壓鑄模具設(shè)計(jì)手冊(cè)一、壓鑄模具設(shè)計(jì)概述

壓鑄模具設(shè)計(jì)是制造壓鑄件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。本手冊(cè)旨在提供一套系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)流程和規(guī)范，確保模具設(shè)計(jì)的合理性和可制造性。

（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則

1.**確保產(chǎn)品精度**：模具設(shè)計(jì)需滿足產(chǎn)品的尺寸公差和表面質(zhì)量要求。

2.**提高生產(chǎn)效率**：優(yōu)化分型面、澆注系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)，減少填充時(shí)間和循環(huán)周期。

3.**降低制造成本**：合理選擇材料、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，減少加工難度。

4.**增強(qiáng)模具壽命**：通過(guò)熱處理、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)延長(zhǎng)模具使用壽命。

（二）設(shè)計(jì)流程

1.**產(chǎn)品分析**：

-測(cè)量產(chǎn)品尺寸，標(biāo)注關(guān)鍵特征（如圓角、拔模斜度）。

-分析產(chǎn)品材料及力學(xué)性能需求。

2.**工藝方案制定**：

-確定分型面位置，避免厚壁或復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

-選擇合適的壓鑄工藝參數(shù)（如壓力、溫度、速度）。

3.**模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)**：

-設(shè)計(jì)型腔、型芯、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。

-進(jìn)行強(qiáng)度校核，防止變形或開(kāi)裂。

二、關(guān)鍵設(shè)計(jì)模塊

（一）型腔設(shè)計(jì)

1.**尺寸精度**：

-按產(chǎn)品公差加放0.5%~1%的收縮余量。

-關(guān)鍵尺寸需進(jìn)行多次驗(yàn)證（如±0.02mm）。

2.**圓角處理**：

-內(nèi)圓角半徑≥產(chǎn)品壁厚的1.5倍，避免尖角。

-外圓角采用R角過(guò)渡，減少應(yīng)力集中。

3.**拔模斜度**：

-一般取5°~10°，復(fù)雜結(jié)構(gòu)可適當(dāng)增加。

-確保脫模順利，防止產(chǎn)品粘連。

（二）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.**主流道**：

-直徑取注射機(jī)噴嘴直徑的1.05~1.1倍（示例：Ф8~Ф10mm）。

-出口處倒角，防止金屬流動(dòng)受阻。

2.**分流道**：

-分流道截面形狀優(yōu)先選擇梯形或U形（示例：高度5~8mm）。

-布置均衡，避免死角和短路。

3.**澆口設(shè)計(jì)**：

-直澆口適用于大面積薄壁件（示例：直徑與主流道匹配）。

-點(diǎn)澆口適合復(fù)雜形狀，減少飛邊（示例：直徑2~4mm）。

（三）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.**冷卻通道布局**：

-在型腔、型芯厚壁處設(shè)置冷卻孔（示例：孔徑6~10mm）。

-冷卻水孔間距取50~100mm。

2.**冷卻介質(zhì)選擇**：

-水冷優(yōu)先，高溫模具可使用導(dǎo)熱油（示例：溫度控制在40~60℃）。

3.**流量控制**：

-通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量，避免局部過(guò)冷或過(guò)熱。

三、材料與制造

（一）模具材料選擇

1.**熱作模具鋼**：

-常用牌號(hào)如H13、D2，硬度要求60~62HRC。

-高硬度提高耐磨性，但需注意熱處理變形。

2.**表面處理**：

-模具型腔需進(jìn)行電鍍鎳或PVD處理（示例：厚度0.1~0.2mm）。

-提高抗腐蝕性和脫模性。

（二）制造工藝要點(diǎn)

1.**機(jī)械加工**：

-高精度機(jī)床（如五軸加工中心）保證型腔粗糙度Ra0.2μm。

-分型面需平整，避免錯(cuò)移（示例：平面度偏差≤0.01mm）。

2.**熱處理**：

-淬火溫度取1050~1100℃，回火三次（450℃×2h）。

-硬度均勻性檢查，局部硬度差>2HRC需補(bǔ)熱處理。

（三）裝配與調(diào)試

1.**配合間隙**：

-型腔與型芯間隙取0.05~0.1mm，確保脫模力適中。

2.**試模驗(yàn)證**：

-首次試模需記錄填充時(shí)間、飛邊情況等參數(shù)。

-根據(jù)缺陷調(diào)整澆口位置或冷卻流量。

四、質(zhì)量檢測(cè)與維護(hù)

