第五章 压铸模的基本结构及分型面设计

第五章

压铸模的基本结构及分型面设计

压铸模是保证压铸件质量的重要的工艺装备，它直接影响着压铸件的形状、尺寸、精度、表面质量等。压铸生产过程能否顺利进行，压铸件质量有无保证，在很大程度上取决于压铸模的结构合理性和技术先进性。在压铸模设计过程中，必须全面分析压铸件结构，了解压铸机及压铸工艺，掌握在不同压铸条件下的金属液充填特性和流动行为，并考虑到经济效益等因素，才能设计出切合实际并满足生产要求的压铸模。

第一节 压铸模的基本结构

压铸模由定模和动模两大部分组成。定模固定在压铸机的定模安装板上，浇注系统与压室相通。动模固定在压铸机的动模安装板上，随动模安装板移动而与定模合模、开模。合模时，动模与定模闭合形成型腔，金属液通过浇注系统在高压作用下高速充填型腔；开模时，动模与定模分开，推出机构将压铸件从型腔中推出。压铸模的基本结构如图５－１所示：

图５－１ 压铸模的基本结构

１－动模座板 ２－垫块 ３－支承板 ４－动模套板 ５－限位块 ６－螺杆 ７－弹簧 ８－滑块 ９－斜销 １０－楔紧块 １１－定模套板 １２－定模座板 １３－定模镶块 １４－活动型芯 １５－型芯 １６－内浇口 １７－横浇道 １８－直浇道 １９－浇口套 ２０－导套 ２１－导流块 ２２－动模镶块 ２３－导柱 ２４－推板导柱 ２５－推板导套 ２６－推杆 ２７－复位杆 ２８－限位钉 ２９－推板 ３０－推杆固定板

一、成型零件 决定压铸件几何形状和尺寸精度的零件。形成压铸件外表面的称为型

腔；形成压铸件内表面的称为型芯。如图中的定模镶块１３、动模镶块２２、型芯１５、 活动型芯１４。

二、浇注系统 连接压室与模具型腔，引导金属液进入型腔的通道。由直浇道、横浇道、内浇口组成。如图中浇口套１９、导流块２１组成直浇道，横浇道、内浇口开设在动、定模镶块上。

三、溢流、排气系统 排除压室、浇道和型腔中的气体，储存前流冷金属液和涂料残渣的处所，包括溢流槽和排气槽，一般开设在成型零件上。

四、模架 将压铸模各部分按一定规律和位置加以组合和固定，组成完整的压铸模具，并使压铸模能够安装到压铸机上进行工作的构架。通常可分为三个部分：

（一）支承与固定零件 包括各类套板、座板、支承板、垫块等起装配、定位、安装作用的零件，如图中的动模座板１、垫块２、支承板３、动模套板４、定模套板１１、定模座板１２。

（二）导向零件 确保动、定模在安装和合模时精确定位，防止动、定模错位的零件。如图中的导柱２３、导套２０。

（三）推出机构 压铸件成形后，动、定模分开，将压铸件从压铸模中脱出的机构。如图中的推杆２６、复位杆２７、推板２９、推杆固定板３０、推板导柱２４、推板导套２５等。

五、抽芯机构 抽动与开合模方向运动不一致的活动型芯的机构，合模时完成插芯动

作，在压铸件推出前完成抽芯动作。如图中的限位块５、螺杆６、弹簧７、滑块８、斜销９、楔紧块１０、活动型芯１４等。

六、加热与冷却系统 为了平衡模具温度，使模具在合适的温度下工作，压铸模上常设有加热与冷却系统。

除上述部分之外，压铸模内还有其他如紧固用的螺栓及定位用的销钉等。

第二节 分型面设计

压铸模的动模与定模的结合表面称为分型面。分型面设计是压铸模设计中的一项重要内容。分型面与压铸件的形状和尺寸，压铸件在压铸模中的位置和方向密切相关。分型面的确定对压铸模结构和压铸件质量将产生很大的影响。

一、 分型面的类型

按照分型面的形状，分型面一般可分为平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面和曲面分型面。如图５－２所示。

图５－２ 平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面

压铸模通常只有一个分型面，称为单分型面；但有时由于压铸件结构的特殊性，或者为满足压铸生产的工艺要求，往往需要再增设一个或两个辅助分型面，称为多分型面。多分型面可以由各种单分型面组合合成。

二、 分型面的选择

同一个压铸件，分型面选择得不同，就可以设计出不同结构的压铸模，得到不同质量的压铸件。

下面举一个简单的例子来说明分型面的选择对压铸模和压铸件的影响。图5－３所示的压铸件可以作出几个不同的分型面，现就以下四种分型加以说明：

１． 第一种分型（图５－４） 分型面作在对称面上，型腔处于动模和定模之间。压铸件圆柱部分难以保证不错位，另外还必须设置抽芯机构，使得压铸模结构比较复杂。

图５－３ 压铸件 图５－４ 第一种分型

２． 第二种分型（图５－５） 分型面如图所示，型腔处于动模和定模之间。压铸件尺寸ｄ与ｄ2能达到同轴，但它们与ｄ1不易保证同轴；尺寸Ｈ精度偏低。

３． 第三种分型（图５－６） 分型面如图所示，型腔处于定模内。压铸件尺寸ｄ1与ｄ2能达到同轴，但尺寸d在动模型芯上形成，与ｄ1 、d２不易保证同轴；尺寸ｈ和Ｈ基准都在分型面上，精度较高。

