压铸模具范文

压铸模具范文第1篇

本文先对铝合金壳体的结构及压铸工艺进行分析，并用UG软件完成铝合金壳体压铸模设计。经实践验证，所设计的压铸合理，所得到的铸件表面光洁，产品质量符合要求。

关键词：

压铸模具；三维设计；UG；工艺设计

1铝合金后壳闷盖压铸件结构与工艺分析

1.1压铸件结构从图1中可看出，该后壳闷盖铸件结构比较简单，铸件壁厚基本均匀，存在两个铸出孔，但是因为铸出孔的壁略厚，热节很容易出现，该压铸件整体壁厚较为均匀，壁厚选择时应综合考量多种因素：压铸件结构、材料性能以及所设计的压铸工艺等，只有采用薄壁或者均匀的壁厚才能要符合各个方面的需求。

1.2铸件外侧边缘的最小壁厚良好的铸件成形条件，要求保持一定的外侧边缘壁厚，边缘壁厚s与深度h的关系为s≥(1/4～1/3)hmm。当h＜4.5mm时，则s≥1.5mm。

1.3压铸材料该压铸件材质为压铸铝合金，其牌号为YZAlSi9Cu4，抗拉强度为240MPa，布氏硬度85HBS，平均收缩率为0.6%。所选合金引起铸造性能良好，特别适合于压铸。

1.4铸造圆角半径为了使金属液流动更流畅，且很容易气体排出，结构中设计使用铸造圆角，且利用圆角来替代结构锐角还可以避免产生裂纹。所设计的结构圆角的半径值取决于结构壁厚值，范围一般为0.5～1mm。

1.5脱模斜度选取脱模斜度要综合考量多种因素：铸件几何形状（深度、壁厚、型腔或型芯表面）、粗糙度、加工纹路方向等。考量上述各因素，所设计铸件的壳体脱模斜度：外表面的α=30′，而其内表面的β=1°。

2压铸工艺参数设计

2.1压铸机选择选择压铸机必须先确定锁模力。锁模力作用有二：一个是用来平衡反压力，以达到锁紧分型面的目的；一个是用来阻止飞溅的金属液，以达到获得目标尺寸精度的目的。设计的铸件不存在分胀型力，因为此模具是没有侧抽芯的（压铸件无侧孔与侧凹）。因此F锁≥KF主=1.25×1288.352=1610.44kN根据上述计算得到锁模力的值还有铸件重量，根据这两个主要因素进行压铸机选择，最后选用机型为：卧式冷室压铸机（2500kN）———J1125型，主要参数：①最大金属浇注量———3.2Kg，②模具厚度———250~650mm，③动模座板行程———400mm，④压射力———143~280kN。

2.2压铸压力压铸工艺中压铸压力是主要参数之一，因此掌握液态金属在压铸过程中上的压力变化情况，对压铸过程中各阶段的压力进行合理控制，具有重要意义：①获得合格铸件———致密的组织，清晰的轮廓；②初算压射比压———根据所选压射力计算。压射比压还与模具型腔空间、铸件壁厚、金属液流程等因素相关，结合所设计模具的具体参数，以及初算值，此压铸模的压射比压最终定为90MPa。

2.3压铸速度压铸速度的选择有以下两方面：压射速度选择和充型速度选择。两种速度的选择至关重要，其直接决定了铸件内在外在的质量及轮廓清晰度等。选择充型速度时考虑因素：①铸件的大小、②铸件结构的复杂程度、③铸件所选合金的种类、④压射比压的高低。具体选择：①充型较容易的———壁厚简单或有较高的内部质量要求的铸件，选择：低速、高比压、大浇口；②需要快速充型———复杂薄壁或有较高的表面质量要求的铸件，选择：高速，高比压。综合考量，根据本压铸件的具体特点———结构较简单，选择中速，范围为20～90m/s。