（一）質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

1.**尺寸檢測(cè)**：

-三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）驗(yàn)證模具關(guān)鍵尺寸。

-產(chǎn)品試制后抽檢10%，不合格率>2%需返修。

2.**外觀檢查**：

-型腔表面無(wú)劃痕、毛刺，倒角角度一致（示例：±1°）。

（二）日常維護(hù)

1.**清潔保養(yǎng)**：

-每次使用后清理模具，重點(diǎn)部位（如澆口）需用超聲波清洗。

2.**潤(rùn)滑管理**：

-定期涂抹防銹劑（如MoS2潤(rùn)滑脂），避免銹蝕。

3.**磨損監(jiān)測(cè)**：

-定期檢查型腔磨損量（示例：累積磨損>0.3mm需修模）。

一、壓鑄模具設(shè)計(jì)概述

壓鑄模具設(shè)計(jì)是制造壓鑄件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。本手冊(cè)旨在提供一套系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)流程和規(guī)范，確保模具設(shè)計(jì)的合理性和可制造性。

（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則

1.**確保產(chǎn)品精度**：模具設(shè)計(jì)需滿足產(chǎn)品的尺寸公差和表面質(zhì)量要求。

-產(chǎn)品尺寸公差需考慮材料收縮率，通常加放1%~2%的收縮余量。

-關(guān)鍵尺寸（如孔位、配合面）需采用高精度加工工藝（如電火花、慢走絲）。

-表面質(zhì)量需避免氣孔、冷隔等缺陷，可通過(guò)澆注系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。

2.**提高生產(chǎn)效率**：優(yōu)化分型面、澆注系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)，減少填充時(shí)間和循環(huán)周期。

-分型面選擇應(yīng)盡量減少動(dòng)、定模之間的配合面積，降低摩擦力。

-澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)需確保金屬液快速、均勻填充，避免短路（示例：分流道長(zhǎng)度控制在150~300mm）。

-采用快速脫模機(jī)構(gòu)（如抽芯油缸），縮短開(kāi)模時(shí)間（示例：標(biāo)準(zhǔn)脫模行程≥產(chǎn)品高度1.2倍）。

3.**降低制造成本**：合理選擇材料、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，減少加工難度。

-模具材料選擇需平衡成本與性能，常用H13鋼適用于大批量生產(chǎn)（單價(jià)約8000~12000元/噸）。

-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免復(fù)雜曲面，優(yōu)先采用直線和圓弧過(guò)渡（如圓角半徑≥壁厚的1.5倍）。

-零件標(biāo)準(zhǔn)化，利用標(biāo)準(zhǔn)模架（如LKM、HASCO）減少非標(biāo)件加工費(fèi)用。

4.**增強(qiáng)模具壽命**：通過(guò)熱處理、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)延長(zhǎng)模具使用壽命。

-模具型腔需進(jìn)行氮化處理（示例：滲層深度0.3~0.5mm），提高硬度（58~62HRC）。

-冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)需覆蓋型腔和型芯的熱點(diǎn)區(qū)域（如壁厚>20mm處），冷卻水孔直徑取6~10mm。

（二）設(shè)計(jì)流程

1.**產(chǎn)品分析**：

-測(cè)量產(chǎn)品三維尺寸，使用卡尺或三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）記錄數(shù)據(jù)（示例：精度±0.02mm）。

-分析產(chǎn)品材料（如鋅合金ZL101，熔點(diǎn)約420℃），確定壓鑄工藝窗口。

-評(píng)估產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，識(shí)別脫模難點(diǎn)（如深腔、薄壁結(jié)構(gòu)）。

2.**工藝方案制定**：

-確定分型面位置，優(yōu)先選擇最大輪廓面（分型線應(yīng)平直，避免交叉）。

-選擇合適的壓鑄工藝參數(shù)：

-鋅合金壓鑄壓力取500~1000bar（示例：厚壁件用1000bar，薄壁件用800bar）。

-填充溫度控制在380~450℃，過(guò)高易氧化，過(guò)低填充不足。

-填充速度取50~200mm/s，高速填充適用于復(fù)雜形狀。

3.**模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)**：

-設(shè)計(jì)型腔、型芯、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，使用CAD軟件（如UG、CATIA）建模。

-進(jìn)行強(qiáng)度校核，使用有限元分析（FEA）軟件（如ANSYS）模擬應(yīng)力分布。

-型腔底部厚度計(jì)算公式：t=(壁厚×1.5)+5（單位mm），最小厚度取8mm。

-合模力計(jì)算公式：F=π×D2×P÷4（單位N），D為模具直徑，P為壓力。

二、關(guān)鍵設(shè)計(jì)模塊

（一）型腔設(shè)計(jì)

