铝合金压铸模具龟裂的原因及预防措施

第一篇：铝合金压铸模具龟裂的原因及预防措施

铝合金压铸模具龟裂的原因及预防措施

铝合金压铸模具引起龟裂的主要原因：(1)模具在压铸生产过程中,铝料温度偏高；(2)模具在压铸生产过程中脱模剂喷洒不合理；

(3)模具热处理不理想,主要是硬度(硬度应不小于HRC--47)；

（4）模具钢材质量不好，推荐使用８４０７或精练Ｈ１３或更高级材料；（5）模具设计之冷却系统或运水操作不好。

早期龟裂一般情况下是因毛坯锻打起锻温度过高(俗称过烧)过烧是一种不可补救的缺陷 因此应严格控制毛坯制造过程中的起锻温度.淬火工艺上也如此,并应严格控制加热时间防止脱炭。

材料选择好之后就是热处理了，在生产了一定的数量后注意去应力，还有就是设计合理，尽量避免应力集中，注意Ｒ角的大小控制！

在大约1万模次的时候,模具要注意回火去应力,内力集中、加工残余应力未去除、压铸过程热应力未得到很好去除，总之龟裂就是应力集中的表现，可以采用多次回火去除应力从而可以增加模具寿命

铝合金压铸模具在生产一段时间后会龟裂的原因主要有以下几点:(1)模具温度偏高应力过大

(2)模具模仁材料没有使用８４０７,skd61及其它高品质的材料，(3)模具热处理硬度过高或过低，4)是否定期保养?5k times1 回火，15k times1 回火30k times..........預防壓鑄模龜裂問題﹐提高模具使用壽命﹐要做好以下几點﹕

1.壓鑄模成型部位(動﹑定模仁﹑型芯)熱處理要求﹕硬度要保証在HRC44~48(材料可選用SKD61或8407或高品质热作钢)

2.模具在壓鑄生產前應進行充分預熱作業,其作用如下﹕

2.1使模具達到較好的熱平衡﹐使鑄件凝固速度均勻并有利于壓力傳遞.2.2保持壓鑄合金填充時的流動性﹐具有良好的成型性和提高鑄件表面質量.2.3減少前期生產不良﹐提高壓鑄生產率.2.4降低模具熱交變應力﹐提高模具使用壽命.具体規范如下﹕

合金种類

模具預熱溫度(℃)

鋁合金

180~300

鋅合金

150~200

3.新模具在生產一段時間后﹐熱應力的積累是直接導致模仁產生龜裂的原因﹐為減少熱應力﹐投產一定時間后的模仁及滑塊應進行消除熱應力的回火處理.具体需要消除熱應力的生產模次如下﹕

模具類型

鋁合金

鋅合金

第一次回火

＜2000模次

＜10000模次

第二次回火

＜10000模次

＜20000模次

第三次回火

＜30000模次

＜50000模次

铝合金压铸模承受巨大交变工作应力，必须从模材，设计，加工，热处理及操作各方面加以

注意才能得到长的模具寿命，以下是为使模具能达长寿命的21点要诀：

1、高品质模材

2、合理设计模壁厚及其它模具尺寸

3、尽量采用镶件

4、在可能条件下选用尽量大的转角R

5、冷却水道与型面及转角的间距必须足够大

6、粗加工后应去应力回火

7、正确有热处理，淬火冷却须足够快

8、彻底打磨去除EDM硬质层

9、型面不可高度抛光

10、模具型面应经氧化处理

11、如选氮化，渗层不能太深

12、以正确的方法预热模具至推荐的温度

13、开始压铸５～20件应使用慢的锤头速(根据产品的大小)

14、在得到合格产品的前提下尽量降低铝液温度

15、尽量不使用过高的铝液注射速度及过高的铸造比压

16、确保模具得到适当冷却，冷却水的温度应保持在40~50℃

17、临时停机，应尽量合模并减小冷却水量或关闭运水，避免再开机时模具承受热冲击

18、当模型面在最高温度时应关冷却液

19、不使用过多的喷脱模剂

20、在一定数量后的压铸后去应力回火

21．尽量使用模温控制装置。

1、最主要的原因就是温度过高，建议使用温度计在压铸过程中随时控制温度（铝合金压铸建议温度尽量不要超过650度）

2、注意模具的预热，防止热疲劳。（龟裂主要是由于热疲劳引起的）

3、注意模具加工，最好是用加工中心完成，如果有需要电加工的，电加工后要增加研磨和抛光工序。

4、注意模具的保养（去应力回火）

5、建议高寿命要求的模具选用ASSAB 8407材料或更好的材料，压铸模具使用硬度建议不要高于50HRC

解析提高压铸模使用寿命的措施

面对二十一世纪的国内经济建设形势，模具企业要适应市场经济的发展，作为国家支柱产业的汽车工业将加大轻微轿车的产量，因而对于模具铸件的精度和质量提出了更高的要求。压铸模由于生产周期长、投资成本大、制造精度高，故而造价也比较高，因此许多模具压铸企业希望压铸模具有较高的使用寿命，从而能降低企业的生产成本。但是由于原材料、机械加工等一系列内外因素的影响，导致压铸模具过早失效而报废的现象普遍存在，导致了企业很大的经济浪费。

模具早期失效的形势主要有：凸模断裂、模膛边缘堆塌、飞边遭桥部龟裂、模腔底部发生裂纹、拐角处开裂、磨损、冲蚀等，造成压铸模失效的主要原因有：模具材料自身存在的缺陷、加工、使用、维修以及模具热处理的问题。

一、模具材料自身存在的缺陷

压铸模的使用条件非常恶劣，特别以铝压铸模为例，铝的熔点为580℃－740℃，使用时，铝液温度控制在650－720℃。在不对模具进行预热的情况下进行压铸，模具型腔表面温度由室温直升至液温、模具型腔表面要承受极大的拉应力；开模顶件时，模具型腔表面要承受极大的压应力。模具进行了数千次的压铸后，模具表面便会产生龟裂等缺陷而失效。

由此可知，压铸模使用条件的属于急热急冷。模具材料应选用能冷热疲劳抗力、断裂韧性好、热稳定性高的特性热作模具钢。H13是目前应用最为广泛的模具材料，据有关资料介绍，国外80％的型腔均采用H13材料，因此，在合理的热处理与生产管理下，H13仍具有满意的使用性能。

二、压铸模的加工、使用、维修和保养

压铸工艺在确定压铸机设置压射速度时，最大速度不应超过100m/s，压铸速度设置太高，容易造成模具腐蚀及型腔和型芯上沉积物增多；但压射速度设置过低会使铸件产生缺陷。因此铝压铸的最低压射速度应设为18 m/s，铝压铸的最大压射速度设置不应超过53 m/s，平均压射速度设置为43 m/s。

电火花加工在模具型腔加工中的应用越来越广泛，但加工后的型腔表面留有淬硬层。这是由于加工中，模具表面自行渗碳淬火造成的。淬硬层厚度由加工时电流强度和频率决定，粗加工时较深浅。淬硬层厚度无论深浅，模具表面均有极大应力。模具型腔进行电火花加工后必须清除淬硬层或消除应力，否则在使用过程中，模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。

模具使用一段时间后，由于压射速度过高和长时间使用，型腔和型芯上会有沉积物。这些沉积物是由脱模剂、冷却液的杂质和少量压铸金属在高温高压下结合而成。这些沉积物是由相当硬，并与型腔和型芯表面粘附牢固，很难清除。在清除沉积物时，不能用喷灯加热清除，这可能导致模具表面局部热点或脱碳点的产生，从而成为热裂的发源地。应采用研磨或机械去除，但不得伤及其它型面，造成尺寸变化。

经常保养模具可以使模具保持良好的使用状态。新模具在试模后，无论试模合格与否，均应在模具未冷却至室温的情况下，进行去应力回火。当新模具进行压铸模10000模次时，应对模具型腔及模架进行450－480℃回火，并对型腔进行抛光和氮化，以消除内应力和型腔表面的轻微裂纹。以后模具每12000～15000模次后必须进行同样保养。当模具使用50000模次后，可每25000～30000模次进行一次保养。采用上述方法，可明显减缓由于热应力导致模具龟裂的产生速度和时间。

三、模具的热处理

热处理的正确与否直接关系到模具使用寿命。由于热处理过程及工艺规程不正确，引起模具变形、开裂而报废以及热处理的残余应力导致模具在使用中失效的约占模具失效比例的50％左右。

压铸模型腔均是由优质合金钢制成，这些原材料价格较高，再加上加工费用，合起来成本非常高。如果由于热处理不当或热处理质量不高，而导致报废或寿命达不到设计要求，会造成很大的经济损失。因此，在热处理时要注意以下几点：

1、锻件在未冷至室温时，进行球化退火。

2、粗加工后、精加工前，增设调质处理。为防止硬度过高，造成加工困难，硬度限制在25－32HRC，并在精加工前，安排去应力回火。

3、热处理时应注意型腔表面的脱碳与增碳。脱碳不当会引起模具损伤和高密度裂纹；增碳会降低冷热疲劳抗力。

以上是关于如何提高压铸模使用寿命的一些粗浅的见解和分析，在实际生产过程中影响模具使用寿命的因素较多，涉及面也较广，如何真正提高压铸模的使用寿命是一个复杂的综合性问题，值得专业技术人员的进一步探讨和研究。

