如何减少压铸模具设计周期

『壹』 设计锌合金压铸模具要注意什么

在进行机械抛光前，首先必须对压铸质量进行检验。因为不恰当的模具设计与铸造技术会导致表面层产生缺陷，如缝隙、皮下起泡、气孔、裂纹等疵病，这是潜在的腐蚀源和影响镀层质量的主要因素之一。压铸质量不合格，不可进入抛光工序，要求表面光洁、致密、平整，无冷纹，无气孔。抛光时要注意压铸件表层细致而内部组织较为疏松的特点，若把表面致密层抛掉而露出疏松层，就会出现越抛磨越毛的现象，从而严重影响电镀层的结合力，而且锌合金硬度低，因此对锌压铸件，应尽量避免使用金刚砂布轮抛磨。若制件表面较粗糙，丝流和伤痕必须进行磨光时，宜采用较低的转速(1200～1400r／min)和较小直径的磨轮(≤250mm)，操作时切忌用力过猛，不可将表面致密层抛掉。

『贰』 压铸定模水路能减少影响

据市场观察，随形冷却水路是选区激光熔化3D打印技术为模具冷却带来的变革性应用。增材制造技术的应用，避免了传统工艺交叉钻孔的限制，这使得模具设计师能够根据冷却要求设计不同的随形冷却回路，使得模具以一致的速度冷却散热，促进冷却的均匀性，减少冷却时间。

本文将分享一个铝合金高压铸造模具3D打印应用案例。在这一应用中，通过德国通快3D打印设备制造的浇口分流器带有随形冷却水路，使得压铸模具开模时间减少30%，模具寿命得以提升，最终将提升压铸生产线的产能。

提升压铸线产能
冷却流道优化提高冷却效率
铝合金高压铸造的模具尺寸通常可达 1 米× 2 米，压力可达 80 吨。合模之后温度高达 700 多摄氏度的铝水在不到 1 秒的时间内被压入模腔，并迅速冷却凝固成铝合金齿轮箱壳体产品。

