模架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

何緒琨

（新鄉(xiāng)市職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

壓鑄模是用在壓鑄機(jī)上生產(chǎn)壓鑄件的金屬永久模，它是具有不同作用的金屬件的組合。近年來(lái)，由于汽車和摩托車工業(yè)的發(fā)展較快，推動(dòng)了壓鑄件生產(chǎn)的發(fā)展。在模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、制造工藝、產(chǎn)品外觀質(zhì)量和尺寸精度等方面，壓鑄模均有明顯提高，已經(jīng)基本上能夠滿足汽車、家電、輕工等行業(yè)對(duì)壓鑄模零件的要求。汽車、摩托車上配套的鋁合金壓鑄件大部分實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。有些廠家已把CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用于壓鑄模型腔設(shè)計(jì)，型面造型與加工編程系統(tǒng)，廣泛地采用了電火花和數(shù)控銑加工技術(shù)，保證了型腔尺寸的精度。在模具鋼的選用方面，3Cr2W8V已較少應(yīng)用，而普遍采用H13和ASSAB8407等材料，并經(jīng)熱處理和表面氮化處理，大幅度提高了模具壽命。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，注重解決熱平衡問(wèn)題，合理地確定澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，并根據(jù)制作要求，采用了液壓抽芯和二次增壓等結(jié)構(gòu)，壓鑄模的總體水平有了較大的提高。國(guó)內(nèi)在10000kN以上大型壓鑄機(jī)的應(yīng)用方面也有所發(fā)展，已開(kāi)始采用了真空高壓鑄造技術(shù)及液態(tài)模鍛技術(shù)。

1 套板設(shè)計(jì)

套板包括動(dòng)模套板和定模套板。在動(dòng)定模套板中包括螺紋孔和銷釘孔等。動(dòng)定模套板的作用是放置鑲塊和型芯，對(duì)有抽芯機(jī)構(gòu)的壓鑄模，常在動(dòng)模套板上開(kāi)設(shè)滑塊的導(dǎo)滑槽，在定模套板上設(shè)置斜銷和楔緊裝置。套板一般承受位伸、彎曲、壓縮三種作用力。鑲塊的尺寸確定之后，確定套板的尺寸較容易。其壁厚尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)確定，其中需考慮導(dǎo)柱導(dǎo)套的尺寸、斜銷的位置確定。而螺紋孔、銷釘孔則根據(jù)其它零件相互連接時(shí)合理分布空間位置。定模套板還需要考慮滑塊的位置，其具體尺寸參照零件圖。動(dòng)模套板的設(shè)計(jì)與定模套板的設(shè)計(jì)過(guò)程相同。

2 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)

導(dǎo)向零件的作用是引導(dǎo)動(dòng)模按規(guī)定的方向移動(dòng)，以保證動(dòng)模和定模在安裝及合模時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向和位置的正確。有時(shí)，導(dǎo)向零件還兼用于推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。通常采用圓形截面的導(dǎo)柱與導(dǎo)套相配合起到導(dǎo)向的作用。導(dǎo)柱和導(dǎo)套分別裝在定模和動(dòng)模的四角部位上。導(dǎo)柱應(yīng)具有足夠的剛度，以保證動(dòng)定模在合模時(shí)的位置正確，且在開(kāi)、合模過(guò)程中能夠運(yùn)動(dòng)靈活沒(méi)有卡死現(xiàn)象。為了便于取出壓鑄件，導(dǎo)柱一般安裝在定模上。在臥式壓鑄機(jī)上采用中心澆口的模具，則導(dǎo)柱設(shè)在定模座板上。

導(dǎo)套主要尺寸：①導(dǎo)套內(nèi)孔直徑D與選用導(dǎo)柱直徑d相同，采用配合。②導(dǎo)套內(nèi)擴(kuò)孔直徑D1=D+0.5=20+0.5=20.5mm；③導(dǎo)套外徑 d1=D+（5～10）=20+5=25mm；④導(dǎo)套臺(tái)階外徑 d2=d1+（6～10）=20+10=35mm；⑤導(dǎo)滑段長(zhǎng)度l2=kd=1.5×20=30mm；⑥導(dǎo)套總長(zhǎng)度l1為裝配該導(dǎo)套的模板厚度減去3～5mm。

導(dǎo)柱、導(dǎo)套在模板中的位置，導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置在模板的四個(gè)角上，為防止動(dòng)、定模在合模時(shí)錯(cuò)位，可將其中一根導(dǎo)柱取不等分布，如圖1所示。

圖1 橫澆道截面圖

3 墊塊設(shè)計(jì)

墊塊又稱模座，是支承模體承受機(jī)器壓力的構(gòu)件。其一端與動(dòng)模體結(jié)合組成動(dòng)模部分，另一端則緊固在壓鑄機(jī)的動(dòng)模墻板或通用模座上。模座的兩端面在鎖緊時(shí)承受壓鑄機(jī)的鎖模力。所以，兩端面應(yīng)有足夠的受壓面積，在推出鑄件時(shí)模座又受到較大的推出反力，因此模座與動(dòng)模板的緊固形式必須穩(wěn)定可靠。在模體較小的情況下，還可以調(diào)整模具的總高度，以滿足壓鑄機(jī)模板最小間距的要求。墊塊的高度應(yīng)滿足推出機(jī)構(gòu)的空間高度及推出行程的要求。同時(shí)，它還可以用來(lái)調(diào)整壓鑄模具的總高度，以適應(yīng)壓鑄機(jī)的最小間距。

墊塊上集中了大量的銷釘孔、螺紋孔、推桿孔和復(fù)位桿孔、推板導(dǎo)柱孔等，其中大部分銷釘孔和螺紋孔需要配作，其外形尺寸根據(jù)動(dòng)模套板決定。

4 結(jié)語(yǔ)

文章涉及模架結(jié)構(gòu)在汽車等領(lǐng)域進(jìn)行了簡(jiǎn)單的模擬仿真，仿真結(jié)果表明，設(shè)計(jì)完全正確，達(dá)到模架結(jié)構(gòu)要求。

[1]于彥東.壓鑄模設(shè)計(jì)及CAD[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

[2]潘憲曾.壓鑄模設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

[3]中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典[M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.