
2.2.3 压铸机的选用
一、 压铸机选用的原则
在实际生产中，选择压铸机时，主要根据产品的品种、生产批量和铸件轮廓尺寸及铸件合金种类和重量大小，还有压铸机的性能、精度和价格。在选用设备时，需考虑以下两个方面。
（1） 产品的品种和生产批量
对产品为多品种、小批量生产时，通常选用液压系统简单、适应性强的能快速进行调整的压铸机；对组织产品为少品种、大批量生产的铸件还可选择专用的压铸机。
（2） 压铸机的特点
每一种压铸机都具有一定的技术规格，针对具体产品选用压铸机时，最主要的是根据压铸机的特点（尺寸、重量、合金种类）。因为铸件的轮廓尺寸与压铸机的锁型（模）力和开型距离有关；而主机铸件的重量与合金种类则与压室中的合金最大容量有关。
二、 压铸机选用的计算
（1） 计算主胀型力F （kN）
F=SP
式中
S—铸件在分型面上的投影面积，包括浇注系统、溢流、排气系统的面积，一般另加30%作为浇注系统与溢流、排气系统的面积（mm）；
P—压射比压,MP
经过计算，S约为11486.8mm,查表P取60MP，则F为689.2kN
(2)经计算，该铸件浇道、余料等，总重量约1.5kg。
（3）计算压铸机所需的锁模F
F≥K（F+F）
式中
F—压铸机应有的锁模力（kN）；
K —安全系数（一般K=1.25）；
F—分胀型力，作用爱滑块锁紧面上的法向分力引起胀型力之和（kN）。由于侧向滑动型芯成型端面面积不大，分胀型力可以忽略不计，故
F≥K（F+F）=1.25×689.2=861.5kN
J1125型卧室冷室压铸机的合模力为2500kN，最大逐渐成型重量大25kg，均能满足使用要求，结合62厂生产的实际情况，最终决定选用J1125型卧室冷室压铸机，压室直径选择50mm。
2.2.4模具的固定和校准方式
如图2.1所示,压铸机模板上有3处所示的T形槽,可以把地板和静模板推进T形槽中达到固定的目的。
J1125型压铸机浇注位置为偏心形式,故如图2.1所示,1处为熔杯调节偏心槽,是为了方便不同模具的浇注位置的需要。2处为熔杯,阀盖压铸模具就是通过它与静模板上浇口套的凹槽来校准的。

图2.4 J1125型卧室冷室压铸机模板尺寸
2.2.5压铸机压铸过程
压铸机压铸过程如图2.2所示
a)合模—金属液倒入压室；b)压射—金属冲填型腔；
c)开模冲头推出余料； d)推出铸件—冲头复位

