技術前沿丨鋁合金壓鑄殼體的模具設計

王尚林發表于2024/1/25 8:56:29 冷室壓鑄機壓鑄模設計

原標題：臥式冷室壓鑄機用殼體壓鑄模設計

壓鑄因效率高、材料利用率高、成形精度高等優點，在汽車、3C產品、五金零件等方面廣泛應用。針對具體壓鑄件需要設計相應的壓鑄模，殼體需要采用側澆口壓鑄模成形，而側澆口壓鑄模的設計和制造是確保鋁合金壓鑄件品質的關鍵。以殼體鋁合金件為例，介紹鋁合金臥式冷室壓鑄機用壓鑄模的設計。

對某殼體鋁合金壓鑄件進行了工藝分析，詳細介紹了臥式冷室壓鑄機用壓鑄模的結構設計，主要包括分型面選擇、澆注系統設計、側抽芯設計和脫模機構設計，闡述了該壓鑄模的工作原理和結構特點，為臥式冷室壓鑄機用壓鑄模結構設計提供參考。

圖文結果

殼體結構見圖1和圖2，該鑄件要求強度高，質量輕，且在100℃以上高溫高濕環境下工作，因此選用YL102鋁合金，其熔點為650℃，由于Si含量較高，熔煉爐選用金屬坩堝。該鑄件上有2個φ6mm通孔及φ8mm盲孔，外形為φ56mm圓柱面，2個φ6mm通孔有中心距280-0.2mm要求，鑄件尺寸精度要求不高。該鑄件成形性能較好，要求表面光滑，內部不得有裂紋、冷隔、氣孔等鑄造缺陷，內、外表面的起模斜度取1°，鑄件壁厚為4mm，內外圓柱面過渡處設置圓角，半徑取1mm；壓鑄工藝參數：壓射比壓為65MPa，充型速度為42m/s，澆注溫度為630℃，模具預熱溫度為160℃，充填時間為0.1s，采用氟化鈉水作涂料。根據投影面積法計算合模力，選用J1110A型臥式冷室壓鑄機壓鑄，該壓鑄機壓室內徑為φ40mm，外徑為φ90mm，壓射行程為0～120mm。

圖1 殼體平面圖

圖2 殼體三維圖

圖3 殼體分型面方案

（1）方案Ⅰ壓鑄模大型芯設在型芯固定板中，型腔和小型芯設在型腔板中，優點是壓鑄件推出力小。缺點是壓鑄件2個φ6mm小孔與壓鑄件外圓φ56mm及內孔φ48mm中心線的對稱度難以保證；壓鑄模分型面為壓鑄件下平面（裝配基準面），上有飛邊，無法確保尺寸20mm及16mm的精度（見圖1），顯然此方案壓鑄件品質難以保證。

（2）方案Ⅱ壓鑄模一部分型腔和大型芯放在型芯固定板中，壓鑄模另一部分型腔和小型芯放在型腔板中。缺點是壓鑄件2個φ6mm與鑄件外圓φ56mm及內孔φ48mm中心線的對稱度難以保證，壓鑄模分型面設在有外圓的平面上，人為造成壓鑄件外圓有飛邊，鑄件外觀質量差。

（3）方案Ⅲ壓鑄模型腔和大型芯設在型腔板中，小型芯設在型芯固定板中。優點是鑄件飛邊不在鑄件安裝基準面上。缺點是鑄件2個φ6mm小孔與鑄件外圓φ56mm及內孔φ48mm中心線的對稱度有一定影響，但鑄件品質基本能夠保證；以壓鑄件上平面做分型面，壓鑄件上平面上有飛邊。由于壓鑄件裝配時其飛邊被其他零件遮擋，故不影響鑄件在裝配后的外觀品質，此方案較為合理。

（4）方案Ⅳ壓鑄模型腔和大、小型芯全部設在動模。優點是可確保鑄件2個φ6mm小孔與鑄件外圓φ56mm及內孔φ48mm中心線的對稱度。缺點是分型面設在壓鑄件下平面（裝配基準）上，鑄件裝配基準面上有飛邊。此面為裝配基準面，不能有飛邊，故此方案不合理。

方案Ⅴ壓鑄模一部分型腔設在動模，另一部分型腔設在定模，大、小型芯全設在動模。優點是可確保鑄件2個φ6mm小孔與內孔φ48mm中心線的對稱度。缺點是不能確保壓鑄件2個φ6mm小孔與壓鑄件外圓φ56mm中心線的對稱度，且以φ5mm外圓面做分型面，人為造成壓鑄件外圓面上有飛邊，外觀品質差。綜合上述分析，選擇方案Ⅲ，以殼體上平面作分型面。