壓鑄模具設計與制造第一頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二目錄第一節(jié)壓鑄成型技術概述

1第二章壓鑄零件結構創(chuàng)新設計

2大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第一章壓鑄模具基礎

1第三章壓鑄模具創(chuàng)新設計3第四章新型壓鑄模具

4第二頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二目錄第一節(jié)壓鑄成型技術概述

1第六章提高壓鑄模具壽命6大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第五章壓鑄模具制造新工藝5第七章壓鑄模具CAD/CAE/CAM

7第三頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第一章

壓鑄模具基礎壓鑄成型技術概述壓鑄模設計基礎第四頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第一節(jié)壓鑄成型技術概述一、壓鑄成型技術簡介壓力鑄造簡稱壓鑄，是利用壓鑄機的壓力作用將合金熔融液體以一定速度充填滿按照一定的零件結構和工藝要求設計并經(jīng)過精密制造的模具型腔，且合金熔融液體保持在一定壓力作用下，在模具型腔中冷卻凝固并成型的一種高效益、高效率的精密鑄造技術。第五頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ二、壓鑄成型技術的特點與應用范圍

1、壓鑄成型技術的特點高壓、高速是壓鑄液態(tài)或半液態(tài)金屬充填成型過程的兩大主要特點，也是壓鑄成型技術與其它鑄造方法最根本的區(qū)別。2、壓鑄成型技術的應用范圍壓鑄技術是最先進的金屬成型方法之一，是實現(xiàn)少切屑、無切屑的有效途徑。目前壓鑄用的合金已不再僅局限于鋅、鋁、鎂和銅等合金，而是逐漸擴大到用鑄鐵和鑄鋼等鐵合金來生產(chǎn)壓鑄件。第六頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ三、壓鑄成型技術的發(fā)展趨勢

由于采用壓鑄成型技術，對企業(yè)有其積極和明顯的經(jīng)濟效益。今后壓鑄成型技術的發(fā)展方向為：⑴、壓鑄成型技術向智能化方向發(fā)展。⑵、研發(fā)壓鑄新材料，滿足工業(yè)技術進步的需要。⑶、研發(fā)新式壓鑄設備，提高自動化水平。⑷、發(fā)展新型檢測技術。⑸、發(fā)展壓鑄新技術，改善和提高壓鑄工藝水平。⑹、提高壓鑄模壽命，降低生產(chǎn)成本，以解決黑色金屬壓鑄問題。第七頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第二節(jié)壓鑄模設計基礎

一、壓鑄模設計概述

壓鑄時，壓鑄模、壓鑄機、壓鑄合金通過壓鑄工藝參數(shù)的相互聯(lián)系協(xié)調，共同完成壓鑄件的壓鑄成型過程。壓鑄模在壓鑄生產(chǎn)過程中的作用如下：①、確定澆注系統(tǒng)，特別是內澆口位置和導流方向以及排溢系統(tǒng)的位置，它們共同決定著熔融金屬的填充條件和成型狀況；②、壓鑄模是壓鑄件的復映，決定了壓鑄件的形狀和精度；③、模具成型表面的質量直接影響壓鑄件的表面質量以及脫模阻力的大小；第八頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

④、在壓鑄成型后，保證壓鑄件順利從壓鑄模中脫出，且推出模體后，應無變形、破損等現(xiàn)象的發(fā)生；⑤、模具具備的強度和剛度承受壓射力以及內澆口速度對模具的沖擊；⑥、在壓鑄過程中，控制和調節(jié)模具的熱交換和熱平衡；⑦、最大限度發(fā)揮壓鑄機成型效率。第九頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ二、壓鑄模設計的基本原則

⑴、充分了解壓鑄件的用途和與其它結構件的裝配關系，并根據(jù)壓鑄件的結構特點、使用性能，在模具設計時分清主次，突出模具結構的重點以及結合模具加工的工藝性，合理選擇模具的分型面、型腔數(shù)量和布局形式、壓鑄件的推出形式和側向脫模形式。⑵、了解現(xiàn)場模具實際的加工能力，如現(xiàn)有的設備和可協(xié)作單位的裝備情況，以及操作人員的技術水平，結合實際地設計出符合現(xiàn)場加工能力的模具結構形式。第十頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

⑶、模具應適應壓鑄生產(chǎn)的各項工藝要求，選擇符合壓鑄工藝要求的澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)，特別是內澆口位置、內澆口速度和液流方向，應使金屬液流動平穩(wěn)、順暢，并有序地排出型腔內的氣體，以達到良好的填充效果和避免壓鑄缺陷的產(chǎn)生。⑷、在保證壓鑄件質量穩(wěn)定和安全生產(chǎn)的前提下，壓鑄模應具備：①、結構簡單、先進合理，運行準確可靠，減少操作程序。②、操作方便，安全快捷，易損零件拆卸方便，便于維修，制造成本低。③、有較高的壓鑄效率，實現(xiàn)充模快、開模快、脫模機構靈活可靠以及自動化程度高等特點。第十一頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

⑸、模具結構件應滿足機械加工工藝和熱處理工藝的要求。選材適當，尤其是各成型零件和其它與金屬液直接接觸的零件，應選用優(yōu)質耐熱鋼，并進行淬硬處理，使其具有足夠抵抗熱變形能力、疲勞強度和硬度等綜合力學性能以及耐蝕性能。

⑹、應充分考慮模具溫度變化對相對滑動部位的配合精度帶來的影響。⑺、模具設計應在可行性的基礎上，對經(jīng)濟性進行綜合考慮。

①、模具總體結構力求簡單、實用，綜合造價低廉。

②、應選取經(jīng)濟、實用的尺寸配合精度。

③、注意減少澆注系統(tǒng)余料的消耗量。

第十二頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

⑻、設法提高模具的使用壽命。⑼、掌握壓鑄機的技術特性，充分發(fā)揮壓鑄機的技術功能和生產(chǎn)能力。模具安裝應方便、可靠。⑽、模具設計時應留有充分的修模余地。⑾、模具應盡可能采用標準化、通用化零件，以縮短模具設計和制造周期，方便管理。⑿、模具設計完成后應進行評審，廣泛聽取各方面的意見，吸收有益的建議，對模具結構加以充實和完善。第十三頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ三、壓鑄模設計的程序和內容

壓鑄模設計的內容一般分為工藝設計和結構設計兩部分。1、壓鑄模工藝設計

工藝設計實際上是為模具結構設計打好基礎，其重點是從壓鑄件出發(fā)，結合壓鑄生產(chǎn)的特點對壓鑄件結構進行分析，確定工藝方案和使用的壓鑄機。其主要工作包括：⑴、取得必要的資料和數(shù)據(jù)，并加以研究、消化；⑵、對壓鑄件的零件圖進行工藝性分析；⑶、確定機械加工部位，加工余量和加工時的工藝措施以及定位基準等。⑷、根據(jù)零件進行壓鑄工藝性設計；⑸、選定壓鑄機型號；⑹、繪制壓鑄件毛坯圖；第十四頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ2、壓鑄模結構設計