而压铸产线的产能取决于开模时间的长短，如果能提高局部过热区域的冷却速度，就能大大缩短铝水冷却凝固的时间，实现短时间开模，大大提升产能。

在这个案例中，浇口位置由于壁厚更大，积聚了更多的铝水，在冷却过程中温度始终高于其他部位，提升该处的冷却速度成为缩短开模时间的关键。

『叁』 急求有关压铸模具设计相关资料！

一、 压铸简介 压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。 压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。①金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15—100MPa。②金属液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的还可超过80米/秒，（通过内浇口导入型腔的线速度—内浇口速度），因此金属液的充型时间极短，约0.01—0.2秒（须视铸件的大小而不同）内即可填满型腔。 压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件。 1、 压铸机 （1） 压铸机的分类 压铸机按压室的受热条件可分为热压室与冷压室两大类。而按压室和模具安放位置的不同，冷室压铸机又可分为立式、卧式和全立式三种形式的压铸机。 热室 压铸机 立式 冷室 卧室 全立式 （2） 压铸机的主要参数 a合型力（锁模力） （千牛）————————KN b压射力 （千牛）—————————————KN c动、定型板间的最大开距——————————mm d动、定型板间的最小开距——————————mm e动型板的行程———————————————mm f大杠内间距（水平×垂直）—————————mm g大杠直径—————————————————mm h顶出力——————————————————KN i顶出行程—————————————————mm j压射位置（中心、偏心）——————————mm k一次金属浇入量（Zn、Al、Cu）———————Kg l压室内径（Ф）——————————————mm m空循环周期————————————————s n铸件在分型面上的各种比压条件下的投影面积 注：还应有动型板、定型板的安装尺寸图等。 2、 压铸合金 压铸件所采用的合金主要是有色合金，至于黑色金属（钢、铁等）由于模具材料等问题，目前较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛，锌合金次之。 下面简单介绍一下压铸有色金属的情况。 （1）、压铸有色合金的分类 受阻收缩 混合收缩 自由收缩 铅合金 -----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔点合金 锡合金 锌合金--------0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 铝硅系--0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 压铸有色合金 铝合金 铝铜系 铝镁系---0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔点合金 铝锌系 镁合金----------0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 铜合金 （2）、各类压铸合金推荐的浇铸温度 合金种类 铸件平均壁厚≤3mm 铸件平均壁厚>3mm 结构简单 结构复杂 结构简单 结构复杂
铝合金 铝硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 610-650℃
铝铜系 630-660℃ 660-700℃ 600-640℃ 630-660℃
铝镁系 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
铝锌系 590-620℃ 620-660℃ 580-620℃ 600-650℃
锌合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃
镁合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
铜合金 普通黄铜 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃
硅黄铜 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃
注 注：①浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量。 ②锌合金的浇铸温度不能超过450℃，以免晶粒粗大。 二、 压铸模 压铸模是压铸生产三大要素之一，结构正确合理的模具是压铸生产能否顺利进行的先决条件，并在保证铸件质量方面（下机合格率）起着重要的作用。 由于压铸工艺的特点，正确选用各工艺参数是获得优质铸件的决定因素，而模具又是能够正确选择和调整各工艺参数的前提，模具设计实质上就是对压铸生产中可能出现的各种因素预计的综合反映。如若模具设计合理，则在实际生产中遇到的问题少，铸件下机合格率高。反之，模具设计不合理，例一铸件设计时动定模的包裹力基本相同，而浇注系统大多在定模，且放在压射后冲头不能送料的灌南压铸机上生产，无法正常生产，铸件一直粘在定模上。尽管定模型腔的光洁度打得很光，因型腔较深，仍出现粘在定模上的现象。所以在模具设计时，必须全面分析铸件的结构，熟悉压铸机的操作过程，要了解压铸机及工艺参数得以调整的可能性，掌握在不同情况下的充填特性，并考虑模具加工的方法、钻眼和固定的形式后，才能设计出切合实际、满足生产要求的模具。 刚开始时已讲过，金属液的充型时间极短，金属液的比压和流速很高，这对压铸模来说工作条件极其恶劣，再加上激冷激热的交变应力的冲击作用，都对模具的使用寿命有很大影响。 模具的使用寿命通常是指通过精心的设计和制造，在正常使用的条件下，结合良好的维护保养下出现的自然损坏，在不能再修复而报废前，所压铸的模数（包括压铸生产中的废品数）。 实际生产中，模具失效主要有三种形式：①热疲劳龟裂损坏失效；②碎裂失效；③溶蚀失效。 致使模具失效的因素很多，既有外因（例浇铸温度高低、模具是否经预热、水剂涂料喷涂量的多少、压铸机吨位大小是否匹配、压铸压力过高、内浇口速度过快、冷却水开启未与压铸生产同步、铸件材料的种类及成分Fe的高低、铸件尺寸形状、壁厚大小、涂料类型等等）。也有内因（例模具本身材质的冶金质量、坯料的锻制工艺、模具结构设计的合理性、浇注系统设计的合理性、模具机（电加工）加工时产生的内应力、模具的热处理工艺、包括各种配合精度和光洁度要求等）。 模具若出现早期失效，则需找出是哪些内因或外因，以便今后改进。 ① 模具热疲劳龟裂失效 压铸生产时，模具反复受激冷激热的作用，成型表面与其内部产生变形，相互牵扯而出现反复循环的热应力，导致组织结构二损伤和丧失韧性，引发微裂纹的出现，并继续扩展，一旦裂纹扩大，还有熔融的金属液挤入，加上反复的机械应力都使裂纹加速扩展。 为此，一方面压铸起始时模具必须充分预热。另外，在压铸生产过程中模具必须保持在一定的工作温度范围中，以免出现早期龟裂失效。同时，要确保模具投产前和制造中的内因不发生问题。因实际生产中，多数的模具失效是热疲劳龟裂失效。 ② 碎裂失效 在压射力的作用下，模具会在最薄弱处萌生裂纹，尤其是模具成型面上的划线痕迹或电加工痕迹未被打磨光，或是成型的清角处均会最先出现细微裂纹，当晶界存在脆性相或晶粒粗大时，即容易断裂。而脆性断裂时裂纹的扩展很快，这对模具的碎裂失效是很危险的因素。为此，一方面凡模具面上的划痕、电加工痕迹等必须打磨光，即使它在浇注系统部位，也必须打光。另外要求所使用的模具材料的强度高、塑性好、冲击韧性和断裂韧性均好。③熔融失效 前面已讲过，常用的压铸合金有锌合金、铝合金、镁合金和铜合金，也有纯铝压铸的，Zn、Al、Mg是较活泼的金属元素，它们与模具材料有较好的亲和力，特别是Al易咬模。当模具硬度较高时，则抗蚀性较好，而成型表面若有软点，则对抗蚀性不利。但在实际生产中，溶蚀仅是模具的局部地方，例内浇口直接冲刷的部位（型芯、型腔）易出现溶蚀现象，以及硬度偏软处易出现铝合金的粘模。 压铸生产中常遇模具存在的问题注意点： 1、 浇注系统、排溢系统 例（1）对于冷室卧式压铸机上模具直浇道的要求： ① 压室内径尺寸应根据所需的比压与压室充满度来选定，同时，浇口套的内径偏差应比压室内径的偏差适当放大几丝，从而可避免因浇口套与压室内径不同轴而造成冲头卡死或磨损严重的问题，且浇口套的壁厚不能太薄。浇口套的长度一般应小于压射冲头的送出引程，以便涂料从压室中脱出。 ② 压室与浇口套的内孔，在热处理后应精磨，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙≤Ra0.2μm。 ③ 分流器与形成涂料的凹腔，其凹入深度等于横浇道深度，其直径配浇口套内径，沿脱模方向有5°斜度。当采用涂导入式直浇道时，因缩短了压室有效长度的容积，可提高压室的充满度。 （2）对于模具横浇道的要求 ① 冷卧式模具横浇道的入口处一般应位于压室上部内径2/3以上部位，以免压室中金属液在重力作用下过早进入横浇道，提前开始凝固。 ② 横浇道的截面积从直浇道起至内浇口应逐渐减小，为出现截面扩大，则金属液流经时会出现负压，易吸入分型面上的气体，增加金属液流动中的涡流裹气。一般出口处截面比进口处小10-30%。 ③ 横浇道应有一定的长度和深度。保持一定长度的目的是起稳流和导向的作用。若深度不够，则金属液降温快，深度过深，则因冷凝过慢，既影响生产率又增加回炉料用量。 ④ 横浇道的截面积应大于内浇口的截面积，以保证金属液入型的速度。主横浇道的截面积应大于各分支横浇道的截面积。 ⑤ 横浇道的底部两侧应做成圆角，以免出现早期裂纹，二侧面可做出5°左右的斜度。横浇道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。 （3）内浇口 ① 金属液入型后不应立即封闭分型面，溢流槽和排气槽不宜正面冲击型芯。金属液入型后的流向尽可能沿铸入的肋筋和散热片，由厚壁处想薄壁处填充等。 ② 选择内浇口位置时，尽可能使金属液流程最短。采用多股内浇口时，要防止入型后几股金属液汇合、相互冲击，从而产生涡流包气和氧化夹杂等缺陷。 ③ 薄壁件的内浇口厚件要适当小些，以保证必要的填充速度，内浇口的设置应便于切除，且不使铸件本体有缺损（吃肉）。 (4)溢流槽 ① 溢流槽要便于从铸件上去除，并尽量不损伤铸件本体。 ② 溢流槽上开设排气槽时，需注意溢流口的位置，避免过早阻塞排气槽，使排气槽不起作用。 ③ 不应在同一个溢流槽上开设几个溢流口或开设一个很宽很厚的溢流口，以免金属液中的冷液、渣、气、涂料等从溢流槽中返回型腔，造成铸件缺陷。 2、 铸造圆角（包括转角） 铸件图上往往注明未注圆角R2等要求，我们在开制模具时切忌忽视这些未注明圆角的作用，决不可做成清角或过小的圆角。铸造圆角可使金属液填充顺畅，使腔内气体顺序排出，并可减少应力集中，延长模具使用寿命。（铸件也不易在该处出现裂纹或因填充不顺而出现各种缺陷）。例标准油盘模上清角处较多，相对来说，目前兄弟油盘模开的最好，重机油盘的也较多。 3、 脱模斜度 在脱模方向严禁有人为造成的侧凹（往往是试模时铸件粘在模内，用不正确的方法处理时，例钻、硬凿等使局部凹入）。 4、 表面粗糙度 成型部位、浇注系统均应按要求认真打光，应顺着脱模方向打光。由于金属液由压室进入浇注系统并填满型腔的整个过程仅0.01-0.2秒的时间。为了减少金属液流动的阻力，尽可能使压力损失少，都需要流过表面的光洁度高。同时，浇注系统部位的受热和受冲蚀的条件较恶劣，光洁度越差则模具该处越易损伤。 5、 模具成型部位的硬度 铝合金：HRC46°左右 铜：HRC38°左右 加工时，模具应尽量留有修复的余量，做尺寸的上限，避免焊接。 压铸模具组装的技术要求： 1、 模具分型面与模板平面平行度的要求。 2、 导柱、导套与模板垂直度的要求。 3、 分型面上动、定模镶块平面与动定模套板高出0.1-0.05mm。 4、推板、复位杆与分型面平齐，一般推杆凹入0.1mm或根据用户要求。 5、模具上所有活动部位活动可靠，无呆滞现象pin无串动。 6、滑块定位可靠，型芯抽出时与铸件保持距离，滑块与块合模后配合部位2/3以上。 7、浇道粗糙度光滑，无缝。 8、合模时镶块分型面局部间隙<0.05mm。 9、冷却水道畅通，进出口标志。 10、成型表面粗糙度Rs=0.04，无微伤。

『肆』 提高压铸模具寿命的措施

提高压铸模具寿命的措施

致使压铸模失效的主要原因是：①热胀冷缩的交变应力，长期频繁的反复循环，在模具表面出现热疲劳龟裂纹;②由于热应力及机械应力引起的模具整体开裂、破损;③在压射力和热应力的作用下，模具会在强度最薄弱处萌生裂纹，使型腔碎裂;④化学腐蚀、机械磨损、冲刷侵蚀、熔损侵蚀造成的模具侵蚀;⑤受到锁模、插芯压力和充填压力作用使模具产生的塑性变形。这些模具失效缺陷出现的原因是复杂多样的，下边从实际应用方面探讨一些提高压铸模具寿命的措施。

