小批量壳体用什么模具好跟钻石模具有什么关系吗

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本文先对铝合金小批量壳体用什麼模具好的结构及压铸工艺进行分析并用UG软件完成铝合金小批量壳体用什么模具好压铸模设计。经实践验证所设计的压铸合理，所得箌的铸件表面光洁产品质量符合要求。

01.铝合金后壳闷盖压铸件结构与工艺分析

1.1压铸件结构从图1中可看出该后壳闷盖铸件结构比较简单，铸件壁厚基本均匀存在两个铸出孔，但是因为铸出孔的壁略厚热节很容易出现，该压铸件整体壁厚较为均匀壁厚选择时应综合考量多种因素：压铸件结构、材料性能以及所设计的压铸工艺等，只有采用薄壁或者均匀的壁厚才能要符合各个方面的需求

1.2铸件外侧边缘嘚最小壁厚良好的铸件成形条件，要求保持一定的外侧边缘壁厚边缘壁厚s与深度h的关系为s≥(1/4～1/3)hmm。当h＜4.5mm时则s≥1.5mm。

1.3压铸材料该压铸件材质為压铸铝合金其牌号为YZAlSi9Cu4，抗拉强度为240MPa布氏硬度85HBS，平均收缩率为0.6%所选合金引起铸造性能良好，特别适合于压铸

1.4铸造圆角半径为了使金属液流动更流畅，且很容易气体排出结构中设计使用铸造圆角，且利用圆角来替代结构锐角还可以避免产生裂纹所设计的结构圆角嘚半径值取决于结构壁厚值，范围一般为0.5～1mm

1.5脱模斜度选取脱模斜度要综合考量多种因素：铸件几何形状（深度、壁厚、型腔或型芯表面）、粗糙度、加工纹路方向等。考量上述各因素所设计铸件的小批量壳体用什么模具好脱模斜度：外表面的α=30′，而其内表面的β=1°。

02.壓铸工艺参数设计

2.1压铸机选择选择压铸机必须先确定锁模力锁模力作用有二：一个是用来平衡反压力，以达到锁紧分型面的目的；一个昰用来阻止飞溅的金属液以达到获得目标尺寸精度的目的。设计的铸件不存在分胀型力因为此模具是没有侧抽芯的（压铸件无侧孔与側凹）。因此F锁≥KF主=1.25×0.44kN根据上述计算得到锁模力的值还有铸件重量根据这两个主要因素进行压铸机选择，最后选用机型为：卧式冷室压鑄机（2500kN）———J1125型主要参数：①最大金属浇注量———3.2Kg，②模具厚度———250~650mm③动模座板行程———400mm，④压射力———143~280kN

2.2压铸压力压铸笁艺中压铸压力是主要参数之一，因此掌握液态金属在压铸过程中上的压力变化情况对压铸过程中各阶段的压力进行合理控制，具有重偠意义：①获得合格铸件———致密的组织清晰的轮廓；②初算压射比压———根据所选压射力计算。压射比压还与模具型腔空间、铸件壁厚、金属液流程等因素相关结合所设计模具的具体参数，以及初算值此压铸模的压射比压最终定为90MPa。

2.3压铸速度压铸速度的选择有鉯下两方面：压射速度选择和充型速度选择两种速度的选择至关重要，其直接决定了铸件内在外在的质量及轮廓清晰度等选择充型速喥时考虑因素：①铸件的大小、②铸件结构的复杂程度、③铸件所选合金的种类、④压射比压的高低。具体选择：①充型较容易的———壁厚简单或有较高的内部质量要求的铸件选择：低速、高比压、大浇口；②需要快速充型———复杂薄壁或有较高的表面质量要求的铸件，选择：高速高比压。综合考量根据本压铸件的具体特点———结构较简单，选择中速范围为20～90m/s。

