压铸方案的讲解课件.ppt

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1、壓鑄方案講解,講義大綱,?,一,.,壓鑄成型基本原理,?,二,.,溢流槽,排氣槽的設計,?,三,.,澆注系統的結構分類與設計要點,?,四,.,壓鑄成型方案的確定,?,五,.,壓鑄成型方案分析,壓鑄方案講解,（一、壓鑄成型原理）,壓鑄成型基本原理,金屬壓鑄成型的過程是將熔融的金屬注入壓鑄機的壓室,在壓射沖頭的高壓作,用下,高速度地推動金屬液經過壓鑄模具的澆鑄系統,注入并充滿型腔,通過冷,卻,.,結晶,.,固化等過程,成型相應的金屬壓鑄件,.,在壓鑄成型過程中,壓射充填是在一個極短的時間內完成的,但確實是一個及其重要,的環節,在壓鑄壓射和金屬液固化成型的整個過程中,始終有壓力的存在,這是壓鑄方,法

2、區別于其他鑄造方法的主要特征,因此壓鑄成型又稱作壓力鑄造,.,冷式,熱式,觸變成型,壓鑄方案講解,鎖模,?,注湯,開模,?,產品頂出,射出,冷室機壓射的一個循環,（一、壓鑄成型原理）,壓鑄方案講解,鎖模,射出,開模,?,產品頂出,熱室機壓射的一個循環,（一、壓鑄成型原理）,壓鑄方案講解,排溢系統的組成及其作用,排溢系統是熔融的金屬液在填充型腔的過程中,排除氣體,冷污金屬以及氧化,夾雜物的通道和存儲器,用以控制金屬液的填充流態,消除某些壓鑄缺陷,是,澆注系統中不可缺的重要組成部分,.,排溢系統的組成,:,排溢系統包括溢流槽和排氣道兩個部分,如圖主要由溢流口,溢流槽和排氣道,組成,.,當溢流槽開設

3、在動模一側時,為使溢流余料與壓鑄件一起脫模,也可在,溢流槽處設置頂針,溢流口,溢流槽,排氣道,頂針,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,溢流槽的設計,一,),溢流槽的結構形式,1.,設置在分型面上的溢流槽,在分型面上設置溢流槽是一種簡單適用的常用形式,其結構形式如圖所示,圖,a,與圖,b,中,溢流槽設置在定模一側,為便于脫模,它們的截面積形狀多為梯形或弓形,(,小半圓形,).,有時為了后續工藝的需要,而保持溢流包與壓鑄件的整體連接,將溢流槽開設在動模一,側,當壓鑄件對動,定模的包緊力接近或相等時,為了在開模時使壓鑄件留在動模,將溢,流槽開設在動模一側,可增大對動模的包緊力,如圖,c,所

4、示,;,a,b,c,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,當溢流槽要求的容量較大,而沒有足夠的平面空間時,可采用圖,d,的形式,將溢流槽開,設在動模,定模兩側,共同組成溢流槽,.,設置在動模上的溢流槽應設置頂針,.,2.,設置在型腔內部的溢流槽,根據壓鑄件結構的需要,有時也將溢流槽設置在型腔內部,如圖所示,.,在大平面壓鑄件的局部有小型型芯時,可在小型芯的端部設置圓錐形或圓柱形的溢流槽,如圖,a,和圖,b,所示,當壓鑄管狀壓鑄件時,在管狀的端部設置環形溢流槽也是有效的辦法,這種形式的特點是,:,在孔徑不大的情況下,也可以用增加其厚度,獲得容量較大的溢流槽,如圖,c,中環形內澆口采用的環形

5、溢流槽的形式,.,d,a,b,c,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,3.,設置工藝定位柱的溢流槽,如圖所示,在溢流槽的相對位置設置凸臺的作用是,:,在開模時,使溢流槽的壓鑄件連成一,體,留在動模內,在推出過程中,凸臺又起導向作用,使溢流包在推動過程中不會折彎,與,壓鑄件連體同時脫模,.,凸臺在傳遞,擺放以及后序機加時,又起裝掛,支撐和定位作用,.,4.,防止金屬液倒流的溢流槽,成型大平面的壓鑄件,在內澆口對面終端設置一定容量的溢流槽是十分必要的,但若設,置欠缺,往往會產生金屬液倒流現象,如圖,a,所示,.,溢流槽,壓鑄件,a,A,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,b,c,圖

