壓鑄成形工藝與模具設計課件：成型零件和結構零件的設計 -

成型零件和結構零件的設計知之為知之，不知為不知，是知也。

——孔子《論語》22十二月2023成型零件和結構零件的設計2【本章要點與提示】知識要點目標要求學習方法成型零件的結構設計熟悉首先要理解老師在教學過程中的講解及閱讀教材相關的內容，從而熟悉一些基本結構的典型特征，然后進行針對性的課外查閱，結合實踐中的成型零件結構示例舉一反三、融會貫通，尤其注意領會實踐中的一些技巧。成型零件工作尺寸計算掌握通過對壓鑄件尺寸精度的主要影響因素的理解，掌握成型零件工作尺寸的計算要點和要求，結合教材中的應用實例學會運用相關公式進行計算。22十二月2023成型零件和結構零件的設計3【本章要點與提示】知識要點目標要求學習方法結構零件的設計掌握熟悉模具的基本框架，結合具體模具結構理解相關零件的設計要點。加熱與冷卻系統(tǒng)掌握在熟悉常用模具預熱方式的基礎上，掌握電加熱系統(tǒng)的基本設計要求；通過比較分析，領會型芯和型腔的冷卻方式、冷卻水道的布置及設計要求等。22十二月2023成型零件和結構零件的設計4【導入案例】基本零件（成型零件）：13-動模鑲塊；14-活動型芯；18-澆口套；15-定模鑲塊；21-型芯基本零件（結構零件）：3-墊塊；16-定模座板；22-定模套板；17、26、30-內六角螺釘；19-導柱；20-導套；23-動模套板；24-支承板；27-圓柱銷；29-限位釘；35-動模座板推出機構：1-推板；2-推桿固定板；33-推板導套；25、28、31-推桿；32-復位桿；34-推板導柱側向抽芯機構：4-限位塊；5-拉桿；6-墊片；7-螺母；8-彈簧；9-滑塊；10-楔緊塊；11-斜銷；12-圓柱銷

22十二月2023成型零件和結構零件的設計5【主要內容】7.47.17.27.3成型零件的結構和分類

7.1.1整體式結構7.1.2鑲拼式結構成型零件工作尺寸計算

7.2.1影響壓鑄件尺寸精度的主要因素7.2.2成型零件工作尺寸的計算要點7.2.3成型零件工作尺寸的計算公式結構零件的設計

7.3.1支承與固定零件7.3.2導向零件加熱與冷卻系統(tǒng)

7.4.1加熱與冷卻系統(tǒng)的作用7.4.2加熱系統(tǒng)設計7.4.3冷卻系統(tǒng)設計22十二月2023成型零件和結構零件的設計67.1成型零件的結構和分類

(a)型腔部分(b)型芯部分成型零件的實例圖片22十二月2023成型零件和結構零件的設計77.1成型零件的結構和分類

7.1.1整體式結構1．成型部分直接在模板上加工而成

整體式成型零件結構形式（一）(a)型芯直接在模板上加工(b)型腔直接在模板上加工結構特性？適用范圍？22十二月2023成型零件和結構零件的設計87.1成型零件的結構和分類

7.1.1整體式結構2．成型部分為整體，嵌入到模板上

整體式成型零件結構形式（二）22十二月2023成型零件和結構零件的設計97.1成型零件的結構和分類

7.1.1整體式結構2．成型部分為整體，嵌入到模板上

整體式成型零件結構形式（二）22十二月2023成型零件和結構零件的設計107.1成型零件的結構和分類

7.1.2鑲拼式結構

(a)鑲拼式型芯(b)鑲拼式型腔1、2—型芯鑲塊；3—壓鑄件；4—型腔底部鑲塊結構特性？適用范圍？22十二月2023成型零件和結構零件的設計117.1成型零件的結構和分類