1 压铸模具材料的选用

为提高热冲击韧度，目前常用的H13钢的化学成分纯净度要求为：优级钢S 含量(质量分数，下同)要小于0.005%;超级H13 钢要求S 含量小于0.003%;P含量小于0.015%。钢的晶界无共晶碳化物夹杂，大块状的共晶碳化物和杂质强度极小，不能抵抗热疲劳，降低了钢材的塑性，是龟裂发生的起源点。要使用电渣重熔炉的精炼钢，它不仅纯净度高，还具有组织致密、优良的热疲劳抗力、抗热裂性好、优良的韧性及塑性，优良的抛光性、较好的异向同性等性能。钢材的均一性要求材料的组织要均匀，钢坯具备任意方向力学性能同性，不要有纵、横、深方向的性能差异。

正确选用模具材料，采用高强度合金材料可以提高模具使用寿命。优选用瑞典8407、德国2344、美国H13 (4Gr5MoVlSi)、日本SKD61 材料。日本日立的DAC55、ZHD435 在高硬度时有很好的韧性及抗高温强度，模具寿命也很高。

2 压铸模具的热处理

采用不同的热处理工艺会使压铸模品质性能不一样。H13 模具钢的热处理工艺和热处理后的金相组织应参照北美压铸学会(NADCA 207—2003)的规定。建议由模具钢材生产商负责模具的热处理，避免因为材料和热处理的厂家不同而引起品质不同。

H13 钢采用高压液氮气冷高真空炉淬火为好，可以有效防止模具表面的脱碳、氧化、变形和开裂。把淬火温度升高到1020～1050℃，根据模块材料的尺寸大小，和各个零部件要求的强度和韧性，适当控制温度和保温时间，使合金碳化物充分溶人奥氏体，这样可以减少模具因热处理碳化物溶解不充分，残留在晶界之间而造成的模具龟裂。但要注意钢的临界点Acl和Ac3及保温时间，防止奥氏体粗化。淬火后用不同温度分3 次回火，特别注意回火的效果，如果还要进行氮化处理，可以减少一次回火处理。

模具加工时产生的切削应力、电火花放电变质层的应力、和压铸时产生的热疲劳应力，可以通过退火来减轻或消除。模具应定期退火处理消除应力：第一次去应力退火应安排在淬火之前(退火温度700～750℃)，第二次去应力退火应安排在试模合格后的量产之前，再在压铸1 万模、3 万模时各退火处理一次，氮化一次可以代替一次退火处理。对H13 钢退火消除应力的温度比淬火时最后一次回火的温度低20～40℃，保温时间为1.0～1.5 h。

合理选择模具的硬度(HRC)，美国AISI H13 ESR类材料用于压铸模具，如果硬度偏低，易出现粘模和早期龟裂，如果硬度太高又可能开裂，所以一般建议：锌合金压铸模硬度(HRC)为47～52;中、小型的铝、镁合金压铸模为46～48;尺寸大的铝、镁合金铸件和比较厚或形状复杂件的模具，应适当降低硬度(HRC)为44~46。日立的DAC55、ZHD435 及一胜百的DIEVAR钢在高硬度时有很好的韧性及高温强度，应用时硬度(HRC)可以比H13 提高2～4。

对压铸模的型腔表面容易出现粘模的部位和所有的型芯，应选用氮化、碳氮共渗等表面强化处理，以减少粘模或侵蚀。目前使用日本的KANUC 处理的比较多。如需氮化，型面的氮化层总深度应低于0.2～0.3mm，应根据铸件壁厚由厚到薄控制在0.04～0.08mm，且应无化合物白亮层，防止过厚的白亮层碎裂后引起模具龟裂。对容易粘模部位的零件，可以每压铸1～2 万模进行一次氮化等表面处理。当模具压铸8～10 万模次之后，由于硬度降低容易出现粘模时，也可以进行氮化处理。每次退火和氮化之前、后都要对模具表面进行抛光处理。为防止模具型腔在量产之前出现氧化锈蚀，在试模合格后，应对模具进行530～560℃保温1.5～2.0 h 的`预氧化热处理。

3 压铸模具的设计

压铸件壁厚应尽量均匀(一般小件厚度为2.5±1mm，中件厚度为3.0±1 mm，大件厚度为4.0±1mm)，棱角过渡要有圆角或斜坡以减小应力集中，可使用筋条结构消除铸件形成的热节。过厚的压铸件内部组织晶粒粗大，会形成气孔、缩松、氧化、内部裂纹，并伴随有应力源产生，以致其强度和耐用性能会低于加强筋辅助结构形成的产品。

模具的易龟裂部位和易损伤部位尽量采取镶件结构，损坏后便于维修和更换。但成型零件上的镶拼孔，包括型芯孔至模具的边缘或附近的另一孔的距离不要太小，并且镶拼孔的内角要有较大的圆倒角，以免成为模具早期龟裂的薄弱部位。

提高模具设计刚性，要分析模具型腔各个部位的受力情况。型腔受到的力有合金液充填时的压力、胀型力、冲击力，还有脱模时的拉力、摩擦力，温度高低变化产生的热应力，开合模、抽插芯时受到的压力、拉力、预紧力等。设计时要使模具中各组件、各部位都具有足够的厚度、宽度，使模具有足够的刚性以承受各种应力。还要使这些受力达到适当的平衡(这一点很重要)，以防止模具变形、开裂。制造时注意模具的细薄截面、模块的凹角根部是模具出现断裂的敏感部位，要保证其配合精度，如果模块配合的预紧力过大，它会把合模力集中到一点上，这是模具出现大面积断裂的主要因素。

为了较好的预防模具出现整体变形。正确设计模具型腔的受力中心位置，使其尽量靠近压铸机的受力中心。动模背后的两个垫块要尽量支撑在模具的型腔镶块上，不要只支撑在型腔镶块外的套板上;动模背后中间的支撑柱或支撑块的支撑面积要足够大，否则会使支撑块的端面(甚至使压铸机的模具安装板面)，容易被压变形而失去支撑的效果。

模具上有凹角的部位容易产生应力集中。产品转角处尽量要有较大的过渡圆角，避免出现窄而深的凹角、凹槽。铝、镁合金压铸模具的型腔转角半径应大于1.0 mm，表面粗糙度要小，避免圆角处早期开裂。在内浇口附近，尽量加大圆角半径，能够较好的延缓模具早期龟裂纹的出现。合理选用镶块、活动滑块组合结构，避免模块上出现较锐的尖角;并使镶拼接触密封面的结合面积要比较大，要使滑块出现退让时，也不会出现铝水从密封面窜入到滑块的导滑槽里;为防止运动卡滞，滑块的侧面使用斜面配合。