2.4压铸时间确定压铸时间，其由三部分所需时间组成：充型时间、持压时间及压铸件在压铸模具中停留的时间。几种因素综合作用产生了这种结果：压力、速度、温度、金属液特征，以及铸件结构（主要是壁厚和体积）和模具结构（特别是浇注系统和排溢系统）等因素。充型时间大多在0.01～0.2s之间。其长短由铸件的大小以及结构的复杂程度决定：结构简单体积大的铸件，需要相对长些的充型时间；结构较复杂和壁厚较小的铸件，所需时间短。经实践检验，充型时间定为0.2s左右，对于本文设计的中小型铝合金压铸件是比较合理的。持压时间作用是：压射冲头有足够的时间对未凝固的金属施压，使得结晶过程可以在压力下进行，增强补缩，成功获得致密组织。影响时间长短的因素：所选合金熔点、结晶温度范围和铸件壁厚等。熔点高、范围大、壁厚大的铸件所需时间较长，2～3s；当所确定时间过短，则缩松现象会出现，但并不是持压时间延长就能起到显著的效果。1～2s为一般持压时间范围。本设计中铸件的平均壁厚为3mm、考虑其结构以及合金性质，选择3s作为持压时间。

2.5压铸温度保证合格铸件的主要工艺参数———金属液的浇注温度以及模具的工作温度，影响它的因素有许多：铸件的结构、壁厚、充型的压力、速度以及合金种类等。需要通过综合考量上述参数，保证压铸温度稳定处于合理范围内，提供良好的充型条件。浇注温度不在合理的范围内会造成产品质量下降甚至不合格：①过高的浇注温度———冷却时会造成过大的收缩，产品易形成裂纹，产生较粗大的晶粒，较差的力学性能，甚至造成粘模，降低模具寿命；②过低的浇注温度———造成缺陷包括冷隔、表面花纹和浇注不足等。为了获得合格铸件，除了需要考虑浇注温度外，还应该同时考虑压力、压铸模具温度、充型速度以及铸件所选合金。本压铸件选用铝硅合金，根据其流动性及模具特性，选定620℃作为压铸温度。

3后壳闷盖压铸件模具结构设计

3.1分型面的确定该零件结构简单，按分型面选取原则，应选择最大投影截面处，如图2所示分型面。

3.2浇注系统的设计浇注系统由四部分组成：①直浇道、②横浇道、③内浇口、④冷料穴。具体设计：①整体式压室———压室与浇口套的连接方式；②横浇道的截面形状———扁梯形；③内浇口———环型侧浇口；④侧浇口———布置在铸件的分型面上；⑤一模四腔，图3为具体结构形式。

3.3溢流槽与排气系统设计对溢流槽进行结构设计，综合考量各种因素选择的截面形状为梯形（图4）。合理的结构具有以下作用：①改善模具的热平衡状态———调节模具各处的温度，减少铸件出现流痕、冷隔和浇不足的现象，转移缩孔、缩松、涡流裹气；②排出型腔中的气体———配合排气槽迅速排气；③储存冷污金属液———涂料残渣和气体的混合体。

3.4顶出系统的设计在压铸过程中，一个完整的成形周期结束后需要开模取压铸件，会在凸模一侧发现被包裹着的压铸件，需要将其取下，此任务需要附加一种顶件机构来执行。模具结构设计中顶出系统占有重要地位，构成顶出系统主要有三部分：①顶出、②复位、③导向。本套模具采用两种顶杆顶出机构，分别用于铸件顶出和浇道顶出，顶杆直径分别为6mm和8mm。在系统中设计限位装置：①限位块、②复位杆，用以提高机构的复位精度以及防止机构部件运动过程中行程超限。

3.5成型零件尺寸计算

3.5.1型腔与型芯尺寸:

3.5.2计算中心距离、位置尺寸：式中:L'-成型部分的中心距离、位置的平均尺寸（mm）；L-压铸件中心距离、位置的平均尺寸（mm）。

3.6冷却系统的设计选择高效、易控制的模具冷却方法———水冷，用以获得高质量铸件和长的模具使用寿命。水冷的冷却效果取决于冷却水道的布局，将其布置在型腔内：①温度最高、②热量比较集中、③模具下面、④操作者的对面一侧。为了提高输水胶管安装便利性，要求统一水道的外径几何尺寸。其结构布置见图5所示。

3.7压铸模总装图作出后壳闷盖压铸模具的总装配图（图6）。压铸模由两部分组成：定模、动模。定模静止不动，位于定模板上，动模随着随动板移动，位于随动模固定板上，通过动模相对于动模的运动实现合模、开模。①合模：二者闭合形成型腔，高压下使用浇注系统用金属液对型腔进行充填；②开模：保压后二者分离，推出机构完成从型腔中推出产品的任务。

4结束语

本文采用UG软件对后壳闷盖零件进行实体造型，并完成了后壳闷盖零件的工艺性分析、压铸工艺参数及模具结构设计，型腔的受以下几种因素限制：制造、工艺及生产效率等，综合考量上述各因素，定为比较合理的一模四腔布局。经实践生产表明，选择90MPa的压铸比压，在20～90m/s范围内选择压铸速度，0.2s的铸时间，3s的持压时间，620℃的压铸温度，所得到的后壳闷盖件具有光洁表面，满足产品质量要求。

参考文献

[1]杨裕国.压铸工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社.2009.

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[4]刘传胜.铝合金高压压铸模拟分析[J].武汉科技大学学报.2005,28(1):28-31.

[5]毛平淮,互换性与测量技术基础[M].北京:机械工业出版社.2010.

[6]朱先琦,胡群林.UG环境下端盖的三维建模及压铸模设计[J].安徽工程科技学院学报,2005,20(2):45-47.

[7]间德海,王琳琳.连接盘压铸模设计[J].模具工业,2014,40(6):62-64.

[8]董艺,范晓明,张荣华.基于Pro/E软件的阀盖压铸模设计[J].热加工工艺,2010,39(21):174-176.

压铸模具范文第2篇

关键词： 压铸模具；寿命；超硬化处理技术

中图分类号：TG233 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0410140－01

引言

压铸模具由于制造精度高、投资大、生产周期长，所以压铸模具的造价就很高，各一个压铸模具的生产商都希望能够采取有效的手段来延长压铸模的使用寿命。但由于一系列内外因素，例如机械加工、材料等的影响，这些影响因素直接导致了压铸模具过早失效而报废，造成极大的浪费，出现诸如尖角、冲蚀、拐角处开裂、劈裂、热裂纹（龟裂）、磨损等压铸模具失效形式。一般来说，材料自身存在的缺陷、热处理、维修、使用、加工的问题造成压铸模具失效。那么，如何才可以让压铸模具更多模次地、更长时间地，在高精度、低成本、高效率条件下生产出质量合格的制件呢？这已经越来越成为人们关注的焦点。

1 压铸模具材料自身存在的缺陷

一般而言，压铸模具的使用都是处于十分恶劣的工作环境中，我们以铝压铸模为例，众所周知，铝液的温度在通常的使用过程中一般控制在650℃-720℃，而铝的熔点最高为740℃，最低为580℃。模具在进行了长达数千次的压铸之后，模具表面很容易就会因为龟裂等缺陷而发生失效的问题。因此，我们可以看出压铸模具的使用条件一般都是属于急热急冷。压铸模具材料应选用特性热作模具钢，应该要具有热稳定性高、断裂韧性好、冷热疲劳抗力的。据有关资料介绍，目前应用最为广泛的压铸模具材料就是H13，H13材料在国外80％的型腔都被采用，因此，在合理的生产管理与热处理条件下，H13材料仍具有满意的使用性能。在投入出产之前，应对材料进行一系列检查，常用检查手段有超声波检查、金相检查、宏观侵蚀检查，以防带缺陷材料，造成加工用度的铺张和模具早期报废。

2 有效提高压铸模具寿命的方法对策

2.1 制定一套完整的、实用模具出产治理系统

压铸模失效形式主要有冲蚀、磨损、热裂纹（龟裂）、劈裂、拐角处开裂、尖角等，造成极大的浪费。为了有效地实现模具产品进度治理、计划治理、工艺数据治理、数据治理的计算机信息化治理系统，笔者建议可以制定一套完整的、实用模具出产治理系统，这样就能够使模具辅助信息和制造信息实现全方位跟踪治理，贯穿于完工交付、计划制定整个过程。包括库房治理、产品检修、车间任务分派、模具工艺制定、模具设计、模具出产计划制定等，与此同时，还可以通过计算机共享、公告、会议等方法来建立模具制造、模具设计影响分析库和失效模式分析库，作为日后设计和质量评定的有效参考标准。另外，为了确保相关资源及时到位，还应该建立模具用度表、易损件清单、加工工艺编制，热处理件明细表、材料清单、制尺度件明细表、加工工艺编制、自制件明细表、尺度件明细表、外购件明细表、汇总模具零件明细表。严格规范检测手段，建立质检部分，结合出产进度治理、计划治理，消除“差未几”的侥幸心理，只有这样才能够有效地加强设计、操纵者的责任心，确保模具各零配件的精度。