第二篇：压铸模具常见问题及预防措施

压铸模具常见问题及预防措施

一、铝压铸件表面缺陷分析：

1、拉模

特征及检验方法：沿开模方向铸件表面呈现条状的拉伤痕迹，有一定深度，严重时为面状伤痕。另一种是金属液与模具产生粘合，粘附而拉伤，以致铸件表面多料或缺料。

产生原因：型腔表面有损伤（压塌或敲伤）。

2、脱模方向斜度太小或倒斜。

3、顶出时不平衡，顶偏斜。

4、浇注温度过高，模温过高导致合金液产生粘附。

5、脱模剂效果不好。

6、铝合金成分含铁量低于0.6%。

7、型腔粗糙不光滑，模具硬度偏低。

预防措施：

1、修复模具表面损伤部位，修正脱模斜度，提高模具硬度（HRC46~50度），提高模具光洁度。

2、调整顶杆，使顶出平衡。

3、更换脱模效果好的脱模剂。

4、调整合金含铁量。

5、降低浇注温度，控制模具温度平稳平衡。

6、调整内浇口方向，避免金属液直冲型芯、型壁。

2、气泡

特征及检验方法：铸件表面有大小不等的隆起，或有皮下形成空洞。

产生原因：金属液在压射室充满度过低（控制在45%~70%）易产生卷气，初压射速度过高。

2、模具浇注系统不合理，排气不良。

3、熔炼温度过高含气量高，溶液未除气。

4、模具温度过高，留模时间不够，金属凝固时间不足，强度不够过早开模，受压气体膨胀起来。

5、脱模剂，注射头油用量过多。

6、喷涂后吹气时间过短，模具表面水未吹干。

预防措施：

1、调整压铸工艺参数、压射速度和高压射速度的切换点。

2、修改模具浇道，增设溢流槽、排气槽。

3、降低缺陷区域模温，从而降低气体的压力作用。

4、调整熔炼工艺。

5、延长留模时间，调整喷涂后吹气时间。

6、调整脱模剂、压射油用量。

3、裂痕

特征及检验方法：铸件表面有成直线状或不规则形狭小不一的纹路，在外力的作用下有发展趋势。冷裂---开裂处金属没被氧化。热裂—开裂处金属被氧化。

产生原因：

1、合金中含铁量过高或硅的含量过低。

2、合金中有害杂质的含量过高，降低了合金的可塑性。

3、铝硅合金：铝硅铜合金含锌或含铜量过高，铝镁合金中含镁量过多。

4、模具温度过低。

5、铸件壁厚有剧烈变化之处，收缩受阻。

6、留模时间过长，应力大。

7、顶出时受力不够。

预防措施：

1、正确控制合金成分，在某些情况下可在合金中加纯铝锭以减低合金中含镁量，或在合金中加铝硅中间合金以提高硅的含量。

2、改变铸件结构，加大圆角，加大脱模斜度，减少壁厚差。

3、变更或增加顶出位置，使顶出受力均匀。

4、缩短开模或抽芯时间。

5、提高模具温度（模具工作温度180~280度）

4、变形

特征及检验方法：压铸件几何形状与图纸不符。整体变形或局部变形。

产生原因：

1、铸件结构设计不良，引起收缩不均匀。

2、开模过早，铸件刚性不够。

3、拉模变形。

4、顶杆设置部合理，顶出时受力不均匀。

5、去除浇口方法不当。

预防措施：

1、改善铸件结构。

2、调整开模时间。

3、合理设置顶杆位置和数量。

4、选择合理的去除浇口方法。

5、消除拉模因素。

5、留痕及花纹

特征及检验方法：外观检查，铸件表面上有与金属液流动一致的条纹，有明显可见的与金属颜色不一样无方向性的纹路，无发展趋势。

产生原因：首先进入型腔的金属液形成一个极薄的而又不完全的金属层后，被后来的金属液所弥补而留下的痕迹。

2、模具温度过低。

3、内浇口截面积过小及位置不当产生喷溅。

4、作用于金属液上的压力不足。

5、花纹涂料和注射油用量过多。

预防措施：

1、提高模具温度。

2、调整内浇口截面积或位置。

3、调整内浇道金属液速度及压力。

4、选用合适的涂料、注射油及调整涂料注射油的用量。

6、冷隔

特征及检验方法：外观检查，压铸件表面有明显的、不规则的下陷线性纹路（有穿透与不穿透两种）形状细小而狭长，有时交接边缘光滑，在外力作用下有发展可能。

产生原因：

1、两股金属液流相互对接，但未完全融合而又无夹杂存在其间，两股金属结合力很薄弱。

2、浇注温度和模具温度偏低。

3、选择合金不当，流动性差。

4、浇道位置不对或流动线路过长。

5、填充速度低。

6、压射比压低。

7、金属液在型腔内流动不顺畅。预防措施：

1、适当提高浇注温度，（控制在630~730度，可根据铝材及产品调整）和模具温度。

2、提高压射比压，缩短填充时间。

3、提高压射速度，同时加大内浇口截面积。

4、改善排气填充条件。

5、选用合适的合金，提高金属液的流动性。

7、完善金属液在型腔内流动顺畅。

7、网状毛翅

特征及检验方法：外观检查，压铸件表面有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹，随压铸次数增加而不得扩大和延伸。

产生原因：

1、压铸模具型腔表面龟裂。

2、所用压铸模具材质不当或热处理工艺不正确。

3、极短时间内模具冷热温差变化太大。

4、浇注温度过高。

5、模具生产前预热不均和不足。

6、模具型腔表面粗糙。

预防措施：

1、正确选用模具材料及热处理工艺。

2、浇注温度不宜过高，尤其是高熔点的合金。在能满足生产需求条件下，尽可能选用较低的浇注温度。

3、模具预热要充分和均匀。

4、模具生产到一定模次后进行退火，消除内应力。

5、浇道和型腔表面不定期抛光处理，确保表面光洁度。

6、合理选择模具冷却方法，确保模具热平衡。

8、凹陷

特征及检验方法：铸件平滑表面出现凹陷部位。

产生原因：

1、铸件壁厚不均，相差太大，凹陷多产生在壁厚部位。

2、模具局部过热，过热部位凝固慢。

3、压射比压低。

4、由憋气引起型腔气体排不出，被压缩在型腔表面与金属液界面之间。

5、未开增压，补缩不足。

预防措施：

1、铸件壁厚设计尽量均匀。

2、模具过热部位冷却调整。

3、提高压射比压。

4、改善型腔排气条件。

5、提高增压比压。

9、欠铸

特征及检验方法：铸件表面有填充不足部位或轮廓不清。

产生原因：

1、流动性差原因：

1、金属液吸气、氧化夹杂物，含铁量高，使其质量差而降低流动性。

2、浇注温度低或模具温度低。

2、填充条件差：

1、压射比压低。

2、卷入气体过多，型腔背压变高，充性受阻。

3、操作不良，喷涂料、压射油过多，涂料、压射油堆积，气体挥发不出去。

预防措施：

1、提高金属液质量。

2、提高浇注温度或模具温度。

3、提高压铸射比压和充填速度。

4、改善浇注系统金属液的导流方式，在欠铸部位增开溢流槽、排气槽。

5、正确的压铸操作。

10、毛刺、飞边

特征及检验方法：压铸件在分型面边缘上出现金属薄片。

产生原因：

1、锁模力不够。

2、压射速度过高，形成压力冲击锋过高。

3、分型面上杂物未清理干净。

4、模具强度不够造成变形。

5、镶件、滑块磨损与分型面不平齐。

6、压铸机机铰磨损变形。

7、浇注温度过高。

预防措施：

1、检验锁模力和增压情况，调整压铸工艺参数。

2、清洁型腔及分型面。

3、修整模具、修整压铸机。

4、采用闭合压射结束时间控制系统，实现无飞边压铸。

11、变色、斑点

特征及检验方法：铸件表面出现不同于基本金属颜色的斑点。

产生原因：

1、脱模剂选用不合适。

2、脱模剂用量过多。

3、含有石墨的润滑剂中的石墨落入铸件表层。

预防措施：

1、更换优质脱模剂。

2、严格喷涂量及喷涂操作。

二、压铸模常见故障原因及排除方法

压铸模由于生产周期长、投资大、制造精度高，故造价较高，因此希望模具有较高的使用寿命。但由于材料、机械加工等一系列内外因素的影响，导致模具过早失效而报废，造成极大的浪费。

压铸模失效形式主要有：尖角、拐角处开裂、劈裂、热裂纹(龟裂)、磨损、冲蚀等。造成压铸模失效的主要原 因有：材料自身存在的缺陷、加工、使用、维修以及热处理的问题。材料自身存在的缺陷

众所周知，压铸模的使用条件极为恶劣。以铝压铸模为例，铝的熔点为580-740℃，使用时，铝液温度控制在 650-720℃。在不对模具预热的情况下压铸，型腔表面温度由室温直升至液温，型腔表面承受极大的拉应力。开模顶件时，型腔表面承受极大的压应力。数千次的压铸后，模具表面便产生龟裂等缺陷。由此可知，压铸使用条件属急热急冷。模具材料应选用冷热疲劳抗力、断裂韧性、热稳定性高的热作模具钢。H13(4Cr5MoV1Si)是目前应用较广泛的材料，据介绍，国外80％的型腔均采用H13，现在国内仍大量使用3Cr2W8V，但3Cr2W8VT_艺性能不好，导热性很差，线膨胀系数高，工作中产生很大热应力，导致模具产生龟裂甚至破裂，并且加热时易脱碳，降低模具抗磨损性能，因此属于淘汰钢种。马氏体时效钢适用于耐热裂而对耐磨性和耐蚀性要求不高的模具。钨钼等耐热合金仅限于热裂和腐蚀较严重的小型镶块，虽然这些合金即脆又有缺口敏感性，但其优点是有良好的导热性，对需要冷却而又不能设置水道的厚压铸件压铸模有良好的适应性。因此，在合理的热处理与生产管理下，H13仍具有满意的使用性能。

制造压铸模的材料，无论从哪一方面都应符合设计要求，保证压铸模在其正常的使用条件下达到设计使用寿命。因此，在投入生产之前，应对材料进行一系列检查，以防带缺陷材料造成模具早期报废和加工费用的浪费。常用检查手段有宏观腐蚀检查、金相检查、超声波检查。

(1)宏观腐蚀检查。主要检查材料的多孔性、偏柝、龟裂、裂纹、非金属夹杂以及表面的锤裂、接缝。(2)金相检查。主要检查材料晶界上碳化物的偏析、分布状态、晶料度以及晶粒间夹杂等。(3)超声波检查。主要检查材料内部的缺陷和大小。2 压铸模的加工、使用、维修和保养