1.**尺寸精度**：

-產(chǎn)品公差加放收縮余量，非關(guān)鍵尺寸取±0.5mm，重要尺寸取±0.1mm。

-采用等距分型設(shè)計(jì)，避免型腔變形（示例：型腔間距≥壁厚1.2倍）。

2.**圓角處理**：

-內(nèi)圓角半徑公式：R≥0.5×t（t為壁厚），避免R<2mm的尖銳內(nèi)角。

-外圓角采用45°倒角，坡度1:10，減少脫模阻力。

3.**拔模斜度**：

-拔模斜度計(jì)算公式：α=arctan(0.5×斜度值÷高度)，一般取6°~10°。

-側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)拔模斜度需更大（示例：10°~15°），避免干涉。

（二）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.**主流道**：

-直徑等于噴嘴直徑加1~2mm（示例：噴嘴Ф8mm，主流道Ф10mm）。

-出口處做成錐角5°~10°的斜面，便于金屬液流動(dòng)。

2.**分流道**：

-分流道截面形狀優(yōu)先選擇梯形（上寬下窄），寬度比取1.5:1。

-分流道長(zhǎng)度控制在150~300mm，過(guò)長(zhǎng)易產(chǎn)生氣穴（示例：每增加100mm需降速5%）。

3.**澆口設(shè)計(jì)**：

-直澆口適用于大面積薄壁件，澆口厚度取產(chǎn)品壁厚的1/2~1/3。

-點(diǎn)澆口適用于復(fù)雜形狀，直徑取2~4mm，需預(yù)埋在產(chǎn)品內(nèi)部。

-漏斗式澆口適用于高精度件，但加工成本較高（單件成本增加30%~50%）。

（三）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.**冷卻通道布局**：

-型腔底部冷卻孔間距取80~120mm，避免局部過(guò)熱。

-型芯冷卻孔需貫穿，深度比型腔深20~30mm。

-冷卻水孔直徑公式：d=0.8×√A（A為冷卻面積，單位cm2）。

2.**冷卻介質(zhì)選擇**：

-水冷優(yōu)先，冷卻水溫度控制在35~45℃，過(guò)高易腐蝕模具。

-高溫模具（如鋁合金壓鑄）可使用導(dǎo)熱油（示例：溫度60~80℃）。

3.**流量控制**：

-通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量，確保各區(qū)域溫差≤5℃。

-冷卻水路需使用耐壓膠管（如耐壓10bar，內(nèi)徑6mm）。

三、材料與制造

（一）模具材料選擇

1.**熱作模具鋼**：

-常用牌號(hào)及特性：

-H13鋼：熱穩(wěn)定性好，硬度62~64HRC，適用于大批量生產(chǎn)（使用壽命>200萬(wàn)次）。

-D2鋼：高硬度（68HRC），適合高精度件，但熱處理易變形。

-5CrNiMo鋼：成本較低，適用于中小批量生產(chǎn)（單價(jià)約6000元/噸）。

-熱處理工藝：

-淬火溫度1050~1100℃，油冷（冷卻速度10~15℃/s）。

-回火三次：450℃×2h，550℃×2h，600℃×1h，硬度穩(wěn)定在60HRC。

2.**表面處理**：

-電鍍鎳厚度：0.1~0.2mm，提高抗腐蝕性（鍍前需噴砂處理Ra0.8μm）。

-PVD涂層：硬度800HV，色彩選擇范圍廣，但成本較高（單件增加200元）。

（二）制造工藝要點(diǎn)

1.**機(jī)械加工**：

-型腔加工順序：先粗加工→半精加工→精加工→拋光（Ra0.2μm）。

-高精度機(jī)床推薦：五軸加工中心（如FANUC系統(tǒng)，加工效率提高40%）。

2.**熱處理**：

-熱處理前需去應(yīng)力退火（450℃×4h），防止變形。

-硬度檢測(cè)：使用洛氏硬度計(jì)（HRC），每塊模具抽檢10個(gè)點(diǎn)。

（三）裝配與調(diào)試

1.**配合間隙**：

-型腔與型芯間隙公式：δ=(0.01~0.02)×(大尺寸÷1000)，避免間隙過(guò)小。

-合模銷定位，確保每次閉合位置一致（銷釘直徑取Ф6mm）。

2.**試模驗(yàn)證**：

-首次試模需制作5~10件樣品，記錄填充時(shí)間（示例：鋅合金≤8s）。

-調(diào)整項(xiàng)目：澆口尺寸、冷卻流量、合模壓力。

四、質(zhì)量檢測(cè)與維護(hù)