2.2 加强压铸模具防锈保养

压铸模具防锈剂本产品由石油溶剂、成膜材料和多种优质防锈添加剂调制而成，适用于生产及存放中塑胶模具和压铸模具的防锈保养，亦适用其它金属工具及零件的防锈保养。透明软膜，不会硬化，在注塑过程中快速清除，符合环保和安全标准，具有抗氧化、抗酸、抗腐蚀、防潮、排水等功能，保护期一年以上，尤其适合经常加工透明制品的模具保养。超强渗透性和吸附性能够在模具表面及各种金属表面形成独有的水分、空气置换成分有效阻止各种不利因素对金属表面的侵蚀，实现模具的长时间和全面的防腐防锈。使用前将需要防锈保养的模具清洗干净（用绿纳模具清洗剂清洗后，再使用绿纳模具防锈剂保养，可达到最佳的保养效果），使用时将防锈剂摇匀，距模具表面15-20厘米处均匀喷射，形成一层薄膜就能提供足够的防锈保护，使用时保持环境通风，避免存放于阳光直射处或暴露超过50℃的环境中，避免触及眼睛。主要性能指标：原液外观：透明；比重：0.78克/立方厘米（DIN51757）；膜层类型：蜡状软膜；不挥发含量：29%；适用范围：适用于所有金属，对塑胶和橡胶无损害；温度范围：-20℃～15℃；盐雾试验：通过（50℃，72小时，45＃钢片）；保护类型：室内干燥清爽环境；环境标准：符合蒙特利尔协定，欧盟RoHS标准。

2.3 加大科技投入，提高模具使用寿命

对于模具使用的压铸企业而言，模具寿命是非常值得关注的，但是，实际上绝不仅仅只是模具热处理和模具型腔材料才影响模具寿命，其实影响模具寿命的重要因素还有模具强度、模具结构等，模具加工手段、加工工艺同样对于模具寿命更为重要。如果模具强度不够、模具结构不合理也会大大影响模具寿命。所以，我们必须加大科技投入，提高模具寿命、提高模具设计制造水平，为压铸企业提高经济效益提供条件。

我们一方面应继续在表面处理、热处理、模具材料、先进加工技术和工艺等方面加大研究力度。我们另一方面要加以改进模具结构设计等方面，提高模具制造水平。目前德国、日本的模具企业已开始采用先进的加工技术和加工中心，减少模具表面的硬质层，硬加工模具型腔，这样一来在很大程度上提高了模具寿命。

2.4 正确选用压铸模具材料

压铸模零件中最重要的零件是与金属液接触的成型工作零件，通常用热作模具钢制成。按性能分，它属于高热强热模钢；按合金元素分，它属于中合金热模钢。由于被压铸材料的温度差别较大，因而对压铸模的材料及性能要求也不同。用于制造锌合金、镁合金和铝台金的压铸模的材料，必须具有高的回火抗力和冷热疲劳抗力，及良好的掺氮（氮碳共掺）工艺性能：而用于铜合金压铸模的工作条件则更为苛刻，其材料还应具备高的热强性以防止变形和开裂，以及高导热性以减少温度梯度，从而降低热应力。因此，我国压铸界在充分挖掘3Cr2W8V钢种潜力的同时，积极开发用于压铸模的新钢种，其中最有代表性的新钢种为4Cr5MoSiVl。

3 结束语

总之，我们应从有利于压铸模具寿命方向出发，一切替顾客着想，一切从压铸生产实际出发，提高模具寿命，提高压铸生产效率，提高模具使用、维护的方便性，关注模具细节，提高制造、设计水平，这是我们未来的努力方向和研发方向，才能提升我国压铸行业的整体水平，只有这样才能提升中国复杂、精密、大型压铸模具水平。

参考文献：

压铸模具范文第3篇

随着我国经济的快速发展，对于模具的质量水平和精度要求都提出了极高的要求，模具企业如果想实现可持续性发展，那么就应该有效地适应市场经济的发展，不断提高模具使用寿命。压铸模由于造价较高、制造精度高、投资大、生产周期长，所以各个模具使用企业都希望压铸模具有较高的使用寿命。本文就压铸模的保养对提高模具使用寿命的影响就行探讨。

