门把手压铸模设计及成型零件制造工艺与压铸工艺设计

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密

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XXXX学院

毕业设计(论文)

门把手压铸模设计及成型零件

制造工艺与压铸工艺设计

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年月日

诚信承诺

我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《门把手压铸模设计及成型零件

制造工艺与压铸工艺设计》均系本人完成，没有抄袭行为，凡涉及其

他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：

年

月

日

摘要

目前，模具的设计特别是压铸模的设计在现代化制造行业起着越来越重要的作用,

压铸是高效益、高效率，很有发展前途的铸造方法，在高科技的不断推动下，压铸必将

进一步扩大其应用范围，在国民经济发展中必将发挥出越来越大的作用。与其它方法相

比,它具有尺寸精度高,强度高,表面粗糙度小，生产率高的优点。

根据零件的结构和尺寸设计了完整的模具。设计内容主要包括：浇注系统设计、成型零件设计、推出机构设计以及模体结构设计。根据铸件的形状特点、零件尺寸及精度，选定了合适的压铸机，通过准确的计算并查阅设计手册，确定了成型零件以及模体的尺寸及精度，在材料的选取及热处理要求上也作出了详细说明，并在结合理论知识的基础上，借助于计算机辅助软件绘制了各部分零件及装配体的立体图和工程图,以保障模具的加工制造。

关键词：压力铸造，压铸模具，锌合金铸件，门把手

Abstract

Atpresent, the design of molds, particularly the design of die-castingmolds, plays an

increasinglyimportant role in modern manufacturing industry. Die-casting is aneffective,

efficientand promising method of casting. Under the impetus of high-tech ,die-casting will

furtherexpand its scope of application, in national economic development ,it will play an

increasingrole. Compared with other methods, it has a high dimensionalaccuracy, high

strength,smooth roughness and high productivity.

Basedmainly on parts of the design integrity of the structure and size, itscheme out the required spare parts. Design elements include: designof gating system, forming part design, core-pulling mechanism design,the ejector design and the mold body structure design. According tothe shape of features , parts size and accuracy, the author selectedthe appropriate die casting machine, through the exactly calculateand consult design handbooks, confirm the size and accuracy of theforming part and mold body structure, it also makes particularinstruction on the material selection and the requirements of theheat treatment, with theoretical basis, plotting out pictorialdrawing and casting drawing of the parts by using computer softwareto ensure the manufacture of die-casting die.

KeyWords:diecasting，die-castingmold，zincalloy castings ，Doorhandle

IV

目录

摘要.......................................................................................................................................IIIAbstract.....................................................................................................................................IV目录.........................................................................................................................................1第1章绪论...............................................................................................................................31.1课题意义.......................................................................................................................31.1.1压力铸造的特点...............................................................................................3
1.1.2压铸模具设计的意义........................................................................................4
1.2压铸发展历史、现状及趋势......................................................................................41.2.1压铸的发展历史................................................................................................4
1.2.2我国压铸产业的发展........................................................................................5
1.2.3压铸产业的发展趋势........................................................................................5
1.3毕业设计内容..............................................................................................................7第2章压铸模具的整体设计...................................................................................................82.1铸件工艺性分析.........................................................................................................82.1.1铸件立体图及工程图.......................................................................................8
2.1.2铸件分型面确定...............................................................................................9
2.1.3浇注位置的确定...............................................................................................9
2.2压铸成型过程及压铸机选用.....................................................................................92.2.1卧式冷室压铸机结构.......................................................................................9
2.2.2压铸成型过程.................................................................................................10
2.2.3压铸机型号的选用及其主要参数..................................................................11
2.3浇注系统设计...........................................................................................................122.3.1带浇注系统铸件.............................................................................................12
2.3.2内浇口设计.....................................................................................................12
2.3.3横浇道设计.....................................................................................................13
2.3.4直浇道设计.....................................................................................................14
2.3.5排溢系统设计.................................................................................................14