7.1.2鑲拼式結構

鑲拼式結構的設計示例22十二月2023成型零件和結構零件的設計127.1成型零件的結構和分類

7.1.2鑲拼式結構

鑲拼式結構的設計示例22十二月2023成型零件和結構零件的設計137.1成型零件的結構和分類

7.1.2鑲拼式結構

鑲拼式結構的設計示例22十二月2023成型零件和結構零件的設計147.1成型零件的結構和分類

7.1.2鑲拼式結構

鑲拼式結構的設計示例22十二月2023成型零件和結構零件的設計157.1成型零件的結構和分類

7.1.2鑲拼式結構

鑲拼式結構的設計示例22十二月2023成型零件和結構零件的設計167.1成型零件的結構和分類

7.1.2鑲拼式結構

鑲拼式結構的設計示例22十二月2023成型零件和結構零件的設計177.1成型零件的結構和分類

試對圖示的成型零件結構方案進行評析

(a)壓鑄件(b)(c)22十二月2023成型零件和結構零件的設計187.1成型零件的結構和分類

試對圖示的成型零件結構方案進行評析

(a)壓鑄件(b)(c)

22十二月2023成型零件和結構零件的設計197.2成型零件工作尺寸計算7.2.1影響壓鑄件尺寸精度的主要因素壓鑄件收縮率

成型零部件的制造偏差

成型零部件的使用磨損

模具結構

壓鑄工藝

壓鑄件結構

壓鑄件尺寸精度22十二月2023成型零件和結構零件的設計207.2成型零件工作尺寸計算

7.2.1影響壓鑄件尺寸精度的主要因素

1.壓鑄件的收縮率1）實際收縮率與計算收縮率ks為壓鑄件的實際收縮率；Am為室溫下模具的成形尺寸，mm；Ap為室溫下壓鑄件的實際尺寸，mm。

kj為壓鑄件的計算收縮率；A為通過計算的模具的成形尺寸，mm；Ap為壓鑄件的公稱尺寸，mm。22十二月2023成型零件和結構零件的設計217.2成型零件工作尺寸計算

常用壓鑄合金壓鑄件的計算收縮率kj

（%）

自由收縮阻礙收縮混合收縮鉛錫合金0.4~0.50.2~0.30.3~0.4鋅合金0.6~0.80.3~0.40.4~0.6鋁硅合金0.7~0.90.3~0.50.5~0.7鋁硅銅合金0.8~1.00.4~0.60.6~0.8鋁鎂合金鎂合金黃銅0.9~1.10.5~0.70.7~0.9鉛青銅1.0~1.20.6~0.80.8~1.022十二月2023成型零件和結構零件的設計227.2成型零件工作尺寸計算

2）壓鑄收縮率的確定（1）不同合金的收縮率從大到小的順序依次是銅合金、鎂合金、鋁合金、鋅合金、鉛錫合金；（2）壓鑄件包住型芯的徑向尺寸因處于受阻方向，故收縮率較小，而與型芯軸線平行方向尺寸處于自由收縮方向，收縮率較大；（3）形狀復雜、型芯多的壓鑄件收縮率較小，形狀簡單、無型芯的壓鑄件收縮率較大；壓鑄件的收縮率應根據壓鑄件結構特點、收縮受阻條件、收縮方向、壓鑄件壁厚、合金成分以及工藝因素等確定。22十二月2023成型零件和結構零件的設計237.2成型零件工作尺寸計算

2）壓鑄收縮率的確定（續(xù)）（4）薄壁壓鑄件的收縮率較小，厚壁壓鑄件的收縮率較大；（5）脫模時壓鑄件的溫度與室溫的差值愈大，收縮率也愈大；（6）壓鑄件收縮率也受模具熱平衡的影響，同一壓鑄件的不同部位，在收縮受阻條件相同的情況下，模溫不同，收縮率也不一致，例如，離澆口近的一端收縮率大，遠離澆口的一端收縮率小，這對于尺寸較大的壓鑄件尤為顯著。22十二月2023成型零件和結構零件的設計247.2成型零件工作尺寸計算