模具设计手册中已详细介绍了压铸模设计中应注意的问题，但在确定压射速度时，最大速度应不超过100m/S。速度太高，促使模具腐蚀及型腔和型芯上沉积物增多；但过低易使铸件产生缺陷。因此对于镁、铝、锌相应的最低压射速度为27、18、12m/s，铸铝的最大压射速度不应超过53m/s，平均压射速度为43m/s。

在加工过程中，较厚的模板不能用叠加的方法保证其厚度。因为钢板厚1倍，弯曲变形量减少85％，叠层只能起叠加作用。厚度与单板相同的2块板弯曲变形量是单板的4倍。另外在加工冷却水道时，两面加工中应特别注意保证同心度。如果头部拐角，又不相互同心，那么在使用过程中，连接的拐角处就会开裂。冷却系统的表面应当光滑，最好不留机加工痕迹。

电火花加工在模具型腔加工中应用越来越广泛，但加工后的型腔表面留有淬硬层。这是由于加工中，模具表面自行渗碳淬火造成的。淬硬层厚度由加工时电流强度和频率决定，粗加工时较深，精加工时较浅。无论深浅，模具表面均有极大应力。若不清除淬硬层或消除应力，在使用过程中，模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。消除淬硬层或去应力可用：①用油石或研磨去除淬硬层；②在不降低硬度的情况下，低于回火温度下去应力，这样可大幅度降低模腔表面应力。

模具在使用过程中应严格控制铸造工艺流程。在工艺许可范围内，尽量降低铝液的浇铸温度，压射速度，提高模具预热温度。铝压铸模的预热温度由100～130℃提高至180～200℃，模具寿命可大幅度提高。

焊接修复是模具修复中一种常用手段。在焊接前，应先掌握所焊模具钢型号，用机械加工或磨削消除表面缺陷，焊接表面必须是干净和经烘干的。所用焊条应同模具钢成分一致，也必须是干净和经烘干的。模具与焊条一起预热(H13为450℃)，待表面与心部温度一致后，在保护气下焊接修复。在焊接过程中，当温度低于260℃时，要重新加热。焊接后，当模具冷却至手可触摸，再加热至475℃，按25mm/h保温。最后于静止的空气中完全冷却，再进行型腔的修整和精加工。模具焊后进行加热回火，是焊接修复中重要的一环，即消除焊接应力以及对焊接时被加热淬火的焊层下面的薄层进行回火。

模具使用一段时间后，由于压射速度过高和长时间使用，型腔和型芯上会有沉积物。这些沉积物是由脱模剂、冷却液的杂质和少量压铸金属在高温高压下结合而成。这些沉积物相当硬，并与型芯和型腔表面粘附牢固，很难清除。在清除沉积物时，不能用喷灯加热清除，这可能导致模具表面局部热点或脱碳点的产生，从而成为热裂的发源地。应采用研磨或机械去除，但不得伤及其它型面，造成尺寸变化。

经常保养可以使模具保持良好的使用状态。新模具在试模后，无论试模合格与否，均应在模具未冷却至室温的情况下，进行去应力回火。当新模具使用到设计寿命的1/6～1/8时，即铝压铸模10000模次，镁、锌压铸模5000模次，铜压铸模800模次，应对模具型腔及模架进行450—480℃回火，并对型腔抛光和氮化，以消除内应力和型腔表面的轻微裂纹。以后每12000～15000模次进行同样保养。当模具使用50000模次后，可每25000～30000模次进行一次保养。采用上述方法，可明显减缓由于热应力导致龟裂的产生速度和时间。在冲蚀和龟裂较严重的情况下，可对模具表面进行渗氮处理，以提高模具表面的硬度和耐磨性。但渗氮基体的硬度应在35-43HRC，低于35HRC时氮化层不能牢固与基体结合，使用一段时间后会大片脱落：高于43HRC，则易引起型腔表面凸起部位的断裂。渗氮时，渗氮层厚度不应超过0.15mm，过厚会于分型面和尖锐边角处发生脱落。3 热处理

热处理的正确与否直接关系到模具使用寿命。由于热处理过程及工艺规程不正确，引起模具变形、开裂而报废以及热处理的残余应力导致模具在使用中失效的约占模具失效比重的一半左右。

压铸模型腔均由优质合金钢制成，这些材料价格较高，再加上加工费用，成本是较高的。如果由于热处理不当或热处理质量不高，导致报废或寿命达不到设计要求，经济损失世大。因此，在热处理时应注意以下几点：(1)锻件在未冷至室温时，进行球化退火。

(2)粗加工后、精加工前，增设调质处理。为防止硬度过高，造成加工困难，硬度限制在25-32HRC，并于精加工前，安排去应力回火。(3)淬火时注意钢的临界点Ac1和AC3及保温时间，防止奥氏体粗化。回火时按20mm/h保温，回火次数一般为3次，在有渗氮时，可省略第3次回火。

(4)热处理时应注意型腔表面的脱碳与增碳。脱碳会记过迅速引起损伤、高密度裂纹；增碳会降低冷热疲劳抗力。(5)氮化时，应注意氮化表面不应有油污。经清洗的表面，不允许用手直接触摸，应戴手套，以防止氮化表面沾有油污导致氮化层不匀。

(6)两道热处理工序之间，当上一道温度降至手可触摸，即进行下道，不可冷至室温。

第三篇：铝合金压铸模具材料如何突破瓶颈

铝合金压铸模具材料如何突破瓶颈

铝合金压铸模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，进而影响铝合金压铸件的品质，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。随着汽车工业等的大发展，高性能的铝合金压铸件需求量不断上升，为了能够生产出高性能的铝合金压铸件，我们必须要制造出高质量的压铸模具

业内专家指出，技术装备创新升级是必由之路。那么，中国模具材料工业该如何突破瓶颈?首先要提高冶金质量，采用先进的设备和技术，采用先进的冶金方法和工艺，如炉外精炼、电渣重熔、真空处理，多向锻轧、精锻、精轧，生产纯净度的优质钢材;增加生产高均匀性、高等向性的模块、扁钢、方钢、板材等;通过机加工、调质处理等方法提供制品化、精品化的模具钢产品。

其次是研制、推广应用新型模具钢。国内新型模具钢种类繁多，但研制新型模具钢的空间仍然很大，况且有些新钢种性能有待改进。如铝合金大型压铸件日渐增多，研制大型铝合金压铸模具钢仍是当务之急。又如建筑业近年发展很快，研制价格低、耐磨性高、有足够强韧性的陶瓷、耐火砖模具钢也是一个急需解决的课题。

再次是建立塑料模具钢系列。我国塑料工业发展很快，塑料制品广泛用于农业、机械、化工、建筑、玩具、日用品、汽车、灯具、家用电器等，需求量大、质量要求高，与之相应塑料模具钢需求量急速增加，对钢的使用性能、工艺性能也提出了更高要求。

最后应当加强表面处理技术的创新和应用。表面处理能在保持模具原有成分和性能的基础上，赋予模具表面特殊使用性能(主要是耐磨性、耐蚀性等)，大幅度提高铝合金压铸模具使用寿命，拓宽了模具钢应用范围，还可以价格低的模具钢取代价格高的模具钢，因此受到世界各国的重视。我国应大力采用先进设备和技术，以期多种类、高质量的表面处理在模具上广泛应用。本文来源于http:/// 转载请声明！

第四篇：铝合金压铸缺陷原因分析(中英对照。含图片)

压铸缺陷（中英文）

(1)SHORT FILL 欠铸

MAIN CAUSE：Metal is frozen before the cavity is filled or by insufficient metal being ladled.主要原因：金属液在填充型腔前凝固或木勺舀取料不足。

1、Metal can cool down too much in the shot sleeve.金属在料管中冷却太快。FIRST STAGE VELOCITY TOO LOW；

2、Some part of the die may be too cold.模具局部温度过低。POOR GATING&RUNNER DESIGN；

(2)COLD SHUT 冷隔

MAIN CAUSE：Metal is frozen when two metal fronts join.主要原因：当两股金属液对接熔合时金属液被冻结。

1、Metal may be losing too much heat in the runner and cavity.金属液的热量主要是在浇道

和型腔中散失的。

(3)SCALING 起皮

MAIN CAUSE：Layers of metal and oxides can be created by poor shot end control and /or bad gate and runner design.主要原因：压铸后期增压不足或浇口和流道的设计不当都会使铸件起皮。

1、(4)BLISTER 气泡

MAIN CAUSE：Trapped gases are in the casting when the die is opened when the casting is still weak.This allows the compressed gas to expend and cause a blister.主要原因：当铸件还没完全凝固，强度不足时就打开模具使得铸件中的气体留在铸件中。这样铸件中的受压气体膨胀从而导致铸件产生气泡。

(5)FLASH 飞料

MAIN CAUSE：Metal pressure is too high upon the projected surface area(facing the platens)of the casting at the end of cavity fill.This creates a force across the parting line which is too great for the clamping force of the machine.The die is then forced apart which allows metal escape.主要原因：金属液充满型腔而压铸压力仍高于预计压力范围（压力表显示），传递到模具分型面上的压力超过模具的合模力，金属液就从模具被迫分开的缝隙中逃逸出去。

(6)COLD FLAKES 夹渣（铸点）

MAIN CAUSE：Metal is allowed to cool too much in the shot sleeve.The solid particles are then injected into the cavity.These flakes are often clearly visible on the surface of the casting with the naked eye.主要原因：在射管中的金属液受冷却过多，从而使冷却下来的固体金属粒子被注射进入型腔。这些小点就经常能明显地由目视看到出现在铸件的表面上。

(7)SHOT LUBE STAIN 油痕

MAIN CAUSE：This defect occurs when too much shot(tip)lube is used.主要原因：这个情况的出现是由于使用了过多的润滑油的缘故。

