鋅合金材質冷室壓鑄模具設計

張景黎　曹著名　賈俊良

【摘 要】根據鑄件制件的結構特點，對制件進行結構和成型工藝的分析，設計了鋅合金冷室壓鑄模具。壓鑄模具一模成型一腔，采用側澆口和頂桿頂出。通過對制件的分析，根據企業的生產批量、制件的使用范圍及使用壽命的要求，對模具結構進行了反復優化，使用UG軟件完成了模具設計，文章對模具結構的設計進行了詳細介紹。

【關鍵詞】鋅合金壓鑄模具;成型結構分析;關鍵零件設計

【中圖分類號】TG233 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）09-0075-02

0 引言

金屬殼體壓鑄件是汽車的配件，要求表面光整，無氣孔、疏松及砂眼。產品壓鑄成型后，除手工去毛刺外，不能夠有任何機械加工，壓鑄件成型后進行時效處理、洗凈后噴漆處理。

1 壓鑄產品圖

壓鑄件二維和三維結構示意圖如圖1所示。技術要求：{1}材料為鋅合金;{2}冷室壓鑄成型;{3}壓鑄件的成型精度等級為IT4級;{4}鑄件表面粗糙度為Ra12.5 μm。

2 結構特征分析及成型工藝性分析

2.1 結構特征分析

從整體結構分析，該鑄件為殼體類壓鑄件，鑄件的壁厚度為5 mm，壁厚不均勻，部分鑄件整體比較厚，中間有54個孔。該壓鑄件為形狀復雜的精密件。

2.2 工藝性能分析

根據鑄件的材料性質及成型的特性，確定鑄件的精度等級要求為IT4;其中，鑄件的表觀缺陷是其特有的質量指標，包括缺料、溢料與飛邊、凹陷與縮癟、氣孔、翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是鑄件表面粗糙度的決定性因素，通常要比鑄件高出一個等級。鑄件表面粗糙度值為3.2 μm。

3 殼體模具結構圖

根據上述分析，設計了鋅合金殼體制件的壓鑄模具結構，其結構示意圖如圖2、圖3所示。

動作原理：鑄件在壓鑄機的開模力的驅動下，鑄件模具沿著分型面分開，整體動模部分移動，壓鑄機中心頂桿帶動動模頂出底板，帶動14根頂針向前移動，頂動殼體鑄件，使鑄件從模具中脫離。模具復位后，準備下一次注射。

4 模具結構設計

4.1 模具成型件數的確定

通過計算和合理的分析，整體型腔數目為一模一件，便于模具成型，這樣可以簡化模具的造價，布局能夠簡化模具結構，提高產品的質量。鋅合金殼體制件特點：壁厚、通孔多，共有25個φ6 mm的通孔。

4.2 分型面的確定

根據鑄件結構分析，鋅合金殼體制件結構復雜，在結構上確定其細孔由鑲針成型，因此分型面設計在鑄件中部，鑲針都固定在動模部分，保證動模型芯的包緊力大于定模型腔的包緊力，使制件強制留于動模。

4.3 澆注系統的確定

該鑄件是一個殼體零件，鑄件中部是2個凹槽，凹槽內有26個細孔。該鑄件的澆口在設計時選用側澆口，開設在鑄件的中心。選用進料方式為側面進料（如圖3所示），這樣的設計能夠保證合金流入鑄件型腔均勻，在澆道對面開了4個冒口和排氣槽，杜絕了鑄件內出現氣泡和熔接不良的現象，保證了鑄件的質量。

4.4 脫出結構的確定

根據殼體的結構，在殼體的四周上均勻分布頂桿，其尺寸為14×φ8 mm，在鑄件的對稱孔處均勻分布頂桿，其尺寸為12×φ5 mm，在模具的冒口處及澆道處均勻分布頂桿，其尺寸為6×φ8 mm，使鑄件在脫出時頂出力均勻分布，使薄壁鑄件及澆注系統能夠完全從鑄造模具順利脫出（如圖4所示）。

4.5 成型結構的確定

成型結構的設計的合理性直接決定了壓鑄件的精度和表面質量。本結構設計采用定模鑲塊與動模鑲塊及活動型芯成型。澆注系統、溢流排氣系統也加工在成型零件上。在壓鑄過程中，成型制件內部結構的零件成型過程中受到壓鑄機給予內部型腔的壓、高速充模的摩擦，容易發生磨損、變形和開裂，導致成型零件的破壞。設計壓鑄模成型零件要考慮壓鑄模的使用壽命，其結構形式直接影響成型件的質量。

根據鋅合金殼體制件的使用功能，該鑄件表面設計2個凹槽，凹槽內由54個φ5 mm組成，對稱分布，所以模具成型結構采用鑲拼的結構形式，其動模設計54鑲針和動模整體鑲拼（如圖5、圖6所示）;鑄件表面的凹槽由動模鑲塊成型，上表面由定模鑲塊成型，54細孔由鑲針成型。

5 結語

在鋅合金殼體制件壓鑄模具設計與制造過程中，應在滿足使用條件下對鑄件的結構進行適當的修改，使鑄件設計更加合理化。在投入生產制造之前，使用了企業壓鑄模具的模流分析軟件對內部成型系統分析，對預知的問題提前分析并具體解決，達到了一次試模成功;完成了設計與制造的任務，達到了客戶的成品要求。

參 考 文 獻

[1]模具使用技術叢書編委會.壓鑄模設計與應用實例[M].北京：機械工業出版社，2012.

[2]賴華清.壓鑄工藝及模具[M].北京：機械工業出版社，2014.

[3]張景黎.NM-園射流盤注塑模具設計[J].科技通報，2017（8）.