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2.4压铸模具的总体结构设计.......................................................................................15第3章成型零件及结构设计.................................................................................................173.1成型零件设计概述...................................................................................................173.2浇注系统成型零件设计............................................................................................173.3铸件成型零件设计...................................................................................................193.3.1成型收缩率.....................................................................................................19
3.3.2脱模斜度.........................................................................................................19
3.3.3压铸件的加工余量.........................................................................................20
3.3.4铸件成型尺寸的计算......................................................................................20
第4章推出机构和模体设计.................................................................................................204.1推出机构设计...........................................................................................................204.1.1推出机构概述.................................................................................................20
4.1.2推杆设计.........................................................................................................21
4.1.3推板导向及限位装置设计.............................................................................23
4.1.4复位机构设计.................................................................................................23
4.1.5推出、复位零件的表面粗糙度、材料及热处理后的硬度.........................24
4.1.6推出机构装配工程图及立体图.....................................................................25
4.2模体设计...................................................................................................................254.2.1模体设计概述.................................................................................................25
4.2.2模体尺寸.........................................................................................................26
4.2.3模板导向的尺寸..............................................................................................27
4.2.4模体构件的表面粗糙度和材料选择..............................................................27
结论...........................................................................................................................................28参考文献...................................................................................................................................29致谢.........................................................................................................................................29

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第1章绪论

1.1课题意义

1.1.1压铸模简介

金属压铸成型是将熔融的金属液在较高的压力下，以高速的填充入压铸模型腔，并使金属液在高压状态下凝固而形成金属压铸件的过程。它是目前所有金属铸造成型方法中效率最高的一种。随着金属压铸成型技术的发展，金属压铸成型技术与塑料注射成型、金属板的冲压成型并列为三大成型体系。金属压铸成型的显著特点是：可以成型形状复杂、壁薄的有色金属结构件，是一种高效率、高精度、高互换性、低消耗的精密零件成型技术。

金属压铸成型的过程是将熔融的金属液注入压铸机的压室，在压射冲头的高压作用下，高速度地推动金属液经过压铸模具的浇注系统，注入并充满型腔，通过冷却、结晶、固化等过程，成型相应的金属压铸件。

随着科学技术的发展和各种换代产品的更新和创新，需要各种各样、形状复杂、精度要求高的金属结构件。在加工这些结构件时，在初级阶段往往采用金属铸造成型或精密铸造成型的方法。这些方法成型的逐渐一般还必须进行机械加工，才能达到机械结构件的技术要求和组装要求，而且外观粗糙，浪费大量的人力和原材料，达不到理想的经济效果。

1.1.2压铸模具设计的意义

模具是压铸件生产的主要工具，因此在设计模具时应尽量注意使模具总体结构及模具零件结构合理，安全可靠，便于制造生产，压铸模浇排系统需合理设计。模具的加工、装配要到位，配合需适当，压铸模具的优化也是一个重要方面。压铸模具的优良程度很大程度上取决浇注系统以及排溢系统的设计。压铸生产中，因为模具浇道形状、浇口与排溢口位置及压铸力等控制参数选择不合理导致压铸件缩孔、冷隔或者气孔等缺陷的情况常有出现。而对浇道和排溢口的形状、大小、位置以及压铸机压射工艺参数经过优化后可以大大减少这些缺陷[3]。综上所述，压铸模具的合理设计对于生产出高质量的铸件具有重要意义。