４． 第四种分型（图５－７） 分型面如图所示，型腔处于动模内。压铸件尺寸ｄ、ｄ1与ｄ2 都能达到同轴；尺寸ｈ和Ｈ基准都在分型面上，精度较高。但压铸件脱模较为复杂。

图５－５ 第二种分型 图５－６ 第三种分型 图５－７ 第四种分型

这个例子说明，分型面的选择对压铸模结构和压铸件尺寸精度具有决定性的影响。分型面的选择对压铸模结构和压铸件质量的影响是多方面的，必须根据具体情况合理选择。分型面选择的基本原则如下：

（１） 尽可能地使压铸件在开模后留在动模部分。由于压铸机动模部分设有顶出装置，因此，必须保证压铸件在开模时随着动模移动而脱出定模。设计时应考虑压铸件对动

模型芯的包紧力大于对定模型芯的包紧力。

如图５－８所示，利用压铸件对型芯Ａ的包紧力略大于对型芯Ｂ的包紧力，中间型芯及四角小型芯与型芯Ａ设在一起。压铸件可有Ⅰ－Ⅰ和Ⅱ－Ⅱ两个分型面供选择，考虑到压铸机和生产操作等因素有可能增加定模脱模阻力，采用Ⅱ－Ⅱ分型面较能保证开模时压铸件随动模移动而脱出定模。

图５－８ 压铸件对动模型芯的包紧力大于对定模型芯的包紧力

（２） 有利于浇注系统、溢流排气系统的布置。

如图５－９所示，压铸件适合于设置环形或半环形浇口的浇注系统，Ⅰ－Ⅰ分型面比Ⅱ－Ⅱ分型面更能满足压铸件的压铸工艺要求。

如图５－１０所示，分型面应使压铸模型腔具有良好的溢流排气条件，使先进入型腔的前流冷金属液和型腔内的气体进入排溢系统排出。Ⅰ－Ⅰ分型面比Ⅱ－Ⅱ分型面有利于

溢流槽和排气槽的设置。

图５－９ 分型面应满足浇注系统的合理布置 图５－１０ 分型面有利于溢流排气系统设置

（３） 保证压铸件的尺寸精度和表面质量。分型面应避免与压铸件基准面相重合，尺寸精度要求高的部位和同轴度要求高的外形或内孔，应尽可能设置在同一半模（动模或定模）内。

如图５－１１所示，Ａ为压铸件基准面，应选Ⅰ－Ⅰ作为分型面，这样即使分型面上有毛刺、飞边，也不会影响基准面的精度。

如图５－１２所示，若压铸件外表面不允许留脱模斜度，为减少机加工量应选Ⅱ－Ⅱ作为分型面；若压铸件外表面不允许有分型面痕迹，则应选Ⅰ－Ⅰ作为分型面。

图５－１１ 保证压铸件的尺寸精度 图５－１２ 保证压铸件的表面质量

（４） 简化模具结构、便于模具加工。分型面选择应考虑型腔的构成方案，尽量简化模具结构、便于成型零件和模具的加工。

如图５－１３所示，压铸件若选择Ⅰ－Ⅰ分型面，则需要设置两个侧向插芯机构；而选择Ⅱ－Ⅱ分型面，就不必设置侧向插芯机构，模具结构简单。

如图５－１４所示，若选择Ⅰ－Ⅰ分型面，压铸模的型腔较深，机械加工较为复杂；而选择Ⅱ－Ⅱ分型面，型腔的机械加工就比较方便。

图５－１３ 尽量减少侧向插芯机构 图５－１４ 便于成型零件机械加工

（５） 避免压铸机承受临界载荷。

如图５－１５所示，压铸件的两个面积Ａ＞Ｂ，若面积Ａ接近压铸机所允许的最大投影面积时，应选择Ⅰ－Ⅰ作为分型面。

（６） 考虑压铸合金的性能。压铸合金的性能影响压铸工艺性。同一几何尺寸的压铸件，压铸合金不同，分型面位置也不同。

如图５－１６所示，细长管状压铸件，Ⅰ－Ⅰ分型面适用于锌合金；Ⅱ－Ⅱ分型面则适用于铝合金或铜合金。

图５－１５ 避免压铸机承受临界载荷 图５－１６ 考虑压铸合金的性能

上述这些基本原则对分型面的选择都是非常重要的。但在实际工作中，要全部满足这些原则是不太可能的，经常会出现顾此失彼的现象。此时则应在保证满足最重要的原则的

前提下，尽量照顾到其它原则。

思考题

１． 试分析压铸模的基本结构及各部分的主要零件。

２． 压铸过程中压铸模如何动作？

３． 什么是分型面？如何选择分型面？