7.2.1影響壓鑄件尺寸精度的主要因素

2.成型零部件的制造偏差δz

一般情況下，型腔和型芯尺寸的制造偏差δz按下列規(guī)定選?。寒攭鸿T件尺寸精度為IT11～IT13時，δz取Δ/5，當壓鑄件尺寸精度為IT14～IT16時，δz取Δ/4；中心距離、位置尺寸的制造偏差δz按下列規(guī)定選?。寒攭鸿T件尺寸精度為IT11～IT14時，δz取Δ/5，當壓鑄件尺寸精度為IT15～IT16時，δz取Δ/4。22十二月2023成型零件和結構零件的設計257.2成型零件工作尺寸計算

7.2.1影響壓鑄件尺寸精度的主要因素

3.成型零部件的使用磨損δc

工作尺寸的磨損量δc（亦即磨損引起壓鑄件的尺寸偏差）在壓鑄件產品公差Δ的1／6左右選取。對于同一個壓鑄件，分型面選取不問，其在模具中的位置就不同，壓鑄件上同一部位的尺寸精度也有差異。另外，選用活動型芯還是固定型芯，抽芯部位及滑動部位的形式與配合精度對該處壓鑄件的尺寸精度也有影響。4．模具結構22十二月2023成型零件和結構零件的設計267.2成型零件工作尺寸計算

7.2.1影響壓鑄件尺寸精度的主要因素

壓鑄件結構越復雜，計算精度就越難把握。5．壓鑄工藝6．壓鑄件結構在壓射過程中，采用較大的壓射比壓時，有可能使分型面脹開而出現(xiàn)微小的縫隙，因而從分型面算起的尺寸將會增大。涂料涂刷的方式、滌科涂刷的量及其均勻程度也會影響壓鑄件尺寸精度。22十二月2023成型零件和結構零件的設計277.2成型零件工作尺寸計算

7.2.2成型零件工作尺寸的計算要點

1.工作尺寸的分類及計算要點型腔尺寸（包括型腔徑向尺寸和深度尺寸）型芯尺寸（包括型芯徑向尺寸和高度尺寸）成型部分的中心距離和位置尺寸成型零件工作尺寸主要可分為：22十二月2023成型零件和結構零件的設計287.2成型零件工作尺寸計算

7.2.2成型零件工作尺寸的計算要點

（1）型腔磨損后尺寸增大，故計算型腔尺寸時應使得壓鑄件外形接近于最小極限尺寸。（2）型芯磨損后尺寸減小，故計算型芯尺寸時應使得壓鑄件內形接近于最大極限尺寸。（3）兩個型芯或型腔之間的中心距離和位置尺寸與磨損量無關，應使得壓鑄件尺寸接近于最大和最小兩個極限尺寸的平均值。1.工作尺寸的分類及計算要點工作尺寸的計算要點如下：22十二月2023成型零件和結構零件的設計297.2成型零件工作尺寸計算

7.2.2成型零件工作尺寸的計算要點

（1）壓鑄件的外形尺寸采用單向負偏差；對應型腔尺寸采用單向正偏差。2.工作尺寸標注形式及偏差分布的規(guī)定

22十二月2023成型零件和結構零件的設計307.2成型零件工作尺寸計算

7.2.2成型零件工作尺寸的計算要點

（2）壓鑄件的內形尺寸采用單向正偏差；與之相應的型芯尺寸采用單向負偏差。2.工作尺寸標注形式及偏差分布的規(guī)定

22十二月2023成型零件和結構零件的設計317.2成型零件工作尺寸計算

7.2.2成型零件工作尺寸的計算要點

（3）壓鑄件的中心距離、位置尺寸采用雙向等值正、負偏差；對應的模具中心距尺寸也采用雙向等值正、負偏差。2.工作尺寸標注形式及偏差分布的規(guī)定

22十二月2023成型零件和結構零件的設計327.2成型零件工作尺寸計算7.2.2成型零件工作尺寸的計算要點

3.脫模斜度的處理

22十二月2023成型零件和結構零件的設計337.2成型零件工作尺寸計算7.2.2成型零件工作尺寸的計算要點

4.分型面與滑動部位的尺寸修正

(a)受分型面影響的尺寸計算結果減小0.05~0.2mm計算結果增加0.05~0.2mm(b)受滑動部位影響的尺寸22十二月2023成型零件和結構零件的設計347.2成型零件工作尺寸計算7.2.2成型零件工作尺寸的計算要點