(8)AIR POROSITY 气孔

MAIN CAUSE：This defect is caused by trapped air in the casting which can come from several sources.It can be caused by poor shot end control, poor venting and overflow function or bad gating and runner design.主要原因：这情况是由残留在铸件中的气体造成的，它可能是压铸后期增压不足，排气不良和运行不当或者浇口和流道的设计不当所引起的。

(9)DRAG MARKS 拉伤

MAIN CAUSE：Insufficient draft or an undercut causing a casting to be damaged on the surface when it is ejected.This effect may be reduced by changing the temperature at which the casting is ejected.Poor surface finish of the die can be another cause.主要原因：设计不足或者下陷部分引起铸件顶出时损坏。这情况可以通过调整铸件顶出部位温度来减少出现。模具表面粗糙度低可能是另外一个原因。

(10)HOT TEARING/CRACKING 热裂

MAIN CAUSE：This defect is caused by metal shrinking during solidification while under tension.At the last place to solidify a tear or crack develops which can be seen at the surface.主要原因：这缺陷是由于在压力下金属液凝固时产生收缩引起的，在末端凝固成一条肉眼看到的缝或裂纹。

(11)HOT SHORTNESS 热脆性

MAIN CAUSE：The composition of the alloy causes the metal to be too weak at high temperatures(after solidification).This then can cause cracks in the surface of the casting to appear in regions of high stress when the casting is cooling(and contracting).NOTE: This defect can occur in conjunction with hot cracking.主要原因：合金成分在凝固后仍保持在高温之下会使金属变得脆弱。当铸件冷却（收缩）后受高压的部位表面会产生裂缝。注意：这缺陷能连同热裂一起出现。

(12)SINK 凹陷

MAIN CAUSE：A sink is caused by a shrinkage cavity being near the surface of the casting.This causes the surface of the casting to collapse into the cavity as solidification occurs.Sinks are caused be the same things as shrinkage porosity as well as very poor thermal control of the die because hot spots are required for sinks to form.主要原因：凹陷是由铸件表面附近的收缩洞造成的，是在凝固时表面向收缩洞坍塌的。凹陷跟收缩孔一样是由于模具热量控制上的不足引起的，因为模具局部过热导致凹陷形成。

(13)EXPLODED METAL 胀裂

MAIN CAUSE：A combination of porosity and the casting being ejected before it has solidified completely.This allows the trapped gases to burst out of the casting along with any unsolidified metal.主要原因：一个多孔性的组合物和铸件在未完全凝固之前被顶出会使残留受压气体沿着不牢固的铸件部位胀裂。

(14)WARPAGE 变形

MAIN CAUSE：A casting can deform after ejection during the time it is cooling down to room temperature.The root cause can sometimes be the casting geometry or the alloy specification.Warping can be minimized by ejecting at a lower temperature.Uneven die temperature is a major cause of this type of defect.主要原因：铸件顶出后在冷却到室温的那段时间会产生变形。根本原因有时可能是铸件的形状又或者是合金不符合规格。在一个较低的温度下顶出可以减小变形。模具温度不均匀是一个造成这种缺陷的主要原因之一。

(15)SOLDERING粘模

MAIN CAUSE: Chemical attack and bonding of aluminium to die steel.This causes aluminium to be torn away from the casting during ejection soldering can be reduced by a change in alloy and/or a reduction in die/metal temperature.主要原因：铝合金粘在模具上。这样会导致顶出时铝料的飞溅。改变合金成分和/或降低模具/金属温度可以减少出现粘铝的情况。

(16)SHRINKAGE POROSITY 缩孔

MAIN CAUSES: This defect is caused by metal reducing its volume during solidification and an inability to feed shrinkage with more metal before solidification.Hot spots can also cause shrinkage porosity to be concentrated in a specific zone.See ‘sink’

主要原因：这缺陷是由于铸件在凝固过程中因收缩并且得不到金属补偿液而造成的。模具局部高温同样会引起一个特定的区域产生收缩孔，称“凹陷”。

(17)HEAT CHECKING 龟裂

MAIN CAUSES: This defect is caused by the surface of the tool steel continually expanding &contracting during use.Excessively cold dies &die flexing accelerate this effect.主要原因：这个缺陷是由于模具在使用过程中表面频繁的热胀冷缩造成的。过分地冷模和模具疲劳会加速龟裂的产生。

(18)LEAKER 泄漏

MAIN CAUSES: Causes of leaks in castings where pressure tightness is required can be oxide folds and/or inclusions and/or porosity in conjunction with a surface defect which completes the path for a leak.A close analysis of the leaking area may reveal which of the many causes is causing the leak.主要原因：铸件产生泄漏的原因是要求紧密的地方可能出现了氧化物或有杂质或有孔导致表面缺点连成了一条可以泄漏的路径。给泄漏区做检漏分析可以展示出引起泄漏的原因。

(19)DISCOLOURED SURFACE 变色

MAIN CAUSES: Oxide films(dross)and/or residues in the cavity and/or particles in the metal and/or excess die lube can cause the surface to be discoloured.Also it can be caused by a part of the die being too cold causing the casting to have darker regions or ‘smears’ on the surface.主要原因：型腔的氧化膜和渣滓或金属液中的粒子或过量的模具润滑油会导致表面变色。同样它能导致模具部分过冷从而使铸件表面有黑斑或“油污”。

(20)BREAK OUT 浇口崩入（夹层）

MAIN CAUSE: Metal flakes(cold flakes)which get caught in the gate during cavity fill can break out unevenly when the casting is trimmed.主要原因：型腔充填时在料口产生的金属夹杂（冷隔），当铸件在除浇口时会不均衡的崩入。

(21)INCLUSIONS 杂质

MAIN CAUSES: The main causes of this type of defect are dirty/contaminated metal and/or poor melt banding practice.主要原因：这缺陷最主要的原因是实际操作时使用了脏的/被污染的材料或熔化不足。

(22)EJECTOR DAMAGE 顶针印凹入

MAIN CAUSE: In broad terms, it can be defined as excessive pressure on the casting surface by the ejector pin(s)during ejection.主要原因：在广泛的术语中，它被定义为在顶出时被顶针过多地压进铸件表面。

(23)EROSION/CAVITATION

MAIN CAUSES: Erosion is caused by direct molten metal impingment on die steel.Cavitation type erosion is caused by turbulence which causes low pressure regions in the flowing metal.These low pressure regions cause voids to form which can collapse at the die surface &cause erosion.主要原因：腐蚀是熔化金属在模具钢表面分支，气穴类腐蚀是流动金属在低压区域产生紊流。低压区域形成空洞，在模具表面产生凹陷和导致腐蚀。

(24)CRACKED CASTING 铸件裂纹

MAIN CAUSES: A crack in the casting can be caused by mechanical damage when the die is opened or when the casting is ejected.This classification excludes HOT CRACKING &cracking at the surface due to SHRINKAGE POROSITY.Also, this definition excludes HOT SHORTNESS.主要原因：铸件中的裂纹可能是由于模具开起时或铸件顶出时机械损伤造成的。这类情形包括热裂和由于缩孔造成的表面裂纹。而且这也包括热脆性。

(27)Die expansion at cavity fill can cause a second layer to form over the casting.在型腔填充时模具的受热胀型会使铸件表面分层。(28)Oxide layers could be forming during prefill.在预先填充过程中可能会形成氧化层。

(29)Incorrect first stage velocity can cause air to be entrained in the metal.不正确的第一阶段的速度会造成气体存在于金属中。

(30)Check operating window of PQ2 diagram to determine if pressure and projected surface area is not too high.通过检查PQ2图表的操作窗口确定压力和投影表面区域是否太高。

(31)Too much metal when prefill is used may cause the change over point to be too late and therefore the metal may cool down too much before second stage.当慢速压射时间太长，(32)Dies being forced apart with continued feeding after cavity fill.型腔充填后连续地进料使模具被迫开裂。

(33)Sticking plunger can cause entrained air during first stage or variable velocity during cavity fill.在型腔填充过程中，粘附压射冲头会导致第一阶段产生气泡或者是变化的填充速度。(34)Interrupted or uneven cavity fill.被阻止或不稳定的型腔充填。

(35)Steam produced from water in the cavity can cause severe flash.型腔中从水中产生的蒸气会造成严重的飞边。(36)Some parts of the die may be too cold.钢模的某些部分可能太冷了。(37)May affect fill pattern.可能影响填充形式。(38)Source of oxide layers.氧化层的来源。

(39)Damaged shot sleeve can be a source of entrained air.损坏的料管会成为气泡的来源。

(40)Poor runner design can cause ‘layering’ during cavity fill.横浇道设计不良会导致型腔填充过程中的分层现象。

(41)If the die is poorly constructed and finished then it may not shut off.如果钢模的结构不良，就可能合模合不上。(42)Die is more likely to flash if metal is very hot.如果金属液太热，钢模中很可能会产生飞边。

(43)Normally second stage velocity change affects metal pressure.通常第二阶段速度的变化会影响金属的压力。

(44)Broken tie bar(s)or cracked platen(s)may cause flash to occur suddenly.损坏的连杆或有裂纹的滚筒可能会立即造成飞边的出现。(45)Sources of metal flakes.金属夹杂的来源。

(46)Percentage of solids too high at cavity fill.Second stage velocity may be the cause of this.型腔充填时固化金属的百分比太高，第二阶段的速度可能是造成这种情况的原因。(47)It is possible to reduce some porosity under intensification.在高压下减少孔隙率是很有可能的。

(48)The casting shrinks as it cools.This causes the casting to grip die components more as it is left longer in the die.压铸件冷却时会产生收缩。这会导致压铸件粘模如果留模时间过长。(49)Changing volume affects wave celebration and change over point.(50)Varying change over point when prefill is used can cause variation in heat load on different parts of the die.(51)Can cause uneven die temperature

造成钢模温度不稳定

(52)Shrinkage not fed.Sometimes it is not possible to feed shrinkage due to the location of the gate.没有补缩。有时没有可能补缩是由于料口的位置问题。(53)Sources of entrained air.铸件中气体的来源