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1.2压铸发展历史、现状及趋势

1.2.1压铸的发展历史

压铸始于19世纪，其最初被用于压铸铅字。早在1822年，威廉姆·乔奇（WillamChurch）博士曾制造一台日产1.2～2万铅字的铸造机，已显示出这种工艺方法的生产潜力。1849年斯图吉斯（J.J. Sturgiss）设计并制造成第一台手动活塞式热室，并在美国获得了专利权。1885年默根瑟（Mersen-thaler）研究了以前的专利，发明了印字压铸机，开始只用于生产低熔点的铅、锡合金铸字，到19世纪60年代用于锌合金压铸零件生产。压铸广泛应用于工业生产还只是上世纪初，用于现金出纳机、留声机和自行车的产品生产。1904年英国的法兰克林（H.H. Franklin）公司开始用压铸方法生产汽车的连杆轴承，开创了压铸零件在汽车工业中应用的先例。1905年多勒（H.H.Doehler）研制成功用于工业生产的压铸机、压铸锌、锡、铜合金铸件。随后瓦格纳（Wagner）设计了鹅颈式气压压铸机，用于生产铝合金铸件。这种压铸机是利用压缩空气推送铝合金经过一个鹅颈式通道压入模具内，但由于密封、鹅颈通道的粘咬等问题,这种机器没有得到推广应用。但这种设计是生产铝合金铸件的第一次尝试。20世纪20年代美国的Kipp公司制造出机械化的热室压铸机，但铝合金液有浸蚀压铸机上钢铁零部件的倾向，铝合金在热室压铸机上生产受到。1927年捷克工程师约瑟夫·波拉克（JesefPfolak）设计了冷压室压铸机，由于贮存熔融合金的坩锅与压射室分离，可显著地提高压射力，使

之更适合工业生产的要求，克服了气压热压室压铸机的不足之处，从而使压铸技术向前迈出重要一步[3]。20世纪50年代大型压铸机诞生，为压铸业开拓了许多新的领域。随着压铸机、压铸工艺、压铸型及润滑剂的发展，压铸合金也从铅合金发展到锌、铝、镁

和铜合金，最后发展到铁合金，随着压铸合金熔点的不断增高而使压铸件应用范围也不断扩大[4]。

1.2.2我国压铸产业的发展

我国压铸工业在近半个世纪的发展中有了长足的进步。作为一个新兴产业，其每年都以8%～12%的良好势头快速发展。目前，我国拥有压铸厂点及相关企业2600余家，压铸机近万台，年产压铸件50余万吨。其中铝压铸件占67.0%、锌压铸件31.2%、铜压铸件1.0%、镁压铸件0.8%。我国的压铸厂点及相关企业中，压铸厂点2000余家，占企业总数的80%以上，压铸机及辅助设备企业、模具企业、原辅材料企业近398家，占13.7%，科研、大专院校、学会等其他单位合计112个，占总数的3.8%[5]。压铸机生产方面，我国约有压铸机生产企业20多个，年生产能力超过1000台，压铸机的供应能力很强。其中的中小型压铸机的质量较好，大型压铸机、实时控制的高性能的压铸机仍需进口，2000吨以上的压铸机正在研制中[5]。种种情况表明，中国的压铸产业已经相当庞

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大。

但是，与压铸强国相比，中国的压铸业还有着较大的差距。中国压铸企业的规模较小，企业素质不高，技术水平落后，生产效率较低。虽然与美国、日本等压铸先进国家相比，我国压铸件的生产占有一定的数量优势，但我国压铸企业以小型工厂为主，因此在管理水平和工作效率上，较之有很大的差距。另外，虽然我国生产的中小型压铸机质量较好，但大型压铸机、实时控制的高性能的压铸机仍需进口，每年进口压铸机100台以上[6]。由此可见，我国不能算作压铸强国，只能是压铸大国。

近年来，由于中国工业的迅速发展，压铸产业已经逐渐向很多市场迈进。以中国的轿车工业压铸市场为支柱，中国的压铸业已经向摩托车行业、农用车行业、基础设施建设市场、玩具市场、家电产业等多个方向快速拓展，其势头方兴未艾[7]。