6、,a,采用長條形的溢流槽,溢流口亦做的很寬,這時可能出現兩種情況,:,首先,靠近內澆,口較近或流速較快的溢流口已溢出金屬液,可能向離內澆口較遠的溢口,A,處倒流,.,倒流的,金屬液在流經溢流槽后,其溫度明顯降低,會以冷金屬的狀態流入型腔,.,從而因熔接不良,而產生壓鑄缺陷,.,同時,在溢流口的,A,端還可能出現冷金屬堵塞現象,起不到整個寬度的,溢流作用,.,為防止以上現象的發生,采用圖,b,的結構形式,將溢流槽分隔成幾段,各自形成單,獨的溢流槽,即可避免金屬倒流的現象,.,為使溢流包在推出時不變形,可在溢流,槽的外端設置一條連接肋,.,當溢流槽的容積要求較大時,可采用圖,c,的雙級溢流槽,并在

7、溢流槽內設置冷卻,塊,以防止金屬液倒流,.,冷卻塊,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,5.,特殊形式的溢流槽,壓鑄件,活動型芯,溢流槽,頂針,圖示是一種特殊形式的溢流槽,.,對容易窩氣,表面又不允許有顯著痕跡的薄壁壓鑄件,可采用這種形式,.,合模前,將活動型芯裝入型腔內,壓鑄時,冷污的金屬液由活動型腔,的扁平溢流口進入溢流槽中,.,開模后,頂針將溢流包和活動型芯及壓鑄件同時脫離動,模,.,用手工的方法將溢流包折斷,并使活動型芯脫離壓鑄件,.,這種結構形式可以開設,大容量的溢流槽,并且很容易清除,留在壓鑄件上的溢流痕跡也不明顯,.,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,a,b,c

8、,二,),溢流槽的形狀與相關尺寸,溢流槽的截面積形狀如圖所示,.,通常采用,a,所示的半圓形和圖,b,所示的梯形,.,當溢流槽容量,要求較大而又有足夠的空間時,可采用底部為平面,四周為圓弧的形狀,如圖,c,所示,.,為便,于溢流包脫模,半圓形截面應采用小半圓形,即弓形,梯形采用周邊均為,1015,的脫模斜,度,.,溢流槽的相關尺寸,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,排氣槽的設計,排氣槽是在填充過程中讓型腔和澆注系統的氣體得以逸出的通道,.,由于壓鑄合金在經,過精煉去氣后所包含的氣體已經很少,而由于壓鑄填充過程非常短促,熔融的金屬液在,冷卻時所包含的氣體來不及析出,.,在壓鑄件局部過厚

9、的部位,即使有可能析出,也會因,金屬液的迅速激冷而形成激冷層被包圍在合金內部,.,這些氣體則在最終壓力補縮作用,下,得到壓縮并均勻地分散在冷卻的合金內部,.,所以它們一般不會影響壓鑄件的質量,.,一,.,排氣槽的位置和形式,型腔內的氣體是影響金屬液的有序流動和產生氣孔,氣泡和縮孔等壓鑄缺陷的主要原因,.,一般來講,從模具結構上分析,總能自然地具有排氣功能,比如,在分型面上,在頂針以及入,子等成型零件等結構的縫隙中,都具有排氣作用,.,然而我們需要全部或大部分地排出這些,對壓鑄成型十分有害的氣體,所以,必須人為地設置排氣槽,才能在瞬間填充過程中取得最,佳的排氣效果,.,排氣槽位置的選擇和溢流槽的

