金属压铸模具设计.pdf

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1、金属压铸模具设计Die-CastingDieDesignofMetal大连理工大学机械工程学院模具研究所InstituteofDie&MouldofSchoolofMechanicalEngineeringDalianUniversityofTechnology第一讲:金属压铸的基本概念1压铸概论♣压力铸造的概念:(铝,锡,锌,镁,铅,铜,合金)金属压铸是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸工艺方法。1压铸概论♣压力铸造特性:1高速充填:通常内浇口速度可达30～60m/s之间。甚至高

2、达可达80m/s。2充填时间很短:中小型铸件通常为0.01～0.2s之间。3高压充填:常见的压射压力为15—100MPa。4金属液的冷却速度快。1压铸概论♣压铸设备热室压铸机立式(全)冷室卧式1压铸概论热室压铸机的压室通常浸入在坩埚的金属液中,如图1所示。压射时，金属液在压射冲头作用下，沿着通道经喷嘴填充模具型腔。gooseneck图1热室压铸机的压室1压铸概论卧式冷室压铸机的压室与熔化坩锅是分开的，如图2所示。压铸时，需要由坩锅内盛取金属液倒入压室后，再由压射冲头经金属液压进模具型腔。图2冷室压铸机的压室1压铸概论♣压铸金属压铸金属主

3、要是有色合金，至于黑色金属（钢、铁等）由于模具材料等问题，目前较少使用。而有色合金压铸件中又以铝、锌合金使用较广泛。铅合金低熔点合金锡合金锌合金铝硅系压铸合金铝铜系铝合金铝镁系高熔点合金镁合金铝锌系铜合金1压铸概论表1各类压铸合金推荐的浇铸温度铸件平均壁厚≤3mm铸件平均壁厚>3mm合金种类结构简单结构复杂结构简单结构复杂铝硅系610-650℃640-680℃600-620℃610-650℃铝铝铜系630-660℃660-700℃600-640℃630-660℃合铝镁系640-680℃660-700℃640-670℃650-690℃金铝

4、锌系590-620℃620-660℃580-620℃600-650℃锌合金420-440℃430-450℃400-420℃420-440℃镁合金640-680℃660-700℃640-670℃650-690℃铜普通黄铜910-930℃940-980℃900-930℃900-950℃合金硅黄铜900-920℃930-970℃910-940℃910-940℃1压铸概论♣压铸模具压铸模是安装在压铸机上用于成形压铸件的金属模具，它的结构正确、合理与否是顺利成形出合格铸件的关键。压铸模具分为动、定模两部分，其中有成形铸件几何形状和尺寸的型腔、型芯

5、，熔融金属液通过浇注系统填充型腔，通过溢流排气系统排除气体，由推出机构脱出铸件。1压铸概论♣压铸工艺压铸成形过程中，合理的工艺参数确定是保证获得合格、优质铸件，稳定高效生产的重要条件。压铸过程的工艺参数主要有﹕压射压力、压射速度、充填时间﹐压铸合金与模具溫度等。实际生产过程中，这些参数之间是在相互影响、相互制约中，维持一种动态的平衡。调整其中任一个参数便会引起其它参数随之发生变化，这种变化的结果直接反映在铸件的成型质量上。压铸件的生产就是在这些工艺参数相互匹配、协调平衡的动态变化过程中完成的。（1）压射压力1）压射压力的概念压铸过程中，

6、压力起着主导作用。熔融金属液是在压射冲头的压力作用下充满压室进入模具浇注系统，进而填充满型腔并在压力作用下凝固成型。这个压力称压射压力。可见压射压力是指充模结束时冲头作用在金属液面的力。在压射过程中，随着冲头位置的移动，这个力不是恆定的,它的大小隨不同的压铸阶段而改变。这个压力的变化规律将对铸件质量产生重要影响。2）压射比压的概念实际生产中，压射压力是以压射比压来表示的﹐压射比压就是充模结束时﹐压射冲头作用于单位面积金属液面上的压力。压射比压与压射力和压室直径之间的关系为p﹕压射比压（Pa）F4FF:压射压力（N）p=2Aπdd﹕压室直

7、径(m)2A﹕冲头截面积（m）压射比压与压射压力成正比﹐与压射冲头的截面积成反比。实际生产中，压射压力是以压射比压来表示的﹐压射比压就是充模结束时﹐压射冲头作用于单位面积金属液面上的压力。比压的大小对铸件的力学性能、表面质量和模具寿命影响很大。铝合金在不同比压下的力学强度性能曲线如图所示。随比压的增大，铸件的强度增加，但塑性下降。比压过高时，强度也会下降。塑性提高比压可增大金属液的充模能力，获得轮廓清晰的铸件。但比压过高会加剧金属液对型腔的冲击，加速模具磨比压损。还会增加胀模力，甚至造成飞边或金属液喷溅。比压对力学性能的影响压铸生产中，

8、比压的大小，应根据合金的类型和铸件的结构特点合理选择。比压的调整可通过改变压铸机的压射力和更换不同直径的压室来实现。压铸机的结构性能、浇注系统的形状和大小等对比压都有一定的影响。推荐的比压值（MPa）锌合金