图2.5 卧室冷室压铸机压铸过程
2．3压铸模具设计方案的选择
2.3.1 模具分型面的选择
模具分型面的选择，是压铸模具设计上最重要的项目。选择铸件的分型面涉及铸件的形状和技术要求、浇注系统和溢流系统的布置、压铸工艺条件、压铸模的结构和制造成本、模具的热平衡等因素，这些因素往往难以兼顾，确定分型面时要予以综合考虑。选择分型面应注意的要点如下：
（1）开模时保持铸件随动模移动方向脱出静模；
（2）有利浇注系统、溢流系统和排气系统的布置；
（3）要求不影响铸件的精度；
（4）简化模具结构；
2.3.2铸造方案的选择
在选择铸造方案上，包括模具分割面在内，我们在前面已经提到，必须是从浇口开始的溶液流动十分良好且可以得到高品质制品的设计。现在已经利用计算机来进行溶液流动解析及凝固解析等，可以决定方案的各个项目。然而，因为需要较大的费用及时间，所以尚未十分普及。一般而言，以依照传统经验来选择方案的情形仍然较多。
压铸模具方案设计主要项目包含：压铸条件决定、浇口设计、流道设计、溢流槽设计、逃气道设计及冷却水管设计等。
1、压铸件分析
铸件气密性要求高，技术条件满足EQY-94-88-Ⅱ-SY2。材料是EYL-2（E：东风公司神龙标识，Y：压铸，L：铝合金），其形状较复杂，尺寸精度要求高，铸件在1200K加压下不允许漏气，应无气孔、疏松、缩孔、裂纹等缺陷等
2、浇口设计
在适当的位置选取浇口、流道、溢流槽、气孔等位置，同时也需要进行适当的冷却，是所有最初进行的动作中最重要的事项。而其中最重要的一项，就是浇口的位置。因为浇口的位置，应考虑到从浇口射入的高速溶液不会冲向模槽壁及内销等。因为，从浇口射入的喷流会产生很明显的乱流，铸造条件有少许不同时，液体流动可能会产生乱流的变化、内销的折断、以及溶液对模槽产生侵蚀等情形，结果就会形成各种问题。
1) 应将浇口设置在附近没有障碍物等的位置。在接续模槽上，应注意喷射方向；
2) 浇口的宽幅较大时，则溶液的喷射速度会有部份不同，所以大型制品时，应将浇口的宽幅分割在80cm以下；
3) 采用分割浇口时，在和其接续的流道接合处应特别小心。每一个浇口的喷出量及喷出开始时间会变化；
4) 浇口的厚度必须依照制品的厚度及形状等来决定；
除以上重点以外，必须注意的是禁止事项，就是不能任意变更浇口面积。因为会改变充填时间及浇口速度。
内浇口尺寸确定方式如下：
由《金属压铸模设计技巧与实例》表5-1知壁厚>（3～6）㎜，有hg=(1.8～3.0)mm,取内浇口厚度hg=2.0mm。由《金属压铸模设计技巧与实例》表5-2知内浇口进口部位压铸件形状为矩形或长方形板件时，内浇口宽度为压铸件边长的0.6～0.8倍，压铸件边长约为121mm，故bg=0.7x121=84.7mm，内浇口长度取2～3mm。
3、流道
1)、流道的大小(断面积)通常为浇口面积的4～5倍。因为浇口速度的1/4～1/5的速度已经很快了，像铝合金等极端弯曲的物品是不能采用这个比例。
2)、如流道从同一形状的浇口喷出的流量产生变化，则对于流道的形状，应进行审慎的检验。
4、溢流槽设计
溢流槽及气孔的配置概要见《压铸模设计手册》表4-27所示，每一个溢流槽的大小不能过大，应考虑采用较多的数量。镀锌合金时，有时会设置比制品重量更多的溢流槽。
5、气孔
气孔最好设在容易积存空气的位置，应该注意其厚度，有时气孔也要采取2段厚度。
6、 横浇道
横浇道是直浇道的末端到内浇口的前段的连接通道。由于阀盖压铸件为一模一件，故它的横浇道有以下主要设计要点：
（1）为了使金属液达到均衡匀速或匀加速的流动状态，横浇道应保持均匀的截面积或缓慢收敛的趋向，不应有突然的收缩和扩张，特别是不应该呈扩张状态。
（2）则否金属液在流动过程中，会出现低压区或涡流现象而卷入气体，影响金属液流的稳定性。
（3）在熔融金属液在流过横浇道时，为使热量损失尽可能小，同时为便于余料脱模，应此横浇道应有一定的厚度。同时，金属液在冷却时，应使金属液在横浇道中的冷却凝固时间比型腔中的冷却凝固时间长些，以便于补缩压力的传递。
（4）横浇道应平滑光亮，在拐角处应圆滑过渡，并防止尖角，以减少金属液的流动阻力，避免过大的压力损失。故应顺着横浇道金属液的流动方向研磨，
使其表面有较好的光洁度。
（5）在任何情况下，横浇道的截面积都应大于内浇口的截面积。
（6）一般在卧式冷压室压铸的情况下，为避免压室中的金属液在压射前过早的流入型腔，横浇道的入口处应设置在直浇道的上方。
（7）为便于调整，横浇道截面积的初始尺寸应选的小些，以便在试模时留有修正的余地。
（8）横浇道应尽量短些，以便于横浇道余料脱模和节约原材料。
7、 直浇道
我们选取的是卧式冷压室压铸模直浇道
（1） 直浇道的组成
一般由浇口套、分流锥、浇道推杆等组成
（2）浇口套结构形式
采取导入式直浇道的机构形式。它可以提高金属液在压室的注入量，从而缩短直浇道的长度，减少深腔压铸模的厚度。同时环绕浇口套外径开设冷却水路，改善模具热平衡条件，有利于提高铸件生产率。