5.關于螺紋型環(huán)和螺紋型芯的工作尺寸

參數：螺紋外徑、螺紋中徑、螺紋內徑、螺距、牙尖角。一般不考慮螺距p的收縮（P的制造偏差可取±0.02mm），適當減小螺紋型環(huán)的徑向尺寸和增大螺紋型芯的徑向尺寸，一般螺紋旋合不超過6~7牙。最小配合間隙Xmin取螺距P的0.02~0.04。脫摸斜度一般取0.5°，同時成型部分的外徑、中徑和內徑各尺寸均以大端為基準。螺紋的牙尖角保持不變。22十二月2023成型零件和結構零件的設計357.2成型零件工作尺寸計算7.2.3成型零件工作尺寸的計算公式

成型零件的工作尺寸，普遍采用平均收縮率法進行計算，不同類型的尺寸采用不同的公式。型腔尺寸的計算型芯尺寸的計算中心距尺寸的計算從模內中心線到某一成型面的距離尺寸的計算螺紋型芯和螺紋型環(huán)工作尺寸的計算。22十二月2023成型零件和結構零件的設計367.3

結構零件的設計

壓鑄模模架的基本結構1-定模座板；2-定模鑲塊；3-定模套板；4-動模鑲塊；5-動模套板；6-導套；7-導柱；8-支承板；9-復位桿；10-推桿；11-墊塊；12-動模座板；13-限位釘；14-推桿固定板；15-推板；16-推板導柱；17-推板導套；18-內六角螺釘22十二月2023成型零件和結構零件的設計377.3

結構零件的設計

22十二月2023成型零件和結構零件的設計387.3

結構零件的設計

7.3.1支承與固定零件壓鑄模具的支承與固定零件主要包括：定模座板、定模套板、動模座板、動模套板、支承板、固定板、墊塊等22十二月2023成型零件和結構零件的設計397.3

結構零件的設計

7.3.1支承與固定零件1.模板的設計要點模板是壓鑄模的主要結構零件，模具的各個部分按照一定規(guī)律和位置在模板內加以安裝和固定。模板按其組合的位置及作用分為座板、套板和支承板等。22十二月2023成型零件和結構零件的設計407.3

結構零件的設計

7.3.1支承與固定零件1）模板尺寸的估定K=0.5~0.67C=20~50mmS屬于關鍵尺寸，S邊須滿足強度要求。通過計算確定S邊模套側壁的尺寸，同時考慮澆口套所需的尺寸，即可確定模體尺寸B。同理，側邊S1只要滿足導向零件、復位零件以及連接螺釘等位置要求，即可確定模體尺寸A。22十二月2023成型零件和結構零件的設計417.3

結構零件的設計

7.3.1支承與固定零件2）模板的強度模板主要受力變形示意圖22十二月2023成型零件和結構零件的設計427.3

結構零件的設計

7.3.1支承與固定零件2.動模座板和墊塊的設計

22十二月2023成型零件和結構零件的設計437.3

結構零件的設計

7.3.1支承與固定零件2.動模座板和墊塊的設計

22十二月2023成型零件和結構零件的設計447.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件1.導柱

22十二月2023成型零件和結構零件的設計457.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件1.導柱

1）導柱的結構（之一）帶肩導柱GB/T4678.4—200322十二月2023成型零件和結構零件的設計467.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件1.導柱

1）導柱的結構（之二）帶頭導柱GB/T4678.5—200322十二月2023成型零件和結構零件的設計477.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件1.導柱

1）導柱的結構（之三）推板導柱A型GB/T4678.9—200322十二月2023成型零件和結構零件的設計487.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件1.導柱

1）導柱的結構（之四）推板導柱B型GB/T4678.9—200322十二月2023成型零件和結構零件的設計497.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件1.導柱

2）導柱的安裝導柱在模板上的布置

22十二月2023成型零件和結構零件的設計507.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件1.導柱