1.2.3压铸产业的发展趋势

由于整个压铸过程都是在压铸机上完成，因此，随着对压铸件的质量、产量和扩大应用的需求，开始对压铸设备提出新的更高的要求，传统压铸机已经不能满足这些要求，因此，新型压铸机以及新工艺、新技术应运而生。例如，为了消除压铸件内部的气孔、缩孔、缩松，改善铸件的质量，出现了双冲头（或称精、速、密）压铸；为了压铸带有镶嵌件的铸件及实现真空压铸，出现了水平分型的全立式压铸机；为了提高压射速度和实现瞬时增加压射力以便对熔融合金进行有效地增压，以提高铸件的致密度，而发展了三级压射系统的压铸机。又如，在压铸生产过程中，除装备自动浇注、自动取件及自动润滑机构外，还安装成套测试仪器，对压铸过程中各工艺参数进行检测和控制。它们是压射力、压射速度的显示监控装置和合型力自动控制装置以及电子计算机的应用等[8]。以下介绍的便是压铸行业中出现的新工艺技术。

(1)真空压铸
真空压铸是利用辅助设备将压铸型腔内的空气抽除且形成真空状态，并在真空状态下将金属液压铸成形的方法。其真空度通常在380～600毫米汞柱的范围内，可以通过机械泵获得。而对于薄壁与复杂的铸件，真空度应该更高。由于型腔抽气技术的解决，真空压铸在20世纪50年代曾盛行一时，但后来应用不多。目前，真空压铸只用于生产要求耐压、机械强度高或要求热处理的高质量零件，其今后的发展趋向是解决厚壁铸件和消除热节部位的缩孔，从而更有效地应用于可热处理和可焊接的零件。

真空压铸的特点是：显著减少了铸件中的气孔，增大了铸件的致密度，提高了铸件的力学性能，并使其可以进行热处理。消除了气孔造成的表面缺陷，改善了铸件的表面质量。可减小浇注系统和排气系统尺寸。由于现代压铸机可以在几分之一秒内抽成需要的真空度，并且随着铸型中反压力的减小，增大了铸件的结晶速度，缩短了铸件在铸型中的停留时间。因此，采用真空压铸法可提高生产率10%～20%.采用真空压铸时，镁合

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金减少了形成裂纹的可能性（裂纹时镁合金压铸时很难克服的缺陷之一，经常发生在型腔通气困难的部位），提高了它的力学性能，特别是可塑性。

（2）充氧压铸
国外在分析铝合金压铸件的气泡时发现，其中气体体积分数的90%为氮气，而空气中的氮气体积分数应为80%，氧气的体积分数为20%。这说明气泡中部分氧气与铝液发生了氧化反应。因此出现了充氧压铸的新工艺[9]。

充氧压铸是消除铝合金压铸件气孔，提高铸件质量的一个有效途径。所谓充氧压铸是在铝液充填型腔，用氧气充填压室和型腔，以置换其中的空气和其他气体，当铝金属液充填时，一方面通过排气槽排出氧气，另一方面喷散的铝液与没有排除的氧气发生化学反应而产生三氧化二铝质点，分散在压铸件内部，从而消除不加氧时铸件内部形成的气孔。这种三氧化二铝质点颗粒细小，约在1μm以下，其重量占铸件总重量的0.1%～0.2%,不影响力学性能，并可使铸件进行热处理[10]。

（3）精速密压铸
精速密压铸是一种精确地、快速的和密实的压铸方法，又称套筒双冲头压铸法。国 精密速压铸法在很大程度上外在20世纪60年代中期开始在压铸生产中应用这一方法。

消除了气孔和缩松这两种压铸件的基本缺陷，从而提高了压铸件的使用性能，扩大了压铸件的应用范围。

（4）半固态压铸
半固态压铸是当金属液在凝固时，进行强烈的搅拌，并在一定的冷却速率下获得50%左右甚至更高的固体组分浆料，并将这种浆料进行压铸的方法。

半固态压铸的出现，为解决钢铁材料压铸模寿命低的问题提供了一个方法，而且对提高铸件质量、改善压铸机鸭舌系统的工作条件，都有一定的作用，所以是用途的一种新工艺[11]。

1.3毕业设计内容

本课题设计内容是锌合金门把手铸件压铸模具设计，主要包括浇注系统和排溢系统，成形零件，推出机构以及模体结构等，其完成门把手压铸模具浇排系统设计、模具总图设计、制定完整的压铸成形工艺，选择一至二个成型零件进行制造工艺设计.

