压铸模CAD吴志超研究方向：模具CAD/CAM/CAE消失模铸造压力铸造(简称压铸)是将液态和半固态金属，在高 压和高速下填充压铸模型腔，并且在高压下成形和结 晶而获得铸件的一种特种铸造方法。压力铸造所用的设备是压铸机。成型所用的模具为压铸模名词解释压铸工作原理（1）压铸工作原理（2）压铸工作原理（3）压铸工艺流程压铸工艺特点1 高速高压：压射比压从几兆帕几百兆帕充填速度0.2120m/s,充填时间0.010.2s2 生产效率高，易实现机械化3 产品质量好：尺寸精度、表面粗糙度、铸件力学性能，互 换性4 投资高：不适合大批量生产；5 普通压铸法生产的压铸件容易产生气孔，不能进行热处理 ； 高熔点合金铸件压铸比较困难；压铸件示例压铸件示例压铸件示例压铸机的发展压铸机的发展压铸机种类热室压铸机冷室压铸机 卧式 立式压室浇注形式压室的结构和布置功率（锁模力）小型压铸机（热室4000KN,冷室6300KN）热室压铸机热室压铸机热室压铸机的压室和合金熔化炉成一体，或压室浸入 熔化的液态金属中，用杠杆机构或压缩空气产生压力 热室压铸工作原理热室压铸工作原理热室压铸模1 操作程序简单，容易实现生产自动化，生产效率较高；2 浇注系统较其它类型的压铸机所消耗的金属材料少。3 金属液从液面下进入压室，杂质不易带入，工艺参数稳定，压铸 件质量较好4 热室压铸机一般适用于压铸铅、锡、锌等低熔点合金和镁合金。热室工艺特点立式冷室压铸机卧式冷室压铸机卧式冷室压铸机冷室压铸机的压室和熔化坩锅是分开的。压铸时 ，需要由熔化坩锅或保温炉中盛取液态金属，浇入 压室，通过压射冲头将其压入铸型型腔。 卧式冷室压铸机工作原理卧式冷室压铸机工作原理冷室压铸模冷室工艺特点冷室压铸的压室工作条件比热室好，金属液进入型 腔时转折少、压力损耗小，有利于发挥增压机构的 作用，可用于铝合金、镁合金、铜合金的批量生产 。充填理论弗洛梅尔 (Frommer) 的 喷 射 充 填勃兰特(Brandt)的“全壁厚” 充 填充填理论巴顿(Barton)的三阶段充填充填理论压铸工艺参数压铸压力压射速度与充型速度充型时间与保压时间浇注温度和压铸模温度 压铸压力压铸工艺中，压力由高压泵经蓄能器通过工作液体传 递给压射活塞，然后由压射活塞经压射冲头施加在压室内 的金属液上。充填结束后的加压由增压器实现。 压射力：压射比压：压射过程中，压室内单位面积上液态金属所受到的静压力。 压射力和压射比压压射比压：F压 D压射液压缸内径（m） p进入液压缸内工作液压力（Pa）P比4F压/d2d压射冲头内径（m）压射力：压射力和压射比压压射比压的调整可通过更换不同直径的压室和 调整压铸机的压射力来保证。增大比压有利于提高铸件的致密性，但是过高 的比压会使压铸模受到金属液的强烈冲刷和增加金 属液粘模的可能性，从而降低压铸模的使用寿命。因此一般应根据不同合金和零件特征选择合适 的比压。 压射比压的调整压铸件种类锌合金铝合金镁合金铜合金一般件1320305030504050承载件2030508050805080耐气密性件或大平面 薄壁件2540801208010060100电镀件2030比压推荐值压射比压的变化曲线 压射比压的变化曲线 第一阶段为慢速封孔阶段，压射压力很小，方便压室内气体的排出 ，避免卷气；第二阶段为慢速渐进将金属液体推至内浇口，由于内浇口的阻力， 压力略有提高；第三阶段是充填阶段，在短的充型时间内快速充满型腔；第四阶段为增压压实段, 即铸件在高压下紧实。压射速度与充型速度 压射速度是指压射时压射冲头运动的线速度。通过压铸机上的压射速度调节阀进行无级调速。充型速度是充型开始至型腔完全充满金属为止金属通过内浇口 的流动速度，又称为内浇口速度。 