（一）質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

1.**尺寸檢測(cè)**：

-使用CMM檢測(cè)模具關(guān)鍵尺寸（如型腔深度±0.05mm）。

-產(chǎn)品試制后抽檢比例：大批量生產(chǎn)取5%，小批量取10%。

2.**外觀檢查**：

-型腔表面無(wú)裂紋（使用10倍放大鏡檢測(cè)），倒角角度±1°。

（二）日常維護(hù)

1.**清潔保養(yǎng)**：

-每次使用后用壓縮空氣吹凈型腔，重點(diǎn)部位（如澆口）用超聲波清洗機(jī)（功率200W）。

-定期檢查導(dǎo)柱、導(dǎo)套磨損（間隙>0.1mm需更換）。

2.**潤(rùn)滑管理**：

-使用MoS2潤(rùn)滑脂，涂抹在動(dòng)?；瑝K等運(yùn)動(dòng)部件。

-潤(rùn)滑周期：連續(xù)生產(chǎn)2天后需補(bǔ)充。

3.**磨損監(jiān)測(cè)**：

-型腔磨損量公式：磨損深度=（初始硬度-當(dāng)前硬度）×0.01（單位mm）。

-磨損>0.3mm需修模，可進(jìn)行電火花補(bǔ)焊（電流20~30A）。

一、壓鑄模具設(shè)計(jì)概述

壓鑄模具設(shè)計(jì)是制造壓鑄件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。本手冊(cè)旨在提供一套系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)流程和規(guī)范，確保模具設(shè)計(jì)的合理性和可制造性。

（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則

1.**確保產(chǎn)品精度**：模具設(shè)計(jì)需滿足產(chǎn)品的尺寸公差和表面質(zhì)量要求。

2.**提高生產(chǎn)效率**：優(yōu)化分型面、澆注系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)，減少填充時(shí)間和循環(huán)周期。

3.**降低制造成本**：合理選擇材料、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，減少加工難度。

4.**增強(qiáng)模具壽命**：通過(guò)熱處理、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)延長(zhǎng)模具使用壽命。

（二）設(shè)計(jì)流程

1.**產(chǎn)品分析**：

-測(cè)量產(chǎn)品尺寸，標(biāo)注關(guān)鍵特征（如圓角、拔模斜度）。

-分析產(chǎn)品材料及力學(xué)性能需求。

2.**工藝方案制定**：

-確定分型面位置，避免厚壁或復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

-選擇合適的壓鑄工藝參數(shù)（如壓力、溫度、速度）。

3.**模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)**：

-設(shè)計(jì)型腔、型芯、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。

-進(jìn)行強(qiáng)度校核，防止變形或開(kāi)裂。

二、關(guān)鍵設(shè)計(jì)模塊

（一）型腔設(shè)計(jì)

1.**尺寸精度**：

-按產(chǎn)品公差加放0.5%~1%的收縮余量。

-關(guān)鍵尺寸需進(jìn)行多次驗(yàn)證（如±0.02mm）。

2.**圓角處理**：

-內(nèi)圓角半徑≥產(chǎn)品壁厚的1.5倍，避免尖角。

-外圓角采用R角過(guò)渡，減少應(yīng)力集中。

3.**拔模斜度**：

-一般取5°~10°，復(fù)雜結(jié)構(gòu)可適當(dāng)增加。

-確保脫模順利，防止產(chǎn)品粘連。

（二）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.**主流道**：

-直徑取注射機(jī)噴嘴直徑的1.05~1.1倍（示例：Ф8~Ф10mm）。

-出口處倒角，防止金屬流動(dòng)受阻。

2.**分流道**：

-分流道截面形狀優(yōu)先選擇梯形或U形（示例：高度5~8mm）。

-布置均衡，避免死角和短路。

3.**澆口設(shè)計(jì)**：

-直澆口適用于大面積薄壁件（示例：直徑與主流道匹配）。

-點(diǎn)澆口適合復(fù)雜形狀，減少飛邊（示例：直徑2~4mm）。

（三）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.**冷卻通道布局**：

-在型腔、型芯厚壁處設(shè)置冷卻孔（示例：孔徑6~10mm）。

-冷卻水孔間距取50~100mm。

2.**冷卻介質(zhì)選擇**：

-水冷優(yōu)先，高溫模具可使用導(dǎo)熱油（示例：溫度控制在40~60℃）。

3.**流量控制**：

-通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量，避免局部過(guò)冷或過(guò)熱。

三、材料與制造

（一）模具材料選擇

1.**熱作模具鋼**：

-常用牌號(hào)如H13、D2，硬度要求60~62HRC。

-高硬度提高耐磨性，但需注意熱處理變形。

2.**表面處理**：

-模具型腔需進(jìn)行電鍍鎳或PVD處理（示例：厚度0.1~0.2mm）。

-提高抗腐蝕性和脫模性。

（二）制造工藝要點(diǎn)