10、選擇原則有相似之處,它的位置與內澆口的進料位置,金屬,液的流態以及流動方向有關,為使型腔內的氣體盡可能地被金屬液有序地推出,應將排氣,槽設置在金屬液最后填充的部位,即氣體最后容易匯集的部位,.,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,排氣槽一般設置在以下部位,.,1.,在分型面上開設排氣,在分型面上開設排氣槽是最常用的形式,.,由于它易于加工,易于修正,其排氣效果也很理,想,.,它的結構形式如圖所示,.,圖,a,為由分型面上直接從型腔中引出平直的排氣槽,用在不直對操作區的場合,.,圖,b,則采用曲折的排氣槽,以防止灼熱金屬液或氣體濺射噴出而傷人,.,圖,c,是將排氣槽開設在溢流槽外側,起到

11、既可溢流,又可將氣體同時排出的作用,.,為了使排氣順暢,有時還在距型腔約,20mm,的排氣槽出口處開設逐漸擴大的斜度或適當,加大深度,.,在分型面上開設的排氣槽的截面是扁平狀的,.,為了便于脫模槽的周圍有,3045,的斜角,或圓角,并應有較好的表面光潔度,.,a,b,c,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,2.,在固定型芯或鑲塊上開設排氣槽,在容易窩氣的固定型芯或鑲塊上開設排氣道也是常用一種形式,.,如圖所示,圖,a,是在型芯固定部分的端部形成間隙,型腔內的氣體通過間隙進入型芯設置的環形,槽,并由橫向開設的排氣槽引出模體,.,間隙取,=0.040.06mm,配合長度取,L=610mm,

12、有時,利用伸入對面模板相對配合間隙進行排氣,.,但如果型芯過長,為加固型芯的剛度,可采用圖,b,的形式,即在型芯伸入孔的內壁四周開設若干個深度,=0.05mm,左右的圓弧排,氣槽,并引出模體,.,圖,c,為利用型芯端面與相對成型零件之間排氣的方式,多用于小型壓鑄模,.,圖,d,所示壓鑄模的局部,A,處形成盲區,極易積聚氣體并產生壓鑄缺陷,.,因此,設置排氣槽非,常必要,這里鑲塊間開設多個排氣槽,但由于排氣槽容易被金屬液或雜質堵塞,又不容易,清理,給操作者帶來一定麻煩,它的有效性和可靠性較差,.,a,b,c,d,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,3.,利用活動模塊排氣,活動模塊,如頂針

13、,推管,側滑塊,活動型芯等,它們以相應的配合間隙在固定,的模板內滑動,.,這種導滑的間隙有時對型腔的排氣也有重要作用,在實踐中,也有廣泛應用價值,.,圖,a,是在壓鑄件易于窩氣的部位開設頂針,利用頂針的配合間隙進行排氣,.,有側抽芯結構的壓鑄模,利用側型芯或側滑塊的滑動間隙排氣,也具有較好,自然排氣效果,.,如有必要,可在開模時顯露的表面上開設扁平排氣槽,以便于,毛邊的清除,.,圖,b,所示,.,a,b,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,二,.,排氣槽的設計要點,1.,排氣槽的總截面積一般不小于內澆口總截面積的,50%,但不得超過內澆口的總截面積,.,2.,當需要增大排氣槽截面積時,

14、以增大排氣槽的寬度或增加排氣槽的數量為宜,.,不應過分,增加排氣槽的厚度,以防止金屬液的濺出,.,3.,盡量避免金屬液過早地封閉分型面和排氣槽,削弱排氣功能,.,4.,設計排氣槽應留有修正的余地,并在試模現場,結合實際,隨時補充的調整,.,5.,排氣槽應便于清理,保持排氣槽的有效功能,.,6.,排氣槽可與溢流槽連接,但排氣槽應避免相互串通,以免排氣干擾受阻,.,7.,在直對操作區或人員流動的區域,不應設置平直引出的排氣槽,以免高溫的金屬液和氣,體向外噴濺傷人,.,在設計壓鑄模的澆注系統時,為保證金屬液連續保持充滿澆道,最大限度地減少渦流卷氣,的現象,在一般情況,應從直澆道開始使各截面積呈逐漸遞