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第2章压铸模具的整体设计

2.1铸件工艺性分析

2.1.1铸件立体图及工程图

所用零件为锌合金门把手，材料YX041，铸造精度CT5，其立体图如图2-1，工程

图如图2-2。

图2-1铸件立体图

图2-2铸件工程图

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2.1.2铸件分型面确定

压铸模的定模与动模表面通常称为分型面，分型面是由压铸件2的分型线决定的。而模具上垂直于锁模力方向上的接合面，即为基本分型面。此壳体铸件的分型面选择现有三种方案如图2-3所示。

选择Ｉ面，使铸件整体放在定模中，保证了铸件的同轴度，有利于气体的排出，同时I-I面也是铸件的最大投影面。

选择Ⅱ面，铸件的同轴度不易保证。

选择Ⅲ面，由于合模不严会使分型面处产生飞边，不易清除痕迹，也不利于浇注系统的放置。

综上分析决定选取I-I面为该铸件的分型面。

图2-3铸件分型面选择

2.1.3浇注位置的确定

铸件中心有型芯，所以不宜采用中心浇注，因此采用底端浇注，浇注位置选在平台的端面。

2.2压铸成型过程及压铸机选用

2.2.1卧式冷室压铸机结构

卧式冷室压铸机基本组成如图2-4所示。

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图2-4卧式冷室压铸机
1—增压器；2—蓄能器；3—压射缸；4—压射冲头；5—压室；6—定座板；7—拉杆；8—动座板；9—顶出缸；10—曲肘机构；11—支承座板；12—模具高度；13—合模缸；14—机体；15—控制柜；16—电机及泵

此类压铸机的基本结构分为5部分：
(1)压射机构主要作用是在高压力下将熔融的金属液压入型腔的压射机构。压射压力、压射速度等主要工艺参数都是通过它来控制的，其中包括压室、压射冲头、压射缸、增压器和蓄能器。

(2)合模机构其作用是实现压铸模的开启和闭合动作，并在压射成型过程中具有足够而可靠的锁模力，以防止在高压压射时，模具被推开或发生偏移。

(3)顶出机构在压铸件冷却固化成型并开启模具后，顶出缸驱动压铸模的推出机构，将成型压铸件及浇注余料从模具中顶出，并脱出模体，其中包括顶出缸和顶杆。 包括电(4)传动系统通过液压传动或机械传动完成压铸过程中所需要的各种动作。

机、各种液压泵及机械传动装置。

(5)控制系统控制系统控制柜指令液压系统和机械系统的传动元件，按压铸机压射过程预定的工艺路线和运行程序动作，将液压动作和机械动作有机的结合起来，完成准确可靠、协调安全的运行规则[12]。