正确设计浇注系统，设计内浇口的位置和充填流向时，尽量防止高速充填的铝水正面喷射冲击到型壁或型芯。设计内浇口截面大小时，如果选用的压射充填速度太高，有大量的动能减速后转变成热能传递到模具上，使模具温度升高，促使模具出现粘模、龟裂、冲蚀缺陷。压铸铝水的最大充填速度不应超过56m/s，充填速度以≤46 m/s 为好。设计内浇口的厚度时，在保证产品表面品质的情况下，还是选用厚而大一点的内浇口为好，这样可以增加流量，又不增加对模具的冲击力。

要正确选择各组件的配合公差和表面粗糙度，因模具受热不均匀和膨胀不均匀，会使配合公差产生变化，会使部件运动失灵而导致模具表面损伤，也会使动、定模套板之间的合模间隙增加，引起飞边和飞料。为防止飞料，在分型面上，动、定模型腔镶块平面应比动定模套板平面略高，一般在0～0.080 mm 范围内，特别要求紧密合模后，动、定模套板的间隙要在0.030～0.100mm 范围内。在套板上的排气道最浅处的深度为0.12～0.15 mm，它一定要包括合模后动、定模套板的间隙。只有这样才能防止飞边、飞料和粘模。尽量让套板各部位的分型面与模块的分型面一致，从模块到套板一样平齐，减少分型面的台阶，便于排气和防止飞边粘模。

尽量不要在内浇口附近的型腔平面上设置产品的字样、标记和顶杆。这些都会引起模具过早的龟裂，也会使字样标记过早的变得不清晰。

尽量利用-Q2图，使模具能够很好的与压铸机进行匹配，提高产品的合格率和生产效率，延长模具的使用寿命。

4 压铸模具的冷却和加热系统的设计

为了能够调控模具温度，防止模具变形和龟裂，一定要给模具设计冷却、加热温控系统。通常在模具模块的内部开设(6～12)mm孔径的管道，在型芯和模块中开设(3～12)mm 冷却孔，通水进行冷却，通热油进行加热。在没有模温机的压铸厂，也可以使用电加热管(要控制发热温度≤400℃) 和测温仪置λ模具，进行自动加热来预热模具。

在型腔模块的背面，加工出(6～8)mm 的孔，此孔要距离型腔表面(25±5)mm，要距离冷却水或加热油通道在50 mm 以上，插入热电偶连接在压铸机的测温仪器上。

在模具的横浇道、分支浇道、内浇口附近，在铸件厚壁处的型腔、型芯等模具吸收热量比较多的部位要通水冷却。对薄壁处的型腔，对远离内浇口的滑块抽芯，和模具型腔的一些吸收热量少、散热快的部位，要设计用热油或用电加热管加热模具。一般通入的热油温度为200～350℃。注意模具的冷却水通道距离模具表面或模具转角要有足够的距离，以避免这些部位的型面出现早期龟裂或开裂。

模具每个进水管接头要有开关，能控制冷却水的流量，以便调节模具各部位的温度。冷却水管道里出现的锈蚀和集垢，会影响模具的冷却效果，要及时清除。模具外接的管道和接头建议使用铜材和不锈钢材质，以防生锈后堵塞管道。

5 压铸模具的制造加工对模具寿命的影响

模具制造的尺寸精度和配合精度要高，密封接触的配合面，必须密封配合，密封接触的面积要大，防止铝液钻入。尽量避免人为因素造成的烧焊修补处理，因模具烧焊修补过的部位，很容易出现龟裂。

电脉冲放电加工后的型腔表面会产生出一个变质层，这一层的化学成分、金相组织、力学性能( 强度、硬度、韧性) 等都发生了改变，变质层又硬又脆，并有应力和大量的微裂纹，会引起模具早期龟裂;电脉冲或线切割放电精细加工时，应尽量采用低的电流及高的频率，以减小模具表面的过烧深度。使用好的电火花专用油液，可以起到冲洗、冷却、润滑、绝缘、防电离和减轻变质层的作用。放电时浸油比冲油能更好地减轻变质层。无论变质层深浅，它在模具表面均有极大的应力，若不消除其白亮层和残余应力，在使用过程中，模具表面就会较早的产生龟裂、冲蚀和开裂。

模具型腔精加工时，走刀量要小，不要留下刀痕，必要时需留下打磨抛光的余量。模具型腔的所有表面，即使没有留下加工刀痕的表面，都要进行一次打磨抛光，用以消除刀具加工或放电加工产生的硬化层和白亮层。但要注意，打磨时不要让模具局部过热，以防烧伤模具表面和降低模具的硬度。消除硬化层、白亮层和去除应力的方法有：①用油石打磨、研磨抛光、化学溶蚀去除;②喷 玻 璃丸的方法既可以去除表面熔化凝固层，消除残余拉应力，还可以形成压应力，是目前延缓龟裂的好方法;③在不降低硬度的情况下，低温回火也可大幅度降低模具的表面应力。模具型腔表面抛光时，粗糙度要以产品而定：①薄壁、表面要求光亮的产品表面位置，型腔表面要适当抛光，表面粗糙度Ra 为0.2～0.4μm;②厚壁、表面要求一般的产品表面处，型腔表面可抛光，表面粗糙度Ra 为0.4～0.8μm;③一般不要求抛光为镜面，要使脱模剂能在模具表面均匀附着，但刀痕一定要抛光，以免模具过早的出现龟裂;④要注意交叉打磨，模具表面打磨过的痕迹，不要有明显的打磨方向。

6 压铸工艺和生产操作对压铸模具寿命的影响

增加压铸铝合金中的铁含量，可以有效地减轻粘模程度，一般要求铝合金的铁含量≤1.5%，实际生产中铝水的铁含量控制在0.65%～0.90%范围内为好。在压铸过程中铝液温度波动应在±10℃之内，ADCl2铝合金春、秋季浇注温度建议小于660℃，冬、夏季温度可以上下变化10℃，这样可以消除季节性的缺陷。模具内浇口附近容易龟裂、侵蚀，远离内浇口的部位不容易龟裂、侵蚀，这主要是因为在内浇口附近，高温的铝水传递给模具的热量比较多，致使模具温度比较高。所以在不影响产品品质的前提下，应尽量降低铝水的浇注温度。

在满足成形情形下，尽量使用比较低的低速压射速度和高速压射速度。充填速度过高会造成粘模、冲蚀、龟裂;当低速压射速度较高使金属液包裹较多的气体时，气体在高速压射进入型腔中的低压区会膨胀，气体膨胀产生爆破，气体带动铝液以很高的速度冲击、侵蚀型腔表面，造成型腔表面气蚀缺损(这种气蚀在溢流槽浇口处也会出现)，被气蚀的表面也会有裂纹产生。

在满足成形良好的条件下，尽可能选用较小的压力。可以观察壳形和圆形产品，在模具压铸几万模之后，在产品同一部位的外表面比内表面龟裂纹大出很多，这说明在相同的条件之下，模具受到铝液包裹挤压与膨胀拉伸的力量方向不同，致使模具出现龟裂的缺陷大小相差很大;特别是在模具型腔的凹角处，拉伸和热应力都会集中在这里，凹角处会过早的出现龟裂和开裂裂纹;而在模具的凸角和型芯表面受到挤压和热冲击力，虽然会出现粘模，但出现应力集中情况很小，模具不容易出现龟裂。可见铝液压力的大小和受力方向对模具龟裂的影响是很大的，有时为了配套不容易出现龟裂模块的寿命，可以采用比较好的模具材料或热处理的方法，来提高容易龟裂模块的寿命。