2）導柱的安裝推板導柱的安裝形式

22十二月2023成型零件和結構零件的設計517.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件1.導柱

3）導柱的尺寸

導柱導向部分的直徑按下述經驗公式選擇：d為導柱導向部分的直徑，mmA為模具分型面的表面積，mm2k為系數A＜0.4×105mm2（0.4~2）×105mm2＞2×105mm2k0.090.080.0722十二月2023成型零件和結構零件的設計527.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件1.導柱

3）導柱的尺寸

導柱的導向長度通常比分型面上的最長型芯長10~15mm，以免型芯在合模、搬運中損壞，而最小長度應取導柱導向部分直徑d的1.5~2倍。22十二月2023成型零件和結構零件的設計537.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件

4）導柱的技術要求

導柱應有良好的韌性和抗彎強度，其工作表面應有較高的硬度且耐磨。推薦采用T10A、GCr15。也可采用20鋼表面滲碳處理或采用T8、T10鋼淬火，回火后硬度約為50~55HRC。固定部分的表面粗糙度Ra為0.8μm，導向部分的表面粗糙度Ra為0.8~0.4μm。固定部分與模板的配合常用H7/m6的過渡配合。其他應符合GB/T4679-2003的規(guī)定。22十二月2023成型零件和結構零件的設計547.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件2.導套

22十二月2023成型零件和結構零件的設計557.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件2.導套

1）導套的結構之一

帶頭導套GB/T4678.6—200322十二月2023成型零件和結構零件的設計567.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件2.導套

1）導套的結構之二

直導套GB/T4678.7—200322十二月2023成型零件和結構零件的設計577.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件2.導套

1）導套的結構之三

推板導套GB/T4678.10—200322十二月2023成型零件和結構零件的設計587.3

結構零件的設計

7.3.2導向零件

2）導套的技術要求

材料推薦采用T10A、GCr15，或20鋼表面滲碳處理，或T8、T10鋼淬火，或銅合金等耐磨材料。導套的導向部分表面硬度應比導柱略低，便于磨損后更換導套。導套固定部分的表面粗糙度Ra為0.8μm，導向部分的表面粗糙度Ra為0.8~0.4μm。導套與動模套板或定模套板的配合為H7/k6。其他應符合GB/T4679-2003的規(guī)定。22十二月2023成型零件和結構零件的設計597.3

結構零件的設計

3.導柱與導套的配合

(a)帶頭導柱與帶頭導套的配合(b)帶頭導柱與直導套的配合

(c)帶肩導柱與帶頭導套的配合(d)帶肩導柱與直導套的配合22十二月2023成型零件和結構零件的設計607.3

結構零件的設計3.導柱與導套的配合導柱與導套的配合應保證動、定模在合模時的正確位置，且在開、合模過程中運動靈活無卡死現(xiàn)象。導柱與導套的配合精度，壓鑄鋅、鋁合金時，常用H7/e8的配合；壓鑄銅合金時，常用H7/d8的配合。在導套四周應低于分型面3~5mm，一方面有利于模具分型面的緊密結合，一方面可以作為動、定模分開的撬口。22十二月2023成型零件和結構零件的設計617.4

加熱與冷卻系統(tǒng)一個壓鑄循環(huán)中模具型腔內的溫度變化曲線22十二月2023成型零件和結構零件的設計627.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.1加熱與冷卻系統(tǒng)的作用（1）使模具達到較好的熱平衡，改善壓鑄件的順序凝固條件，并有利于補縮壓力的傳遞，提高壓鑄件的內部質量。（2）保持壓鑄合金充填時的流動性及良好的成型性，提高壓鑄件的表面質量。（3）穩(wěn)定合金的成型收縮率及壓鑄件的尺寸，保證壓鑄件的尺寸精度。（4）保證壓鑄件凝固速度均勻，縮短成型周期，提高壓鑄生產率。（5）降低模具熱交變應力，提高模具使用壽命。

22十二月2023成型零件和結構零件的設計637.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.2加熱系統(tǒng)設計加熱系統(tǒng)主要用于