充型速度的大小取决于压射速度和内浇口尺寸。一般而言 ，较高的充型速度有利于表面光洁的铸件，但过高的充填速 度容易导致卷气、夹杂，并且加速压铸模的磨损。 锌合金：3050m/s镁合金：4090m/s 铝合金：2060m/s铜合金：2050m/s充型时间与保压时间 充型时间的调整可通过调整内浇口尺寸和压射速度来实现。充型时间金属液体从流过内浇口开始至型腔和溢流槽充满的时间。 保压时间 金属液充满型腔到凝固之前，继续在压力作用下的持续时间持压时间的长短一般取决于铸件的材质和壁厚。 对于熔点高、结晶温度范围大的合金的厚壁铸件（4mm），保 压时间应长些（一般为57s）；对于熔点低、结晶温度范围小的合 金的薄壁铸件，保压时间可短一些，仅需12s。 浇注温度和压铸模温度 压铸模既是换热器又是蓄热器，在生产前需要预热，在压铸过 程中要保持符合热平衡要求的温度范围。 t模t浇/3t t模铸型工作温度（）；t浇合金浇注温度（C）；t温度控制公差（一般取25）。压铸件结构工艺设计 原则：尽 量 消 除 侧 凹、深 腔 结 构 及 尖 角，使 壁 厚 均 匀，减 化 抽 芯 机 构，选 择 合 理 的 压 铸 工 艺，保 证 压 铸 件 的 尺 寸 精 度。 消除侧凹，有利于抽芯，使压铸模制造简单改善壁厚，消除气孔、缩孔改善结构，有利于抽芯改进结构，使之适合于压铸减少收缩应力 消除尖角消除深腔，使铸件易脱模改善结构，避免型芯交叉压铸模的基本组成压铸模基本组成1 成型零件 决定压铸件几何形状和尺寸精度的零件。形成压铸件 外表面的称为型腔；形成压铸件内表面的称为型芯。 2 浇注系统 连接压室与模具型腔，引导金属液进入型腔的通道， 由直浇道、横浇道、内浇道组成， 3 溢流、排气系统 排除压室、浇道和型腔中的气体，储存流动前沿 的冷金属液和涂料残渣的处所，包括溢流槽和排气槽，一般开设在 成型零件上4 模架 将压铸模各部分按一定规律和位置加以组合和固定，组成完 整的压铸模具，并使压铸模能够安装在压铸机上进行工作的构架。 通常可分为三个部分：（1）支承与固定零件 （2）导向零件 （3）推出机构 （4）抽芯机构5 加热与冷却系统 为了获得高质量的压铸件，其压铸模的设计一般按以下流程来进行。 （1）压铸件毛坯图的确定。主要从压铸工艺性的角度，分析产品零件的合金材料、形状结构、 尺寸精度等特点，确定合适的加工余量、修改可能的不合理的零件结构，将零件图转换成实际生产的 压铸件毛坯图。 （2）压铸机的选择。一般先按合金种类选择压铸机类型，再按投影面积和质量要求，确定压射 比压，计算锁模力，选定具体的压铸机型号和规格。 （3）模具分型面、型腔位置的确定以及浇注系统、溢流排气系统的设计。必要时可进行数值模 拟分析，预计可能存在的铸造缺陷，优化浇注系统的结构。 （4）模具成型零件设计，包括成型零件的分割、镶块的镶拼和固定等。 （5）抽芯机构的设计。计算抽芯力，确定抽芯结构及主要部分尺寸。； （6）模架尺寸的确定，包括定模、动模镶块，动模和定模套板的外形尺寸，以及导柱、导套的 位置和尺寸。对大吨位压铸机用模具尽可能采用整体型腔模板，或采用镶块及不通孔动模套板结构。 模架尽可能选用标准模架。 （7）推出机构的设计。确定推杆、复位杆位置，确定推出机构和各部分尺寸。 （8）加热冷却系统设计。布置冷却各加热管道的位置和尺寸。 （9）模具总体尺寸的校核，包括模具的总厚度、开合范围、安装等尺寸是否在压铸机允许的范 围内。 （10）根据选用的压射比压，计算模具在分型面上的涨型力总和，复核压铸机的锁模力。压铸模设计的基本流程压铸模示例压铸模示例压铸模示例压铸模示例压铸模示例壳体压铸模示例