压铸时模具表面温度由100℃上升到610℃，比200℃上升到610℃容易引起龟裂，表面温度由200℃上升到680℃，比200℃上升到610℃更容易引起龟裂;模具在500℃以上保持6 s比保持3 s也是更容易引起龟裂，所以一定要使模具承受的温度低、温差变化量比较小、处于高温的时间短。一般产品压铸开模后的2～3 s时测量模具表面的温度(或用热电偶测量模具内部温度) 应不高于浇注的合金液温度的40%～45%，即铝合金模具温度应小于320℃，以200～280℃为好。合模时模具表面的温度应不低于合金浇注温度的20%，一般以130～210℃为好。

压铸铝合金模具预热至180～300℃再浇注压射，比用铝液直接浇注压射来预热模具，能延缓模具表面龟裂纹的出现。因为用铝液直接浇注压射来预热模具，模具表面承受到的温度差比较大。模具预热后压铸的前10～20 模铸件，要使用低速压射，以减小铝液与模具接触的紧密程度，降低热量传递给模具的速度，达到缓慢加热的目的。

压铸操作时均匀喷涂脱模剂，可以减轻铝液对模具的粘模和磨损。为了防止脱模剂对模具激冷，冬天对水基脱模剂要预热到20～30℃为好。喷脱模剂要形成雾状，喷嘴应距型面(20±10)cm，斜向模面角度15°±5°的效果最好。不可喷涂过多脱模剂，喷涂时间控制在0.5～2.5 s 之间;禁止喷洒、浇灌式的喷涂，以防对模具表面急速的激冷。可以采用动、定模多次交换喷涂的方法，以减小激冷的速度。另外，铸件顶出后，要在顶杆头部喷涂上涂料得到润滑之后再退回，以防顶杆运动卡滞。

对许多模具，常用喷 玻 璃丸、陶瓷丸或用微电脉冲打磨加粗模具某些部位的粗糙度，甚至在模具表面修出间隔在0.5～1.5 mm细小的网状筋条。这样不仅能防止龟裂延长模具寿命，还能减小铝液的流动速度，消除产品表面的冷隔和花纹;能提高模具表面的吸热速度，使产品表面急速凝固，又因模具表面快速吸热增加了模具表面的温度，加快涂料和水的挥发，消除水的残留，能防止铸件出现气泡和发黑。

7 压铸模的使用和维护保养

模具在安装时，动、定模每半模至少要安装6 个压板螺栓，如果每半模只安装4 个压板螺栓，只要有一个螺栓松动，其他3 个螺栓受力严重失衡，螺栓就会很快被拉变形或拉断，甚至会出现模具被拉而掉下来的事故。

压铸过程中，要及时打磨抛光模具型腔的粘模痕迹，但要注意不要用硬的工具凿伤或敲伤模具。当模具型腔表面粗糙度变大后，要进行很好的抛光处理。当产品全部或部分粘模在模具型腔里时，要由有经验的模具修理人员来处理，以防压铸工处理时损坏模具。

每班给模具滑块、导柱、顶杆涂一次润滑油，每班检查疏通模具的冷却水通道，使其畅通和密封。每班观察模具的分型面和滑块的密封配合情况，对模具的飞边和披缝一定要早发现、早修理，以防其致使模具出现严重的压伤、凹陷、变形及飞料的缺陷。

当模具停产不使用时，最好在压铸最后一模之后，不要给模具再喷刷涂料，如果已经喷涂了涂料，也要用压缩空气吹干净模具表面和深腔里的残留水分，以防模具生锈。每批生产完成后，或在每生产一万模时，要对模具进行维护保养。每次保养时，需涂红丹粉检查模具的变形和密封配合情况，消除间隙防止飞料，消除模块或滑块受力不均衡，防止模块压坏、爆裂。保养后要给模具型腔、抽芯滑块、顶杆、导柱，分型面等涂防锈油。

模具已经出现小范围的冲蚀、掉块、缺损、裂纹缺陷后，在不能做成镶件更换时，只有给模具用氩弧焊修补。为有效地防止压铸模具焊补后容易出现龟裂，焊补时首先要选用模具钢材制造厂家指定使用的氩弧焊焊条，并注意区分在模具淬火处理前后使用的焊条规格有可能不一样。对模具进行氩弧焊之前，先要把模具龟裂等缺陷修磨掉呈现出金属基体，使用电热炉预热模块达到300～450℃(若使用乙 炔 氧焊的火焰慢慢烘烤预热模具，由于预热的范围小，不一定达到要求的温度范围，温度也不均匀，对防止焊补后出现龟裂没有明显的效果。)并把表面清理干净之后再进行氩弧焊，防止焊补时出现气孔;当模具温度高于475℃时要停止焊补，让模具降温后再焊;焊接时注意，一定要隔行焊补，不要一行挨一行焊补，这样可以较好的降低焊接时产生的升温和应力。淬火之后的焊补，再在低于淬火回火温度以下20～50℃，保温2～3h 去应力退火(淬火之前的焊补，退火温度是750℃)这样可以很好的消除焊接时产生的应力。