壓鑄模具的預熱對模溫較低區(qū)域的局部加熱特別是需要對成型零件進行預熱22十二月2023成型零件和結構零件的設計647.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.2加熱系統(tǒng)設計1.壓鑄模預熱的作用（1）避免金屬液因受激冷而使流動性急劇降低，導致壓鑄件出現(xiàn)欠鑄或表面粗糙度增加，或因激冷使壓鑄件產生大的線收縮，引起收縮裂紋。（2）減少模具的熱疲勞應力，避免模具因激熱而脹裂。（3）調整模具滑動配合部分的熱膨脹間隙，以免金屬液穿入間隙，影響生產的正常進行。（4）溫度的提高可降低型腔中空氣的密度，有利于型腔中氣體的排出。22十二月2023成型零件和結構零件的設計657.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.2加熱系統(tǒng)設計2.壓鑄模預熱的方式燃氣火焰加熱（用自制的煤氣或天然氣加熱器，更多是用噴燈。）電加熱（感應式和電阻式）加熱介質加熱（將熱油、熱蒸汽等加熱介質通入壓鑄模的冷卻通道內并使之循環(huán)。）低熔點合金加熱（對于鋅合金等低熔點合金的壓鑄成形，直接用澆入的金屬液預熱壓鑄模。）22十二月2023成型零件和結構零件的設計667.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.2加熱系統(tǒng)設計3.模具預熱所需功率的估算P為預熱所需的功率，kW；m為需預熱的模具質量，kg；c為比熱容，kJ/（kg·℃），鋼的比熱容取c=0.46kJ/（kg·℃）；T為模具所需的預熱溫度，℃；T0為模具初始溫度（室溫），℃；k為補償系數，一般取1.2~1.5，模具尺寸大時取較大的值；t為預熱時間，h。22十二月2023成型零件和結構零件的設計677.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.2加熱系統(tǒng)設計4.模具預熱的注意事項（1）加熱要均勻，并且預熱時須將推桿退回到模內的成型位置。（2）其中型芯（固定型芯與活動型芯）的預熱溫度應盡量達到連續(xù)生產時的溫度。（3）壓室和壓射沖頭也要進行預熱，且不宜用高溫金屬液預熱。（4）預熱后的壓鑄模應進行必要的清理和潤滑。（5）預熱之前及時通入冷卻液，否則壓鑄模將因激冷而產生裂紋甚至破裂。22十二月2023成型零件和結構零件的設計687.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.2加熱系統(tǒng)設計5.電加熱系統(tǒng)的設計1）管狀電熱元件的基本結構22十二月2023成型零件和結構零件的設計697.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.2加熱系統(tǒng)設計5.電加熱系統(tǒng)的設計2)

設計要點（1）加熱孔的布置1-定模座板；2-定模套板；3-動模套板；4-支承板22十二月2023成型零件和結構零件的設計707.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.2加熱系統(tǒng)設計5.電加熱系統(tǒng)的設計2)

設計要點（2）單端加熱元件可裝入沉孔，其規(guī)格為直徑φ8~φ20mm、長度150~800mm、工作電壓36~380V，可作為長時間加熱。

雙端加熱元件要裝在通孔內，其規(guī)格為直徑φ6~φ24mm、長度100~800mm、工作電壓2~36V，屬于低壓大電流加熱元件，適于短時快速加熱。22十二月2023成型零件和結構零件的設計717.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.2加熱系統(tǒng)設計5.電加熱系統(tǒng)的設計2)

設計要點（3）模具上的安裝孔徑與電熱元件的管體外徑之間的配合間隙應小于0.8mm，間隙過大會降低傳熱效果；雙端加熱元件不能水平放置，以免高溫時電阻絲軟化變形后與孔壁接觸形成短路。（4）為安全起見，盡量采用低電壓、大電流的加熱元件。22十二月2023成型零件和結構零件的設計727.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計1.冷卻方式水冷卻風冷卻熱管冷卻傳熱系數高的合金（鈹青銅、鎢基合金等）間接冷卻用模具溫度控制裝置進行冷卻冷卻方式22十二月2023成型零件和結構零件的設計737.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計1.冷卻方式