結構設計是在工藝設計的基礎上，確定壓鑄模總體結構和各個零件的細節(jié)和技術要求。其內容包括：⑴、壓鑄?？傮w結構設計⑵、壓鑄模結構的細節(jié)設計⑶、壓鑄模的校核第十五頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二四、壓鑄模的基本結構

1、壓鑄模的基本結構

細分壓鑄模結構主要由以下五部分組成：⑴、成型部分⑵、澆注系統(tǒng)⑶、模架部分⑷、側抽芯機構⑸、溫度控制系統(tǒng)

2、壓鑄模的分類根據(jù)所使用的壓鑄機類型的不同，壓鑄模主要有以下幾種基本結構形式：⑴、熱壓室壓鑄機用壓鑄模⑵、立式冷壓室壓鑄機用壓鑄模⑶、全立式壓鑄機用壓鑄模⑷、臥式冷壓室壓鑄機用壓鑄模大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第十六頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ五、壓鑄模具設計的發(fā)展趨勢

為了適應用戶對模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，模具設計必然會有如下發(fā)展趨勢：⑴、模具設計由經(jīng)驗設計階段向理論計算和計算機輔助設計方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE技術廣泛用于制模業(yè)，使模具結構更趨科學合理，極大地提高模具加工精度，縮短模具設計加工周期，減少產(chǎn)品開發(fā)時間。⑵、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向展；⑶、提高模具標準化水平和模具標準化利用率；⑷、模具向著精密、復雜、大型化的方向發(fā)展；⑸、基于知識的工程（KBE）技術。第十七頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第二章壓鑄零件結構創(chuàng)新設計

壓鑄件基本元素創(chuàng)新設計壓鑄件結構創(chuàng)新設計壓鑄件的精度、表面粗糙度和加工余量第十八頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第一節(jié)壓鑄件基本元素創(chuàng)新設計一、壓鑄件的壁厚和加強筋

壁厚是決定壓鑄件質量的關鍵。影響壓鑄件壁厚的主要因素有:合金材料、壓鑄件功能與結構、壓鑄工藝等。為了保證良好的壓鑄件質量，一般推薦的最小壁厚和合理壁厚見表1。表1壓鑄件最小壁厚和合理壁厚壁最大單面表面積a×b(㎝2)壁厚ｔ/mm鋅合金鋁合金鎂合金銅合金最小合理最小合理最小合理最小合理≤250.51.50.82.00.82.00.81.5＞25～1001.01.81.22.51.22.51.52.0＞100～5001.52.21.83.01.83.02.02.5＞5002.02.52.54.02.54.02.53.0第十九頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二

筋的結構形式多種多樣，但設計筋應遵循的原則和注意事項如下：1、對稱布置，分布均勻；避免多筋交叉。2、與進澆料流方向一致，避免料流紊亂。3、筋的厚度一般小于相鄰壁的厚度。當壁厚小于1.5mm時，一般不設置加強筋。筋的截面結構尺寸與壁厚的關系見表24、應適當增大加強筋的脫模斜度。大規(guī)模專業(yè)培訓BZ表2筋的結構尺寸與壁厚的關系結構尺寸說明ｔ1=2/3t～3/4t(t≤3)；ｔ1=0.4t～0.7t（t＞3）。r=0.5mm～t1。R=t/2～t。Η≤5t(t≤3)；H=2/3t～t（t＞3）。t——筋相鄰壁的厚度（一般t≤6～8mm）t1——筋的最小尺寸r——筋頂端圓角半徑R——筋根部圓角半徑H——筋的高度第二十頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二二、鑄造圓角

壓鑄件壁與壁相交的各面，應采用圓角圓滑過渡（分型面除外）。適當?shù)膱A角有利于零件壓鑄成型；避免尖角產(chǎn)生應力集中，導致壓鑄件開裂，提高壓鑄件強度；避免模具型腔尖角存在，防止模具早期龜裂和崩角。壓鑄件最小圓角半徑見表3。大規(guī)模專業(yè)培訓BZ表3壓鑄件最小圓角半徑（mm）壓鑄合金最小圓角半徑壓鑄合金最小圓角半徑鋅合金0.5鋁、鎂合金1.0鋁錫合金0.5銅合金1.5第二十一頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二三、壓鑄件的孔和槽壓鑄工藝可以將孔、槽直接鑄造成型，但過小的型芯容易變形，甚至導致模具過早損傷。壓鑄最小孔徑及孔徑與深度的關系見表表4。大規(guī)模專業(yè)培訓BZ表4壓鑄最小孔徑及孔徑與深度的關系（mm）孔徑合金類別最小孔徑d孔的最大深度最小脫模斜度合理的技術可行的盲孔通孔d＞5d≤5d＞5d≤5鋅合金1.50.86d4d12d8d0°15′鋁合金2.52.04d3d8d6d15′～45′鎂合金2.01.55d4d10d8d0°30′銅合金4.02.53d2d5d3d1.5°～2.5°說明：1、表內深度系指固定型芯，對單個活動型芯其深度可適當增加；

2、對直徑較大、精度要求不高的孔，抽拔深度也可適當增加。第二十二頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二四、螺紋與齒輪

一般螺紋和齒輪都能直接通過壓鑄成型。能夠壓鑄螺紋的極限尺寸見表5。能夠壓鑄齒輪的最小模數(shù)、精度及斜度見表6。大規(guī)模專業(yè)培訓BZ表5壓鑄螺紋極限尺寸（mm）合金材料最小螺距p最小螺紋直徑最大螺紋長度L外螺紋D內螺紋d外螺紋內螺紋鋅合金0.756108p5p鋁合金1.010206p4p鎂合金1.06146p4p銅合金1.512——6p——說明：外螺紋D為外徑；內螺紋d為內徑。表6壓鑄齒輪的最小模數(shù)、精度及斜度項目鋅合金鋁合金鎂合金銅合金最小模數(shù)/mm0.30.50.51.5精度等級3333拔模斜度15′30′30′45′第二十三頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二五、工藝紋路、文字、標志和圖案

壓鑄件上設計工藝紋路或文字、標記和圖案時，應考慮模具結構，避免模具細小凸起，降低模具壽命；所以應設計成凸起的工藝紋路或文字、標記和圖案。大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

圖1文字、標記和圖案結構凸起形式圖2文字、標記和圖案結構凹下形式第二十四頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二六、脫模斜度

