铝合金压铸模具设计论文

1结构分析及分型面的确定

铝合金连接套压铸件三维图，其形状特点是圆筒形零件，零件上部外形最大直径Φ99mm、长28mm处最大壁厚3mm有11处。最小壁厚仅1mm共有10处，约12mm宽，28mm长。这样的压铸件在顶出时极易顶碎，顶出极困难。零件中部有12个方孔，需要12个侧抽芯。下部最大壁厚6.25mm，在内孔Φ93mm与Φ80mm孔台阶处有12处小平台上设有顶杆。E-E剖视图中设在零件中部尺寸25处。此处上部外形由11段Φ99mm和12段Φ95mm圆弧构成），下部外形由12段Φ93.5mm和12段Φ92.6mm圆弧构成。12个方孔内40°斜面内孔、槽宽42.5mm和槽宽12.5mm及槽宽8.2mm由动模型芯成形[3-4]。

2模具设计结构及原理

2.1模具结构

模具结构如图3所示。此模具是安装在J1116压铸机上，模具厚度320mm、宽度580mm、高度520mm。动模把模板1通过8个长螺钉2将支撑块3与中板15连接，中板与动模框16通过8个短螺钉37将动模镶件14和动模型芯29连接。通过导向轴4将调整垫5、导向套6、复位杆8、顶杆9、顶杆压板10、推管11、顶杆固定板12连接并导向。螺钉13连接顶杆压板10和顶杆固定板12。动模框16上分别安装12对限位块21、斜滑块22、侧型芯23。侧型芯与定模上的斜导柱18配合。定模框25、斜导柱18、定模镶件27、浇口套28、直导柱33和定模把模板30由螺钉24连接固定。模具分型面在动模镶件14和定模镶件27之间合模接触平面上。

2.2工作原理

图3为模具合模状态，压铸机锤头压射、铝液充满型腔、凝固冷却、开模。开模瞬间由于斜导柱18和斜滑块22孔上面有间隙，所以定模先脱模，然后斜导柱带动斜滑块及侧型芯23脱模。在侧型芯完全脱模后，动模在开模的过程中2个顶出轴7对顶杆压板10有作用力同时传递给顶杆9和推管11将零件顶出，然后检查清理铸件、模腔、喷涂料、合模。

3零件顶出的设计

零件的顶出用推管11和12个Φ4mm顶杆9同时顶出零件，见图3连接套压铸模装配图的顶出结构。推管顶在零件的11段Φ99mm壁厚3mm的端面上，12个顶杆分别顶到Φ93mm底部的12个小平台上，平台的壁厚6.75mm，确保零件不断裂、不变形。

4型芯力、零件受力分析及强度校核

零件的上部Φ93mm深28mm最薄弱，截面如图4。在11段Φ99mm处用推管顶出，在Φ93mm孔底部12个小台阶处用Φ4mm顶杆顶出，零件的顶出力应克服最大抽拔力1700.3kN。由于推管和顶杆同时将零件顶出，所以推管的顶出力为850.2kN。每段3mm壁厚处受力F1为77.3kN，每个顶杆的顶出力为F2，每段1mm壁厚处零件铝合金YL117的抗剪切强度为210kN/mm。推管顶出部分1mm壁厚截面积13mm2，能承受最大剪切力为2730kN。远大于77.3kN。所以此顶出方案可行。

5容易出现的问题及应对措施

连接套压铸模具结构复杂，共有12个侧型芯，通过斜滑块及斜导柱控制抽芯，并用推管和推杆的联合作用实现零件的推出，模具结构新颖，但模具制造精度要求高，压铸件在脱模时容易产生裂纹甚至破碎，最大的难点是零件顶出问题的解决。采取具体措施如下：

（1）首先要保证模具主要配合零件的尺寸精度在0.01mm以内；

（2）要对侧型芯、动模镶件、定模镶件、动模型芯零件表面进行等离子喷涂处理，使侧型芯表面有一层厚度为小于0.005mm高强度的镀层有利于型芯脱模、防止型芯拉伤、粘铝、减少零件受力；

（3）严格控制开模顺序：以保证首先抽拔侧型芯时，模具的其它零件在高精度状态下对压铸件起到支撑和保护作用；侧型芯完全脱模后，再精确顶出压铸件；

（4）采用顶出轴和顶杆联合顶出，增加受力面积，使压铸件单位面积受力最小；

（5）在铝合金熔化过程中采用搅拌技术以及合金成分配比技术增加压铸件强度。压铸毛坯件只需再经过简单的机械加工后即出成品零件。通过生产实践，效果良好，很大幅度的提高了生产效率。作者:单位: