压塑模课件第6章.

第6章压铸模浇注系统及排溢系统设计•6.1浇注系统设计•6.2排溢系统设计6.1浇注系统设计•6.1.1•（1）浇注系统的结构。浇注系统主要由直浇道、横浇道、内浇口和余料组成。压铸机的类型不同，浇注系统就有所不同。各种类型压铸机所采用的浇注系统的结构如图6-1•（2）浇注系统的分类。各种类型的浇注系统适应不同结构铸件的需要。浇注系统的分类如表6-1和图6-2下一页返回6.1浇注系统设计•6.1.2•1.•内浇口是指横浇道到型腔的一段浇道，其作用是使横浇道输送出来的低速金属液加速并形成理想的流态而顺序地充填型腔，它直接影响金•（1）内浇口的设计要点。设计内浇口时，主要是确定内浇口的位置和方向，并预计合金充填过程的流态、可能出现的死角区和裹气部位，以便设置适当的溢流和排气系统。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•内浇口的设计要点如下:•①从内浇口进入型腔的金属液应首先充填深腔处难以排气的部位，然后充填其他部位，并应注意不要过早地封闭分型面和排气槽，以便•②金属液进入型腔后，不正面冲击型壁和型芯，力求减少动能损耗，•③应尽可能采用单个内浇口而少用分支浇口（大型铸件、箱体和框架类以及结构形状特殊的铸件除外），以避免多路金属液汇流互相撞击，形成涡流，产生裹气和氧化物夹杂等缺陷。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•④形状复杂的薄壁铸件应采用较薄的内浇口，以保证有足够的充填速度。对一般结构形状的铸件，为保证最终静压力的传递作用，应采•⑤内浇口设置位置应使金属液充填压铸模型腔各部分时流程最短，•（2）内浇口的分类。内浇口的分类如表6-2所示。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•（3）内浇口的尺寸确定。内浇口最合理的截面积计算涉及多方面的因素，目前尚无切实可行的精确计算方法。在生产实践中，主要结合具体条件按经验选用，常用的经验公式为:•式中Ag——内浇口截面积，m2•G——通过内浇口的金属液质量，kg•ρ——液态金属的密度，kg·m-3•vg——充填速度，m/s•t——型腔的充填时间，s。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•内浇口的厚度对金属液的充型影响较大。一般情况下，当铸件较薄并要求外观轮廓清晰时，内浇口厚度要求较薄。•当铸件表面质量要求高、组织要求致密时可采用较厚的内浇口，但内浇口太厚，充填速度过低而降温大，可能导致铸件轮廓不清，切除内浇口也麻烦。内浇口厚度的经验数据如表6-3所示。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•内浇口宽度也应适当选取，宽度太大或太小会使金属液直冲浇口对面•内浇口的长短直接影响铸件质量，内浇口太长，影响压力传递，降温大，铸件表面易形成冷隔花纹等。内浇口太短，进口处温度容易升高，•内浇口宽度和长度的经验数据如表6-4所示。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•2.•直浇道是传递压力的首要部位。在立式压铸机和热室压铸机上，直浇道是指从浇口套起到横浇道为止的一段浇道。•（1）立式冷压室压铸机直浇道。立式压铸机直浇道主要由压铸机上的喷嘴和模具上的浇口套组成，图6-3所示为立式压铸机用直浇道的上一页下一页返回6.1浇注系统设计•立式压铸机用直浇道的设计要点如下:•①根据浇注系统内浇口截面积，选择喷嘴导入口直径。喷嘴导入口小端截面积一般为内浇口截面积的1.2～1.4倍。可按下式计算喷嘴导•式中d1——喷嘴导入口小端直径，mm•Ag——内浇口截面积，mm2。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•②位于浇口套部分的直浇道的直径应比喷嘴部分直浇道的直径每边放大0.5～１mm•③喷嘴部分的脱膜斜度取1°30′，浇口套的脱模斜度取1°30′～3°。