课件压铸模侧向抽芯机构.ppt
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1、第8章 压铸模侧向抽芯机构设计,8.1 侧向抽芯机构的分类及组成8.2 抽芯力与抽芯距的确定8.3 斜销侧向抽芯机构8.4 弯销侧抽芯机构8.5 斜滑块侧抽芯机构8.6 齿轮齿条侧抽芯机构8.7 液压侧抽芯机构8.8 其他抽芯形式,8.1 侧向抽芯机构的分类及组成,8.1.1 侧向抽芯机构的分类按照侧向抽芯动力来源的不同,压铸模的侧向抽芯机构可分为机动侧抽芯机构、液压侧抽芯机构和手动侧抽芯机构等3大类。1.机动侧抽芯机构开模时,依靠压铸机的开模动力,通过抽芯机构改变运动的方向,从而达到开模时将侧型芯抽出,合模时又使侧型芯复位的机构,称为机动侧抽芯机构。机动侧抽芯机构按照结构形式的不同又可分为斜
2、销侧抽芯机构、弯销侧抽芯机构、斜滑块侧抽芯机构和齿轮齿条侧向抽芯机构等。,下一页,返回,8.1 侧向抽芯机构的分类及组成,2.液压侧抽芯机构液压侧抽芯是指以压力油作为抽芯动力,在模具上配制专门的抽芯液压缸(抽芯器),通过活塞的往复运动来完成侧向抽芯与复位。3.手动侧抽芯机构手动侧抽芯机构是指利用人工在开模前(模内)或脱模后(模外)使用专门制造的手工工具抽出侧向活动型芯的机构。,上一页,下一页,返回,8.1 侧向抽芯机构的分类及组成,8.1.2 侧向抽芯机构的组成图8-1所示为斜销机动侧向抽芯机构,下面以此为例,说明侧向抽芯机构的组成与作用。1.侧向成形元件侧向成形元件是成形压铸件侧向凹凸(包括
3、侧孔)形状的零件,如侧向型芯,侧向成形块等,如图8-1中的侧型芯3。2.运动元件运动元件是指安装并带动侧向成形块或侧向型芯在模套导滑槽内运动的零件,如图8-1中的侧滑块9。3.传动元件传动元件是指开模时带动运动元件作侧向分型或抽芯,合模时使之复位的零件,如图8-1中的斜销7。,上一页,下一页,返回,8.1 侧向抽芯机构的分类及组成,4.锁紧元件锁紧元件是指合模压射时为了防止运动元件受到侧向压力而产生位移所设置的零件,如图8-1中的楔紧块10。5.限位元件为了使运动元件在侧抽芯结束后停留在所要求的位置上,以保证合模时传动元件能顺利使其复位,必须设置运动元件侧抽芯结束时的限位元件,如图8-1中由弹
4、簧13、拉杆11、挡块12、垫圈14和螺母15等零件组成的弹簧拉杆挡块机构。,上一页,返回,8.2 抽芯力与抽芯距的确定,8.2.1 抽芯力的确定1.抽芯力的确定(1)抽芯力的理论计算 抽芯力的理论计算参考图8-2。由于侧型芯的脱模斜度为,在抽芯力FC的作用下,压铸件对侧型芯的正压力降低了FC sin,此时的摩擦阻力为F1=(FB-FC sin)(8-1)式中 F1摩擦阻力,N;摩擦系数,一般取0.20.25;FB压铸件冷却凝固收缩后对侧型芯产生的包紧力,N;FC抽芯力,N;侧型芯成形部分的脱模斜度,rad。,下一页,返回,8.2 抽芯力与抽芯距的确定,列出力平衡方程式 Fx=0 则F1cos
5、-FC-FBsin=0将式(8-1)代入上式,并取FB=pA得式中 p挤压应力(单位面积的包紧力),Pa,各种合金的挤压应力见式(7-1)的注释;A压铸件包络侧型芯的侧面积,m2;C被压铸件包络的侧型芯成形部分截面的周长,m;l被压铸件包络的侧型芯成形部分的长度,m。,上一页,下一页,返回,8.2 抽芯力与抽芯距的确定,(2)抽芯力查图估算 按式(8-2)取挤压应力和摩擦系数的较大值,做出镁合金、锌合金、铝合金和铜合金压铸时的抽芯力查用图,如图8-3所示。侧型芯成形部分的截面可以是圆形,也可以是其他形状。查表时,先查出长度为10 mm的抽芯力,然后乘以实际侧型芯长度是10 mm的倍数,即为总的
