《金屬壓鑄工藝與模具設(shè)計(jì)》第13章：壓鑄模的技術(shù)要求

1、n壓鑄模技術(shù)要求包括壓鑄模零件技術(shù)要求壓鑄模技術(shù)要求包括壓鑄模零件技術(shù)要求和壓鑄模總體安裝技術(shù)要求。和壓鑄模總體安裝技術(shù)要求。 n13.1 壓鑄模零件技術(shù)要求壓鑄模零件技術(shù)要求 n13.2 壓鑄模總體安裝技術(shù)要求壓鑄?？傮w安裝技術(shù)要求 n13.3 壓鑄模常用材料的選用及熱處理要求壓鑄模常用材料的選用及熱處理要求 u13.1.1 壓鑄模零件的公差與配合壓鑄模零件的公差與配合 u13.1.2 壓鑄模零件的形位公差壓鑄模零件的形位公差 u13.1.3 壓鑄模零件表面粗糙度壓鑄模零件表面粗糙度 u13.1.4 壓鑄模零件技術(shù)要求壓鑄模零件技術(shù)要求 n為了確保模具的使用性能和維持應(yīng)有的使用壽命，在模為了

2、確保模具的使用性能和維持應(yīng)有的使用壽命，在模具的結(jié)構(gòu)和尺寸確定以后，對(duì)于裝配方面和各種零件的具的結(jié)構(gòu)和尺寸確定以后，對(duì)于裝配方面和各種零件的加工制造方面，還應(yīng)符合有關(guān)的技術(shù)要求。加工制造方面，還應(yīng)符合有關(guān)的技術(shù)要求。 n壓鑄模各個(gè)配合部分室溫下的配合間隙，在壓鑄模各個(gè)配合部分室溫下的配合間隙，在100350的工作溫度下，必將發(fā)生變化。的工作溫度下，必將發(fā)生變化。間隙總是變小，這就常常造成零件相互之間拉傷、粘咬等故障，使生產(chǎn)不能順利進(jìn)行，甚間隙總是變小，這就常常造成零件相互之間拉傷、粘咬等故障，使生產(chǎn)不能順利進(jìn)行，甚至造成零件損壞。但是，如果在熱狀態(tài)下的配合間隙過大，將會(huì)竄入金屬，同樣也會(huì)發(fā)生至

3、造成零件損壞。但是，如果在熱狀態(tài)下的配合間隙過大，將會(huì)竄入金屬，同樣也會(huì)發(fā)生故障。配合間隙的變化與模具零件的材料、體積、形狀、工作部位的受熱程度以及加工裝故障。配合間隙的變化與模具零件的材料、體積、形狀、工作部位的受熱程度以及加工裝配后實(shí)際的配合性質(zhì)有關(guān)。因而，壓鑄模零件在工作時(shí)的配合狀態(tài)是十分復(fù)雜的。所以，配后實(shí)際的配合性質(zhì)有關(guān)。因而，壓鑄模零件在工作時(shí)的配合狀態(tài)是十分復(fù)雜的。所以，在選擇結(jié)構(gòu)零件的配合公差時(shí)，不僅要求在室溫下達(dá)到一定的裝配精度，而且要求在工作在選擇結(jié)構(gòu)零件的配合公差時(shí)，不僅要求在室溫下達(dá)到一定的裝配精度，而且要求在工作溫度下保證各部分結(jié)構(gòu)件尺寸穩(wěn)定、動(dòng)作可靠。通常要使配合間

4、隙滿足以下兩點(diǎn)要求：溫度下保證各部分結(jié)構(gòu)件尺寸穩(wěn)定、動(dòng)作可靠。通常要使配合間隙滿足以下兩點(diǎn)要求：n(1)對(duì)于裝配后固定的零件，在金屬液沖擊下不產(chǎn)生位置偏移，受熱膨脹變形后不能配對(duì)于裝配后固定的零件，在金屬液沖擊下不產(chǎn)生位置偏移，受熱膨脹變形后不能配合過緊，而使模具合過緊，而使模具(主要是模套主要是模套)受到過大的應(yīng)力，導(dǎo)致模具因過載而開裂。受到過大的應(yīng)力，導(dǎo)致模具因過載而開裂。n(2)對(duì)于工作時(shí)滑動(dòng)的零件，在充填過程中金屬液不致竄入配合處的間隙，受熱后應(yīng)維對(duì)于工作時(shí)滑動(dòng)的零件，在充填過程中金屬液不致竄入配合處的間隙，受熱后應(yīng)維持間隙配合的配合性質(zhì)，保證能正常動(dòng)作。持間隙配合的配合性質(zhì)，保證能正

