压铸模具结构
通常情况下,压铸模具具备的基本结构涵盖了这些部分,有熔杯,有成形镶块,有模架,有导向件,有抽芯机构,有推出机构,还有热平衡系统等 。
压铸模具设计开发流程
图1展示了模具设计与开发流程,从这张图中能清楚地看到,模具设计阶段有设计人员要做的工作,还有模具设计的整体思路,这里面涵盖一些跟标准认证有关的设计和开发流程,其对设计阶段可能出现的缺陷具备一定的预防效用。
压铸模具设计要点
首先,借助快速原型这项技术以及三维软件来构筑合理的铸件造型,接着,基本确定分型面所在、浇注系统的位置和模具热平衡系统所在。
把二维铸件图依照要求转化成三维实体数据,依据铸件复杂程度和壁厚状况笃定合理收缩率,一般取0.05%~0.06%,确定分型面位置和形状,根据压铸机数据选定压射冲头位置和直径以及每模压铸件数,对压铸件予以合理布局,之后对浇注系统、排溢系统进行三维造型。
其二,开展流场模拟,开展温度场模拟,进而对模具浇注系统予以进一步优化,对模具热平衡系统予以进一步优化。
经过对铸件、浇注系统以及排溢系统的数据予以处理,接着输入压铸工艺参数、合金的物理参数等边界条件数据,借助模拟软件能够模拟合金的充型过程,以及液态合金于模具型腔内部的走向,还能够开展凝固模拟以及温度场模拟,进而对浇注系统予以进一步优化,并将模具冷却点的位置确定下来。模拟的结果是以图片以及影像的形式,把整个充型过程中液态合金的走向、温度场的分布等信息表达出来,通过分析能够找出可能会产生缺陷的部位。在后续进行设计时,借助更改内浇口的位置,对其走向予以调整,同时增设集渣包等相关措施,以此来改善充填所呈现的效果,对铸造缺陷的产生进行预防,进而消除该缺陷的出现。
第三,根据3D模型进行模具总体结构设计。
当模拟过程正在开展之际,我们能够开展模具总布置设计,其具体涵盖以下几个方面,。
(1)根据压铸机数据进行模具的总布置设计。
总布置设计里,确定压射位置是首要任务,确定冲头直径也是首要任务。确定压射位置方面,要保证压铸件处在压铸机型板的中心位置,并且压铸机的四根拉杆不会与抽芯机构相互产生干涉,压射位置关乎压铸件能不能成功地从型腔里顶出来。冲头直径直接对压射比的大小产生影响,进而对压铸模具需要的锁模力的大小产生影响。所以确定好这两个参数是我们设计起始的第一步。
(2)设计成形镶块、型芯。

重点考量成形镶块的强度与刚度,封料面的尺寸大小,镶块相互之间的拼接情况,推杆以及冷却点的布置等等,这些元素的合理搭配乃是保证模具寿命的基本要求。对于大型模具而言,特别要考虑易损部位的镶拼以及封料面的配合方式,这是防止模具早期损坏以及压铸过程中跑铝的关键所在,也是大模具排气以及模具加工工艺性的需求。图4所示的模具成形部分采用10块模块镶拼结构。
(3)设计模架与抽芯机构。
有些中小型压铸模具能够直接选用标准模架,大型模具则必须针对模架刚度、强度展开计算,以此防止在压铸过程里,因模架发生弹性变形,进而影响到压铸件的尺寸精度。抽芯机构设计的关键之处在于把控活动元件间的配合间隙以及元件间的定位。鉴于要考虑模架工作之时受热膨胀对滑动间隙产生的影响,大型模具的配合间隙需处于0.2至0.3mm之间,成形部分的对接间隙处于0.3至0.5mm之间,要依据模具大小以及受热状况来选用。成形滑块与滑块座之间借助方键进行定位。抽芯机构要进行润滑,这属于设计重点,该因素对压铸模具连续工作可靠性有直接影响,优良润滑系统是提高压铸劳动生产率的重要环节 。
(4)加热与冷却通道的布置及热平衡元件的选用。
液态高温物质于高压环境下高速流入模具型腔,给模具镶块带来诸多热量,怎样消除这些热量成为设计模具时必须思索的要点,特别针对大型压铸模具而言,热平衡系统对压铸件的尺寸以及内部质量有着直接影响。快速装接以及精确把控流量是现代模具热平衡系统的发展走向,伴随现代加工业的发展,热平衡元件的选用倾向于直接选取的设计方式,也就是元件制造企业直接给出元件的二维与三维数据,设计者随时取用,既能够确保元件质量又能够缩短设计时长。
(5)设计推出机构。
可分为机械推出、液压推出这两种形式的推出机构,机械推出是借助设备自身的推出机构达成推出动作,液压推出是依靠模具自身配备的液压缸来完成推出动作。尽量让推出合力的中心与脱型合力的中心同心,这是设计推出机构的关键所在,而这便要求推出机构具备良好的推出导向性、刚性以及可靠的工作稳定性。大型模具的推出机构中,重量是比较大的情况,推出机构元件与型框之间,会因模具自身重量致使推杆偏斜,进而出现推出卡滞现象,模具受热膨胀对推出机构影响之大尤为明显,所以推出元件与模框间的定位以及推板导柱的固定位置是极其重要的,这些模具的推板导柱通常固定在把模板上,把模板、垫铁和模框之间用直径较大的圆销或者方键定位,如此能最大程度消除热膨胀对推出机构的影响,必要时还可采用滚动轴承和导板支撑推出元件,同时设计推出机构时要留意元件间的润滑。通常,北美地区的模具设计者会在动模框的背面增添一块专门用于润滑推杆的油脂板,以此来强化对推出元件的润滑,如图5所示,动模框底部增设润滑油板,该板设有油道与推杆过孔相连通,在工作时进行润滑油的加注,进而能够润滑推出机构,避免出现卡滞现象。
(6)导向与定位机构的设计。
于整个模具结构里,导向机构是其一,定位机构是其二,它们是对模具运行稳定性影响最为重大关键的因素,并且还直接就影响到了压铸件的尺寸精度 。
模具的导向机构主要涵盖合模导向,抽芯导向,推出导向,一般而言导向元件要选用特殊材料的摩擦副,以此起到减磨以及抗磨的作用,与此同时良好的润滑也是不可或缺的,每个摩擦副之间都要设置必要的润滑油路。特别需要指出的是特大型滑块的导向结构一般采用铜质导套和硬质导柱的导向形式,再配合良好的定位形式,从而确保滑块运行平稳,准确到位。
模具定位机构主要涵盖这些方面:动静型之间的定位,推出复位定位,成形滑块以及滑块座之间的定位,型架推出部分跟型框之间的定位等 。动静型之间的定位属于一种具有活动性质的定位,其配合需要更高的准确性,小型模具能够直接靠成形镶块间的凸凹面来定位,大型压铸模具则必须运用特殊的定位机构,以此来消除热膨胀对模具定位精度所产生的影响,此外的几种定位结构是元件之间的定位,属于固定定位,通常采用圆销以及方键开展定位 。就如同图6所展示的那样,成形镶块相互之间的凸面与凹面进行定位,以此来确保动型和静型之间的定位能够准确无误地达成,进而防止模具出现错边的情况。