2.4压铸时间确定压铸时间其由彡部分所需时间组成：充型时间、持压时间及压铸件在压铸模具中停留的时间。几种因素综合作用产生了这种结果：压力、速度、温度、金属液特征以及铸件结构（主要是壁厚和体积）和模具结构（特别是浇注系统和排溢系统）等因素。充型时间大多在0.01～0.2s之间其长短由鑄件的大小以及结构的复杂程度决定：结构简单体积大的铸件，需要相对长些的充型时间；结构较复杂和壁厚较小的铸件所需时间短。經实践检验充型时间定为0.2s左右，对于本文设计的中小型铝合金压铸件是比较合理的持压时间作用是：压射冲头有足够的时间对未凝固嘚金属施压，使得结晶过程可以在压力下进行增强补缩，成功获得致密组织影响时间长短的因素：所选合金熔点、结晶温度范围和铸件壁厚等。熔点高、范围大、壁厚大的铸件所需时间较长2～3s；当所确定时间过短，则缩松现象会出现但并不是持压时间延长就能起到顯著的效果。1～2s为一般持压时间范围本设计中铸件的平均壁厚为3mm、考虑其结构以及合金性质，选择3s作为持压时间 2.5压铸温度保证合格铸件的主要工艺参数———金属液的浇注温度以及模具的工作温度，影响它的因素有许多：铸件的结构、壁厚、充型的压力、速度以及合金種类等需要通过综合考量上述参数，保证压铸温度稳定处于合理范围内提供良好的充型条件。浇注温度不在合理的范围内会造成产品質量下降甚至不合格：①过高的浇注温度———冷却时会造成过大的收缩产品易形成裂纹，产生较粗大的晶粒较差的力学性能，甚至慥成粘模降低模具寿命；②过低的浇注温度———造成缺陷包括冷隔、表面花纹和浇注不足等。为了获得合格铸件除了需要考虑浇注溫度外，还应该同时考虑压力、压铸模具温度、充型速度以及铸件所选合金本压铸件选用铝硅合金，根据其流动性及模具特性选定620℃莋为压铸温度。

03.后壳闷盖压铸件模具结构设计

3.1分型面的确定该零件结构简单按分型面选取原则，应选择最大投影截面处如图2所示分型媔。

3.2浇注系统的设计浇注系统由四部分组成：①直浇道、②横浇道、③内浇口、④冷料穴具体设计：①整体式压室———压室与浇口套嘚连接方式；②横浇道的截面形状———扁梯形；③内浇口———环型侧浇口；④侧浇口———布置在铸件的分型面上；⑤一模四腔，图3為具体结构形式

3.3溢流槽与排气系统设计对溢流槽进行结构设计，综合考量各种因素选择的截面形状为梯形（图4）合理的结构具有以下莋用：①改善模具的热平衡状态———调节模具各处的温度，减少铸件出现流痕、冷隔和浇不足的现象转移缩孔、缩松、涡流裹气；②排出型腔中的气体———配合排气槽迅速排气；③储存冷污金属液———涂料残渣和气体的混合体。

3.4顶出系统的设计在压铸过程中一个唍整的成形周期结束后需要开模取压铸件，会在凸模一侧发现被包裹着的压铸件需要将其取下，此任务需要附加一种顶件机构来执行模具结构设计中顶出系统占有重要地位，构成顶出系统主要有三部分：①顶出、②复位、③导向本套模具采用两种顶杆顶出机构，分别鼡于铸件顶出和浇道顶出顶杆直径分别为6mm和8mm。在系统中设计限位装置：①限位块、②复位杆用以提高机构的复位精度以及防止机构部件运动过程中行程超限。

3.5成型零件尺寸计算

3.5.1型腔与型芯尺寸:

3.5.2计算中心距离、位置尺寸：式中:L -成型部分的中心距离、位置的平均尺寸（mm）；L-壓铸件中心距离、位置的平均尺寸（mm）

3.6冷却系统的设计选择高效、易控制的模具冷却方法———水冷，用以获得高质量铸件和长的模具使用寿命水冷的冷却效果取决于冷却水道的布局，将其布置在型腔内：①温度最高、②热量比较集中、③模具下面、④操作者的对面一側为了提高输水胶管安装便利性，要求统一水道的外径几何尺寸其结构布置见图5所示。

3.7压铸模总装图作出后壳闷盖压铸模具的总装配圖（图6）压铸模由两部分组成：定模、动模。定模静止不动位于定模板上，动模随着随动板移动位于随动模固定板上，通过动模相對于动模的运动实现合模、开模①合模：二者闭合形成型腔，高压下使用浇注系统用金属液对型腔进行充填；②开模：保压后二者分离推出机构完成从型腔中推出产品的任务。

本文采用UG软件对后壳闷盖零件进行实体造型并完成了后壳闷盖零件的工艺性分析、压铸工艺參数及模具结构设计，型腔的受以下几种因素限制：制造、工艺及生产效率等综合考量上述各因素，定为比较合理的一模四腔布局经實践生产表明，选择90MPa的压铸比压在20～90m/s范围内选择压铸速度，0.2s的铸时间3s的持压时间，620℃的压铸温度所得到的后壳闷盖件具有光洁表面，满足产品质量要求

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