6、抽芯力。,上一页,下一页,返回,8.2 抽芯力与抽芯距的确定,2.影响抽芯力的因素影响抽芯力大小的因素很多,也很复杂,与压铸件脱模时影响其推出力大小的因素相似,归纳起来有以下几个方面。(1)成形压铸件侧向凹凸形状的表面积愈大,或被金属液包络的侧型芯表面积愈大,包络表面的几何形状愈复杂,所需的抽芯力愈大。(2)包络侧型芯部分的压铸件壁厚愈大,金属液的凝固收缩率愈大,对侧型芯的包紧力愈大,所需的抽芯力也愈大。(3)同一侧抽芯机构上抽出的侧型芯数量增多,则压铸件除了对每个侧型芯产生包紧力之外,型芯与型芯之间由于金属液的冷却收缩产生的应力使抽芯阻力增大。,上一页,下一页,返回,8.2 抽芯力与抽芯距的
7、确定,(4)侧型芯成形部分的脱模斜度愈大,表面粗糙度愈低,且加工纹路与抽芯方向一致,则可以减小抽芯力。(5)压铸工艺对抽芯力也有影响。压射比压增大,对侧型芯的包紧力增大,则抽芯力增大;压射结束后的保压时间愈长,愈增加压铸件的致密性,但线收缩大,需增大抽芯力;压铸件保压结束后在模内停留的时间增长,对侧型芯的包紧力增大,抽芯力增大;压铸时模温愈高,压铸件收缩愈小,包紧力也愈小,抽芯力减小;模具喷刷涂料,压铸件与侧型芯的黏附减少,抽芯力减小。(6)压铸合金化学成分不同,线收缩率也不同,也会直接影响抽芯力的大小。另外,粘模倾向大的合金,也会增大抽芯力。,上一页,下一页,返回,8.2 抽芯力与抽芯距的确
8、定,8.2.2 抽芯距的确定在一般的情况下,抽芯距应为s=s+(35)mm(8-3)式中 s抽芯距,mm;s侧孔或侧凹的深度,mm。,上一页,下一页,返回,8.2 抽芯力与抽芯距的确定,当压铸件的结构比较特殊时,如压铸件外形为圆形并用二等分滑块侧抽芯时(见图8-4),则其抽芯距为 式中 R外形最大圆的半径,mm;r阻碍压铸件脱模的外形最小圆半径,mm。,上一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,8.3.1 斜销侧抽芯机构的组成与工作原理在所有的侧抽芯机构中,斜销侧抽芯机构应用最为广泛,其结构组成如图8-5 所示。它是由侧型芯10(成形元件)、带动侧型芯在动模套板12的导滑槽内作抽芯运动和复位运动
9、的侧滑块3(运动元件)、固定在定模套板1内与合模方向成一定角度的斜销4(传动元件)、压铸时防止侧型芯和侧滑块产生位移的楔紧块5(锁紧元件)和使侧滑块在抽芯结束后准确定位的限位挡块8,拉杆6、弹簧7及垫圈螺母等零件组成的限位机构(限位元件)。,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,图8-5(a)为压射结束时的合模状态,侧滑块3由楔紧块5锁紧;开模时,动模部分向后移动,压铸件包在凸模上随着动模一起移动,在斜销4的作用下,侧滑块3带动侧型芯10在动模套板的导滑槽内向外侧作抽芯运动,如图8-5(b)所示;侧抽芯结束时,斜销脱离侧滑块,侧滑块在弹簧7的作用下拉紧在限位挡块8上,以便再次合模时斜销能准确
10、地插入到侧滑块的斜导孔中,迫使其复位,如图8-5(c)所示。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,8.3.2 斜销的设计1.斜销的基本形式斜销的基本形式如图8-6所示。2.斜销倾斜角的选择斜销倾斜角的选择,与抽芯距和斜销的长度有关,它决定着斜销的受力情况。从研究可知,当抽芯阻力一定时,倾斜角增大,斜销受到的弯曲力增大,为完成抽芯所需的开模行程减小,斜销有效工作长度也减小。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,3.斜销直径的计算 斜销直径d的大小取决于它所受的最大弯曲力FW,从图8-7中可以看出,斜销承受的最大弯矩M可由下式计算M=FW H(8-5)式中 M斜销承受的最大