1.**機(jī)械加工**：

-高精度機(jī)床（如五軸加工中心）保證型腔粗糙度Ra0.2μm。

-分型面需平整，避免錯(cuò)移（示例：平面度偏差≤0.01mm）。

2.**熱處理**：

-淬火溫度取1050~1100℃，回火三次（450℃×2h）。

-硬度均勻性檢查，局部硬度差>2HRC需補(bǔ)熱處理。

（三）裝配與調(diào)試

1.**配合間隙**：

-型腔與型芯間隙取0.05~0.1mm，確保脫模力適中。

2.**試模驗(yàn)證**：

-首次試模需記錄填充時(shí)間、飛邊情況等參數(shù)。

-根據(jù)缺陷調(diào)整澆口位置或冷卻流量。

四、質(zhì)量檢測(cè)與維護(hù)

（一）質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

1.**尺寸檢測(cè)**：

-三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）驗(yàn)證模具關(guān)鍵尺寸。

-產(chǎn)品試制后抽檢10%，不合格率>2%需返修。

2.**外觀檢查**：

-型腔表面無(wú)劃痕、毛刺，倒角角度一致（示例：±1°）。

（二）日常維護(hù)

1.**清潔保養(yǎng)**：

-每次使用后清理模具，重點(diǎn)部位（如澆口）需用超聲波清洗。

2.**潤(rùn)滑管理**：

-定期涂抹防銹劑（如MoS2潤(rùn)滑脂），避免銹蝕。

3.**磨損監(jiān)測(cè)**：

-定期檢查型腔磨損量（示例：累積磨損>0.3mm需修模）。

一、壓鑄模具設(shè)計(jì)概述

壓鑄模具設(shè)計(jì)是制造壓鑄件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。本手冊(cè)旨在提供一套系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)流程和規(guī)范，確保模具設(shè)計(jì)的合理性和可制造性。

（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則

1.**確保產(chǎn)品精度**：模具設(shè)計(jì)需滿足產(chǎn)品的尺寸公差和表面質(zhì)量要求。

-產(chǎn)品尺寸公差需考慮材料收縮率，通常加放1%~2%的收縮余量。

-關(guān)鍵尺寸（如孔位、配合面）需采用高精度加工工藝（如電火花、慢走絲）。

-表面質(zhì)量需避免氣孔、冷隔等缺陷，可通過(guò)澆注系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。

2.**提高生產(chǎn)效率**：優(yōu)化分型面、澆注系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)，減少填充時(shí)間和循環(huán)周期。

-分型面選擇應(yīng)盡量減少動(dòng)、定模之間的配合面積，降低摩擦力。

-澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)需確保金屬液快速、均勻填充，避免短路（示例：分流道長(zhǎng)度控制在150~300mm）。

-采用快速脫模機(jī)構(gòu)（如抽芯油缸），縮短開(kāi)模時(shí)間（示例：標(biāo)準(zhǔn)脫模行程≥產(chǎn)品高度1.2倍）。

3.**降低制造成本**：合理選擇材料、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，減少加工難度。

-模具材料選擇需平衡成本與性能，常用H13鋼適用于大批量生產(chǎn)（單價(jià)約8000~12000元/噸）。

-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免復(fù)雜曲面，優(yōu)先采用直線和圓弧過(guò)渡（如圓角半徑≥壁厚的1.5倍）。

-零件標(biāo)準(zhǔn)化，利用標(biāo)準(zhǔn)模架（如LKM、HASCO）減少非標(biāo)件加工費(fèi)用。

4.**增強(qiáng)模具壽命**：通過(guò)熱處理、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)延長(zhǎng)模具使用壽命。

-模具型腔需進(jìn)行氮化處理（示例：滲層深度0.3~0.5mm），提高硬度（58~62HRC）。

-冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)需覆蓋型腔和型芯的熱點(diǎn)區(qū)域（如壁厚>20mm處），冷卻水孔直徑取6~10mm。