对于模具表面粘附的涂料烧结集碳，除用油石和砂纸抛光外，用气动喷投 玻 璃丸或喷陶瓷丸的方法，不仅能均匀有效的清除掉集碳，还不影响模具的尺寸精度。

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『伍』 如何保养压铸模使用寿命

如何保养压铸模使用寿命压铸模由于生产周期长、投资大、制造精度高，故造价高，因此希望模具有较高的使用寿命。但由于材料、机械加工等一系列内外因素的影响，导致模具过早失效而报废，造成极大的浪费。压铸模失效形式主要有：尖角、拐角处开裂、劈裂、热裂纹（龟裂）、磨损、冲蚀等。造成压铸模失效的主要原因有：材料自身存在的缺陷、加工、使用、维修以及热处理的问题。一、材料自身存在的缺陷众所周知，压铸模的使用条件极为恶劣。以铝压铸模为例，铝的熔点为580-740℃，使用时，铝液温度控制在650-720℃。在不对模具预热的情况下压铸，型腔表面温度由室温直升至液温，型腔表面承受极大的拉应力。开模顶件时，型腔表面承受极大的压应力。数千次的压铸后，模具表面便产生龟裂等缺陷。由此可见，压铸使用条件属急热急冷。模具材料应选用冷热疲劳抗力、断裂韧性、热稳定性高的热作模具钢。H13(4Cr5MoV1Si)是目前应用较广泛的材料，据介绍，国外80%的型腔均采用H13，现在国内仍大量使用3Cr2W8V,但3Cr2W8VT_艺性能不好，导热性很差，线膨胀系数高，工作中产生很大热应力，导致模具产生龟裂甚至破裂，并且加热时易脱碳，降低模具抗磨损性能，因此属于淘汰钢种。马氏体时效钢适用于耐热裂而对耐磨性和耐蚀性要求不高的模具。钨钼等耐热合金仅限于热裂和腐蚀较严重的小型镶块，虽然这些合金即脆又有缺口敏感性，但其优点是有良好的导热性，对需要冷却而又不能设置水道的厚压铸件压铸模有良好的适应性。因此，在合理的热处理与生产管理下，H13仍具有满意的使用性能。制造压铸模的材料，无论从哪一方面都应符合设计要求，保证压铸模在其正常的使用条件下达到设计使用寿命。因此，在投入生产之前，应对材料进行一系列检查，以防带缺陷材料，造成模具早期报废和加工费用的浪费。常用检查手段有宏观腐蚀检查、金相检查、超声波检查。
（1）宏观腐蚀检查。主要检查材料的多孔性、偏析、龟裂、裂纹、非金属夹杂以及表面的锤裂、接缝。
（2）金相检查。主要检查材料晶界上碳化物的偏析、分布状态、晶料度以及晶粒间夹杂等。
（3）超声波检查。主要检查材料内部的缺陷和大小。二、压铸模的加工、使用、维修和保养模具设计手册中已详细介绍了压铸模设计中应注意的问题，但在确定压射速度时，最大速度应不超过100m/S。速度太高，促使模具腐蚀及型腔和型芯上沉积物增多；但过低易使铸件产生缺陷。因此对于镁、铝、锌相应的最低压射速度为27、18、12m/s，铸铝的最大压射速度不应超过53m/s，平均压射速度为43m/s。在加工过程中，较厚的模板不能用叠加的方法保证其厚度。因为钢板厚1倍，弯曲变形量减少85%，叠层只能起叠加作用。厚度与单板相同的2块板弯曲变形量是单板的4倍。另外在加工冷却水道时，两面加工中应特别注意保证同心度。如果头部拐角，又不相互同心，那么在使用过程中，连接的拐角处就会开裂。冷却系统的表面应当光滑，最好不留机加工痕迹。电火花加工在模具型腔加工中应用越来越广泛，但加工后的型腔表面留有淬硬层。这是由于加工中，模具表面自行渗碳淬火造成的。淬硬层厚度由加工时电流强度和频率决定，粗加工时较深，精加工时较浅。无论深浅，模具表面均有极大应力。若不清除淬硬层或消除应力，在使用过程中，模具表面就会产生龟裂、点蚀和开裂。消除淬硬层或去应力可用：①用油石或研磨去除淬硬层；②在不降低硬度的情况下，低于回火温度下去应力，这样可大幅度降低模腔表面应力。模具在使用过程中应严格控制铸造工艺流程。在工艺许可范围内，尽量降低铝液的烧铸温度，压射速度，提高模具预热温度。铝压铸模的预热温度由100~130℃提高至180~200℃，模具寿命可大幅度提高。焊接修复是模具修复中一种常用手段。在焊接前，应先掌握所焊接模具刚型号。

『陆』 压铸模具设计要点和注意事项

压铸模具设计要点和注意事项

压铸模要求高可靠性和长寿命，与压铸机、压铸工艺有机结合为一个有效的铸件生产系统，优化压铸模具设计、提高工艺水平，为压铸生产提供可靠保证，是大型压铸模设计所追求的方向。

压铸模具结构

通常压铸模具的基本结构包含：融杯、成形镶块、模架、导向件、抽芯机构、推出机构以及热平衡系统等。

压铸模具设计开发流程

模具设计和开发流程，模具设计阶段需要设计人员所做的工作及模具设计的整体思路，其中包含一些与标准认证相关的设计和开发流程，对设计阶段可能产生的缺陷具有一定的预防作用。

压铸模具设计要点

第一，运用快速原型技术和三维软件建立合理的铸件造型，初步确定分型面、浇注系统位置和模具热平衡系统。

按照要求把二维铸件图转化为三维实体数据，根据铸件的复杂程度和壁厚情况确定合理的收缩率(一般取0.05%～0.06%)，确定好分型面的位置和形状，并根据压铸机的数据选定压射冲头的位置和直径以及每模压铸的件数，对压铸件进行合理布局，然后对浇注系统、排溢系统进行三维造型。

第二，进行流场、温度场模拟，进一步优化模具浇注系统和模具热平衡系统。

把铸件、浇注系统和排溢系统的数据进行处理以后，输入压铸工艺参数、合金的物理参数等边界条件数据，用模拟软件可以模拟合金的充型过程及液态合金在模具型腔内部的走向，还可进行凝固模拟及温度场模拟，进一步优化浇注系统并确定模具冷却点的位置。模拟的结果以图片和影像的形式表达整个充型过程中液态合金的走向、温度场的分布等信息，通过分析可以找出可能产生缺陷的部位。在后续的设计中通过更改内浇口的位置、走向及增设集渣包等措施来改善充填效果，预防并消除铸造缺陷的产生。

第三，根据3D模型进行模具总体结构设计。

模拟过程进行的同时我们可以进行模具总布置设计，具体包括以下几个方面：

(1)根据压铸机数据进行模具的总布置设计。

在总布置设计中确定压射位置及冲头直径是首要任务。压射位置的确定要保证压铸件位于压铸机型板的中心位置，而且压铸机的四根拉杆不能与抽芯机构互相干涉，压射位置关系到压铸件能否顺利地从型腔中顶出;冲头直径则直接影响压射比的大小，并由此影响到压铸模具所需的锁模力的大小。因此确定好这两个参数是我们设计开始的第一步。

(2)设计成形镶块、型芯。

主要考虑成形镶块的强度、刚度，封料面的尺寸、镶块之间的拼接、推杆和冷却点的布置等，这些元素的合理搭配是保证模具寿命的基本要求。对于大型模具来说尤其要考虑易损部位的镶拼和封料面的配合方式，这是防止模具早期损坏和压铸过程中跑铝的关键，也是大模具排气及模具加工工艺性的需要。图4所示模具成形部分采用10块模块镶拼结构。

(3)设计模架与抽芯机构。

中小型压铸模具可以直接选用标准模架，大型模具必须对模架的刚度、强度进行计算，防止压铸过程中因模架弹性变形而影响压铸件的尺寸精度。抽芯机构设计的关键是把握活动元件间的配合间隙和元件间的定位。考虑模架工作过程中受热膨胀对滑动间隙的影响，大型模具的配合间隙要在0.2～0.3mm之间，成形部分的对接间隙在0.3～0.5mm之间，根据模具的大小及受热情况选用。成形滑块与滑块座之间采用方键定位。抽芯机构的润滑也是设计的重点，这个因素直接影响压铸模具的连续工作的可靠性，优良的润滑系统是提高压铸劳动生产率的重要环节。

(4)加热与冷却通道的布置及热平衡元件的选用。

由于高温液体在高压下高速进入模具型腔，带给模具镶块大量的热量，如何带走这些热量是设计模具时必须考虑的问题，特别是大型压铸模具，热平衡系统直接影响着压铸件的尺寸和内部质量。快速安装及准确控制流量是现代模具热平衡系统的发展趋势，随着现代加工业的发展，热平衡元件的选用趋向于直接选用的设计模式，即元件制造公司直接提供元件的二维和三维数据，设计者随用随选，既能保证元件的质量还能缩短设计周期。

