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1、压力铸造特种铸造及有色合金2004年第6期铝合金舌簧阀的压铸模设计株洲工学院黄汉云X蒋东东湖南锦云实业股份有限公司谢悦摘要根据舌簧阀有肋,壁厚薄不均,薄壁上有孔,底面厚度小等结构特点,以及铸件易产生气泡、裂纹等缺陷的状况,在设计模具时重点考虑了分型面的选择。分型面设计在舌簧阀带孔双斜面与平行底部之间,这样既保证脱模方便,又可使铸件受力均匀;为了使1模4腔都充形良好,设计成一个等截面横浇道和4个浅而宽的侧横浇道;在横浇道末端设计了一个容积较大的溢流槽,使排气顺畅。关键词:舌簧阀压铸模压铸机分型面浇注系统中图分类号:TG249.5文献标
2、识码:A文章编号:1001-2249(2004)06-0048-02式中:F锁为锁模力(kN);K为安全系数(一般1零件工艺分析K=1.25)。计算得F锁≥951.6kN。图1为舌簧阀的零件图,其合金代号ZL111,合金由此,可选择J1113G型卧式冷室压铸机,其合型力牌号是ZAlSi9Cu2Mg,空间对角线为70mm×60mm×为1250kN,压射力为150kN。47mm,该压铸件内部结构较为复杂,有肋,壁厚薄不3分型面的选择均,且薄壁上有孔洞,要求脱模时候,防止表面、特别是底部产生裂纹,推杆顶出时候受力要均匀,加工支承面由于该零
3、件底部厚度很小,在选择分型面时考虑2[3]应平整无毛刺、气泡和铸造残留物。铸件底面厚度小,种方案(见图2)。[1]在模具设计时应充分考虑分型面和浇注系统。a.分型面在铸件上端b.分型面在铸件底部图2分型面选择方案1:选择A面作为分型面。如图2a所示,选择A面为分型面,则在生产时零件就会完全套在定模内,而动模上和零件接触的面积很小,这样当镶块包紧力不足够大的时候可能导致脱模的时候零件会留在定模内,另外排气槽一般设置在动模上面,生产时模具温度不断图1舌簧阀零件图升高,气体遇热上升,但是由于排气槽在零件的下面,凹2正确、合理选用压铸机模内
4、不能排气,这样导致零件涡流裹气,容易断裂,质量差。2.1计算胀型力方案2:选择B面作为分型面。如图2b所示,选择由于该压铸件的模具无斜轴抽芯或斜滑块抽芯机构,故只需满足[2]B面作分型面,铸件的整个底部都留在动模内,脱模时不会使零件粘到定模上,用设置好的推杆推出,铸件均F胀=∑F×p(1)匀受力,而且型腔受热时转角气泡由底部上升,排气槽式中:F胀为主胀型力(kN);∑F为铸件在分型面上的位于气泡上面,排气充分,零件成形良好,不易断裂。投影面积,一般另加30%作为浇注系统和溢流排气系所以,设计时分型面应选择在B面上。2统的面积(cm)
5、;p为压强(取p=40MPa)。计算得F胀为761.28kN。4浇注系统的设计2.2计算压铸机所需的锁模力4.1内浇道的设计压铸机的锁模力满足经验公式:4.1.1内浇道的位置设计F锁≥K·F胀(2)X黄汉云,男,1946年出生,副教授,株洲工学院机械系,湖南株洲(412008),电话:0733-8182185,E-mail:Huanghanyun@163.com收稿日期:2004-00-0048铝合金舌簧阀的压铸模设计设计时参照所选择分型面的位置,采用侧浇道形4.3溢流槽与排气槽的设计式,其位置及形状如图3所示。由于铸件是方形结构,
6、设计中所采用的溢流排气系统如图2所示。将排气容易使金属液在拐角处形成涡流和包卷气体,所以用侧槽开在溢流槽的后面实际上是将溢流和排气作为一个整浇道,这样型腔预热时间稍长排气良好。体来考虑,这样的设置可以提高压铸件质量,最大限度地[5]消除局部紊流带来的缺陷。其中溢流槽位于铸件转角处,是金属液最先冲击的部位,以排除金属液流前部的气体,稳定流态,减少涡流裹气。其次在浇道末尾设置一个容积较大的溢流槽可以带走一部分气泡,减少型腔裹气。排气槽开在溢流槽的后面,深0.03mm。5模具结构设计铸件的厚度很小,所设计的模具加上浇注系统,所图3等宽浇道
7、需要的金属液比较多,所以压室直径需取<50mm才可4.1.2内浇道截面积Ag的计算以满足。另一方面,铸件的总投影面积相对较大,而且内浇道截面积Ag满足公式凸模中有尖三角锥,所以模具结构必须紧凑。模具结构GAg=(3)如图5所示。ρVgt2式中:Ag为内浇道截面积(mm);G为通过内浇道的金属3液质量(g);ρ为液态金属的密度(ρ铝=2.4g/cm);Vg为内浇道处金属液的流速(m/s);t为型腔的充填时间(s)。液态铝在内浇道处的流速的理论值Vg为20～60m/s,结合工厂的生产实践Vg取40m/s,型腔的填充[4]时间t为0.1s
8、,计算得Ag为48.75mm。根据浇注量,内浇道的厚度h内为2mm,宽度d内为50mm。4.2横浇道的设计图5装配图横浇道设计为1模4腔。采用的横浇道为等宽浇11螺钉21复位杆31动模固定板41导套51导柱6、111镶道,可以使金属液