5、常動(dòng)作。n根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 1801180379、GB 180492)，結(jié)合國內(nèi)外壓鑄模制造和使用，結(jié)合國內(nèi)外壓鑄模制造和使用的實(shí)際情況，壓鑄模主要零件的配合類別和精度等級(jí)推薦如下：的實(shí)際情況，壓鑄模主要零件的配合類別和精度等級(jí)推薦如下：n(1)成型尺寸。一般公差等級(jí)規(guī)定為成型尺寸。一般公差等級(jí)規(guī)定為IT9級(jí)，個(gè)別特殊尺寸必要時(shí)可取級(jí)，個(gè)別特殊尺寸必要時(shí)可取IT68。n(2)零件固定部位軸與孔的徑向配合見表零件固定部位軸與孔的徑向配合見表13.1。n(3)零件滑動(dòng)部位軸與孔的徑向配合見表零件滑動(dòng)部位軸與孔的徑向配合見表13.2。 n(4)鑲塊、型芯、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、澆口套和套板的軸向

6、配合見表鑲塊、型芯、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、澆口套和套板的軸向配合見表13.3。 n(5)推板導(dǎo)套、推桿、復(fù)位桿、定距墊圈和推桿固定板的軸向配合見表推板導(dǎo)套、推桿、復(fù)位桿、定距墊圈和推桿固定板的軸向配合見表13.4。 n壓鑄模零件的幾何形狀應(yīng)符合圖紙要求。成型零件的成壓鑄模零件的幾何形狀應(yīng)符合圖紙要求。成型零件的成型部位以及所有結(jié)構(gòu)零件的基準(zhǔn)部位的形位公差的偏差型部位以及所有結(jié)構(gòu)零件的基準(zhǔn)部位的形位公差的偏差范圍應(yīng)在尺寸公差范圍內(nèi)，圖紙上不再另加標(biāo)注。其他范圍應(yīng)在尺寸公差范圍內(nèi)，圖紙上不再另加標(biāo)注。其他表面的形位公差可按表面的形位公差可按GB 118480的精度等級(jí)選用的精度等級(jí)選用(表表13.5)。斜導(dǎo)

7、柱固定孔軸線的偏差見表。斜導(dǎo)柱固定孔軸線的偏差見表13.6。型腔、型。型腔、型芯脫模斜度的偏差見表芯脫模斜度的偏差見表13.7。n壓鑄模零件表面粗糙度直接影響壓鑄件表面質(zhì)量、模具機(jī)構(gòu)的正常工作壓鑄模零件表面粗糙度直接影響壓鑄件表面質(zhì)量、模具機(jī)構(gòu)的正常工作和使用壽命。成型零件表面加工后所遺留的加工痕跡是導(dǎo)致成型零件表和使用壽命。成型零件表面加工后所遺留的加工痕跡是導(dǎo)致成型零件表面產(chǎn)生裂紋的根源。因此，對(duì)型腔、型芯的表面粗糙度要求小于面產(chǎn)生裂紋的根源。因此，對(duì)型腔、型芯的表面粗糙度要求小于Ra為為0.160.32，其拋光方向要求和壓鑄件推出方向一致。此外，成型表，其拋光方向要求和壓鑄件推出方向一致

8、。此外，成型表面粗糙也是產(chǎn)生金屬黏附的原因之一。導(dǎo)滑部位面粗糙也是產(chǎn)生金屬黏附的原因之一。導(dǎo)滑部位(如推桿和推桿孔等如推桿和推桿孔等)的的表面粗糙度高，會(huì)使結(jié)構(gòu)零件過早磨損或產(chǎn)生咬合。表面粗糙度高，會(huì)使結(jié)構(gòu)零件過早磨損或產(chǎn)生咬合。n壓鑄模零件工作部位的推薦表面粗糙度見表壓鑄模零件工作部位的推薦表面粗糙度見表13.8。n設(shè)計(jì)壓鑄模時(shí)應(yīng)優(yōu)先按設(shè)計(jì)壓鑄模時(shí)應(yīng)優(yōu)先按GB 4678.11584壓鑄模零件壓鑄模零件選用模具標(biāo)準(zhǔn)件選用模具標(biāo)準(zhǔn)件(見附錄見附錄C及及附錄附錄D)。n壓鑄模零件技術(shù)條件對(duì)公差配合、形位公差和表面粗糙度的要求按表壓鑄模零件技術(shù)條件對(duì)公差配合、形位公差和表面粗糙度的要求按表13.1表