(5)设计推出机构。

推出机构可分为机械推出和液压推出两种形式，机械推出是利用设备自身的推出机构实现推出动作，液压推出是利用模具自身配备的液压缸实现推出动作。设计推出机构的关键是尽量使推出合力的中心与脱型合力的中心同心，这就要求推出机构要具有良好的推出导向性、刚性及可靠的工作稳定性。对于大型模具来说推出机构的重量都比较大，推出机构的元件与型框间容易因为模具自重而使推杆偏斜，使之出现推出卡滞现象，同时模具受热膨胀对推出机构的影响也特别大，因此推出元件与模框间的定位及推板导柱的固定位置是及其重要的`，这些模具的推板导柱一般要固定在把模板上，把模板、垫铁及模框间用直径较大的圆销或方键定位，这样可以最大限度地消除热膨胀对推出机构的影响，必要时还可以采用滚动轴承和导板来支撑推出元件，同时在设计推出机构时要注意元件间的润滑。北美地区模具设计者通常在动模框的背面增加一块专门的润滑推杆的油脂板，加强对推出元件的润滑。如图5所示，动模框底部增加润滑油板，有油道与推杆过孔相通，工作时加注润滑油，可以润滑推出机构，防止卡滞。

(6)导向与定位机构的设计。

在整个模具结构中导向与定位机构是对模具运行稳定性影响最大的因素，也直接影响到压铸件的尺寸精度。

模具的导向机构主要包括：合模导向、抽芯导向、推出导向，一般导向元件要采用特殊材料的摩擦副，起到减磨和抗磨的作用，同时良好的润滑也是必不可少的，每个摩擦副间都要设置必要的润滑油路。需要特别指出的是特大型滑块的导向结构一般采用铜质导套和硬质导柱的导向形式，配合以良好的定位形式，确保滑块运行平稳，准确到位。

模具定位机构主要包括：动静型间的定位、推出复位定位、成形滑块及滑块座间的定位、型架推出部分与型框间的定位等。动静型间的定位是一种活动性质的定位，配合的准确性要求更高，小型模具可以直接采用成形镶块间的凸凹面定位，大型压铸模具必须采用特殊的定位机构，以消除热膨胀对模具定位精度的影响，另外几种定位结构是元件间的定位，是固定定位，一般采用圆销和方键定位。成形镶块间的凸凹面定位，保证动静型间定位准确，防止模具错边。

『柒』 压铸模具的制作流程与浇排系统设计

压铸是有色金属成型的一个重要方法之一。压铸件的质量好坏80%取决于压铸模具。制作好压铸模具是产品开发的关键所在。在压铸过程中，由于型腔内的金属液流动状态不同，可能产生冷隔、花纹、气孔、偏析等不良现象。所以控制型腔内的金属液流动状态是相当必要的，而控制型腔内的金属液流动状态，关键在于压铸模具浇排系统的设计。

1 压铸模具的制作流程

上述流程是压铸模具制作的大致流程，但并非一成不变。应在整个制作过程中前后协调，不断反馈与调整各阶段的信息，根据分析结果，修改设计方案，以期取得实效。笔者从事压铸模具开发多年，就模具制作流程中的相关注意事项总结如下，供同行参考。

(1)要对客户来图应进行检证

根据压铸工艺的特性结合有色金属的牌号，先进行毛坯方案设计，然后开始模具设计。对有些不符合压铸工艺的结构，应及时与客户沟通，在征求客户同意的基础上再行修改。日本三大著名摩托车品牌的研发部门都是在开发之初就重点把握图面检证这一关，这样可避免开发损失、减少开发时间。

压铸模具的设计与有色金属的牌号有关。特别是ADC6(JIS标准)铝合金，其浇排系统结构及其拔模斜度与普通铝合金有所不同，应根据其流动性差、压铸温度较高等特点适当应对。日本在高强度的零件上已大量应用ADC6铝合金，而国内应用的较少。ADC6铝合金压铸模具常见的问题有：模具寿命短;脱模阻力大，易变形、拉模，工件顶出易产生裂纹;流动性差，易产生花纹、冷隔;模具突出部位易产生裂纹等，在设计过程中应提前应对。

(2)做好模具的检测

在模具检测阶段，不应单纯检测模具尺寸，更重要的是应检测压铸产品质量。压铸产品质量检测可分外观检测、内部品质检测及机械性能检测。检测的数据应符合压铸产品的合格率要求、内部品质标准及机械性能指标。

(3)做好试模

试模阶段是验证模具的关键阶段，通常初次试模后还要进行修模，修模时针对不良项目逐二进行改善，直至符合客户要求。

2 压铸模具浇排系统的设计

在压铸模具浇排系统中，浇口位置、浇道形状是控制溶液的流动状态和填充方向的重要因素。首先应着眼于浇口位置、浇道形状，合理设计浇口、浇道、集渣包、溢流槽及排气道;然后使用CAE软件对型腔内部的溶液流动状态进行解析。

2.1浇口设计步骤

内浇道及内浇口的位置与尺寸，对于填充方式有决定性的影响。内浇口设计方法很关键。成品设置浇口时，通常按下列步骤进行：

(1)计算内浇口截面积。浇口断面积计算公式：

(2)根据内浇口截面积，设定浇口形状，然后设置浇口位置，初步设计溢流槽及集渣包位置。

(3)制作不同的浇口方案(通常先使内浇道截面积小一些，试验后根据需要可再扩大)，并制成3D数据。

(4)根据制成的3D数据进行CAE分析(即流态解析、温度场分析)。

(5)对解析结果进行评价。

(6)对不同浇排系统所产生的方案结果进行比较、评价，择优选用。若存在不良现象，应进行方案改进，然后再进行CAE分析，直到取得较满意的方案。

2.2浇道、排气系统的设计注意事项

(1)内浇口及排气槽应设置在使金属液在形

腔里流动状态最好，并能充满型腔内各个角落的位置上。设置时尽可能采用一个内浇口。如果设计条件不允许，应注意使金属液的流动相互不受干扰或在型腔内不分散地相遇(即引导金属流顺一个方向流动)，避免型腔内各股金属液汇合时出现涡流。例如，当压铸件尺寸较大时，有时不可能仅从一个内浇道获得所需的内浇道截面积，因此必须采用多个内浇道。但是应注意到内浇道的设置应保证引导金属液只沿着一个方向流动，以避免型腔内各股金属液汇合而出现涡流。

(2)金属液流柬应尽可能少地在型腔内转弯，以便使金属液能达到压铸件的厚壁部位。

(3)金属液流程应尽可能短而均匀。

(4)内浇道截面积向着内浇道方向逐渐缩小，以减少气体卷入，有利于提高压铸件的致密性。

(5)内浇道在流动过程中应圆滑过渡，尽可能避免急转与流动冲击。

(6)多腔时对浇道截面积应按各腔容积比进

行分段减少。

(7)型腔中的空气和润滑剂挥发的气体，应由流入的金属液推到排气槽处，然后从排气槽处逸出型腔。特别是金属液的流动不应将气体留在盲孔内或过早地堵塞排气槽。

(8)金属流束不应在散热不良处形成热冲击。

(9)对带有筋的压铸件，应尽可能地让金属流顺筋的方向流动。

(10)应避免金属液直接冲刷容易损坏的模具部分和型芯。不可避免时，应在内浇道上设置隔离带，避免热冲击。

(11)通常内浇道愈宽愈厚，非均匀流动的危险也愈大。应尽量不要采用过厚的内浇口，避免切除内浇道时产生变形。

(12)型腔的排气

溢流槽是为了排除铸造时最初喷入的金属液，并且使模具的温度一致。溢流槽设在铸型容易存气的位置，作为排出气体用，改善金属液的流动状态，将金属液导向型腔的各个角落，以得到良好的铸造表面。排气槽有连接在溢流槽与集渣包前面的，也有与型腔直接连接的。设计时应注意：