（二）設(shè)計(jì)流程

1.**產(chǎn)品分析**：

-測(cè)量產(chǎn)品三維尺寸，使用卡尺或三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）記錄數(shù)據(jù)（示例：精度±0.02mm）。

-分析產(chǎn)品材料（如鋅合金ZL101，熔點(diǎn)約420℃），確定壓鑄工藝窗口。

-評(píng)估產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，識(shí)別脫模難點(diǎn)（如深腔、薄壁結(jié)構(gòu)）。

2.**工藝方案制定**：

-確定分型面位置，優(yōu)先選擇最大輪廓面（分型線應(yīng)平直，避免交叉）。

-選擇合適的壓鑄工藝參數(shù)：

-鋅合金壓鑄壓力取500~1000bar（示例：厚壁件用1000bar，薄壁件用800bar）。

-填充溫度控制在380~450℃，過(guò)高易氧化，過(guò)低填充不足。

-填充速度取50~200mm/s，高速填充適用于復(fù)雜形狀。

3.**模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)**：

-設(shè)計(jì)型腔、型芯、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，使用CAD軟件（如UG、CATIA）建模。

-進(jìn)行強(qiáng)度校核，使用有限元分析（FEA）軟件（如ANSYS）模擬應(yīng)力分布。

-型腔底部厚度計(jì)算公式：t=(壁厚×1.5)+5（單位mm），最小厚度取8mm。

-合模力計(jì)算公式：F=π×D2×P÷4（單位N），D為模具直徑，P為壓力。

二、關(guān)鍵設(shè)計(jì)模塊

（一）型腔設(shè)計(jì)

1.**尺寸精度**：

-產(chǎn)品公差加放收縮余量，非關(guān)鍵尺寸取±0.5mm，重要尺寸取±0.1mm。

-采用等距分型設(shè)計(jì)，避免型腔變形（示例：型腔間距≥壁厚1.2倍）。

2.**圓角處理**：

-內(nèi)圓角半徑公式：R≥0.5×t（t為壁厚），避免R<2mm的尖銳內(nèi)角。

-外圓角采用45°倒角，坡度1:10，減少脫模阻力。

3.**拔模斜度**：

-拔模斜度計(jì)算公式：α=arctan(0.5×斜度值÷高度)，一般取6°~10°。

-側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)拔模斜度需更大（示例：10°~15°），避免干涉。

（二）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.**主流道**：

-直徑等于噴嘴直徑加1~2mm（示例：噴嘴Ф8mm，主流道Ф10mm）。

-出口處做成錐角5°~10°的斜面，便于金屬液流動(dòng)。

2.**分流道**：

-分流道截面形狀優(yōu)先選擇梯形（上寬下窄），寬度比取1.5:1。

-分流道長(zhǎng)度控制在150~300mm，過(guò)長(zhǎng)易產(chǎn)生氣穴（示例：每增加100mm需降速5%）。

3.**澆口設(shè)計(jì)**：

-直澆口適用于大面積薄壁件，澆口厚度取產(chǎn)品壁厚的1/2~1/3。

-點(diǎn)澆口適用于復(fù)雜形狀，直徑取2~4mm，需預(yù)埋在產(chǎn)品內(nèi)部。

-漏斗式澆口適用于高精度件，但加工成本較高（單件成本增加30%~50%）。

（三）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.**冷卻通道布局**：

-型腔底部冷卻孔間距取80~120mm，避免局部過(guò)熱。

-型芯冷卻孔需貫穿，深度比型腔深20~30mm。

-冷卻水孔直徑公式：d=0.8×√A（A為冷卻面積，單位cm2）。

2.**冷卻介質(zhì)選擇**：

-水冷優(yōu)先，冷卻水溫度控制在35~45℃，過(guò)高易腐蝕模具。

-高溫模具（如鋁合金壓鑄）可使用導(dǎo)熱油（示例：溫度60~80℃）。

3.**流量控制**：

-通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量，確保各區(qū)域溫差≤5℃。

-冷卻水路需使用耐壓膠管（如耐壓10bar，內(nèi)徑6mm）。

三、材料與制造

（一）模具材料選擇

1.**熱作模具鋼**：

-常用牌號(hào)及特性：

-H13鋼：熱穩(wěn)定性好，硬度62~64HRC，適用于大批量生產(chǎn)（使用壽命>200萬(wàn)次）。

-D2鋼：高硬度（68HRC），適合高精