(54)This cause is very likely if flash occurs suddenly.如果飞边立即出现，这个因素是很有可能的。

(55)Metal composition may cause some metal to solidify at too high a temperature in the shot sleeve.金属的成分可能会导致一部分金属液在料管中固化太快。(56)Too cold.太冷

(57)Die and shot sleeve may be too cold.钢模和料管可能太冷了。(58)Air trapped in cavity.型腔中含有气体。

(59)A lip on the shot sleeve & low ejector pins, for example, can cause air to be entrained in the metal.料管

与低速推杆，举例来说，可导致金属液中含有气体。

(60)If the die is too cold then air may be trapped during cavity fill as two metal fronts meet(similar to cold shut).如果钢模太冷，当两股金属液流相遇时气体就有可能被阻塞在型腔中（与冷隔相似）。(61)Cavitation and erosion can cause rapid break down of die steel which can then cause drag marks.(62)Areas opposite the gate can be a source of hot spots.(63)Metal too weak when ejecting and SOLDERING can occur here also.(64)Adjusting these parameters may fix the problem without dealing with the root cause.调整这些参数就可以这个问题而不用涉及到其根源。

(65)Metal adhesion is a sign that the die is too hot in that area and may cause other problems such as drag marks and soldering.金属粘着是模具的那个区域太热的迹象，可能会造成其它的问题，像流痕和粘模。(66)Damage from ejection.压射毁坏

(67)Excessive Fe, Cu and Zn can cause hot shortness.过量的Fe, Cu and Zn会造成热脆性。

(68)May cause some parts of the die to over hear and allow the casting to become too hot some areas.可能会造成模具的某些部位过热以及铸件的某些区域过热。(69)Possible source of explode.爆炸的可能因素

(70)Oversize biscuits can explode.尺寸过大的毛坯会破裂。

(71)Prefill can sometimes help reduce soldering in some areas.预先充填有时可以减少某些区域的粘模现象。

(72)Variation in volume changes the affective change over point.This can change heat distribution in the die.(73)Changed metal velocity can increase heat transfer to a problem area in some cases.在某些情况下，改变金属液的充填速度可以

(74)Shrinkage can occur when biscuit is too short for intensification.(75)Metal freezing off in runners, gate(s)and the cavity during prefill can disrupt the fill pattern and any resulting cold flakes can cause leaks as well.在预先填充时，金属在浇道、料口和型腔中的激冷会破坏其充填形式，而且任何冷料都回造成泄露。(76)Affects the change over point with respect to the metal in the runner and die.This may be cause of entrained air since the shot sleeve may not be full at the change over point.(77)The machine may have low accumulator pressure or the intensification circuit may not be working effectively.(78)If this defect occurs suddenly then these are the most likely causes.如果这个缺陷立即出现，那这些就很可能是造成这个缺陷的原因。

(79)If prefill used, the metal may be too cold and cause staining/streaking on the casting surface.如果预先填充，金属液可能会太冷，并在铸件表面造成变色或斑点。

(80)Solidified metal in these areas can be pushed down the shot sleeve and then into the casting.在这些区域凝固的金属会被推进到料口，然后压铸。(81)Poor thermal control.控温不良

(82)Poor fill pattern may concentrate heat load in a small area of the die.不良的填充形式可能会引起模具小区域的温度升高。(83)Die may need to be polished.模具可能需要抛光。

(84)Low levels of Fe(less then 0.6-0.7%)can cause soldering.含Fe量低（低于0.6-0.7%)会造成粘模。(85)Die is too cold.模具太冷

(86)Improved gating and runner design can enhance feeding of shrinkage in some areas.改进料口与浇道的设计可以提高某些区域的补缩。(87)Oxide& sludge can be associated with shrinkage porosity.氧化物和残渣可能与收缩多孔有关。(88)Sources of porosity.气孔来源

(89)Changing metal composition or type can improve pressure tightness.改变金属成分或型号可以改善压紧力。

(90)Interference with fill pattern and entrapped gases.填充形式和金属液中气体的干扰

(91)A phase of the metal can solidify first on the surface during cavity fill.在型腔充填过程中金属中的某一液相可能会首先凝固。

(92)Die surface is too cold or there it too much die lube on the die surface.压铸表面太冷或有太多的冲模润滑油在模具表面。

(93)If the gate is partially frozen during cavity fill, break-out can occur.如果在型腔填充时料口部分激冷，就会造成破裂。

(94)All flux will not be used if the metal is too cold.Also sludge can from if the metal temperature is too low.如果金属温度太低，所有的助焊剂都不能用，而且还会形成污质。(95)Metal flow is not atomized.金属液流没有雾化。

(96)Metal flow has ‘collapsed’ into a ‘solid’ stream.金属液流

(97)Damage to the casting when the die is opening.当模具开启时，压铸件毁坏。

(98)Poor ejector pin location can be a contributor along with these causes.推杆位置不好很可能造成这样的结果。

(99)Metal freezing in runner &gate causing the effective gate &runner area to change.金属液在横浇道和料口的冷却导致有效的料口和浇道区域的改变。

(100)Root cause can be poor die surface, bad casting geometry and out of specification(see HOT SHORTNESS).

第五篇：压铸模具毕业论文

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第1章 绪论

1.1课题意义

1.1.1 压力铸造的特点

高压力和高速度是压铸中熔融合金充填成型过程的两大特点。压铸中常用的压射比压在几兆帕至几十兆帕范围内，有时甚至高达500MPa。其充填速度一般在0.5～120m/s范围内，它的充填时间很短，一般为0.01～0.2s，最短的仅为千分之几秒。因此，利用这种方法生产的产品有着其独特的优点。可以得到薄壁、形状复杂但轮廓清晰的铸件。其压铸出的最小壁厚：锌合金为0.3mm；铝合金为0.5mm。铸出孔最小直径为0.7mm。铸出螺纹最小螺距0.75mm。对于形状复杂，难以或不能用切削加工制造的零件，即使产量小，通常也采用压铸生产，尤其当采用其他铸造方法或其他金属成型工艺难以制造时，采用压铸生产最为适宜。铸件的尺寸精度和表面粗糙度要求很高。铸件的尺寸精度为IT12～IT11面粗糙度一般为3.2～0.8μm，最低可达0.4μm。因此，个别压铸件可以不经过机械加工或仅是个别部位加工即可使用[1]。

压铸的主要优点是：

(1)铸件的强度和表面硬度较高。由于压铸模的激冷作用，又在压力下结晶，因此，压铸件表面层晶粒极细，组织致密，所以表面层的硬度和强度都比较高。

压铸件的抗拉强度一般比砂型铸件高25%～30%，但收缩率较低。(2)生产率较高。压力铸造的生产周期短,一次操作的循环时间约5 s～3 min ,这种方法适于大批量生产。

虽然压铸生产的优势十分突出，但是，它也有一些明显的缺点：(1)压铸件表层常存在气孔。这是由于液态合金的充型速度极快，型腔中的气体很难完全排除，常以气孔形式存留在铸件中。因此，一般压铸件不能进行热处理，也不宜在高温条件下工作。这是由于加热温度高时，气孔内的气体膨胀，导致压铸件表面鼓包，影响质量与外观。同样，也不希望进行机械加工，以免铸件表面显露气孔。

(2)压铸的合金类别和牌号有所限制。目前只适用于锌、铝、镁、铜等合金 1

沈阳工业大学本科生毕业设计 的压铸。而对于钢铁材料，由于其熔点高，压铸模具使用寿命短，故钢铁材料的压铸很难适用于实际生产。至于某一种合金类别，由于压铸时的激冷产生剧烈收缩，因此也仅限于几种牌号的压铸。

(3)压铸的生产准备费用较高。由于压铸机成本高，压铸模加工周期长、成本高，因此压铸工艺只适用于大批量生产[2]。1.1.2压铸模具设计的意义

模具是压铸件生产的主要工具，因此在设计模具时应尽量注意使模具总体结构及模具零件结构合理，安全可靠，便于制造生产，压铸模浇排系统需合理设计。模具的加工、装配要到位，配合需适当，压铸模具的优化也是一个重要方面。压铸模具的优良程度很大程度上取决浇注系统以及排溢系统的设计。压铸生产中，因为模具浇道形状、浇口与排溢口位置及压铸力等控制参数选择不合理导致压铸件缩孔、冷隔或者气孔等缺陷的情况常有出现。而对浇道和排溢口的形状、大小、位置以及压铸机压射工艺参数经过优化后可以大大减少这些缺陷[3]。综上所述，压铸模具的合理设计对于生产出高质量的铸件具有重要意义。

1.2压铸发展历史、现状及趋势

1.2.1压铸的发展历史

压铸始于19世纪，其最初被用于压铸铅字。早在1822年，威廉姆·乔奇（Willam Church）博士曾制造一台日产1.2～2万铅字的铸造机，已显示出这种工艺方法的生产潜力。1849年斯图吉斯（J.J.Sturgiss）设计并制造成第一台手动活塞式热室压铸机，并在美国获得了专利权。1885年默根瑟（Mersen-thaler）研究了以前的专利，发明了印字压铸机，开始只用于生产低熔点的铅、锡合金铸字，到19世纪60年代用于锌合金压铸零件生产。压铸广泛应用于工业生产还只是上世纪初，用于现金出纳机、留声机和自行车的产品生产。1904年英国的法兰克林（H.H.Franklin）公司开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承，开创了压铸零件在汽车工业中应用的先例。1905年多勒（H.H.Doehler）研制成功用于工业生产的压铸机、压铸锌、锡、铜合金铸件。随后瓦格纳（Wagner）设计了鹅颈式气压压铸机，用于生产铝合金铸件。这种压铸机是利用压缩空气推送铝 2