1 压铸模保养的必要性

压铸模具由于长时间使用和压射速度过高，在使用一段时间之后，在压铸模具的型芯和型腔上都会或多或少有沉积物。这些沉积物与型芯和型腔表面粘附牢固，硬度相当高，很难加以清除。

这些沉积物是在高温高压下，由少量压铸金属、冷却液和脱模剂的杂质来进行结合而成。我们在清除这些沉积物的过程中，应采用机械方法或研磨方式去除，而不可以采用喷灯来进行加热清除，这样做的后果是很容易成为热裂的发源地，导致模具表面产生脱碳点或者局部热点，但是值得注意的是，在清除的过程中不可以伤及到压铸模具的其它型面，避免出现尺寸变化的问题。

周期性地保养压铸模具能够使压铸模具处于一个非常良好的使用状态。一个新的压铸模具在进行试模之后，无论试模结果与否合格，都应该及时进行去应力回火（一定要在模具未冷却至室温的时候）。在进行压铸模10 000模次之后，就应该消除型腔表面中的轻微裂纹和残余内应力，对模架和模具型腔进行回火、氮化、抛光，温度设置在450℃~480℃。同样保养应该在以后压铸模每进行12 000~15 000模次后进行。如果压铸模具在使用50 000模次之后，可以延长保养时间，可以在每25 000~30 000模次进行一次。总之，压铸模保养十分必要，能够有效减缓模具龟裂的产生时间和延伸速度，提高模具使用寿命。

2 如何加强压铸模的保养来提高模具使用寿命

2.1建立模具档案，做好准备

第一，给每一套模具在入厂时建立一套完整的使用记录，这是保证以后保养和维护的一个重要依据，每一条都要做得细致，清晰，包括每日的生产模次在内；第二，作为一名模具管理人员，模具自入厂以后，模具每一部分的结构配件必须要详细记入模具档案里，并且要根据需要，把模具内的易损部分列出，提前准备配件，比如顶杆，型芯等。设立易损备件的最低库存量，从而不至于因准备不足而延误生产。因为在公司里这样的教训很多，有备才能无患。如果因为自己没有准备备件而耽误生产，对于压铸企业来说所造成的成本是很大的，时间，人力，保温炉用电（或者液化气）等都不是小数字，最主要是延误了生产，耽误了交货损失会更大；第三，给模具在做履历卡的同时有必要在模具本身刻上永久性标记，易于分辨；第四，如果附带有油缸抽芯器的模具，尽快给其配上快换接头，不然每次拆装模具从油缸里漏出的油所浪费较大，这样也能够大大缩短压铸操作工装卸模具的时间，一举几得的事。值得注意的是，一定要买一些质量好的快接头，否则适得其反；第五，提前制定模具管理规定，对员工进行系统培训，切实的执行下去；第六，清除模具分型面、芯腔内表面及销套上的粘铝及污垢，清除通气塞、排气槽内的污垢跑料，检查各部位紧固件是否牢固，有无缺损，检查模具滑块、镶块、定位块等是否有松动或位移。

2.2定时检查、维护

需由模具维修、上下模人员进行定时保养和检查。

第一，每日的例行检查和维护；运行中的模具是否处于正常状态，是否有低压锁模保护；活动部位如导柱、顶杆、行位是否磨损，是否良好，要求至少12小时要加一次油，特殊结构要增加加油次数。模具的固定模板的螺丝和锁模夹是否松动，检查产品的缺陷是否与模具有关；下机时要对模具进行全面检查并进行防锈处理：抹干型腔、型芯、顶出机构和行位等部位水份并喷洒模具防锈剂或涂抹黄油。下机后的模具要放在指定地点并作好记录；模具状况完好还是待修；下模时的防锈处理方式；

第二，每季度的例行检查，主要是对放置两个月以上没有使用的模具进行清理维护。打开模具，检查内部防锈效果，有异常情况，须重新进行防锈处理，长期不使用的模具须涂抹黄油，放回原位并作好记录。