11、弯矩,Nm;FW斜销受到的最大弯曲力,N;H斜销受力点到固定端的距离,m。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,根据材料力学弯曲应力的计算公式式中 w斜销所受的弯曲应力,Pa;w 许用弯曲应力,Pa,钢取300106 Pa;W抗弯截面系数,对于圆形截面,,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,由式(8-5)、式(8-6)和式(8-7)可得将FW=FC/cos、H=h/cos 代入上式得式中 d斜销直径,m;FC抽芯力,N;h斜销受力点至固定端的垂直距离,m;斜销倾斜角,rad。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,由上述可知,计算斜销直径时,必须根据抽芯力FC
12、及选定的斜销倾斜角计算出斜销所受的最大弯曲力,然后再计算出斜销的直径,计算步骤较烦琐。为了简化计算,根据计算公式分别作出表8-1和表8-2,设计时先根据已求得的抽芯力FC和选定的斜销倾斜角在表8-1中查出最大弯曲力FW,然后根据 FW和h以及斜销倾斜角在表8-2中查出斜销的直径d。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,4.斜销长度的确定斜销的总长度L可根据抽芯距s、固定端模套的厚度H、斜销直径d以及所采用的倾斜角来确定,如图8-8所示。斜销总长度的计算公式为式中 D斜销固定端台阶的直径,mm。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,8.3.3 侧滑块及导滑槽的设计1.侧滑
13、块的设计在侧抽芯机构中,侧滑块的形式基本相同,使用最广泛的是T形滑块,如图8-9所示。侧滑块的主要尺寸与配合如图8-10所示,其宽度尺寸C和高度尺寸B是按侧型芯外径最大尺寸d或斜销孔的直径D以及斜销的受力情况等设计需要确定的,通常至少比d或D大1030 mm;尺寸B1是侧型芯中心到滑块底面的距离。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,2.导滑槽的结构模具工作时,侧滑块是在导滑槽内滑动的,导滑槽的结构形式如图8-11所示。图8-11(a)为整体式,图8-11(b)、(c)为滑块与导滑件组合的形式,图8-11(d)、(e)为压块与模板用销钉定位螺钉连接,在模板上形成导滑槽的形式,压块可
14、通过热处理提高耐磨性,加工方便,也易更换。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,8.3.4 楔紧块的设计压铸时,型腔内的金属液以很高的成形压力作用在侧型芯上,从而使滑块后退产生位移,滑块的后移将力作用到斜销上,导致斜销产生弯曲变形,滑块的后移也会影响压铸件的尺寸精度。所以,合模压铸时,必须要设置锁紧装置以锁紧滑块,常用的锁紧装置为楔紧块,如图8-12所示。图8-12(a)为楔紧块用销钉定位,用螺钉固定于模板上的形式,图8-12(b)为楔紧块固定于模套内的形式,图8-12(c)、(d)为双重楔紧的形式,图8-12(e)为整体式楔紧的形式.,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机
15、构,8.3.5 侧滑块的限位装置斜销与侧滑块分别位于模具动、定模两侧的侧抽芯机构中,开模抽芯后,滑块必须停留在刚脱离斜销的位置上,以便合模时斜销能准确地插入到侧滑块上的斜导孔中,因此必须设计侧滑块的限位装置,以保证侧滑块脱离斜销后,可靠地停留在正确的位置上。常用的侧滑块限位装置如图8-13所示。图8-13(a)为常用的结构形式,图8-13(b)所示是弹簧置于侧滑块内侧的结构,图8-13(c)的形式适合于侧滑块向下运动的情况,图8-13(d)是弹簧顶销机构,其结构简单,适合于水平方向侧抽芯的场合。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,8.3.6 预复位机构的设计在斜销侧抽芯的应用形式