用鈹青銅桿間接冷卻型芯熱管工作原理示意圖22十二月2023成型零件和結構零件的設計747.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻水道的設計原則

（1）冷卻水道要求布置在型腔內溫度最高、熱量比較集中的區(qū)域，流路要通暢，無堵塞現(xiàn)象。金屬液首先經過壓鑄模澆注系統(tǒng)進入型腔，因此內澆口附近是模具中溫度最高的部位，為了保證模具的熱平衡，有時還對澆口部位單獨進行冷卻。22十二月2023成型零件和結構零件的設計757.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻水道的設計原則

（2）為達到模溫的平衡，冷卻水道的走向應該從模具高溫區(qū)域向模具低溫區(qū)域流動（與金屬液填充的流動方向大體一致）。金屬液流動的終端是溫度最低的區(qū)域。有時為提高成型效果，在這個區(qū)域加設局部加熱裝置。

22十二月2023成型零件和結構零件的設計767.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻水道的設計原則

（3）冷卻水道與相關結構件的距離應適當。太遠，冷卻速度不均勻，影響冷卻效果；太近，增加了模具設計與制造的復雜程度，并影響成型零件的強度。22十二月2023成型零件和結構零件的設計777.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻水道的設計原則

（4）冷卻水道的直徑一般可取φ7.9~φ14.7mm。直徑太小不容易加工；直徑太大，特別是成型區(qū)域的冷卻直徑太大，也不利于保證冷卻效果。在同等條件下，冷卻介質在較小直徑的水道中流動，以及水道的內壁表面越粗糙，易形成所需的紊流狀態(tài)（紊流狀態(tài)比層流狀態(tài)帶走的熱量多）。22十二月2023成型零件和結構零件的設計787.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻水道的設計原則

（5）根據壓鑄件的具體結構適當調整冷卻水道的間距。（a）為在局部較厚的部位增大水道密度；（b）為當金屬液的料流行程較長時，逐漸減少水道的排列密度，以利于模溫的均衡和料流末端的填充，避免出現(xiàn)冷隔、疏松等壓鑄缺陷。（a）（b）22十二月2023成型零件和結構零件的設計797.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻水道的設計原則

（6）模具鑲拼結構上有冷卻水道通過時需采取密封措施，防止?jié)B漏，特別是不能滲漏到成型區(qū)域內。冷卻水道的密封可采取以下幾種方法:①采用鈹青銅合金或其他軟質金屬（如紫銅等）做成的密封環(huán)，設置在成型鑲塊的配合面上壓緊；②當模體溫度不高或在300℃以下的部位，可采用耐熱較好的硅橡膠密封環(huán)。（7）水管接頭盡可能設置在模具下面或操作者的對面一側，其外徑尺寸應統(tǒng)一，以便接裝輸水膠管。22十二月2023成型零件和結構零件的設計807.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計2.冷卻水道的設計原則

（8）對于尺寸和形位精度要求較高的壓鑄件，在動、定模上分別單獨設置冷卻效果相同的水道。22十二月2023成型零件和結構零件的設計817.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計3.冷卻水道的布置形式

型腔的冷卻形式22十二月2023成型零件和結構零件的設計827.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計3.冷卻水道的布置形式

型芯的冷卻形式22十二月2023成型零件和結構零件的設計837.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計3.冷卻水道的布置形式

澆注系統(tǒng)和澆口套的冷卻22十二月2023成型零件和結構零件的設計847.4

加熱與冷卻系統(tǒng)7.4.3冷卻系統(tǒng)設計3.冷卻水道的布置形式

熱壓室壓鑄機冷卻系統(tǒng)22十二月2023成型零件和結構零件的設計857.4

加熱與冷卻系統(tǒng)

應用實例——深型腔的壓鑄模，采用整體組合式型腔，中心澆口進料。對型腔和型芯分別采用螺旋式水道冷卻方式