2.2.2压铸成型过程

卧式冷室压铸机的压住成型过程主要分为4个步骤，如图2-4所示。

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(a)合模过程(b)压射过程

(c)开模过程(d)铸件推出过程

图2-5压铸成型过程

(a)合模过程压铸模闭合后，压射冲头1复位至压室2的端口处，将足量的液态金

属3注入压室2内。

(b)压射过程压射冲头1在压射缸中压射活塞高压作用下，推动液态金属3通过压

铸模4的横浇道6、内浇口5进入压铸模的型腔。金属液充满型腔后，压射冲头1仍然

作用在浇注系统，使液态金属在高压状态下冷却、结晶、固化成型。

(c)开模过程压铸成型后，开启模具，使压铸件脱离型腔，同时压射冲头1将浇注

余料顶出压室。

(d)推出铸件过程在压铸机顶出机构作用下，将压铸件及其浇注余料顶出，并脱离

模体，压射冲头同时复位[13]。

2.2.3压铸机型号的选用及其主要参数

本课题设计的压铸件在分型面的投影面积为729cm2,压铸件的重量为5.20kg,锌合金

一般件的推荐压射比压为13～20MPa，动模板最小行程为108mm,采用常用的卧式冷室

压铸机，其型号为J1163E。

压铸机主要参数如下：压射力为368～600kN；压室直径为70～100mm；最大浇注

量（铝）为9kg；浇注投影面积为403～19；动模板行程为600mm；拉缸内空间水平

垂直为750mm750mm。

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2.3浇注系统设计

压铸模浇注系统是将压铸机压室内熔融的金属液在高温高压高速状态下填充入压铸模型腔的通道。它包括直浇道、横浇道、内浇口、以及溢流排气系统等。它能调节充填速度、充填时间、型腔温度，因此它决定着压铸件表面质量以及内部显微组织状态，同时也影响压铸生产的效率和模具的寿命[14]。

2.3.1带浇注系统铸件

铸件如图2-6所示，溢流槽设于分型面四个对角处，用于有序的排除型腔中的气体和排除并容纳冷污的金属液以及其他氧化物。

图2-6带浇注系统铸件

2.3.2内浇口设计

（1）内浇口速度

V𝑛的推荐值为30～50m/s，选取

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式中t-充填时间，ms；b-压铸件平均壁厚，mm 可求出t=35(3.8-1)=98ms≈0.1s。

（3）内浇口截面积的确定

计算得出数值如下：

A𝑔=	1014.7 4000 × 0.1 ≈2.5𝑐𝑚2

(4)内浇口厚度、长度、宽度的确定
由内浇口厚度、宽度和长度的经验数值表，适当选取此锌合金铸件内浇口厚度为2.5mm，长度为22.5mm，宽度为100mm。

2.3.3横浇道设计

（1）横浇道的形式及尺寸
根据铸件及内浇口特点，选用T形浇道，截面为矩形，浇道形状及尺寸如图2-7。

（2）横浇道与内浇口的连接方式

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图2-7横浇道具体尺寸

为了防止金属液对型芯的正面冲击，横浇道与内浇口采用了端面联接的方式，见图

2-8。

图2-8端面联接方式

𝑟2= 3.5𝑚𝑚；h2= 7𝑚𝑚；α= 45°。

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图2-9排溢系统结构

（1)溢流槽尺寸设计
溢流槽尺寸选取：溢流口厚度h=0.5mm；溢流口长度l=4mm；溢流口宽度s=72mm；溢流槽半径r=15mm。

（2）排气道设计
排气道相关尺寸选取为：排气槽深度为0.12mm；宽度为15mm。

2.4压铸模具的总体结构设计

压铸模由定模和动模两个主要部分组成。定模固定在压铸机压室一方的定模座板上，是金属液开始进入压铸模型腔的部分，也是压铸模型腔的所在部分之一。定模上有直浇道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上，随动模座板向左、向右移动与定模分开和合拢，一般抽芯和铸件顶出机构设于其内。

压铸模具的基本结构及零件明细表如图2-10所示，它通常包括以下六个部分。

（1）成型零件部分。在合模后，由动模镶块和型腔镶块形成一个构成压铸件形状的空腔，通常称为成型镶块。构成成型部分的零件即为成型零件。成型零件包括固定的和活动的镶块与型芯，如图中的镶块、主型芯、小型芯以及侧型芯等。有时成型零件还构成浇注系统的一部分，如内浇口、横浇道、溢流口和排气道等。

（2）浇注系统。浇注系统是熔融金属由压铸机压室进入压铸模成型空腔的通道，如图中浇口套、浇道镶块以及横浇道、内浇口、排溢系统等。

由于成型零件和浇注系统的零件均与高温的金属液直接接触，所以它们应选用经过热处理的耐热钢制造。

（3）模体结构。各种模板、座架等构架零件按一定程序和位置加以组合和固定，将模具的各个结构件组成一个模具整体，并能够安装到压铸机上，如图中的垫块、支撑板、动模压板、定模套板、定模座板和动模座板等。