9、表13.8選取。選取。此外，成型零件成型部位尺寸未注公差的極限偏差按表此外，成型零件成型部位尺寸未注公差的極限偏差按表13.9選取。螺釘安裝孔、推桿孔、選取。螺釘安裝孔、推桿孔、復(fù)位桿孔等未注孔距公差的極限偏差按復(fù)位桿孔等未注孔距公差的極限偏差按GB 180492中中JS12級(jí)選用。級(jí)選用。n成型部位轉(zhuǎn)接圓弧時(shí)，圓弧尺寸未注公差的極限偏差按表成型部位轉(zhuǎn)接圓弧時(shí)，圓弧尺寸未注公差的極限偏差按表13.10選取。成型部位未注角度選取。成型部位未注角度和錐度公差以及成型部位未注脫模斜度分別按表和錐度公差以及成型部位未注脫模斜度分別按表13.11及表及表13.12選取。圓型芯的脫模斜選取。圓型芯的脫模斜

10、度按表度按表13.13選取。文字與圖案的脫模斜度取選取。文字與圖案的脫模斜度取1015。圖紙中未注脫模斜度方向時(shí)，。圖紙中未注脫模斜度方向時(shí)，按減小壓鑄件壁厚方向制造。按減小壓鑄件壁厚方向制造。n成型零件和澆注系統(tǒng)零件的材料和熱處理硬度按成型零件和澆注系統(tǒng)零件的材料和熱處理硬度按13.3.1節(jié)選用。壓鑄鋅、鎂、鋁合金的成節(jié)選用。壓鑄鋅、鎂、鋁合金的成型零件經(jīng)淬火工藝處理后，成型面進(jìn)行液氮碳共滲或液氮處理，氮化層深度為型零件經(jīng)淬火工藝處理后，成型面進(jìn)行液氮碳共滲或液氮處理，氮化層深度為0.080.15 mm，硬度，硬度Hv600。n對(duì)壓鑄模零件的要求還有：對(duì)壓鑄模零件的要求還有：n(1)零件表面

11、不應(yīng)有裂紋，成型零件的工作表面上更不得有任何細(xì)小的裂紋、凹坑、劃零件表面不應(yīng)有裂紋，成型零件的工作表面上更不得有任何細(xì)小的裂紋、凹坑、劃線痕跡及不平整的現(xiàn)象。線痕跡及不平整的現(xiàn)象。n(2)大模具上，每件模板和大零件上都應(yīng)有搬運(yùn)、起重的吊鉤螺孔。大的成型零件亦應(yīng)大模具上，每件模板和大零件上都應(yīng)有搬運(yùn)、起重的吊鉤螺孔。大的成型零件亦應(yīng)有吊鉤螺孔，但螺孔位置不得與成型表面穿通，也不應(yīng)露在分型面上。有吊鉤螺孔，但螺孔位置不得與成型表面穿通，也不應(yīng)露在分型面上。n(3)模板外緣四周棱邊應(yīng)倒棱角模板外緣四周棱邊應(yīng)倒棱角245以上，或倒大于以上，或倒大于R2的圓角。的圓角。n壓鑄模總體裝配應(yīng)符合以下要求：壓

12、鑄?？傮w裝配應(yīng)符合以下要求：n1壓鑄模裝配圖上需注明的技術(shù)條件n(1)壓鑄件主要尺寸及澆注系統(tǒng)尺寸。壓鑄件主要尺寸及澆注系統(tǒng)尺寸。n(2)模具最大外形尺寸模具最大外形尺寸(長長寬寬高高)。n(3)選用的壓鑄機(jī)型號(hào)。選用的壓鑄機(jī)型號(hào)。n(4)選用的壓室內(nèi)徑、比壓或噴嘴直徑。選用的壓室內(nèi)徑、比壓或噴嘴直徑。n(5)模具有關(guān)附件規(guī)格、數(shù)量和工作程序。模具有關(guān)附件規(guī)格、數(shù)量和工作程序。n(6)特殊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過程。特殊機(jī)構(gòu)的動(dòng)作過程。n2壓鑄?？傮w裝配的技術(shù)要求n(1)模具裝配后，分型面對(duì)動(dòng)定模座板的安裝平面的平行度可按表模具裝配后，分型面對(duì)動(dòng)定模座板的安裝平面的平行度可按表13.14選取。合模后選取。