2.3.3、模具冷却方案的选择
1.模具冷却上，必须分成针对模具整体均一平衡温度的冷却以及局部冷却，局部冷却是指中子销、置子、局部加热部分等。一般模具的整体冷却，会采用直线式冷却水管来控制模具温度。局部冷却则会采喷流式冷却水管。
2.这些冷却水管的容量应比计算的为多，并在各部设置冷却水量的调整及热电对，以便进行模具温度的自动控制。对应铸造射出周期的变化及作业开始时的冷却等是很重要的，同时也应防止料想不到的失败。
3.冷却水管的构造必须简单，在清扫及破损的拆解及装置上都很方便。应考虑缩短铸造作业的中断时间。
4.对大量加热部的冷却方式应采标准化方式，若发生折损可立即更换，在设计上，也应注意充份的冷却。
2.3.4、拔模斜度的选择
在选择拔模斜度上，有下列两点应特别注意。其一就是如侧壁应有之拔模斜度标准所示，因为高度愈低则制品的收缩应力会愈大，所以应加大拔模斜度，有些制品在低于高度约1mm的位置(段部)，若没有更大的拔模斜度，则可能在段部会发生龟裂。
第二个重点就是，因为模具分割面的位置可能会使拔模角度颠倒，所以在事前应了解这一点。
2.3.5斜销抽芯机构
抽芯机构有斜销抽芯机构、弯销抽芯机构、齿轴齿条抽芯机构、液压抽芯机构等。本设计用的是两个斜销抽芯机构如图图1.3.5-1所示。

图2.6
1—斜销 2—滑块 3—封锁块 4—螺钉 5—静模 6—镶块型芯
7—动模 8—动衬模 9—镶块 10—静衬模

1、斜销抽芯抽芯机构的动作过程
1）合模状态：斜销与分型面成一斜角，固定于静模内，穿过设在动模导滑槽中的滑块孔内，滑块由封锁块锁紧；
2）开模后：动模和静模分开，滑块随动模运动，由于静模上的斜销在滑块孔中，使滑块随动模运动的同时，沿斜销方向强制滑块运动，抽出型芯；
3）抽芯结束：开模到一定距离后，斜销与滑块脱离，抽芯停止运动，滑块由侧面弹簧螺钉限位，以便再次合模时斜销准确地插入滑块斜孔，迫使滑块复位。
a.抽芯力计算：
压铸件在脱模时，必须克服包紧力所产生的脱模阻力，同时还需与成型零件的黏附力、摩擦力以及脱模机构本身所产生的运动摩檫合力，才能从成型零件中脱出。这些合力即为脱模力，在侧抽芯动作中则称为抽芯力。
抽芯力分为初始抽芯力和相继抽芯力两种。在开始抽芯的瞬间克服包紧力所需的抽芯力最大，称为初始抽芯力，之后继续将型芯全部抽出所需的力称为相继抽芯力，这个力比初始抽芯力小得多，所以在模具设计时应重点考虑初始抽芯力。
由《金属压铸模设计技巧与实例》式（8-1）知
F=pA(fcosα-sinα)
F—抽芯力，N;
p—单位面积压铸件对型芯的挤压应力，pa,一般对铝合金取pa=10～12MPa；
A—压铸件包紧侧型芯的表面积，㎡；
f—压铸件对成型表面的摩檫系数，一般取f=0.2～0.25；
α—侧型芯成型部位的脱模斜度，（°）。
由UG三维图测得A=740㎜2，cad图知α=2°，取p=12MPa，f=0.25代入上式得 F=12x740x(0.25*cos2°-sin2°)=1908.7N≈1.9KN
由《金属压铸模设计技巧与实例》式（8-6）知F=Fk×0.5sinφ
式中 Fk—压铸机的开模力，即驱动侧抽芯的原始动力；
φ—斜销的斜销斜角
其中0.5sinφ为抽芯力借用开模力的利用系数。
当φ=15°～25° 时，抽芯力只为开模力的1/4～1/3.由此可见，压铸机的开模力作为驱动斜销完成侧抽芯的原始动力是足够的。
b.抽芯距离的计算
抽芯后活动成型部分应完全脱离铸件的成型表面，为使铸件能顺利脱出型腔，需再加上一个安全值。
由《压铸成型工艺及模具》式（7-2）知
S=h+K
式中 S—抽芯距离