16、中,以斜销固定在定模,侧滑块型芯安装在动模的结构最为常用。但在这种结构中,如果于侧型芯在分型面的投影面内设计推杆,则采用复位杆复位时,就有可能发生滑块的复位先于推杆的复位,从而发生侧滑块上的侧型芯与推杆相撞的现象,这种现象称为“干涉”现象,如图8-14所示。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,为了防止产生干涉现象,应尽量避免于侧型芯在分型面上的投影面内设置推杆,否则就必须采用推杆预复位机构。在压铸模的设计中,常用的推杆预复位机构有以下几种。1.弹簧预复位机构弹簧式预复位机构是利用弹簧的弹力使推出机构在合模之前进行预先复位的一种机构,如图8-15所示。弹簧被压缩地安装在推杆固定板与
17、动模支承板之间,最常用的形式是将4个弹簧安装在4根复位杆上。因为复位杆均布在推杆固定板的四周,预复位时,推杆固定板因受到均匀的弹力而使预复位过程顺利进行。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,2.摆杆式预复位机构摆杆预复位机构如图8-16所示,摆杆6一端用轴7固定在支承板上,另一端装有滚轮3。合模时,预复位杆2推动摆杆6上的滚轮3,使摆杆6绕轴7作逆时针方向旋转,从而推动推杆固定板4带动推杆1预复位。这种预复位机构适合于在推出距离较大时使用。为防止磨损,在推杆固定板上与滚轮接触处固定有淬过火的垫块5。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,3.双摆杆预复位机构 双摆杆预复
18、位机构如图8-17所示,摆杆3和摆杆6分别固定在动模支承板后的垫板2和推杆固定板7上,且两摆杆的另一端用轴4和滚轮5连接起来。合模时,预复位杆1头部的斜面与双摆杆端部的滚轮5作用,使两摆杆张开,从而推动推杆固定板7带动推杆8进行预复位。双摆杆预复位机构适合于推出距离特别长的场合。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,4.三角滑块预复位机构三角滑块预复位机构如图8-18所示,三角滑块2安装在推杆固定板3的T形导滑槽内。合模时,预复位杆1推动三角滑块2向下移动,同时三角滑块又推动推杆固定板3带动推杆4进行预复位。这种预复位机构适用于推出距离较小的场合。,上一页,下一页,返回,8.3 斜
19、销侧向抽芯机构,8.3.7 斜销侧抽芯的模具结构示例图8-19所示为斜销固定在定模、侧滑块安装在动模部分的压铸模结构。斜销6固定在定模座板7的上部,侧滑块4安装在动模套板3的导滑槽内。开模时,动模向后移动,楔紧块5脱离侧滑块4,压铸件包在凸模12上与动模一起后移,浇注系统的直浇道凝料在压射冲头继续向前推动下脱出浇口套15,留在动模,同时,在斜销6的作用下,侧滑块带动侧型芯10进行侧抽芯。,上一页,下一页,返回,8.3 斜销侧向抽芯机构,侧抽芯结束时,侧滑块在弹簧、拉杆、限位挡块组成的限位装置作用下紧靠在限位挡块17上定位。最后推出机构工作,推杆1将压铸件从凸模上推出,浇道推杆14把浇注系统凝料
20、从动模部分推出。合模时,复位杆使推出机构复位,斜销插入到侧滑块孔中使滑块复位,楔紧块将其楔紧。这种形式的斜销侧抽芯机构的压铸模实际应用最为广泛。,上一页,返回,8.4 弯销侧抽芯机构,8.4.1 弯销侧抽芯机构的结构特点弯销侧抽芯机构如图8-20所示。压射结束开模时,动模部分向后移动,压铸件包紧在动模型芯8上,同时也受到安装在动模部分侧型芯的作用,随着动模一起移动,当弯销5的工作斜面与侧滑块6上的斜面接触时,侧抽芯开始。抽芯结束时,滑块在弹簧1的作用下紧靠限位挡块2。推出机构(图中尚未画出)开始工作,将压铸件从动模型芯8上推出。,下一页,返回,8.4 弯销侧抽芯机构,与斜销侧抽芯机构相比,弯销
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