13、合模后分型面上的局部間隙不大于分型面上的局部間隙不大于0.05 mm(不包括排氣槽不包括排氣槽)。n(2)分型面上鑲塊平面應(yīng)分別與動(dòng)定模套板齊平，允許稍高于套板平面，但不得大于分型面上鑲塊平面應(yīng)分別與動(dòng)定模套板齊平，允許稍高于套板平面，但不得大于0.05 mm。n(3)導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)動(dòng)定模座板安裝平面的垂直度可按表導(dǎo)柱、導(dǎo)套對(duì)動(dòng)定模座板安裝平面的垂直度可按表13.15選取。選取。n(4)推桿復(fù)位后，與型腔表面齊平，不允許低于型腔表面。但可凸出表面，凸出高度不推桿復(fù)位后，與型腔表面齊平，不允許低于型腔表面。但可凸出表面，凸出高度不大于大于0.10 mm。n(5)復(fù)位桿復(fù)位后應(yīng)與分型面齊平。允許低于

14、分型面，但必須不超過復(fù)位桿復(fù)位后應(yīng)與分型面齊平。允許低于分型面，但必須不超過0.05 mm。n(6)滑塊運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，合模后滑塊與楔緊塊壓緊，兩者實(shí)際接觸面積應(yīng)大于或等于設(shè)計(jì)接滑塊運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，合模后滑塊與楔緊塊壓緊，兩者實(shí)際接觸面積應(yīng)大于或等于設(shè)計(jì)接觸面積的觸面積的3/4。抽芯結(jié)束后，定位準(zhǔn)確可靠，抽出的型芯端面與鑄件上相對(duì)應(yīng)孔的端面距。抽芯結(jié)束后，定位準(zhǔn)確可靠，抽出的型芯端面與鑄件上相對(duì)應(yīng)孔的端面距離不小于離不小于2 mm。n(7)所有活動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)滑動(dòng)靈活、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、動(dòng)作可靠、位置準(zhǔn)確，不得出現(xiàn)歪斜和卡滯所有活動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)滑動(dòng)靈活、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、動(dòng)作可靠、位置準(zhǔn)確，不得出現(xiàn)歪斜和卡滯現(xiàn)象?，F(xiàn)象。n(8)固定

15、的零件不得竄動(dòng)。固定的零件不得竄動(dòng)。n(9)所有型腔在分型面的轉(zhuǎn)角處均應(yīng)保持銳角，不得有圓角和倒角。所有型腔在分型面的轉(zhuǎn)角處均應(yīng)保持銳角，不得有圓角和倒角。n(10) 澆道轉(zhuǎn)接處應(yīng)光滑連接，鑲拼處應(yīng)密合，未注脫模斜度不小于澆道轉(zhuǎn)接處應(yīng)光滑連接，鑲拼處應(yīng)密合，未注脫模斜度不小于5，表面粗糙度，表面粗糙度Ra不大于不大于0.4 mm。n(11) 分型面上除導(dǎo)套孔、斜導(dǎo)柱孔外，所有模具制造過程中的工藝孔、螺釘孔都應(yīng)堵塞，分型面上除導(dǎo)套孔、斜導(dǎo)柱孔外，所有模具制造過程中的工藝孔、螺釘孔都應(yīng)堵塞，并與分型面齊平。并與分型面齊平。n(12) 模具冷卻水通道應(yīng)暢通，不得有滲漏現(xiàn)象，進(jìn)水口與出水口應(yīng)有明顯標(biāo)記

16、。模具冷卻水通道應(yīng)暢通，不得有滲漏現(xiàn)象，進(jìn)水口與出水口應(yīng)有明顯標(biāo)記。u13.3.1 成型零件材料選用及熱處理要求成型零件材料選用及熱處理要求 u13.3.2 非成型零件的材料選用及熱處理要非成型零件的材料選用及熱處理要求求 n壓鑄模零件所用材料是根據(jù)其工作條件、作壓鑄模零件所用材料是根據(jù)其工作條件、作用部位及其受力大小、裝配的配合形式和熱用部位及其受力大小、裝配的配合形式和熱處理要求等方面來考慮。處理要求等方面來考慮。n壓鑄模零件中最重要的零件是與金屬液接觸的成型零件。壓鑄過程中，成型零件在工作時(shí)經(jīng)受機(jī)械損傷、化學(xué)壓鑄模零件中最重要的零件是與金屬液接觸的成型零件。壓鑄過程中，成型零件在工作時(shí)經(jīng)