•④分流锥处环形通道的截面积一般为喷嘴导入口的1.2倍左右，直浇道底部分流锥的直径一般情况下可按下式计算•式中d3——直浇道底部分流锥直径，mm•d2——直浇道底部环形截面处的外径，mm•d1——直浇道小端（喷嘴导入口处）直径，mm。上一页下一页返回6.1浇注系统设计••⑤R5～20mm•采用浇口套可以节省模具钢且便于加工。直浇道部分浇口套的结构形式如图6-4所示。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•分流锥起分流金属液和带出直浇道的作用。分流锥单独加工后装在镶块内，不允许在模具镶块上直接做出，如图6-5所示。圆锥形分流锥的导向效果好、结构简单、使用寿命长，因此应用较为广泛。对直径较大的分流锥，可在中心设置推杆，如图6-6所示。•（2）卧式冷压室压铸机直浇道。其结构如图6-7所示，它由压铸机上的压室和压铸模上的浇口套组成，在直浇道上的这一段称为余料，其上一页下一页返回6.1浇注系统设计•①D•②浇口套的长度一般应小于压铸机压射冲头的跟踪距离，以便余料•③横浇道入口应开设在压室上部内径2/3以上部位，避免金属液在重•④分流器上形成余料的凹腔的深度等于横浇道的深度，直径与浇口套相等，沿圆周的脱模斜度约为5上一页下一页返回6.1浇注系统设计•⑤有时将压室和浇口套制成一体，形成整体式压室。整体式压室内•⑥采用深导入式直浇道（见图6-8）可以提高压室的充满度，减小深型腔压铸模的体积，当使用整体式压室时，有利于采用标准压室或现•⑦压室和浇口套的内孔应在热处理和精磨后，再沿轴线方向进行研Ra0.2μm•直浇道部分浇口套的结构形式如图6-9所示。•压室和浇口套的连接方式如图6-10所示。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•（3）热室压铸机用直浇道。图6-11所示为热室压铸机用直浇道的结•热室压铸机用直浇道的设计要点如下:•①•②根据内浇口截面积选择喷嘴出口小端直径d0。一般喷嘴出口处小端的面积为内浇口截面积的1.1～1.2倍。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•③直浇道中心一般设置分流锥，以调整直浇道的截面积，改变金属•④直浇道的单边斜度一般取2°～6°，浇口套内孔表面粗糙度不大Ra0.2μm•⑤为适应高效率热室压铸机生产的需要，在浇口套和分流锥内部应设置冷却系统（见图6-12）。•直浇道部分的典型结构形式如图6-13所示。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•3.•横浇道是直浇道的末端到内浇口前端的连接通道，它的作用是将金属液从直浇道引入内浇口，并可以借助横浇道中的大体积金属液来预热模具，当铸件冷却收缩时用来补缩和传递静压力。有时横浇道可划分为主横浇道和过渡横浇道（见图6-14上一页下一页返回6.1浇注系统设计•横浇道的设计要点如下:•（1）横浇道的截面积应从直浇道到内浇口保持均匀或逐渐缩小，不允许有突然的扩大或缩小现象，以免产生涡流。•（2）横浇道应平直或略有反向斜角，如图6-15所示。而不应该设计成曲线，如图6-16（a）、（b）所示，以免产生包气或流态不稳。•（3）对于小而薄的铸件，可利用横浇道或扩展横浇道的方法来使模具达到热平衡，容纳冷污金属液、涂料残渣和气体，即开设盲浇道，如图6-17•（4）横浇道应具有一定的厚度和长度，若横浇道过薄，则热量损失大；若过厚，则冷却速度缓慢，影响生产率，增大金属消耗。保持一上一页下一页返回6.1浇注系统设计•（5）横浇道截面积在任何情况下都不应小于内浇口截面积。多腔压•（6）对于卧式压铸机，一般情况下工作时，横浇道在模具中应处于直浇道（余料）的正上方或侧上方，多型腔模也应如此，以保证金属液在压射前不过早流入横浇道，如图6-18所示。•（7）对于多型腔的情况，有时将横浇道末端延伸，布置溢流槽，以•横浇道的截面形状根据压铸件的结构特点而定，一般以扁梯形为主，特殊情况下采用双扁梯形、长梯形、窄梯形、圆形或半圆形。通常，横浇道的截面尺寸可按表6-5进行选择。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•横浇道的长度（见图6-19•L=0.5D+（25～35）（mm）（6-5•式中L——横浇道长度，mm•D——直浇道导入口处直径，mm。上一页下一页返回6.1浇注系统设计•6.1.3表盖压铸件内浇道设置在厚壁处，有利于静压力的有效传递，但由于内浇道和横浇道均较薄，厚壁处气孔、缩孔较为严重6.1浇注系统设计•6.1.3表盖压铸件内浇道设置在厚壁处，同时将内浇道和横浇道厚度增大，更有利于静压力的传递，使厚壁处质量得到明显改善6.1浇注系统设计•6.1.3号盘座压铸件采用扩散式外侧浇道，内浇道宽度为压铸件直径的70%，金属液进人型腔后立即封闭整个分型面，溢流槽和排气槽不起作用，压铸件中心部位会造成欠铸和夹渣等缺陷6.1浇注系统设计采用扩张后带收缩式的外侧浇道，内浇道宽度为压铸件直径的90%，将金属液引向压铸件中心部位，对顺利地排渣、排气较为有利，但由于金属液向中心部位聚集时相互冲击，液流紊乱，故中心部位仍有少量欠铸和夹渣等缺陷采用夹角较小的扩散式外侧浇道，内浇道宽度为压铸件直径的60%左右，内浇道设置在靠近凸台处，将金属液首先充填凸台和中心部位，使气体、夹渣挤向内浇道两侧，从设置在两侧的溢流槽、排气槽中排除，改善了充填、排气和压力传递条件，效果较好6.1浇注系统设计•6.1.3导管压铸件平直侧浇道,金属液从平直方向注入，在两端设置环形溢流槽。由于金属液直接冲击型芯,流态紊乱，压铸件表面容易出现留痕、花纹等缺陷。切线端部侧浇道，金属液从一端切线方向充填型腔，在另一端设环型溢流槽，并采用盲浇道改善模具热平衡状态。充填、排气条件较好，有利于提高压铸件质量，去除浇道方便，但增加了金属液消耗量.6.1浇注系统设计•6.1.3环型浇道，金属液从一端环型浇道注入，顺着型芯方向充填，在另一端设置溢流槽，此系统充填、排气条件良好，有利于提高压铸件质量环型浇道，金属液从一端环型浇道注入，顺着型芯方向充填，在另一端设置溢流槽，增加了盲浇道以改善模具热平衡状态。此系统充填、排气条件良好，压铸件质量好，表面光洁，但增加了金属液消耗量6.1浇注系统设计•6.1.3直浇道，金属液流程短而均匀，充填条件良好。模具结构紧凑，外形较小，模具热平衡状态和压铸机受力状态均良好，压铸模有效面积利用率高，浇注系统消耗金属量较少。但直浇道和压铸件连接处热量集中，易导致缩松和粘附，浇道需要切除。点浇道，除具有直浇道的优点外，去除浇道方便，但模具需要两次分型，结构较为复杂。对于较深的型腔，采用点浇道时，四侧花纹较严重。壳体类压铸件6.1浇注系统设计•6.1.3端部侧浇道，金属液流程长，转折多，远离浇道的一端充填条件不良，易产生流痕、冷隔。设置大容量溢流槽，可改善模具热平衡状态，压铸件质量有所提高，去除浇道较为方便。横向侧浇道，金属液流程比端部侧浇道短些，但转折仍多，浇道对面的一侧易产生流痕、冷隔。为改进顶部和对面一侧的充填、排气条件，首先将金属液引向压铸件顶部，以排除深腔部位的气体，在最后充填部位设置大容量溢流槽，效果较好。6.1浇注系统设计•浇注系统设计实例6.2排溢系统设计•排溢系统和浇注系统在整个型腔充填过程中是一个不可分割的整体。排溢系统由溢流槽和排气槽两大部分组成，如图6-22•6.2.1•1.•一般溢流槽设置在分型面上、型腔内、防止金属倒流的位置。溢流槽的设计要点如图6-23下一页返回6.2排溢系统设计•(1)设在金属流最初冲击的地方，以排除端部进入型腔的冷凝金属流。容积比该冷凝金属流稍大一些（见图6-23(a)•(2)设在两股金属流汇合的地方，以消除压铸件的冷隔。容积相当于出现冷隔范围部位的金属容积（见图6-23(b)•(3)布置在型腔周围，其容积应足够排除混有气体的金属液及型腔中6-23(c)•(4)设在压铸件的厚实部位处，其容积相当于热节或出现缩孔缺陷部位的容积的2～3倍（见图6-23(d)上一页下一页返回6.2排溢系统设计•(5)设在容易出现涡流的地方，其容积相当于产生涡流部分的型腔容积（见图6-23(e)）。•(6)设在模具温度较低的部位，其容积大小以改善模具温度分布为宜（见图6-23(f)•(7)设在内浇口两侧的死角处，其容积相当于出现压铸件缺陷处的容积（见图6-23(g)•(8)设在排气不畅的部位，设置后兼设推杆（见图6-23(h)•(9)设置整体溢流槽，以防止压铸件变形（见图6-23(i)上一页下一页返回6.2排溢系统设计•2.•溢流槽的容积如表6-6所示。•溢流槽的截面形状有3种，如图6-24所示。•一般