导柱和导套是导向零件，又被称为导准零件。它们的作用是引导动模板与定模板在开模和合模时能沿导滑方向移动，并准确定位。

（4）顶出和复位机构。将压铸件或浇注余料从模具上脱出的机构，包括推出零件和复位零件，如图中的推杆、推杆固定板和推板。同时，为使顶出机构在移动时平稳可靠，往往还设置自身的导向零件推板导柱和推板导套。为便于清理杂物或防止杂物影响推板的正确复位，还在推板底部设置限位钉。

（5）侧抽芯机构。当压铸件侧面有侧凹或侧凸结构时，则需要设置侧抽芯机构，如图中斜滑块、侧型芯、斜滑块限位钉、弹顶销、弹簧等。

（6）其它。除以上各结构单元外，模具内还有其它用于固定各相关零件的内六角

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螺栓以及销钉等[17]。

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第3章成型零件及结构设计

3.1成型零件设计概述

成型零件是与高温金属液接触的零件，用于形成浇注系统和铸件。成型零件由浇注

系统成型零件和铸件成型零件两部分组成。

（1）浇注系统成型零件：浇道镶块、浇口套，用于形成浇注系统。

（2）铸件成型零件：型芯、镶块、斜滑块块，用于形成铸件。

成型零件的结构形式主要可以分为整体式和组合式两类。

1）整体式结构型腔和型芯都由整块材料加工而成，，即型腔或型芯直接在模板上

加工成型。

2）整体组合式结构型腔和型芯由整块材料制成，装入模板的模套内，再用台肩或螺栓固定。

3）局部组合式结构型腔和型芯由整块材料制成，局部镶有成型镶块的组合形式。4）完全组合式结构由多个镶拼件组合而成的成型空腔。

成型零件直接接触高温、高压、高速的液态金属，受机械冲击、磨损、热疲劳和化

学侵蚀的反复作用，热应力和热疲劳导致的热裂纹则是破坏失效的主要原因，所以对成形零件的尺寸精度的要求尺寸精度高3-4级，对粗糙度的要求比铸件粗糙度高2级。 由于本文中采用斜滑块抽芯系统，其也与液态金属直接接触，故放入本章介绍[18]。

3.2浇注系统成型零件设计

（1）浇口套的结构
在浇口套中形成直浇道，常用浇口套的结构形式如图3-1所示。

图（a）由于制造和装卸比较方便，在中小型模具中应用比较广泛。

图（b）是利用台肩将浇口套固定在两模板之间，装配牢固，但拆装均不方便。图（c）是将压铸模的安装定位孔直接设置在浇口套上。

图（d）、（e）型式用于中心进料图（f）是导入式直浇道的结构型式。

本课题选用图（a）的形式。

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图3-1浇口套结构形式（2）浇口套与压室的连接方式
连接方式如图3-2所示。

图3-2（a）为平面对接：为了保证同轴度应提高加工精度和装配精度。图3-2（b）保证了它们的同轴度要求。

图3-2浇口套与压室连方式接

本课题采用（a）类连接，即平面对接的方式，此类连接便于装卸。

（3）浇口套的尺寸与配合精度
浇口套尺寸根据具体情况设计，具体尺寸参见附录。

（4）浇注系统成型零件的材料和硬度的要求
压铸模具的浇注系统成型零件直接与高温、高压、高速填充的液态金属液接触，在

短时间内温度变化很大，压铸模的工作环境十分恶劣，因此对浇注系统成型零件材料的选择应慎重。底座铸件模具设计按国家标准选取的材料为4Cr5MoSiV1,热处理要求为44～48HRC。

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3.3铸件成型零件设计

3.3.1成型收缩率

成型收缩率是指铸件收缩量与成型状态铸件尺寸之比，收缩分三种情况（见图3-3）：（1）自由收缩在型腔内的压铸件没有成型零件的阻碍作用，图中L1。
（2）阻碍收缩如图中L2，有固定型芯的阻碍作用。