17、受機(jī)械損傷、化學(xué)侵蝕和熱疲勞的反復(fù)作用。侵蝕和熱疲勞的反復(fù)作用。n(1)在生產(chǎn)每一個(gè)壓鑄件的過程中，型腔表面除受金屬液沖刷之外，還吸收金屬液在凝固過程中放出的熱在生產(chǎn)每一個(gè)壓鑄件的過程中，型腔表面除受金屬液沖刷之外，還吸收金屬液在凝固過程中放出的熱量。由于熱傳導(dǎo)，型腔表面層溫度急劇上升，與內(nèi)部產(chǎn)生很大的溫度梯度，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。金屬液充填時(shí)，量。由于熱傳導(dǎo)，型腔表面層溫度急劇上升，與內(nèi)部產(chǎn)生很大的溫度梯度，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。金屬液充填時(shí)，型腔表面先達(dá)到高溫而膨脹，模具內(nèi)部溫度低，相對(duì)的膨脹量較小，使表面層產(chǎn)生壓應(yīng)力。開模后，型腔表面型腔表面先達(dá)到高溫而膨脹，模具內(nèi)部溫度低，相對(duì)的膨脹量較小，使表

18、面層產(chǎn)生壓應(yīng)力。開模后，型腔表面與空氣接觸受到壓縮空氣及涂料的激冷而收縮，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力。這種交變應(yīng)力隨著壓鑄次數(shù)增加而增加，當(dāng)與空氣接觸受到壓縮空氣及涂料的激冷而收縮，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力。這種交變應(yīng)力隨著壓鑄次數(shù)增加而增加，當(dāng)超過模具材料的疲勞極限時(shí)，表面層即產(chǎn)生塑性變形，在晶界處產(chǎn)生裂紋，此即為熱疲勞。超過模具材料的疲勞極限時(shí)，表面層即產(chǎn)生塑性變形，在晶界處產(chǎn)生裂紋，此即為熱疲勞。n(2)含有氫、氧等活性氣體的金屬液與模具型腔表面接觸，使其被氧化、氫化和氣體腐蝕。此外，金屬液含有氫、氧等活性氣體的金屬液與模具型腔表面接觸，使其被氧化、氫化和氣體腐蝕。此外，金屬液高壓高速?zèng)_刷、沖擊型腔表面，使型

19、腔表面沖蝕磨損，金屬向型壁粘附或焊合，加劇表面層的應(yīng)力狀態(tài)。高壓高速?zèng)_刷、沖擊型腔表面，使型腔表面沖蝕磨損，金屬向型壁粘附或焊合，加劇表面層的應(yīng)力狀態(tài)。n(3)壓鑄件從模具中推出時(shí)，模具還要承受機(jī)械載荷。壓鑄件從模具中推出時(shí)，模具還要承受機(jī)械載荷。n由上可知，成型零件的工作條件是極其惡劣的，而熱疲勞導(dǎo)致的熱裂紋是成型零件被破壞的最常見原因。由上可知，成型零件的工作條件是極其惡劣的，而熱疲勞導(dǎo)致的熱裂紋是成型零件被破壞的最常見原因。n成型零件選用的材料應(yīng)該在高溫時(shí)仍具有足夠強(qiáng)度和適當(dāng)硬度；導(dǎo)熱性好，抗熱疲勞性能良好；膨脹系數(shù)小，成型零件選用的材料應(yīng)該在高溫時(shí)仍具有足夠強(qiáng)度和適當(dāng)硬度；導(dǎo)熱性好，抗

20、熱疲勞性能良好；膨脹系數(shù)小，熱處理時(shí)變形?。桓邷叵虏灰籽趸?，能抵抗熔融金屬的黏附和侵蝕以及有良好的加工性能。由于被壓鑄材料的熱處理時(shí)變形小；高溫下不易氧化，能抵抗熔融金屬的黏附和侵蝕以及有良好的加工性能。由于被壓鑄材料的溫度差別較大，因而對(duì)壓鑄模的材料及性能要求也不同。鋅合金、鎂合金、鋁合金壓鑄模的材料必須具有高的溫度差別較大，因而對(duì)壓鑄模的材料及性能要求也不同。鋅合金、鎂合金、鋁合金壓鑄模的材料必須具有高的回火抗力和冷熱疲勞抗力及良好的滲氮回火抗力和冷熱疲勞抗力及良好的滲氮(或氮碳共滲或氮碳共滲)工藝性能。銅合金壓鑄模因工作條件更差，故模具材料還工藝性能。銅合金壓鑄模因工作條件更差，故模具材料還需有高的熱強(qiáng)度，以防