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合金经过一个鹅颈式通道压入模具内，但由于密封、鹅颈通道的粘咬等问题, 这种机器没有得到推广应用。但这种设计是生产铝合金铸件的第一次尝试。20世纪20年代美国的Kipp公司制造出机械化的热室压铸机，但铝合金液有浸蚀压铸机上钢铁零部件的倾向，铝合金在热室压铸机上生产受到限制。1927年捷克工程师约瑟夫·波拉克（Jesef Pfolak）设计了冷压室压铸机，由于贮存熔融合金的坩锅与压射室分离，可显著地提高压射力，使之更适合工业生产的要求，克服了气压热压室压铸机的不足之处，从而使压铸技术向前迈出重要一步[3]。20世纪50年代大型压铸机诞生，为压铸业开拓了许多新的领域。随着压铸机、压铸工艺、压铸型及润滑剂的发展，压铸合金也从铅合金发展到锌、铝、镁和铜合金，最后发展到铁合金，随着压铸合金熔点的不断增高而使压铸件应用范围也不断扩大[4]。

1.2.2我国压铸产业的发展

我国压铸工业在近半个世纪的发展中有了长足的进步。作为一个新兴产业，其每年都以8%～12%的良好势头快速发展。目前，我国拥有压铸厂点及相关企业2600余家，压铸机近万台，年产压铸件50余万吨。其中铝压铸件占67.0%、锌压铸件31.2%、铜压铸件1.0%、镁压铸件0.8%。我国的压铸厂点及相关企业中，压铸厂点2000余家，占企业总数的80%以上，压铸机及辅助设备企业、模具企业、原辅材料企业近398家，占13.7%，科研、大专院校、学会等其他单位合计112个，占总数的3.8%[5]。压铸机生产方面，我国约有压铸机生产企业20多个，年生产能力超过1000台，压铸机的供应能力很强。其中的中小型压铸机的质量较好，大型压铸机、实时控制的高性能的压铸机仍需进口，2000吨以上的压铸机正在研制中[5]。种种情况表明，中国的压铸产业已经相当庞大。

但是，与压铸强国相比，中国的压铸业还有着较大的差距。中国压铸企业的规模较小，企业素质不高，技术水平落后，生产效率较低。虽然与美国、日本等压铸先进国家相比，我国压铸件的生产占有一定的数量优势，但我国压铸企业以小型工厂为主，因此在管理水平和工作效率上，较之有很大的差距。另外，虽然我国生产的中小型压铸机质量较好，但大型压铸机、实时控制的高性能的压铸机仍需进口，每年进口压铸机100台以上[6]。由此可见，我国不能算作压铸强国，只能是压铸大国。

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近年来，由于中国工业的迅速发展，压铸产业已经逐渐向很多市场迈进。以中国的轿车工业压铸市场为支柱，中国的压铸业已经向摩托车行业、农用车行业、基础设施建设市场、玩具市场、家电产业等多个方向快速拓展，其势头方兴未艾[7]。

1.2.3压铸产业的发展趋势

由于整个压铸过程都是在压铸机上完成，因此，随着对压铸件的质量、产量和扩大应用的需求，开始对压铸设备提出新的更高的要求，传统压铸机已经不能满足这些要求，因此，新型压铸机以及新工艺、新技术应运而生。例如，为了消除压铸件内部的气孔、缩孔、缩松，改善铸件的质量，出现了双冲头（或称精、速、密）压铸；为了压铸带有镶嵌件的铸件及实现真空压铸，出现了水平分型的全立式压铸机；为了提高压射速度和实现瞬时增加压射力以便对熔融合金进行有效地增压，以提高铸件的致密度，而发展了三级压射系统的压铸机。又如，在压铸生产过程中，除装备自动浇注、自动取件及自动润滑机构外，还安装成套测试仪器，对压铸过程中各工艺参数进行检测和控制。它们是压射力、压射速度的显示监控装置和合型力自动控制装置以及电子计算机的应用等[8]。以下介绍的便是压铸行业中出现的新工艺技术。

(1)真空压铸

真空压铸是利用辅助设备将压铸型腔内的空气抽除且形成真空状态，并在真空状态下将金属液压铸成形的方法。其真空度通常在380～600毫米汞柱的范围内，可以通过机械泵获得。而对于薄壁与复杂的铸件，真空度应该更高。由于型腔抽气技术的圆满解决，真空压铸在20世纪50年代曾盛行一时，但后来应用不多。目前，真空压铸只用于生产要求耐压、机械强度高或要求热处理的高质量零件，其今后的发展趋向是解决厚壁铸件和消除热节部位的缩孔，从而更有效地应用于可热处理和可焊接的零件。

真空压铸的特点是：显著减少了铸件中的气孔，增大了铸件的致密度，提高了铸件的力学性能，并使其可以进行热处理。消除了气孔造成的表面缺陷，改善了铸件的表面质量。可减小浇注系统和排气系统尺寸。由于现代压铸机可以在几分之一秒内抽成需要的真空度，并且随着铸型中反压力的减小，增大了铸件的结晶速度，缩短了铸件在铸型中的停留时间。因此，采用真空压铸法可 4

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提高生产率10%～20%.采用真空压铸时，镁合金减少了形成裂纹的可能性（裂纹时镁合金压铸时很难克服的缺陷之一，经常发生在型腔通气困难的部位），提高了它的力学性能，特别是可塑性。

（2）充氧压铸

国外在分析铝合金压铸件的气泡时发现，其中气体体积分数的90%为氮气，而空气中的氮气体积分数应为80%，氧气的体积分数为20%。这说明气泡中部分氧气与铝液发生了氧化反应。因此出现了充氧压铸的新工艺[9]。

充氧压铸是消除铝合金压铸件气孔，提高铸件质量的一个有效途径。所谓充氧压铸是在铝液充填型腔，用氧气充填压室和型腔，以置换其中的空气和其他气体，当铝金属液充填时，一方面通过排气槽排出氧气，另一方面喷散的铝液与没有排除的氧气发生化学反应而产生三氧化二铝质点，分散在压铸件内部，从而消除不加氧时铸件内部形成的气孔。这种三氧化二铝质点颗粒细小，约在1μm以下，其重量占铸件总重量的0.1%～0.2%,不影响力学性能，并可使铸件进行热处理[10]。

（3）精速密压铸

精速密压铸是一种精确地、快速的和密实的压铸方法，又称套筒双冲头压铸法。国外在20世纪60年代中期开始在压铸生产中应用这一方法。精密速压铸法在很大程度上消除了气孔和缩松这两种压铸件的基本缺陷，从而提高了压铸件的使用性能，扩大了压铸件的应用范围。

（4）半固态压铸

半固态压铸是当金属液在凝固时，进行强烈的搅拌，并在一定的冷却速率下获得50%左右甚至更高的固体组分浆料，并将这种浆料进行压铸的方法。

半固态压铸的出现，为解决钢铁材料压铸模寿命低的问题提供了一个方法，而且对提高铸件质量、改善压铸机鸭舌系统的工作条件，都有一定的作用，所以是用途的一种新工艺[11]。

1.3毕业设计内容

本课题设计内容是锌合金底盘座铸件压铸模具设计，主要包括浇注系统和排溢系统，成形零件，抽芯机构，推出机构以及模体结构等，其设计步骤如下：

（1）设计压铸模具总体结构；

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（2）设计浇注系统；（3）设计成型零件系统；（4）设计抽芯系统机构；

（5）设计模体、顶出及复位机构。

主要设计方法为：运用UG绘制整个模具的装配图、立体图和具体的零件图、立体图。然后对整个模具的工作过程进行模拟以保证其动作过程灵活。

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第2章 压铸模具的整体设计

2.1 铸件工艺性分析

2.1.1 铸件立体图及工程图

所用零件为锌合金底盘座，材料YX041，铸造精度CT5，铸件中心是一个较深的型腔，侧壁有凸台，凸台上有直径为80mm的通孔。壳体的底端有4个直径为30mm的小孔，铸件平均壁厚3.8mm，其立体图如图2-1，工程图如图2-2。

图2-1 铸件立体图

图2-2 铸件工程图

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2.1.2 铸件分型面确定

压铸模的定模与动模表面通常称为分型面，分型面是由压铸件的分型线决定的。而模具上垂直于锁模力方向上的接合面，即为基本分型面。此壳体铸件的分型面选择现有三种方案如图2-3所示。

选择Ｉ面，使铸件整体放在定模中，保证了铸件的同轴度，有利于气体的排出，同时I-I面也是铸件的最大投影面。

选择Ⅱ面，铸件的同轴度不易保证。

选择Ⅲ面，由于合模不严会使分型面处产生飞边，不易清除痕迹，也不利于浇注系统的放置。

综上分析决定选取I-I面为该铸件的分型面。

图2-3 铸件分型面选择

2.1.3 浇注位置的确定

铸件中心有型芯，所以不宜采用中心浇注，因此采用底端浇注，浇注位置选在平台的端面。

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2.2 压铸成型过程及压铸机选用

2.2.1 卧式冷室压铸机结构

卧式冷室压铸机基本组成如图2-4所示。

图2-4 卧式冷室压铸机

1—增压器；2—蓄能器；3—压射缸；4—压射冲头；5—压室；6—定座板；7—拉杆；8—动座板；9—顶出缸；10—曲肘机构；11—支承座板；12—模具高度；13—合模缸；14—机体；15—控制柜；16—电机及泵

此类压铸机的基本结构分为5部分：

(1)压射机构

主要作用是在高压力下将熔融的金属液压入型腔的压射机构。压射压力、压射速度等主要工艺参数都是通过它来控制的，其中包括压室、压射冲头、压射缸、增压器和蓄能器。

(2)合模机构

其作用是实现压铸模的开启和闭合动作，并在压射成型过程中具有足够而可靠的锁模力，以防止在高压压射时，模具被推开或发生偏移。

(3)顶出机构

在压铸件冷却固化成型并开启模具后，顶出缸驱动压铸模的推出机构，将成型压铸件及浇注余料从模具中顶出，并脱出模体，其中包括顶出缸和顶杆。

(4)传动系统

通过液压传动或机械传动完成压铸过程中所需要的各种动作。包括电机、各种液压泵及机械传动装置。

(5)控制系统

控制系统控制柜指令液压系统和机械系统的传动元件，按压铸机压射过程预定的工艺路线和运行程序动作，将液压动作和机械动作有机的 9

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结合起来，完成准确可靠、协调安全的运行规则[12]。2.2.2 压铸成型过程