設計壓鑄件，應在結構上沿出模方向留有結構斜度或足夠的工藝斜度，減少壓鑄件與模具的摩擦，保證壓鑄件從模具中順利取出。壓鑄件的最小脫模斜度見表7。大規(guī)模專業(yè)培訓BZ表7壓鑄件的最小脫模斜度合金材料配合面最小脫模斜度非配合面最小脫模斜度外表面α內表面β外表面α內表面β鋅合金0°10′0°15′0°15′0°45′鋁、鎂合金0°15′0°30′0°30′1°銅合金0°30′0°45′1°1°30′說明：表中數(shù)值僅適用于型腔深度或型芯高度≤50mm，表面粗糙度為Ra0.4μm時；但大端與小端的尺寸單面差≥0.03mm。第二十五頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二七、嵌件

設計帶嵌件壓鑄件時，應注意的事項如下：

1、嵌件與壓鑄件應結合牢固，防止軸向竄動或徑向轉動；2、嵌件必須避免有尖角，以利安放并防止鑄件應力集中；3、必須考慮嵌件在模具上定位的穩(wěn)固性，及模具內公差配合要求；4、外包嵌件的金屬層應有足夠的厚度，嵌件直徑與周圍金屬層最小厚度關系見表8；5、鑄件上的嵌件數(shù)量不宜太多；6、鑄件和嵌件之間如有嚴重的電化腐蝕作用，則嵌件表面需要鍍層保護；7、有嵌件的鑄件應避免熱處理和表面處理，以免使嵌件松動或腐蝕。大規(guī)模專業(yè)培訓BZ表8嵌件直徑與周圍金屬層最小厚度關系（mm）嵌件直徑d金屬最小厚度δ嵌件直徑d金屬最小厚度δ1.01.0112.531.513352.516382.5183.5第二十六頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第二節(jié)壓鑄件結構創(chuàng)新設計

一、合理結構，提高壓鑄件工藝適應性，防止壓鑄缺陷。

1、根據(jù)壓鑄件功能，合理選擇壓鑄件壁厚。壓鑄件壁厚，對壓鑄工藝選擇、模具壽命及生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本都將產(chǎn)生重要影響。

abc圖3均勻壁厚，避免縮孔，利用加強筋增加強度和剛度ab圖4調整局部壁厚，避免冷隔和欠鑄第二十七頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ2、改善金屬液流動性，提高零件壓鑄成功率。

ab圖5利用加強筋，改善充填和排氣條件3、平滑過渡，預防應力集中和裂紋。

abc

圖6圓弧或斜度漸變過渡，預防應力集中和裂紋第二十八頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ二、簡化結構，降低復雜系數(shù)，提高壓鑄件質量和模具壽命。

1、壓鑄件結構在滿足使用功能要求的前提下，應盡可能結構簡單，減少分型面，使模具結構簡單，降低模具制造難度。

2、避免或減少與分型面不垂直的側向抽芯，降低模具復雜程度，提高壓鑄件精度。

aｂａb

圖7優(yōu)化結構，使分型面簡單圖8避免分型痕跡和錯型

ab

圖9改變形狀避免側向抽芯第二十九頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ3、避免模具結構局部過薄，保證模具有足夠的強度和剛度。

ab

圖10改善結構，保證模具強度三、防止壓鑄件變形。壓鑄件結構設計不當，收縮或頂出時會產(chǎn)生變形，甚至應力集中過大而產(chǎn)生裂紋。

ab圖11均勻壁厚，減少或避免變形第三十頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第三節(jié)壓鑄件的精度、表面粗糙度和加工余量

一、壓鑄件的尺寸精度

影響壓鑄件尺寸精度的因素主要有：壓鑄件結構、壓鑄模具的尺寸精度、分型面或模具活動型芯、脫模斜度、合金收縮率、壓鑄設備結構精度和剛度等。影響壓鑄件尺寸穩(wěn)定性的主要因素有：壓鑄工藝狀況、操作條件、模具維修保證能力、模具壽命等。根據(jù)壓鑄件使用精度要求的不同，一般劃分為精密壓鑄件和普通壓鑄件。精密壓鑄件的尺寸公差一般按照GB/T1800.2-2009《極限與配合》選取，但對受分型面或壓鑄模具活動型芯影響的尺寸，需要在基本尺寸公差上增加附加公差。普通壓鑄件的尺寸公差一般按照GB/T6414-1999《鑄件尺寸公差與機械加工余量》直接選取。

第三十一頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ1、線性尺寸和配合尺寸公差

表9精密壓鑄件線性尺寸公差等級（GB/T1800.2-2009）合金材料壓鑄件空間對角線長度～50＞50～180＞180～500＞500～50＞50～180＞180～500＞500可達到的公差等級IT配合尺寸公差等級IT鋅合金8-9101112-13101112-13——鋁合金101112-1312-131112-131414鎂合金101112-1312-131112-131414銅合金1112-1314——12-1314————

表10普通壓鑄件線性尺寸公差等級（GB/T6414-1999）合金種類鋅合金鋁、鎂合金銅合金公差等級CT4～65～76～8第三十二頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ2、中心距尺寸公差

表11壓鑄件孔中心距尺寸公差（㎜）基本尺寸合金類別≤18＞18～30＞30～50＞50～80＞80～120＞120～160＞160～210＞210～260＞260～310＞310～360鋅合金鋁合金0.100.120.150.230.300.350.400.480.560.65鎂合金銅合金0.160.200.250.350.480.600.780.921.081.253、壓鑄件厚度尺寸公差表12厚度尺寸公差（㎜）壁厚基本尺寸≤1＞1～3＞3～6＞6～10不受分型面或模具活動型芯影響時±0.15±0.20±0.30±0.40受分型面或模具活動型芯影響時±0.25±0.30±0.40±0.50第三十三頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ4、轉角圓角半徑尺寸公差

5、角度與錐度公差表13圓角半徑尺寸公差（㎜）圓角半徑≤3＞3～6＞6～10＞10～18＞18～30＞30～50＞50～80尺寸公差±0.3±0.4±0.5±0.7±0.9±1.2±1.5表14壓鑄件一般要求的角度和錐度精度等級錐體母線長度或角度短邊長度L/㎜～3＞3～6＞6～10＞10～18＞18～30＞30～50＞50～80＞80～120＞120～180＞180～260錐度或角度極限偏差±Δа22°30′2°1°30′1°15′1°50′40′30′25′20′34°3°2°30′2°1°30′1°15′1°50′40′30′第三十四頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ二、壓鑄件的形位公差

壓鑄件的形位公差主要由壓鑄模具的成型表面形狀和位置精度保證，但同樣也會受到模具活動成型的影響。一般壓鑄模具成型表面的形狀和位置精度較高，故壓鑄件的形位公差一般不另行規(guī)定，但形位公差值應包含在相關尺寸的公差范圍內。對于有特殊要求的表面，應在圖樣中標注出形位公差。