（3）混合收缩如图中L3，这种情况较多。

图3-3压铸件收缩率的分类

由参考文献[16]中查得锌合金的自由收缩率为0.6%～0.8%，阻碍收缩率为

3.3.2脱模斜度

（1）脱模斜度的选取标准
1）不留加工余量的压铸件。为了保证铸件组装时不受阻碍，型腔尺寸以大端为基准，另一端按脱模斜度相应减少；型芯尺寸以小端为基准，另一端按脱模斜度相应增大。

2）两面均留有加工余量的铸件。为保证有足够的加工余量，型腔尺寸以小端为基准，加上加工余量，另一端按脱模斜度相应增大；型芯尺寸以大端为基准，减去加工余量，另一端按脱模斜度相应减少。

3）单面留有加工余量的铸件。型腔尺寸以非加工面的大端为基准，加上斜度尺寸差及加工余量，另一端按脱模斜度相应减少。型芯尺寸以非加工面的小端为基准，减去斜度尺寸差及加工余量，另一端按脱模斜度相应放大。

（2）脱模斜度的尺寸
配合面外表面最小脱模斜度α取015，内表面最小脱模斜度β取030。非配合面外表面最小脱模斜度α取030，内表面最小脱模斜度β取1°。由于底座内腔深度>50mm，则脱模斜度可取小[19]。

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3.3.3压铸件的加工余量

由于铸件具有较为精确的尺寸和良好的铸造表面，所以一般情况下，可以不进行机械加工。同时，由于压铸件内部可能有气孔，所以应尽量避免再进行机械加工。但是，某些部位还是应该进机械加工。如装配表面、装配孔、成型困难没有铸出的一些形状，去除内浇口、溢流口后的多余部分等。

底座铸件的加工余量选取根据参考文献[15]中推荐的加工余量选择，平面按最大边长确定，孔按直径确定。

3.3.4铸件成型尺寸的计算

成型零件表面受高温、高压、高速金属液的摩擦和腐蚀而产生损耗，因修型引起尺寸变化。把尺寸变大的尺寸称为趋于增大尺寸，变小的尺寸称为趋于变小尺寸。在确定成型零件尺寸时，趋于增大的尺寸应向偏小的方向取值；趋于变小的尺寸应向偏大的方向取值；稳定尺寸取平均值。

根据参考文献[16]，成型零件尺寸的计算公式如下：

已知铸件尺寸公差等级为CT5，根据参考文献查表可得铸件基本尺寸的相应尺寸公

差

第4章推出机构和模体设计

4.1推出机构设计

4.1.1推出机构概述

开模后，是压铸件从成形零件上脱出的机构称为推出机构。推出机构一般设置在动模部分。

推出机构一般由下列部分组成：

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（1）推出元件。直接推动压铸件脱落，如推杆、推管、以及卸料版、成型推块等。

（2）复位元件。在合模过程中，驱动推出机构准确地回复到原来的位置，如复位杆、卸料板等。但在侧抽芯机构是斜滑块侧抽芯机构时，合模时，在定模板的推动作用下，斜滑块沿斜向导滑槽准确复位，所以无需设置推出机构的复位元件。

（3）限位元件。调整和控制复位装置的位置，起止退限位作用，并保证推出机构在压射过程中，受压射力作用时不改变位置，如限位钉及挡圈等。

（4）导向元件。引导推出机构往复运动的移动方向，并承受推出机构等构件的重量，防止移动时倾斜，如推板导柱和推板导套等。

（5）结构元件。将推出机构各元件装配并固定成一体，如推杆固定板和推板以及其它辅助元件和螺栓等连接件。

推出机构常按照推出元件的结构特征不同可分为推杆推出、推管推出、卸料板推出、推块推出和综合推出等多种推出形式[22]。

4.1.2推杆设计

（1）推杆的结构
采用圆形截面的推杆结构，如图4-1所示。

（2）推杆的固定形式
固定形式为整体沉入式，如图4-2所示。

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图4-2推杆的整体沉入式固定

（3）推杆尺寸及配合
推杆的直径是有推杆端面在压铸件上允许承受的受推力决定的，由参考文献[16]查得，其截面积计算公式为：