卧式冷室压铸机的压住成型过程主要分为4个步骤，如图2-4所示。

(a)合模过程

(b)压射过程

(c)开模过程

(d)铸件推出过程

图2-5 压铸成型过程

(a)合模过程

压铸模闭合后，压射冲头1复位至压室2的端口处，将足量的液态金属3注入压室2内。

(b)压射过程

压射冲头1在压射缸中压射活塞高压作用下，推动液态金属3通过压铸模4的横浇道

6、内浇口5进入压铸模的型腔。金属液充满型腔后，压射冲头1仍然作用在浇注系统，使液态金属在高压状态下冷却、结晶、固化成型。

(c)开模过程

压铸成型后，开启模具，使压铸件脱离型腔，同时压射冲头1将浇注余料顶出压室。

(d)推出铸件过程

在压铸机顶出机构作用下，将压铸件及其浇注余料顶出，10

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并脱离模体，压射冲头同时复位[13]。2.2.3压铸机型号的选用及其主要参数

本课题设计的压铸件在分型面的投影面积为729cm2,压铸件的重量为5.20kg,锌合金一般件的推荐压射比压为13～20MPa，动模板最小行程为108mm,采用常用的卧式冷室压铸机，其型号为J1163E。

压铸机主要参数如下：压射力为368～600kN；压室直径为70～100mm；最大浇注量（铝）为9kg；浇注投影面积为403～1649；动模板行程为600mm；拉缸内空间水平垂直为750mm750mm。

2.3 浇注系统设计

压铸模浇注系统是将压铸机压室内熔融的金属液在高温高压高速状态下填充入压铸模型腔的通道。它包括直浇道、横浇道、内浇口、以及溢流排气系统等。它能调节充填速度、充填时间、型腔温度，因此它决定着压铸件表面质量以及内部显微组织状态，同时也影响压铸生产的效率和模具的寿命[14]。2.3.1 带浇注系统铸件立体图

铸件立体图如图2-6所示，溢流槽设于分型面四个对角处，用于有序的排除型腔中的气体和排除并容纳冷污的金属液以及其他氧化物。

图2-6 带浇注系统铸件

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2.3.2 内浇口设计

（1）内浇口速度

由参考文献[15]查得，锌合金铸件内浇口充填速度50m/s，选取为40m/s。

（2）充填时间

经计算，压铸件的平均壁厚约为3.8mm，利用参考文献[16]中的经验公式。

t=35(b-1)

（2-1）

式中t-充填时间，ms；b-压铸件平均壁厚，mm 可求出t=35(3.8-1)=98ms≈0.1s。（3）内浇口截面积的确定

内浇口截面积的确定可由公式（2-2）得出：

(2-2)式中：—内浇口横截面积，cm2；G—通过内浇口金属液的总质量，g；

—内浇口流速，cm；

/s的推荐值为30～—液态金属的密度，g/cm3； ； —型腔的填充时

/s间，s；V—通过内浇口金属液的体积，计算得出数值如下：

—型腔的充填速度，cm。

(4)内浇口厚度、长度、宽度的确定

由内浇口厚度、宽度和长度的经验数值表，适当选取此锌合金铸件内浇口厚度为2.5mm，长度为22.5mm，宽度为100mm。2.3.3 横浇道设计

（1）横浇道的形式及尺寸

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根据铸件及内浇口特点，选用T形浇道，截面为矩形，浇道形状及尺寸如图2-7。

（2）横浇道与内浇口的连接方式

图2-7 横浇道立体图及具体尺寸

为了防止金属液对型芯的正面冲击，横浇道与内浇口采用了端面联接的方式，见图2-8。

图2-8 端面联接方式

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图2-8中具体尺寸为：2.3.4 直浇道设计

；；。

直浇道尺寸由浇口套尺寸决定。浇口套内径与压室内径相同，由于压铸机选择型号为J1163E，其压室直径为70，80，100。选取100为浇口套内径，其他尺寸根据情况自行设计，具体尺寸见附录。2.3.5 排溢系统设计

排溢系统由排气道、溢流槽、溢流口组成。如图2-9所示，选用半圆形结构的排溢系统。

图2-9 排溢系统结构

（1)溢流槽尺寸设计

溢流槽尺寸选取：溢流口厚度h=0.5mm；溢流口长度l=4mm；溢流口宽度s=72mm；溢流槽半径r=15mm。

（2）排气道设计

排气道相关尺寸选取为：排气槽深度为0.12mm；宽度为15mm。

2.4 压铸模具的总体结构设计

压铸模由定模和动模两个主要部分组成。定模固定在压铸机压室一方的定 14

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模座板上，是金属液开始进入压铸模型腔的部分，也是压铸模型腔的所在部分之一。定模上有直浇道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上，随动模座板向左、向右移动与定模分开和合拢，一般抽芯和铸件顶出机构设于其内。

压铸模具的基本结构及零件明细表如图2-10所示，它通常包括以下六个部分。

（1）成型零件部分。在合模后，由动模镶块和型腔镶块形成一个构成压铸件形状的空腔，通常称为成型镶块。构成成型部分的零件即为成型零件。成型零件包括固定的和活动的镶块与型芯，如图中的镶块、主型芯、小型芯以及侧型芯等。有时成型零件还构成浇注系统的一部分，如内浇口、横浇道、溢流口和排气道等。

（2）浇注系统。浇注系统是熔融金属由压铸机压室进入压铸模成型空腔的通道，如图中浇口套、浇道镶块以及横浇道、内浇口、排溢系统等。

由于成型零件和浇注系统的零件均与高温的金属液直接接触，所以它们应选用经过热处理的耐热钢制造。

（3）模体结构。各种模板、座架等构架零件按一定程序和位置加以组合和固定，将模具的各个结构件组成一个模具整体，并能够安装到压铸机上，如图中的垫块、支撑板、动模压板、定模套板、定模座板和动模座板等。

导柱和导套是导向零件，又被称为导准零件。它们的作用是引导动模板与定模板在开模和合模时能沿导滑方向移动，并准确定位。

（4）顶出和复位机构。将压铸件或浇注余料从模具上脱出的机构，包括推出零件和复位零件，如图中的推杆、推杆固定板和推板。同时，为使顶出机构在移动时平稳可靠，往往还设置自身的导向零件推板导柱和推板导套。为便于清理杂物或防止杂物影响推板的正确复位，还在推板底部设置限位钉。

（5）侧抽芯机构。当压铸件侧面有侧凹或侧凸结构时，则需要设置侧抽芯机构，如图中斜滑块、侧型芯、斜滑块限位钉、弹顶销、弹簧等。

（6）其它。除以上各结构单元外，模具内还有其它用于固定各相关零件的内六角螺栓以及销钉等[17]。

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图2-10 模具总装图

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第3章 成型零件及斜滑块结构设计

3.1 成型零件设计概述

成型零件是与高温金属液接触的零件，用于形成浇注系统和铸件。成型零件由浇注系统成型零件和铸件成型零件两部分组成。

（1）浇注系统成型零件：浇道镶块、浇口套，用于形成浇注系统。（2）铸件成型零件：型芯、镶块、斜滑块块，用于形成铸件。成型零件的结构形式主要可以分为整体式和组合式两类。

1）整体式结构 型腔和型芯都由整块材料加工而成，即型腔或型芯直接在模板上加工成型。

2）整体组合式结构 型腔和型芯由整块材料制成，装入模板的模套内，再用台肩或螺栓固定。

3）局部组合式结构 型腔和型芯由整块材料制成，局部镶有成型镶块的组合形式。

4）完全组合式结构 由多个镶拼件组合而成的成型空腔。

成型零件直接接触高温、高压、高速的液态金属，受机械冲击、磨损、热疲劳和化学侵蚀的反复作用，热应力和热疲劳导致的热裂纹则是破坏失效的主要原因，所以对成形零件的尺寸精度的要求尺寸精度高3-4级，对粗糙度的要求比铸件粗糙度高2级。

由于本文中采用斜滑块抽芯系统，其也与液态金属直接接触，故放入本章介绍[18]。

3.2浇注系统成型零件设计

（1）浇口套的结构

在浇口套中形成直浇道，常用浇口套的结构形式如图3-1所示。图（a）由于制造和装卸比较方便，在中小型模具中应用比较广泛。图（b）是利用台肩将浇口套固定在两模板之间，装配牢固，但拆装均不方便。

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图（c）是将压铸模的安装定位孔直接设置在浇口套上。

图（d）、（e）型式用于中心进料图（f）是导入式直浇道的结构型式。本课题选用图（a）的形式。

图3-1 浇口套结构形式

（2）浇口套与压室的连接方式 连接方式如图3-2所示。

图3-2（a）为平面对接：为了保证同轴度应提高加工精度和装配精度。图3-2（b）保证了它们的同轴度要求。

图3-2 浇口套与压室连方式接

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本课题采用（a）类连接，即平面对接的方式，此类连接便于装卸。（3）浇口套的尺寸与配合精度

浇口套尺寸根据具体情况设计，具体尺寸参见附录。

配合精度：D1取H7h6、D2取e8、D取F8、D0取H7、d取e8。（4）浇注系统成型零件的材料和硬度的要求

压铸模具的浇注系统成型零件直接与高温、高压、高速填充的液态金属液接触，在短时间内温度变化很大，压铸模的工作环境十分恶劣，因此对浇注系统成型零件材料的选择应慎重。底座铸件模具设计按国家标准选取的材料为4Cr5MoSiV1,热处理要求为44～48HRC。