15、減的變化趨勢,.,直澆道,主橫澆道,分支橫澆道,內澆口,溢口,排氣槽,澆注系統各截面的變化趨勢,（二、溢流槽,排氣槽的設計）,壓鑄方案講解,1.Gate,的,設計,1.1 gate,截面積估算,Q=V/t=vg*A,?,A=V/(t*vg),其中,:Q:,流量,t:,溶液通過,gate,的時間,t=(710ms),V:,通過,gate,的體積,V=V,成品,+VOVERFLOW=1.3V,成品,vg:,通過,gate,的速度,(,熱室30,-60m/s,冷室60,-110m/s),（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,一,.Runner,的設計,壓鑄方案講解,1.2 gate,厚度,根據,

16、gate,長度,?,h=A/L,一般薄件,h=(1/22/3)t,t:,成品肉厚,A1A,A22A1,1.3,截面積漸小原則,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解,2.,3D,模型製作,2.1,整體結構,1,料頭,2直澆道,3主橫澆道,4切向澆道,5緩衝包,6漸入口,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解,2.2,類型,可分爲一模一穴或一模多穴,如圖 一模兩穴,若情況允許建議採用第二種,理由溶液同時到達澆口處同時進澆,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解,3.,拔模角及,R,角,截面積如圖,在,RUNNER,上儘量倒,R,角加強流動性,如下圖

17、R加大能改善充填,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解,4.,料頭,4.1,冷室,如圖,D1=D+3,其中D爲料管直徑,可取60708090,料管的選用要根據産品重量和填充率,p=V,總,/V,料管,=V,成品+OVERFLOW+RUNNER/L(D/2)2,其中,D料管直徑,L:,料管長度,壓鑄時p取,20-,30,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解,4.2,熱室,如圖,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解,4.3,觸變,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解,5.,搭接與對接,對接,搭接,鷹嘴狀,對接澆口易去除可能會影

18、響外觀,搭接澆口去除困難,鷹嘴料流不直接撞模仁有利流動,OVERFLOW,也分對接與搭接,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解,6,RUNNER,位置及參考尺寸,6.1,一般情況,RUNNER,在公模如圖,6.2 RUNNER,開在母模側,大型薄鑄件如,COVER,RUNNER,開母模側厚度盡量做薄可,以減少因,RUNNER,收縮影響鑄件品質,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解,三,.,搭橋,當成品中間有大面積靠破在靠破面上做輔助澆道叫做搭橋,.,如圖,二,.,溢流井參考尺寸,溢流口一般小于進澆口如圖,（三、,澆注系統的結構分類與設計要點,）,壓鑄方案講解

19、,2D,3D,方案的制作,2D,進澆方案,（四、,成型方案確定,）,壓鑄方案講解,3D plan,（四、,成型方案確定,）,壓鑄方案講解,壓鑄成型方案分析,產品成型條件估算,:,模溫,:275+,20(),湯溫,:650,20(),機臺最大鎖模力,:2000KN,壓鑄產品體積,:2440mm32(,一模兩穴,),壓鑄成型體積,(,含,runner):2758mm3,總投影面積,:17875.8mm2,進澆口面積,:26.26mm2,產品平均肉厚,:0.6mm,產品模重,:49.9g,（五、,壓鑄成型方案分析,）,壓鑄方案講解,模流分析,:,模流分析可以直觀地顯示充填過程中溫度場、速度場的變化，湯流軌,跡的流向，湯流是否順暢，凝固過程中溫度變化，熱點位置，用來發,現潛在問題，確定澆口,溢流井,排氣設置是否妥當，方案是否合理。,（五、,壓鑄成型方案分析,）,充填時間,三維視覺充填,溫度場,三維視覺充填,速度場,固化過程溫度變化,熱點分析,軌跡分析,壓鑄方案講解,包氣分析,圖示顯示判斷產品部分位置是否容易卷氣,以便及時修改溢流井或排氣,位置,來改善產品縮陷,冷接紋等,（五、,壓鑄成型方案分析,）,壓鑄方案講解,THE END,