①排气槽的总截面积应大致相当于内浇道截面积。

②分型面上的排气槽的位置是根据型腔内金属液流动状态而确定的。排气槽最好设计成弯曲状，而不是直通状，以防止金属液外喷伤人。分型面上的排气槽的深度通常为0.05～0.15mm;位于型腔内的排气槽深度通常为0.3～0.5mm;位于模具边缘的排气槽深度通常为0.1～0.15mm。排气槽的宽度一般为5～20mm。

③顶针与推杆的排气间隙对于型腔的排气是非常重要的。通常控制在0.0l～0.02mm，或放大到不产生毛刺为止。

④固定式型芯的排气也是一有效的排气方法，案例如图2所示。通常在型芯周边单边控制有0.05～0.10mm的间隙，并在型芯定位颈部开出宽、厚各l～1.5mm的排气槽，这样型腔内的气体可顺颈部开出的排气槽由型腔底部排出。

⑤排气槽的粗糙度也不应忽视，应保持较高的光洁度，避免在使用过程中被涂料粘连脏物而造成堵塞，影响排气。

(13)压铸熔杯的`填充率尽可能选高些。对压铸件气孔度要求高的场合，通常选定在70%左右，这样带入压铸件的气体就会大幅度减少，对系统排气也是有利的。

2.3流动解析评价与对策

(1)模具设计过程中，应尽可能让金属流顺一个方向流动，流动解析后，发现型腔中出现涡流时，应当改变内浇口导入角或改变尺寸，以排除涡流现象。

(2)金属液交汇时，在停止流动前还要让金属液继续流动一段距离。所以在交汇处的型腔外应增设溢流槽和集渣包，以使过冷的金属液及空气化合物流入溢流槽和集渣包，让后续金属液清洁、常温。

(3)针对不同部位填充速度不一时，应调整内浇口的厚度或宽度(必要时逐渐加大)，达到填充速度基本一致的目的，但应尽可能通过加宽内浇道来实现。

(4)流动解析后发现填充滞后的部位，也可增设内浇道。

(5)对于薄壁压铸件，必须选用较短的填充时间进行压铸。所以应通过加大内浇道的截面积来减少填充时间，以达到较好的表面质量。

(6)对于致密性要求高的厚壁压铸件，必须保证有效地进行排气。应选用中等的填充时间进行压铸。故应对内浇道的截面进行调整，以取得相应的填充时间，获得较好的表面质量和内部质量。

3 结 论

压铸模具的制作流程是一个CAD/CAE/CAM/CAT融合的过程，其间融合得越好，压铸件产品的品质越高、制造成本就越低。压铸模具浇排系统设计应遵循上述设计步骤和注意事项，并进行分析和评价，将避免许多不良现象产生。在当今具备CAE分析手段的时代，在内浇道设计初期，将总结出的经验先行考虑进浇排系统，结合CAE手段，通过分析、改善、提升，势必起到事半功倍的作用。

『捌』 压铸模具几个常见问题及对策

压铸模故障——粗裂纹 1、计不合理，尖棱尖角 2、模具预热不好，模温低 3、热处理不良 4、型腔表面硬度太高、韧性差 5、操作不当使模具存在较大应力 压铸模故障——应对措施 1、改进设计，尽可能加大圆弧 2、提高预热温度 3、重新热处理 4、回火降低温度 5、按正常操作规章操作 压铸模故障——龟裂 1、模温低，预热不足 2、型腔表面硬度低 3、型腔表面应力高 4、型腔局部脱碳 压铸模故障——应对措施 1、提高预热温度 2、型腔淬火、氮化，提高硬度 3、回火消除应力 4、去除脱碳层后渗氮 压铸模故障——冲蚀 1、型腔表面硬度低 2、表面脱碳 3、型腔表面残余应力高 4、浇注速度过快 5、铝液熔融温度高 压铸模故障——应对措施 1、型腔淬火、氮化，提高硬度 2、去除脱碳层后渗氮 3、回火消除应力 4、在工艺范围内、降低压射速度 5、在工艺范围内、降低液温 压铸模故障——拉伤 1、设计与模具材料不合理 2、热处理硬度不足 3、型腔表面粗糙 4、有色金属液中含铁量大于O、6% 5、所用脱模剂不合格 6、浇注速度过快 压铸模故障——应对措施 1、改进设计和重新选材 2、重新热处理。

『玖』 模具设计时如何避免先行复位机构

模具先复位机构设计为了保证当模具闭合时,顶出系统能回到初始位置,以便开始下一个循环,必须设置先复位装置,一般模具通常情况下采用弹簧复位。模具中的先复位机构是用于脱模推杆与侧型芯有干涉，可能发生碰撞时使用的装置或机构用来使脱模机构先行复位，避免碰撞，常见的有弹簧先复位机构、棘爪先复位机构等。强制回位的最常见的有塑料模具和压铸模具里的反顶杆,也叫复位杆;还有斜导柱、滑块。
按国家职业定义，模具设计是指从事企业模具的数字化设计，包括型腔模与冷冲模，在传统模具设计的基础上，充分应用数字化设计工具，提高模具设计质量，缩短模具设计周期的人员。塑料模具设计时，为各种脱模机构设置的回程机构，有何差异？
先要看有几种脱模机构了:
最常见的就是顶针（顶板以及顶管）顶出机构，多使用回程杆（复位杆），弹簧强制回味以及两者同时使用；
液压顶出机构，顶出回位都靠的是外置油缸提供动力，通常对称设置两个油缸；
气动顶出机构，顶出靠的是压缩空气，通常不需要回位（但单独使用气动顶出的很少）

『拾』 如何缩短模具制造周期

模具，是金属与非金属压力成形加工工艺系统的专业工艺装备(工装)，是专用成型工具，是专用技术产品。
模具实现工业化和商品化生产，是制造业生产技术进步和水平的标志，是制造业现代化的工艺基础。
现代模具设计与制造技术，涉及机械工程、信息与电子工程、冶金与材料工程、工程管理等学科专业范围。
模具生产(设计与制造)技术，可略分为下列二个阶段，即:
1.手工作坊制造阶段;主要依赖模具工人的手工技艺。只能制造单工序冲模，胶木压模等简单模具。
2.工业化生产阶段:采用通用切削机床和电火花机床，实现机械化，标准化生产技术。模具型件成形加工精度已可达0.0xmm级;其通用零部件已制订成标准，实现了批量生产，缩短了模具制造周期。