3.3 铸件成型零件设计

3.3.1 成型收缩率

成型收缩率是指铸件收缩量与成型状态铸件尺寸之比，收缩分三种情况（见图3-3）：

（1）自由收缩 在型腔内的压铸件没有成型零件的阻碍作用，图中L1。（2）阻碍收缩 如图中L2，有固定型芯的阻碍作用。（3）混合收缩 如图中L3，这种情况较多。

图3-3 压铸件收缩率的分类

由参考文献[16]中查得锌合金的自由收缩率为0.6%～0.8%，阻碍收缩率为0.3%~0.4%，混合收缩率为0.4%～0.6%。取YX041锌合金的自由收缩1=0.7%，阻碍收缩为20.4%，混合收缩为=0.5%。

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3.3.2 脱模斜度

（1）脱模斜度的选取标准

1）不留加工余量的压铸件。为了保证铸件组装时不受阻碍，型腔尺寸以大端为基准，另一端按脱模斜度相应减少；型芯尺寸以小端为基准，另一端按脱模斜度相应增大。

2）两面均留有加工余量的铸件。为保证有足够的加工余量，型腔尺寸以小端为基准，加上加工余量，另一端按脱模斜度相应增大；型芯尺寸以大端 为基准，减去加工余量，另一端按脱模斜度相应减少。

3）单面留有加工余量的铸件。型腔尺寸以非加工面的大端为基准，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脱模斜度相应减少。型芯尺寸以非加工面的小端为基准，减去斜度尺寸差及加工余量，另一端按脱模斜度相应放大。

（2）脱模斜度的尺寸

配合面外表面最小脱模斜度α取015，内表面最小脱模斜度β取030。非配合面外表面最小脱模斜度α取030，内表面最小脱模斜度β取1°。由于底座内腔深度>50mm，则脱模斜度可取小[19]。3.3.3 压铸件的加工余量

由于铸件具有较为精确的尺寸和良好的铸造表面，所以一般情况下，可以不进行机械加工。同时，由于压铸件内部可能有气孔，所以应尽量避免再进行机械加工。但是，某些部位还是应该进机械加工。如装配表面、装配孔、成型困难没有铸出的一些形状，去除内浇口、溢流口后的多余部分等。

底座铸件的加工余量选取根据参考文献[15]中推荐的加工余量选择，平面按最大边长确定，孔按直径确定。3.3.4铸件成型尺寸的计算

成型零件表面受高温、高压、高速金属液的摩擦和腐蚀而产生损耗，因修型引起尺寸变化。把尺寸变大的尺寸称为趋于增大尺寸，变小的尺寸称为趋于变小尺寸。在确定成型零件尺寸时，趋于增大的尺寸应向偏小的方向取值；趋于变小的尺寸应向偏大的方向取值；稳定尺寸取平均值。

根据参考文献[16]，成型零件尺寸的计算公式如下：

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’‘A（AAn）’

式中：A'—成型件尺寸；—成型零件制造偏差；A—压铸件尺寸（含脱模斜度、加工余量）；—收缩率；n—补偿系数；—压铸件尺寸偏差。

n为损耗补偿系数，由两部分构成，其一是压铸件尺寸偏差的1磨损值，一般为压铸件尺寸偏差的1‘差=（15～14）。

2，其二是

4，因此n0.7。成型零件尺寸制造偏已知铸件尺寸公差等级为CT5，根据参考文献查表可得铸件基本尺寸的相应尺寸公差。由铸件图可知型腔尺寸有：Φ100，h270，4R25，Φ190，h224，h6。型芯尺寸有：Φ182.5，Φ80，4Φ30.2，h210,4R50，h2。中心尺寸有：L121，L220。

(1)型腔尺寸计算

型腔的尺寸是趋于增大尺寸，应选取趋于偏小的极限尺寸。计算公式为：

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(2)型芯尺寸计算

型芯的尺寸是趋于减小的尺寸，应选取趋于偏大的极限尺寸。计算公式为：

(3)中心距位置尺寸计算

中心距离尺寸是趋于稳定的尺寸，其偏差规定为双向等值。公式为：

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3.4 成型零件装配图

定模与动模合拢后形成的空腔通常称为型腔，而构成型腔的零件即为成型零件。成型零件包括固定和活动的镶块与型芯。模具成型零件立体图如图3-4所示，装配图如图3-5所示。

图3-4 铸件成型零件立体图

图3-5 铸件成型零件装配图

1—浇口套；2—定模镶块；3—动模斜滑块：4—镶块：5—弹簧顶销

6—小型芯；7—主型芯

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3.5 斜滑块机构设计

3.5.1 侧抽芯系统概述

当铸件上具有与推出方向不一致的侧孔、侧凹或侧凸形状时，在压铸成型后，此处的成型零件会阻碍压铸件的推出，必须设置可以移动的侧型芯。在铸件推出前，先将型芯抽出，消除障碍后，再将压铸件推出，合模时，再将型芯回复到原来的成型位置。完成侧抽芯的抽出和复位动作的机构称为侧抽芯机构。

侧抽芯机构有多种形式，但应用较多的是斜销机构和斜滑块机构。斜销机构较复杂，但用途较广；斜滑块机构简单，仅用于侧凹较浅的情况[20]。

(1)斜销侧抽芯结构。图3-6是斜销侧抽芯的工作过程。斜销侧抽芯机构主要用于侧孔抽芯，分型面为垂直分型面。

(2)斜滑块侧抽芯机构。如图3-7所示，(a)为合模状态，(b)开模，(c)抽出型芯。在定模板的推动下，斜滑块复位。

本课题根据零件的结构特点选择了斜滑块侧抽芯机构。

图3-6 斜销侧抽芯结构工作过程

（a）合模状态

（b）开模状态

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(c)抽芯状态

图3-7 斜滑块机构工作过程

3.5.2 斜滑块机构基本结构

斜滑块抽芯机构，主要由定位销和斜滑块组成。特点是：结构紧凑，动作可靠，常用于侧成型面积较大，侧孔、侧凹较浅，所需抽芯力不大的情况。斜滑块抽芯基本结构如图3-8所示。

图3-8 斜滑块抽芯基本结构

1－定模板；2－限位销；3－斜滑块；4－动模套板；

5－型芯；6－推杆；7－动模固定板

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3.5.3 斜滑块的拼合形式

斜滑块拼合形式如图3-9所示。

在图3-9中，（a）、（b）、（c）是两瓣式的拼合形式。（a）是常用形式，（b）可能产生溢料现象，（c）能解决溢料问题。（d）、（e）、（f）为三瓣式或多瓣式的拼合形式[21]。

由于本课题设计的底盘座铸件比较简单，因此选用图3-9中（a）两瓣式的拼合形式，不但满足要求而且设计比较简单。

图3-9 斜滑块拼合形式

3.5.4 斜滑块的导滑形式

斜滑块导滑形式如图3-10所示。T形槽形式加工比较简单，因此本课题选用T形槽形式。3.5.5 斜滑块尺寸设计

（1）抽芯距离计算

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根据参考文献[16]的公式：

其中—外形内凹成形深度（mm）；

=24，K取5mm，因此，=29mm。

K—安全值，斜滑块机构一般取3～5mm。本课题铸件的

图3-10 斜滑块导滑形式（a）T形槽；（b）燕尾槽

（2）推出高度l确定

推出高度是斜滑块在推出是轴向运动的全程，即抽芯行程后推出行程，根据参考文献[16]可知，斜滑块的可推出高度不可大于斜滑块厚度L的55%，留在套版内的长度需大于30mm。因此，选取推出高度l=108mm。

（3）倒向斜角的确定 导向角计算公式为：

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由参考文献[15]可知倒向斜角一般在据前面所得计算结果，可以计算出=

～。

间选取，一般不超过，根3.5.6 斜滑块抽芯机构表面粗糙度和材料选择

（1）零件表面粗糙度

侧抽芯机构零件爱你表面粗糙度选取：斜滑块的外表面Ra0.8μm，型腔表面Ra0.4μm，其他非配合面Ra3.2μm。

（2）材料选择

斜滑块的材料选用4Cr5MoSiV1,热处理要求44~48HRC,斜滑块限位钉的材料选用45钢，热处理要求25~32HRC。3.5.7 弹簧限位销设计

由于定模型芯的包紧力较大,开模时,斜滑块和逐渐可能被留在定模型芯上,或斜滑块受到定模型芯的包紧力而产生位移,使铸件变形。此时应设置强制装置，确保开模后斜滑块稳定地留在动模套板内。本课题即考虑到定模型芯的包紧力作用，安装了4个弹簧限位销，以避免斜滑块径向移动，从而强制斜滑块留在动模套板内。

根据参考文献[24]。采用的弹簧限位销的弹簧中径D=40mm，弹簧丝直径d=8mm，有效圈数n=7，采用材料为硅锰弹簧钢60Si2MnA，具体尺寸见附录。3.5.8 斜滑块抽芯机构立体图和装配图

斜滑块侧抽芯机构由斜滑块、动模套板以及推杆等零件组成。由瓣合组成的斜滑块镶嵌在动模套板的导滑槽内。合模时，定模套板的分型面与斜滑块的上端面接触，使瓣合斜滑块分别推入动模套板的斜面内定位。斜滑块各侧向的密封面，在压铸机锁模力的作用下锁紧。开模后，压铸机的顶出装置推动模具的推出机构，驱动推杆并推动斜滑块向脱模方向移动。在这个过程中，由于动模套板内斜导滑槽的导向作用，使斜滑块在推动压铸件向前运动时，分别向上下侧分型，即在推出压铸件的同时，抽出压铸件侧面的凹凸部分，完成侧抽芯动作[21]。图3-11为斜滑块机构立体图，图3-12为斜滑块机构装配图。

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图3-11 斜滑块抽芯机构立体图

图3-12 斜滑块机构装配图

1-小型芯；2-定模镶块；3-定模套板；4-斜滑块；5-限位钉；6-动模套板；

7-推杆；8-压板；9-支撑板；10-镶块；11-主型芯；12-弹簧限位销

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