表15壓鑄件平面度和直線度公差（㎜）基本尺寸～25＞25～63＞63～100＞100～160＞160～250＞250～400＞400整形前0.200.300.400.550.801.101.5整形后0.100.150.200.250.300.400.50表16壓鑄件平行度、垂直度和傾斜度公差（㎜）被測要素最大尺寸～25＞25～40＞40～63＞63～100＞100～160＞160～250＞250～400＞400基準面與被測要素在同一型內，且成型零件都是固定的0.120.150.200.250.300.400.500.60基準面與被測要素，且成型零件一個是固定的，一個是活動的0.160.200.250.320.400.500.650.80基準面與被測要素的成型零件都是活動的0.200.250.300.400.500.600.801.0第三十五頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ三、壓鑄件的表面粗糙度

壓鑄件的表面粗糙度主要取決于壓鑄模具成型零件的表面粗糙度；同時受到壓鑄工藝保證能力、壓鑄模具使用壽命周期及壽命周期內模具維修保證能力等因素影響。

表17模具正常壽命周期內，壓鑄件能達到的表面粗糙度值（μm）合金材料鋅合金鋁合金鎂合金銅合金所能達到的粗糙度0.8～251.6～250.8～256.3～50四、壓鑄件的加工余量由于壓鑄件表層只有0.8～1.2㎜的致密層,因此加工余量應盡量選取小值,避免加工余量過大,暴露壓鑄件內部組織缺陷,降低壓鑄件機械性能。一般推薦的壓鑄件機械加工余量見表18。表18壓鑄件機械加工余量（㎜）基本尺寸～30＞30～50＞50～80＞80～120＞120～180＞180～260＞260～360＞360～500單面余量0.30.40.50.60.70.81.01.2第三十六頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第三章壓鑄模具創(chuàng)新設計

壓鑄機選用方法分型面的創(chuàng)新設計和成型零件結構設計技巧澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的創(chuàng)新設計壓鑄模具加熱與冷卻系統(tǒng)的設計常用側抽芯機構的創(chuàng)新設計推出機構創(chuàng)新設計壓鑄模模架創(chuàng)新設計壓鑄模具材料選擇壓鑄模的技術要求第三十七頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二

立式壓鑄機壓鑄機（按壓室受熱條件分類）冷室壓鑄機全立式壓鑄機（按壓室和模具布置方式分類）臥式壓鑄機大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第一節(jié)壓鑄機選用方法

壓鑄機是壓鑄生產(chǎn)的重要設備。壓鑄件能否生產(chǎn)成功主要取決于壓鑄機與壓鑄模具是否匹配，壓鑄機的能量供給是否能滿足壓鑄模具的能量需求。所以在壓鑄模具設計中，首先要根據(jù)壓鑄件的輪廓尺寸和質量、壓鑄合金種類，以及生產(chǎn)規(guī)模和品種多少、生產(chǎn)成本等，選擇合適的壓鑄機類別；并校核壓鑄機相關參數(shù)以選定具體的壓鑄機型號。一、壓鑄機的類型

壓鑄機通常按照下列方式進行分類：熱室壓鑄機第三十八頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ二、壓鑄機型號的選用方法選定壓鑄機類型后，根據(jù)鎖模力選用壓鑄機型號是一種廣泛使用的方法。

1、確定壓實壓力

壓實壓力是保證壓鑄件質量的重要參數(shù)之一。推薦的壓實壓力參數(shù)值見表19。

表19壓鑄件壓實壓力推薦表(MPa)材料鋅合金鋁合金鎂合金銅合金一般壓鑄件13～2030～5030～5040～50承載壓鑄件20～3050～8050～8050～80耐氣密性鑄件或大平面薄壁件25～4080～12080～10060～100電鍍件20～30——————第三十九頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ2、計算壓鑄壓鑄件所需壓鑄機鎖模力根據(jù)壓鑄件結構，初步選擇模具結構，估算投影面積，按下式計算壓鑄該壓鑄件所需壓鑄機的鎖模力:F鎖≥K（F主+F分）式中F鎖——壓鑄機應具備的鎖模力（KN）；

K——安全系數(shù)（一般K=1.1～1.3，小型壓鑄件取小值，大型壓鑄件取大值）；

F主——主脹型力（KN）；

F分

——分脹型力（KN），模具有側向抽芯時計算。其中，主脹型力按下式計算:

F主=∑A×Р/10式中F主——主脹型力（KN）；∑A——壓鑄件、澆注和溢流系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（一般澆注系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)的面積按壓鑄件在分型面上總的投影面積的30%估算），（cm2）；Р——

壓實壓力（MPa）。第四十頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ模具有如圖12側向抽芯時，分脹型力按下式計算:

a斜銷抽芯b斜滑塊抽芯

圖12計算法向分脹型力參考圖F分=∑（式中F分

——分脹型力（KN）；

A芯——側向活動型芯成型端面的投影面積之和（㎝2）；

Р——

壓實壓力（MPa）；

a——

楔緊塊的楔緊角度（°）。

tga）第四十一頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ三、壓鑄機各項參數(shù)的校核壓鑄機選定后，為了保證壓鑄件質量，壓鑄生產(chǎn)順利進行，還必須根據(jù)壓鑄機的相關參數(shù)，對壓鑄模具進行校核，保證壓鑄模具與壓鑄機匹配。1、壓室容量的校核；2、模具厚度與開模行程校核；3、模具安裝校核。第四十二頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第二節(jié)分型面的創(chuàng)新設計

一、分型面的影響因素

受分型面影響的直接因素有：1、壓鑄件的尺寸精度和外觀質量。2、內澆口位置，以及澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的布局。3、壓鑄模具的結構和模具機械加工難易程度。4、壓鑄件在模具內的位置，動模和定模各自包含的成型部分，壓鑄件脫模方式的選擇，以及側抽芯結構。5、壓鑄模具成型零件的組合及鑲拼方法。6、壓鑄生產(chǎn)時的生產(chǎn)效率，以及壓鑄件毛坯清理的難易程度和成型部位清理效果。第四十三頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ二、分型面的選擇原則1、分型面應合理分配壓鑄件對動模、定模的包緊部分，保證開模后壓鑄件留在動模，方便壓鑄件頂出。2、分型面應保證壓鑄件的尺寸精度要求和外觀質量。3、設計分型面應結合金屬液流動特點，綜合考慮澆注系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)的布局，使金屬液填充順暢，模具型腔具有良好的溢流和排氣條件。4、分型面設置應簡化模具結構，方便模具制造。5、分型面設置應有利于嵌件和活動型芯安裝。

不合理合理

圖13保證壓鑄件留在動模，便于頂出

1—動模2—定模3—動模型芯4—定模型芯不合理合理圖14避免尺寸精度受分型面影響1—動模2—定模第四十四頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

圖15細長管狀類壓鑄件分型面結構實例

不合理合理

圖16有分型利于模具制造

不合理合理圖17分型簡化模具結構

1—定模2—側抽芯3—動模不合理合理圖18分型應使嵌件定位準確可靠

1—定模2—嵌件3—動模第四十五頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第三節(jié)澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的創(chuàng)新設計