非专业维修人员或未经专业维修人员允许，不可自行拆模维修。生产过程出现小的故障，调机人员可根据情况加以解决。如：1）进胶口粘模：应用铜针在进料嘴处敲出，不可用钢针等硬物敲打模具；2）型腔轻微模痕，可根据型腔的光洁度选择抛光材料，有纹面不可使用砂纸等抛光材料，一般用铜刷蘸钻石膏或金刚砂浆刷洗，由专业维修人员完成；3）产品粘模：一般用热的塑料包覆产品及顶出部位，待冷却后顶出。如用火烧注意不要损伤模具表面。专业人员维修模具时，不可随意更改结构，需要更改结构须经质量工程部门同意后方可进行。保证维修质量，选择合适的设备、材料、工具及其它解决问题的方法，以最快速度完成。

2.3使用环保模具清洗剂

环保模具清洗剂适用于清洗压铸模具工作表面的防锈膜及顶针污渍，能够迅速清洗金属及塑胶工件表面上的油污，亦适用于压铸模具表面油污及油的清除。 能快速溶解和带走油污，挥发快无腐蚀性，不留残渍快速渗透，能深入清洁模具缝隙之油污作用面积大，气味极小，符合环保和安全标准不伤害金属及塑胶 。挥发时间：1min内。使用方法：喷、涂、抹，适用于所有金属温度范围：-20℃~100℃，存放于室内干燥清爽环境。在使用环保模具清洗剂清洗压铸模具时，将被清洗的模具竖立摆放，待模具冷却后，把清洗剂摇匀，在喷头上装上细管，距模具表面5cm~10cm处由上至下均匀喷射 。

2.4模具表面渗氮处理

在对龟裂和冲蚀较为严重的压铸模具就行保养的时候，应该渗氮处理压铸模具表面，这样做的目的在于有效提高模具表面的耐磨性和硬度。但值得注意的是，渗氮基体的硬度不要低于35HRC或者高于43HRC，而应该取在35-43HRC的硬度范围内，如果渗氮基体的硬度高于43HRC，那么就很容易出现断裂，尤其是型腔表面凸起部位。如果渗氮基体的硬度低于35HRC，那么这时基体和氮化层不能够牢固结合，在使用了一段时间之后，很容易出现氮化层大片脱落的现象。除此之外，在模具表面渗氮的时候，渗氮层厚度不能大于0.15mm，如果渗氮层厚度过厚，那么就容易出现渗氮层在尖锐边角处和分型面发生脱落。

3结论

只有对压铸模的保养工作有全面的了解，才能更准确地判断故障所在，才能采取正确的保养方法，才能保证压铸模正常使用，提高其使用寿命。

参考文献

[1]王长春.压铸模具的快速制造技术[J].机床与液压，2007(6)：147-149.

压铸模具范文第4篇

关键词：铝合金；支架压铸；模具设计；工艺模拟

引言：压铸是近年来材料成型工艺中发展十分迅速的特种铸造方法之一。铝及铝合金的使用主要分为加工材和铸造材两大类，本文用到的铝合金即属于铸造铝合金，铸造铝合金为保持流动性好、易于充型的特点，除含有一些强化元素外，还有大量的共晶元素。目前，铸造铝合金已被大量用于工业、农业、航天和建筑材料等各个领域，在工业发展过程中有举足轻重的地位。

1.铝合金压铸技术概述

1.1压铸工艺原理

压铸方法可分为热室压铸和冷室压铸两大类。热室压铸中，压射系统的压室置于坩埚内，充型时，压射冲头可以直接将坩埚内的金属液推进压室，然后通过压射系统的鹅颈管进入型腔。冷室压铸中，熔化金属的坩埚和冷室压铸机相分离，冷室压铸生产效率较热室低，但其应用范围较广，铝、锌、镁、铜等有色合金均可使用冷室压铸方法加工。

1.2压铸工艺特点

压铸填充压力一般为几兆帕到几十兆帕，最大填充速度能够达到每秒上百米，使整个压铸过程中压射时间极短，体现了压力铸造技术高速高压的优势。由于充填时有增压过程，得到的压铸件组织致密，能够保证所需要的强度和硬度。互换性方面，在同一压铸厂，同一型号的零件均由同一副压铸模具成型，所以零件的互换性好。压铸工艺的以上特点，使其在提高有色金属合金铸件的精度水平、表面质量及生产效率等方面显示出较大优势。

1.3铝合金支架

副机组支架是将动力转向泵与水泵等附件固定于汽车副机组发动机上的直接支撑，且负责油道和水道的运输，保障发动机的正常运转。在汽车行驶过程中，该零件一方面要保持副机组发动机与动力转向泵等附件的固定和平稳，另一方面还需要承受汽车震动时产生的扭力作用。所以，它是汽车发动机动力系统当中的一个安全件，产品对其表面质量与内部致密性都有严格要求。

