锌合金喷头盖的压铸模具设计_就上UG网

1.合金压铸件在五金机电类产品中应用广泛。有些铸件带有圆弧孔及外螺纹特征，给模具设计带来了较大困难。以某厂锌合金喷头盖为模具设计对象，铸件带有圆弧孔及外螺纹特征，模具结构复杂，可供同类铸件的模具设计参考.

2 .铸件工艺分析
锌合金喷头铸件如图 1 所示，平均壁厚 1.5mm，外形尺寸 30 mm×30 mm×11 mm，材料选用ZZn Al4，材料密度 6.8 g/cm，压铸温度 410 ℃。铸件尺寸较小，其模具设计难点是铸件喷嘴处的圆弧抽芯及底部的螺纹抽芯。



3 .浇注系统设计
由于铸件尺寸较小，采用1模4腔的布局方式

单个铸件质量为 28.6 g，但加上溢流槽后总质量为38 g，充型时间设为 0.02 s，内浇口处金属熔液流速为40 m/s，得出内浇口截面积为6.9 mm（取7 mm），浇口厚度设为1 mm，长度7 mm。采用扇形侧浇口，每个铸件左右各开设一个排气槽。



4 .圆弧抽芯机构设计
根据铸件结构分析，铸件顶部有一段圆弧形空锌 合 金 喷 头 盖 压 铸 模 设 计

对带有圆弧孔及外螺纹特征的锌合金喷头盖进行了模具设计，模具采用齿轮齿条抽芯机构实现铸件圆弧抽芯，稳定性好，精度较高；采用外链条及齿轮传动机构实现铸件螺纹抽芯，安全可靠，保证了铸件质量及尺寸精度，可供类似铸件的模具设计参考。

浇注系统设计心管，中心角 21.2°，半径 R112 mm，需要圆弧抽芯。圆弧抽芯是压铸模设计中的难点。根据圆弧角度、半径以及 1 模 4 腔的布局方式，采用齿轮齿条式圆弧抽芯机构 如图所示3



齿条固定于定模一侧，齿轮及圆弧型芯安装于动模一侧，开模时利用动、定模的相对运动实现抽芯。圆弧段中心角为21.2°，抽芯时为安全起见圆弧型芯摆动角度设为 25°，在工作过程中 1 副齿轮齿条带动 4 个圆弧型芯动作，因承受抽芯力较大，齿轮承受力矩较大，因此齿轮模数设为2个，根据分度圆直径D=mz，z取20，得D=40 mm，齿轮压力角设为 20°，齿轮和齿条有效啮合长度 L =θπD/180=17.44 mm。圆弧抽芯机构如图 4 所示。




5.螺纹抽芯机构设计
由于铸件成型过程中采用 1 模 4 腔布局方式，每个铸件都有一个外螺纹，模具采用减速电机通过链条带动主齿轮转动，通过主齿轮带动4个分齿轮转动，从而实现螺纹抽芯，螺纹抽芯机构如图5所示。



6.推出机构的设计
由于铸件底部为管状特征，不便使用推杆推出，而管状特征相对螺纹较长，不能依靠脱螺纹装置实现推出，模具采用推管推出机构，内孔小型芯固定于动模座板一侧，推管置于推杆固定板和推板之间，螺纹型芯套在推管外，在螺纹型芯旋转完成后，利用推管推出机构将铸件推出，推出机构如图6所示。


7.模具结构及工作过程模具属于单分型面模具，外形尺寸 260 mm×350 mm×390 mm。根据锁模力大于胀型力以及铸件和浇道总体积应小于压室容量的 80%的原则，选用J1220 型热室压铸机。模具结构如图 7 所示。模具工作过程：模具闭合后，将锌合金溶液倒入压室，再通过冲头压入到模具型腔中。铸件冷却后，模具开模，利用开模的相对运动，齿轮齿条啮合，齿轮转动带动圆弧抽芯机构运动，型芯从铸件的喷嘴处抽出。然后减速电机启动，通过链条及链轮带动主齿轮及各分齿轮运动，螺纹型芯脱出螺纹，然后推出机构推出铸件。喷入冷却液后，模具闭合，齿轮齿条啮合，圆弧抽芯机构和推出机构复位，一个压铸周期完成。

锌合金喷头铸件带有圆弧抽芯和外螺纹抽芯特征，模具结构较复杂，其中圆弧抽芯采用齿轮齿条抽芯机构，稳定性好，安全可靠，精度较高；外螺纹采用链条及齿轮传动机构，安全可靠，保证了铸件的质量及尺寸精度。