一、澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)設計的主要內容

1、根據(jù)壓鑄件的合金種類、外形輪廓大小和質量要求、重量以及在分型面上的投影面積，結合工廠壓鑄設備情況，確定壓鑄機的類別、型號及壓室直徑。

2、綜合分析壓鑄件的質量要求（如尺寸、表面質量、內在組織等）和技術要求（如受力狀況、氣密要求、承壓要求等），合理確定金屬液充填型腔的位置、方向和流動狀態(tài)，盡量避免或減少澆注系統(tǒng)轉折，防止卷氣或壓力損失過大。

3、結合分型面的選擇，根據(jù)壓鑄件的復雜程度、結構特點以及結合機加定位面和加工基準面的要求，確定澆注系統(tǒng)的總體構成，及各主要構成的尺寸。

4、一模多腔時，各型腔的填充工藝條件力求一致，以達到各個壓鑄件同時充填完成和同時凝固。

5、根據(jù)金屬液充填型腔的方向和流動狀態(tài)分析，確定排溢系統(tǒng)的位置及結構形式。

6、根據(jù)金屬液充填型腔的位置、方向對模具溫度的影響以及工藝要求，必要時設置盲澆道，調節(jié)模具溫度場的分布狀況。第四十六頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

二、內澆口的創(chuàng)新設計1、內澆口位置的設計原則內澆口位置設計應根據(jù)壓鑄件結構、壁厚變化、收縮變形、以及模具分型位置等因素綜合分析確定。⑴、內澆口位置應使金屬液充填型腔流程最短，防止金屬液在充填過程中熱量損失過多而產(chǎn)生冷隔或花紋等壓鑄缺陷。⑵、金屬液應首先填充難以排氣的深型腔部位，避免先流向分型面而封閉排氣槽，影響排氣。⑶、盡量采用單內澆口設計，避免多分支內澆口，防止多股金屬液流入型腔后相互沖擊，產(chǎn)生渦流、卷氣、夾渣等缺陷。⑷、一般結構的壓鑄件以取較厚的內澆口為主，使金屬液充填平穩(wěn)，以有利于排氣和傳遞靜壓力。⑸、內澆口應盡量布置在機械加工部位，避免在精度和表面粗糙度要求高且不加工的部位布置內澆口，以防止去除澆口后留下痕跡。⑹、內澆口的位置應有利于采用沖壓切邊或其它清理方法的方便性。第四十七頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

表20內澆口厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)（㎜）鑄件壁厚合金0.6～1.5＞1.5～3＞3～6＞6復雜件簡單件復雜件簡單件復雜件簡單件鑄件壁厚%鉛、錫合金0.4～0.80.4～1.00.6～1.20.8～1.51.0～2.01.5～2.020～40鋅合金0.4～0.80.4～1.00.6～1.20.8～1.51.0～2.01.5～2.020～40鋁、鎂合金0.6～1.00.6～1.20.8～1.51.0～1.81.5～2.51.5～3.040～60銅合金——0.8～1.21.0～1.81.0～2.01.8～3.02.0～4.040～60表21內澆口寬度和長度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)（㎜）澆口部位壓鑄件形狀內澆口寬度內澆口長度說明矩形或方形板件鑄件邊長的0.6～0.8倍2～3內澆口從鑄件軸線處側向注入，端澆口或點澆口不按此選取。圓形板件鑄件外徑的0.4～0.6倍內澆口以割線注入圓環(huán)行、圓筒形鑄件外徑或內徑的0.25～0.3倍內澆口以切線注入方框形鑄件邊長的0.6～0.8倍內澆口以側壁注入2、內澆口的截面尺寸

內澆口截面尺寸還是主要依靠經(jīng)驗設計，在選取內澆口截面尺寸時應留有一定余地，以便經(jīng)過試模驗證后調整和修正。第四十八頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

三、橫澆道的創(chuàng)新設計

橫澆道的結構形式和尺寸取決于內澆口的結構、位置、方向和流入口的寬度。1、橫澆道的設計原則①、橫澆道截面積在任何情況下應大于內澆口截面積。一模多腔時，主橫澆道截面積應大于各分支橫澆道截面積的總和。②、橫澆道應有一定的厚度和長度，以保證對金屬液起到穩(wěn)流和導向作用，轉彎處應采取圓弧過渡。過薄，熱量損失大，不利于壓力傳遞和補縮；過厚，增大材料消耗，降低壓鑄生產(chǎn)效率。為了節(jié)約原材料和減少流動阻力，橫澆道應盡量短些。③、橫澆道截面積從直澆道末端到內澆口方向，應保持均勻一致或緩慢收斂縮小，不應有突然變化，防止負壓吸氣或裹氣。④、安裝在臥式冷室壓鑄機上的壓鑄模，一般情況下橫澆道入口應位于直澆道的上方，避免壓室中的金屬液在壓射前流入型腔。第四十九頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

2、橫澆道的結構形式和尺寸

ａｂｃｄ

圖19橫澆道的結構形式ａ—扇形橫澆道ｂ—等寬橫澆道ｃ—T形橫澆道ｄ—環(huán)行橫澆道表22橫澆道尺寸的選擇截面形狀計算公式說明ｂ≥（1.25～1.6）A/ｈ，通常選?。?3A/ｈ；ｈ≥（1.5～2）Ｓ；α=10～15°；ｒ=2～3㎜。ｂ—橫澆道寬度尺寸（㎜）；A—內澆口截面（㎜2）；ｈ—橫澆道深度尺寸（㎜）；Ｓ—壓鑄件平均壁厚（㎜）；α—脫模斜度（°）；ｒ—原角半徑（㎜）。圖20橫澆道截面形狀

第五十頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

3、橫澆道與內澆口的連接方式

表23橫澆道與內澆口和鑄件之間的連接方式簡圖說明簡圖說明側面連接形式。壓鑄件、內澆口、橫澆道均設在同一模面上，金屬液從側面直接進入型腔。適用于平板狀壓鑄件端面連接形式。鑄件與橫澆道設在不同模面上，搭接邊形成內澆口，金屬液進入型腔時流動方向改變，避免了正面沖擊型芯側面平接形式。壓鑄件、內澆口和橫澆道分設在不同模面上。金屬液進入型腔時流動方向發(fā)生改變。適用于平板狀壓鑄件端面連接形式。鑄件與橫澆道設在不同模面上，金屬液從鑄件底部端面進入，有利于充填成型和排氣。適用于深腔壓鑄件側面平接形式。壓鑄件、內澆口和橫澆道分設在不同模面上。金屬液進入型腔時流動方向發(fā)生改變。適用于薄壁壓鑄件切線導入連接形式。避免金屬液正面沖擊型芯，同時使型腔內氣體有序排出，提高了填充的效果。適用于管狀或環(huán)狀壓鑄件上述各相關尺寸的關系說明L2=3L1

；L1+L2=8～10㎜；ｈ2＞2ｈ1；ｒ1=ｈ1；ｒ2=1/2ｈ2。L1—內澆口長度（㎜）；L2—內澆口延長段長度（㎜）；ｈ1—內澆口厚度（㎜）；ｈ2—橫澆道厚度（㎜）；ｒ1—橫澆道出口處圓角半徑（㎜）；ｒ2—橫澆道底部圓角半徑（㎜）。第五十一頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

四、直澆道的創(chuàng)新設計

直澆道的結構形式與所選壓鑄機類型有關，一般分為熱室壓鑄模直澆道、立式冷室壓鑄模直澆道和臥式冷室壓鑄模直澆道。

1、熱室壓鑄模直澆道熱室壓鑄模的直澆道設計要點：①、澆口套與壓鑄機噴嘴的對接面必須密合。當采用球面對接時，澆口套的凹形球面半徑應略大于噴嘴端部球半徑。②、直澆道入口處的孔徑ｄ應大于噴嘴出口孔直徑ｄ0，即ｄ=ｄ0+1㎜。直澆道的單邊斜度一般取α=2～3°，澆口套內孔表面粗糙度不大于Rａ0.2。③、一般情況下，噴嘴孔的截面積應為內澆口截面積的1.1～1.2倍。④、直澆道中心應設置分流錐，以調整直澆道的截面積，改變金屬液流向，同時減少金屬液的消耗量，一般澆口套與分流錐之間料厚?。?2.5～3.5㎜。⑤、應在澆口套和分流錐處分別設置冷卻系統(tǒng)，以滿足高效率生產(chǎn)的需要。

ａ

ｂ

ｃ

ｄ

ｅ

圖21熱室壓鑄模澆口套結構形式第五十二頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

2、立式冷室壓鑄模直澆道

立式冷室壓鑄模的直澆道設計要點：①、直澆道尺寸與壓鑄機噴嘴有關。②、澆口套入口處的直徑，應比噴嘴出口的直徑大1～2㎜。③、在分流錐部分料流通道的截面積一般為噴嘴導入口的1.2倍左右，截面處直澆道的外徑ｄ2通?？砂聪率接嬎?/p>

ｄ2=式中ｄ——壓鑄機噴嘴導入口直徑（㎜）；

ｄ1——截面處分流錐的直徑（㎜）。且滿足：（ｄ2-ｄ1）/2≥3

圖22立式冷室壓鑄模直澆道結構形式④、直澆道與橫澆道連接處要求圓滑過度，其圓角半徑一般取R6～R15，以使金屬液流動順暢。

第五十三頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

3、臥式冷室壓鑄模直澆道臥式冷室壓鑄模的直澆道設計要點：①、根據(jù)需要的壓實壓力、金屬液的總容量以及壓室的充滿度，選擇合適的壓室直徑。②、直澆道的厚度H一般取直徑D的1/3～1/2。③、為了使?jié)部谟嗔蠌臐部谔字许樌撃?，靠近分型面一端的內孔，長度在15～25mm范圍內要加工出雙邊4°～6°的脫模斜度。④、澆口套和壓室的總長度應小于壓鑄機壓射沖頭的跟蹤距離，使開模后澆口余料從直澆道中完全推出。⑤、當臥式冷室壓鑄機采用中心澆口時，直澆道的設計與立式冷室壓鑄機相同。

圖23臥式冷室壓鑄模直澆道結構形式

1—壓室2—澆口套3—分流錐4—料餅

ａ

ｂ

ｃ圖24常用澆口套的結構形式第五十四頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

五、排溢系統(tǒng)的創(chuàng)新設計1、溢流槽的創(chuàng)新設計（1）、溢流槽位置布局的設計原則①、設置在金屬液最后充填的部位以及型腔溫度較低的部位。②、金屬液流入型腔后最先沖擊的部位以及內澆口兩側或其它金屬液充填不暢的“死角”區(qū)域。③、由于成型零件的阻礙或壓鑄件結構以及工藝條件等原因，出現(xiàn)幾股金屬液流交匯的區(qū)域時，金屬液在相匯處因碰撞而產(chǎn)生渦流、卷氣，設置溢流槽可以改善填充條件，提高排氣效果。④、壓鑄件壁厚不均勻，在局部厚壁的部位很容易產(chǎn)生氣孔、疏松等壓鑄缺陷。⑤、多型腔模具在主橫澆道的前端設置溢流槽，可穩(wěn)定金屬液的流態(tài)，并起容納雜質和提高排氣效果的作用。

⑥、溢流槽的開設應防止壓鑄件的變形，或作為壓鑄件推出頂桿的位置，避免在壓鑄件表面留下頂桿痕跡。⑦、設計溢流槽時應考慮溢流口的位置、尺寸，方便去除，去除后盡量不影響壓鑄件的外觀。

圖25在金屬流終端和型腔溫度較低的部位設溢流槽圖26在金屬流最先沖擊部位和死角區(qū)設溢流槽第五十五頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

圖27在金屬液匯合處設溢流槽圖28在型芯附近設溢流槽圖29在局部厚壁部位設溢流槽

圖30多型腔模具在主橫澆道的前端設溢流槽

1—直澆道2—主橫澆道3—支橫澆道4—推桿5—溢流槽第五十六頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

⑵、溢流槽的容積

溢流槽的容積可以按照其作用確定，見表24；或者溢流槽的總容積占型腔體積的20%～50%，相互關系的經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表25。表24按溢流槽作用確定的溢流槽容積經(jīng)驗數(shù)據(jù)使用條件容積范圍說明消除壓鑄件局部熱節(jié)處縮孔缺陷為熱節(jié)部位體積的3～4倍或為缺陷部位體積的2～2.5倍如果作為平衡模具溫度的熱源或用于改善金屬液流動形態(tài)，則應加大其容積溢流槽的總容積不少于壓鑄件體積的20%小型壓鑄件比值更大表25按區(qū)域分割，溢流槽容積與相鄰型腔區(qū)容積的關系經(jīng)驗數(shù)據(jù)壓鑄件壁厚（㎜）溢流槽容積占相鄰型腔區(qū)容積的百分比（%）壓鑄件具有較低的表面粗糙度壓鑄件表面允許少量折皺0.9150751.3100501.850252.52525說明：1、特殊情況下，表中所列的數(shù)據(jù)應進行調整。2、金屬液每流過澆道和型腔250㎜，溢流槽的容積還要在表中所列的數(shù)據(jù)的基礎上追加20%。第五十七頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

⑶、溢流槽的結構形式及尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù)通常情況下，單個溢流槽的結構形式如圖3-46所示。一般圖3-46ａ所示半圓形截面的溢流槽，半圓R取5～10㎜，長度B取內澆口寬度ｂ的1.5～2倍；圖3-46ｂ所示梯形截面的溢流槽，寬度A取10～20㎜，長度B取內澆口寬度ｂ的1.5～2倍，深度H取5～10㎜。

