理想的模具结构应能充分发挥压铸设备的能力,在稳定可靠的压铸条件下,使模具结构最大限度地满足压铸成型工艺要求和实现高效低耗的经济效益。
拟定模具结构方案,应先绘制装配草图,根据压铸件的结构特点,经过认真思考和比较,初步确定各部分的结构状况。
为达到直观效果,在绘制装配草图时,所有相互配合的结构及零件都应以局部剖视的形式在图中表现出来,以便于及时发现问题。
拟定模具结构的初步设计方案,可从以下几个方面入手。
(1)确定模具分型面 按压铸件形状和结构特点,合理确定分型面是模具设计中的重要环节。分型面的选择在很大程度上影响模具结构的复杂程度。分型面往往是模具设计和制造的基准面。
1)选择有利于模具加工的基准面。
2)选择有利于压铸成型的基准面。
3)确定型腔数量及布局形式,测算投影面积。
4)确定压铸件的成型位置,分割定模和动模各自所包含的成型部分的分配状况,确定各成型零件的结构组合形式和固定方法。
5)分析和比较动模和定模的成型零件受到压铸件包紧力的大小。为使开模时压铸件留在动模一侧,应调整分配状况,在一般情况下,应使动模上成型零件的包紧力大于在定模上的包紧力。
(2)拟定浇注系统的总体布置方案 浇注系统的总体布局,应根据压铸件的结构特点、几何形状、型腔的排气条件等工艺因素,并结合所选用压铸机的形式,对直浇道、横浇道以及内浇口的位置、形式、尺寸、导流方向、排溢系统的设置等进行综合考虑,并初步确定方案。特别是内浇口的位置和形式,是决定金属液填充效果和压铸件质量的重要因素。
(3)选择脱模方式 在一般情况下,压铸成型后,在分型时,压铸件留在动模一侧。为使压铸件在不损坏、不变形的状态下顺利脱模,应根据压铸件的结构特点,选择正确合理的脱模方式,并确定推出部位和复位杆的位置、尺寸。
对于复杂的压铸件,在一次推出动作后,不能完全脱模时,应采用二次或多次脱模机构,并确定分型次数和多次脱模的结构形式及动作顺序。这些结构形式都应在模具结构草图中反映出来。
(4)压铸件侧凹凸部位的处置 压铸件的侧凹凸的部位应采用侧抽芯机构。设置侧抽芯机构应在经济实用的基础上选用。如果产品批量不大或试制样品,可选用简单的侧抽芯形式;如采用手动抽芯机构和活动型芯的模外抽芯机构,可在开模后再用人工脱芯。
当必须借用开模力或外力驱动的侧抽芯机构时,在计算抽芯力后,可选择适宜的侧抽芯机构并确定主要结构件的尺寸。
(5)确定主要零件的结构与尺寸 根据压铸合金的性能和压铸件的结构特点确定压射比压,并结合压铸件的投影面积和型腔深度,测算并确定:
1)型腔的侧壁厚度。
2)支承板的厚度。
3)型腔侧壁厚和支承板厚度确定后,即可依次确定型腔板、动模板、动模座板、定模座板的厚度以及它们的相关尺寸。
4)确定模具导向形式、位置和主要尺寸。(www.daowen.com)
5)确定压铸模的定位方式、安装位置和固定形式。
6)确定各结构件的连接和固定形式,将各种结构件组合成一体。
7)确定模具温度调节方式,布置冷却或加热管道的位置和尺寸。
(6)选择压铸机的规格和型号 模具与压铸机应配套使用。在一般情况下,应根据压铸件的正投影面积和体积等参数选定压铸机,同时要兼顾现场拥有的设备生产负荷的均衡性。必要时也可选用规格稍大的压铸机。
在选用压铸机时,应核算以下几个主要参数:
1)根据所选定的压射比压和由正投影面积测算出的锁模力,并结合压铸件的体积和压铸机的压室直径,初步选定压铸机的规格和型号。
2)模具的闭合高度应在压射机可调节的闭合高度范围内。为满足这项要求,可通过调节垫块的高度来解决。
3)模具的脱模推出力和推出距离应在压铸机允许的范围内;压铸机动模座板的行程应满足在开模时能顺利取出压铸件所需要的距离。
4)模体外形尺寸应能从压铸机拉杆内尺寸的空间装入。
5)模具的定位尺寸应符合压铸机压室法兰偏心距离、直径和高度的要求。
(7)绘制模具装配草图 以上各部的确定,就可以绘制出模具的整体设计方案。绘制模具设计方案时,应注意以下几点。
1)尽量采用1∶1的实效比例绘制,以增强直观效果,容易发现问题。如果必须采取放大或缩小的比例,则应严格按比例画出。
2)绘制模具装配图的顺序是:先内后外,先上后下。即先从压铸件的成型部位开始,并围绕分型面、浇注系统等依次展开。
3)对所有相互配合、相互移动部位的形状、大小以及装配关系,应按一定比例,选择简捷合理的投影和剖视,明显地表现出来。
4)绘出模具的立体尺寸,再验证这些尺寸是否与所选用的压铸机匹配,并将长×宽×高尺寸在装配图上标出。
5)某些结构形式可能有几种设计方案,当对采用的某种形式把握不大时,可在设计时留有修改的余地,避免因无修改的空间而导致报废。
6)尽量选用通用件和标准件,如标准模架、推出元件、导向件及浇口套等,并标出它们的型号和规格。
7)初步测算模具造价是否超出预算范围。
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