ａｂａ、ｂ中E向結構

圖31單個溢流槽的結構形式第五十八頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

2、溢流口的創(chuàng)新設計⑴、溢流口設計的原則①、在一個單獨的溢流槽上不應開設幾個溢口或一個很寬的溢口，以免金屬液產(chǎn)生倒流。②、全部溢流口截面積的總和應小于內澆口的截面積，應保持約為內澆口截面積的50%～70%。

③、溢流口與壓鑄件的連接處如圖31所示應設置ｃ=（0.3～0.5）X45°的過渡倒角。④、溢流口的厚度ｈ應小于內澆口的厚度。

⑵、溢流口的設計尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù)如圖31所示常用溢流口的結構形式，其尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表26。

表26溢流口的尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù)（㎜）項目合金鉛、錫、鋅合金鋁、鎂合金銅合金、黑色金屬溢流口厚度ｈ0.4～0.50.5～0.80.6～1.2溢流口長度ａ2～32～32～3溢流口寬度ｂ6～128～128～12第五十九頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ3、排氣槽的創(chuàng)新設計⑴、排氣槽的設計原則①、排氣槽與溢流口錯開布置，避免金屬液過早地封閉分型面和排氣槽，削弱排氣功能。②、排氣槽的總截面積一般不小于內澆口總截面積的50%，但不得超過與其相連接的溢流口截面積，否則削減排氣槽的截面積。③、當需要增大排氣槽截面積時，以增大排氣槽的寬度或增加排氣槽的數(shù)量為宜。不應過分增加排氣槽的厚度，以防止金屬液的濺出。④、設計排氣槽應留有修正的余地，并結合試模實際情況，補充和調整。⑤、排氣槽應便于清理，以便保持排氣槽的有效暢通。⑥、排氣可槽與溢流槽連接，但應避免排氣槽相互貫通，以免排氣干擾受阻。⑦、在直對操作區(qū)或人員流動的區(qū)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。第六十頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ⑵、排氣槽的結構形式

ａｂｃｄ

圖32常用排氣槽的結構形式圖33集中排氣塊結構形式

ａ、推桿間隙排氣ｂ、型芯間隙排氣ｃ、型腔內部排氣

圖34其它方式排氣結構形式第六十一頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

⑶、排氣槽的尺寸通常圖3-48所示四種結構的排氣槽深度尺寸與合金的流動性有關。各種合金的排氣槽尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表27。

項目合金鉛、錫合金鋅合金鋁、鎂合金銅合金黑色金屬排氣槽深度0.05～0.100.08～0.120.10～0.150.15～0.200.20～0.30排氣槽寬度8～25表27各種合金的排氣槽尺寸經(jīng)驗數(shù)據(jù)（㎜）第六十二頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第四節(jié)成型零件結構設計技巧

壓鑄模零件一般包括結構零件和成型零件。壓鑄模成型零件不僅直接決定壓鑄件的幾何形狀和尺寸，而且與金屬液直接接觸，起著承受高速金屬液流的沖刷和高溫、高壓的作用。所以成型零件的質量決定了壓鑄件的精度和質量，也決定了壓鑄模具的壽命。

第六十三頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

一、成型零件結構設計技巧

設計鑲拼式結構時，要保證鑲塊定位準確、緊固，以及壓鑄生產(chǎn)時的穩(wěn)定性。鑲塊要便于加工、具有足夠的強度，避免銳角和薄壁，保證壓鑄件尺寸精度和脫模方便。1、改善工藝性能，便于機械加工，同時滿足成型部位的尺寸精度和組合部位的配合精度要求。2、保證鑲塊和型芯強度，提高相對位置的穩(wěn)定性。3、設計時應盡可能避免銳角和薄壁，防止型芯和鑲塊在熱處理及壓鑄生產(chǎn)時產(chǎn)生變形或裂紋，以提高成型零件的使用壽命。4、鑲拼間隙方向應盡量與出模方向一致，避免產(chǎn)生橫向飛邊，影響脫模。5、方便維修和更換。6、避免影響壓鑄件尺寸和外觀，以及飛邊去除方便。不合理合理圖35便于機械加工不合理合理圖36提高模具強度和穩(wěn)定性第六十四頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

不合理合理

圖37避免模具銳角和薄壁不合理合理

圖38

避免產(chǎn)生橫向飛邊的鑲拼方法

不合理合理圖39方便維修和更換的結構方法第六十五頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

二、成型零件尺寸的確定

成型零件尺寸包含成型零件的結構尺寸和成型尺寸。㈠、成型零件的結構尺寸成型零件的結構尺寸主要起定位、固定，保證成型零件必要強度的作用。主要包括鑲塊和型芯的結構尺寸等。因此，設計成型零件的結構尺寸時，必須保證一定的強度和剛度。第六十六頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

㈡、成型零件的成型尺寸1、零件成型尺寸的影響因素成型零件的成型尺寸是壓鑄件尺寸的保證，計算成型零件的成型尺寸，應綜合分析和考慮影響壓鑄件尺寸的因素。影響壓鑄件尺寸的主要因素見表28。影響因素分析壓鑄件結構壓鑄件形狀復雜程度、壁厚大小和其在模具中的設置位置等都將影響壓鑄件的尺寸。模具結構和模具制造當模具結構復雜，而成型零件設計又不合理時，壓鑄件的尺寸就難以保證。如：分型面選擇位置，型芯定位緊固方式，導向零件、推出機構、抽芯機構等設計都將影響壓鑄件的尺寸。模具設計的尺寸大小、材料選用等影響模具壽命的因素也對壓鑄件的尺寸有影響。模具加工時的基準、加工方法、模具零件精度和模具裝配等對壓鑄件的尺寸也都有影響。壓鑄件收縮率壓鑄件收縮率是指室溫時模具成型尺寸與壓鑄件相對應實際尺寸的相對變化率。壓鑄件收縮率包括：合金的液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮和高溫下模具工作溫度升高時的膨脹等。壓鑄工藝參數(shù)和生產(chǎn)操作當壓射壓力過大時，鑄件結晶后組織雖然致密，但模具會產(chǎn)生溢邊，因此合模方向上的尺寸會增大。操作時分型面清理不干凈，涂料涂刷過多或不均勻等也都將影響壓鑄件的尺寸。壓鑄機性能壓鑄機動、定模安裝板工作表面平面度及相互間的平行度，拉桿相互間的平行度，壓室軸線與壓射活塞軸線的同軸度，工作壓力的穩(wěn)定性等都影響壓鑄件的尺寸。表28影響壓鑄件尺寸的主要因素第六十七頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

在模具設計過程中，成型零件的成型尺寸計算主要考慮壓鑄件尺寸公差、模具結構和模具制造偏差、壓鑄件收縮率等對成型尺寸的影響。⑴、壓鑄件收縮率的影響壓鑄過程中，合金的凝固收縮是影響壓鑄件尺寸精度的主要因素。壓鑄件的收縮率應根據(jù)鑄件結構特點，阻礙收縮的條件，收縮方向，鑄件壁厚，合金成分以及有關工藝因素等綜合確定。各類合金壓鑄件綜合收縮率可參考表29選取。

表29各類合金壓鑄件綜合收縮率（%）合金種類綜合收縮率合金種類綜合收縮率自由收縮受阻收縮自由收縮受阻收縮鉛錫合金0.4～0.50.2～0.4鋁鎂合金0.8～1.00.4～0.8鋅合金0.6～0.80.3～0.6鎂合金鋁硅合金0.7～0.90.3～0.7黃銅0.9～1.10.5～0.9鋁硅銅合金0.8～1.00.4～0.8鋁青銅1.0～1.20.6～1.0

注：表中數(shù)據(jù)系指模具溫度、澆注溫度等工藝參數(shù)為正常時的收縮率。在收縮條件特殊的情況下，可按表中數(shù)據(jù)適當增減。第六十八頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

⑵、模具制造公差的影響模具制造公差是成型部分在進行機械加工和裝配過程中允許的誤差。制造公差小，模具制造困難，成本增加；過大，為了保證壓鑄件公差，則對壓鑄工藝的穩(wěn)定性要求高，壓鑄生產(chǎn)困難。通常情況下，模具制造公差△′取壓鑄件公差△的1/4～1/5（壓鑄件公差大時取1/5，壓鑄件公差小時取1/4。），但一般不高于GB1800.2-2009中的IT9級精度。在制造條件允許的情況下，對一些特殊要求尺寸可以選取IT8或IT7級精度。⑶、成型零件磨損的影響由于成型零件承受著高溫金屬液的沖擊和摩擦，以及壓鑄件脫模的摩擦，成型零件成型部分會產(chǎn)生磨損。成型零件的磨損受合金種類、模具材料、成型部分表面狀態(tài)、模具使用壽命及壓鑄件結構等因素影響，其引起的壓鑄件尺寸偏差即磨損量△′，一般取壓鑄件公差△的1/6。通常情況下，成型零件磨損只考慮與脫模方向平行的部位。⑷、模具結構的影響同一個壓鑄件，分型面選取不同，壓鑄件在模具中的位置就不同，壓鑄件上同一部位的尺寸精度就會產(chǎn)生差異。以及選用活動型芯還是固定型芯，抽芯部位及滑動部位的形式與配合精度對壓鑄件在這些部位的尺寸精度也都有影響。第六十九頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

2、成型零件的成型尺寸計算成型尺寸主要包括：型腔尺寸(包括型腔徑向尺寸和深度尺寸)、型芯尺寸(包括型芯徑向尺寸和高度尺寸)、成型部分的中心距和位置尺寸、螺紋型芯尺寸和螺紋型環(huán)尺寸等五類。⑴、成型零件的成型尺寸計算原則①、型腔在加工時及磨損后，尺寸趨勢增大。因此，計算型腔尺寸時，應保持壓鑄件外形尺寸接近于最小極限尺寸。②、型芯在加工時及磨損后，尺寸趨勢減小。因此，在計算型芯尺寸時，應保持壓鑄件內形尺寸接近于最大極限尺寸。③、兩個型芯或型腔之間的中心距離和位置尺寸與磨損量無關，應保持壓鑄件中心距和位置尺寸雙向等值正、負偏差。④、受模具的分型面和滑動部分（如抽芯機構等）影響的尺寸應適當修正。⑤、螺紋型環(huán)和螺紋型芯尺寸的計算，為保證鑄件的外螺紋內徑與內螺紋小徑旋合后有間隙，在計算螺紋型環(huán)的螺紋小徑時，應考慮最小配合間隙最小，一般最小配合間隙的最小值為0.02～0.04螺距。⑥、有脫模斜度的各類成型尺寸，應保證與鑄件圖上所規(guī)定尺寸的大小端部位一致；當鑄件圖上未明確規(guī)定尺寸的大小端部位時，應按照鑄件的尺寸是否留有加工余量來確定基準。⑦、一般鑄件的尺寸公差不包括因出模斜度而造成的尺寸誤差，對因裝配精度要求出模斜度在鑄件公差范圍內的尺寸，第七十頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

ａ、受分型面影響的尺寸ｂ、受滑塊部分影響的尺寸

圖40受分型面和滑塊部分影響的尺寸示意圖

ａ、無加工余量的鑄件ｂ、兩面留有加工余量的鑄件c、單面留有加工余量的鑄件

圖41有出模斜度的各類成型尺寸的計算及測量基準A—鑄件內形尺寸B—鑄件外形尺寸ｈ—鑄件內孔深度H—鑄件外形高度a—外表面脫模斜度β—內表面脫模斜度δ—加工余量第七十一頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

⑵、各類成型零件的成型尺寸計算第七十二頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

第七十三頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

第七十四頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

第七十五頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

續(xù)螺紋型芯尺寸的計算

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第七十七頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ第五節(jié)壓鑄模具加熱與冷卻系統(tǒng)的設計

壓鑄成型是在高速、高壓和高溫下，將熔融金屬液充填入模具型腔，冷卻固化成型的工藝方法。金屬液的冷卻固化是由模具溫度與金屬液溫度的溫差來實現(xiàn)的，模具溫度越低，與金屬液溫度的溫差越大，金屬液冷卻固化成型的時間越短。但模具溫度過低，雖然會縮短冷卻固化成型時間，卻會影響金屬液充填型腔時的流動性，使壓鑄件的內應力增大而產(chǎn)生變形，并可能產(chǎn)生冷隔、欠鑄等壓鑄缺陷，影響壓鑄件質量；同時，模具溫度過高，雖然能提高壓鑄件表面質量，但會引起壓鑄件內部組織晶粒粗大，降低壓鑄件機械強度，以及延長了冷卻固化成型時間，降低了生產(chǎn)效率。因此，在壓鑄過程中壓鑄模具應保持在一定的溫度范圍內。第七十八頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

一、壓鑄模具的加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)主要用于預熱模具。壓鑄模具常用的加熱方法主要有：1、煤氣、天然氣加熱；2、電加熱；3、低熔點合金加熱；4、模具溫度控制裝置合金類別鉛合金錫合金鋅合金鋁合金鎂合金銅合金預熱溫度60～12060～120150～200180～300200～250300～350表30壓鑄模具的預熱溫度（℃）一般壓鑄模具的預熱溫度見表42。第七十九頁，共一百八十二頁，編輯于2023年，星期二大規(guī)模專業(yè)培訓BZ

二、壓鑄模具冷卻系統(tǒng)

合理地設計冷卻系統(tǒng)對提高壓鑄生產(chǎn)率，改善壓鑄件質量及延長模具使用壽命是十分重要的。壓鑄過程中，金屬液在壓鑄模中凝固并冷卻到頂出溫度，