零件结构如图1所示，属于复杂薄壁铸件，体积为8.51*1.05mm3，平均壁厚4.3mm，投影面积为1.39*104mm2，质量2.2kg，共有32处加工表面，轮廓基本尺寸约为380mm*158mm*135mm。

该副机组支架结构复杂，从各个方向来看均不对称，前后视图面均为曲面外形，多处有管状开孔特征，支架下端有两个具有特殊角度的固定脚架，每个脚架上有1个沉孔，这两个沉孔在同一平面上，是承受扭力的主要部位。

2.模具的整体设计

压铸模具是压力铸造正常运行的重要保证，它直接决定了压铸件成品率的高低，其制造费用昂贵，制造完成后无法进行大幅度修改，因此压铸模具的设计尤为重要，一般需要综合考虑以下几点：

（1）模具设计应结合实际，掌握现有设备及装备情况，设计出的模具结构应满足现场要求，使压铸机的生产能力得到最大程度的发挥。

（2）采用与铸件具体结构相匹配的浇注系统，注意内浇口布局与方向需保证合金液平稳充型，且尽量使铸型中的空气全部排出，进而避免气孔缺陷的产生。

（3）压铸模具要有足够的强度，足以承受锁模力及合金液压力的作用，并在压铸制造时不产生变形，保证生产安全可靠。

（4）尽量使压铸模具结构设计得简单，保证动模行程平稳可靠。

（5）确保铸型、浇注与溢流系统在试模后可以作适当修改。

（6）压铸模具结构设计合理，方便进行维护和拆装。

（7）选取恰当的模具材料及合理的热处理工序，延长模具的使用寿命。

（8）尽量选取标准模具通用零部件，缩短制造周期，使其有良好的互换性，节省维修成本。

2.1拟定模具总体设计的方案

压铸模具总体的设计原则是让模具满足铸件成型工艺要求，同时具有高效低耗的经济效益。压铸模设计主要内容在上文已提及。拟定了初步方案后，现场调研，并对设计方案加以补充和修正，使所设计的压铸模结构更加合理、实用和经济。

2.1.1绘制零件图纸

首先绘制主要零件图，对装配草图中有些考虑不周的地方加以修正和补充。

在绘制零件图时，应注意如下几点：

（1）图面尽量1：1的比例画出，以便于发现问题；

（2）合理选择各视图的视角，注意投影、剖视等的正确表达，避免繁琐、重复：

（3）标注尺寸、制造公差、形位精度、表面粗糙度以及热处理等技术要求：

在主要零件的绘制过程中，需要对装配草图进行审查，存在遗漏的问题，在装配草图的基础上加以修正和补充并注意以下几点：

（1）对零件正式编号，并列出完整的零件明细表、技术要求和标题栏；

（3）装配图上应标注模型的立体尺寸，模具的定位安装信息，模具的安装方向也要加以标示：

（4）所选用压铸机的型号、压室的内径及喷嘴直径；

（5）压铸件合金种类、压射比压、推出机构的推出行程、冷却系统的进出口等：

（6）模具制造的技术要求。

2.1.2制定模拟工艺

根据实际生产条件和设计好的浇注系统，对模型进行网格划分和参数设置，以缩孔缩松率为考察标准，浇注温度、压射速度、模具温度为考察因素，对压铸过程进行数值模拟。分析模拟的结果，对压铸过程进行考察，通过合理的分析手段取得合理的工艺参数，并分析问题的形成原因。

3.压铸数值模拟技术的理论基础

3.1铸造过程模拟的主要内容

铸件充型过程数值模拟：充型顺序和金属液的流动方式是铸件充型过程重要的评价因素，关系到许多铸造缺陷如卷气、夹杂、缩孔等。传统手段很难观察和控制充型状态和流动方式，计算机数值模拟技术出现后，对充型过程的可视化模拟成为现实。

3.2铸件凝固过程的数值模拟

压铸凝固过程一个非常复杂的物理化学过程。大部分的铸造缺陷即是产生于凝固过程中。因此，凝固过程的数值模拟对预测各种铸造缺陷，改善铸件质量，优化铸造工艺，以及提高生产效率都具有非常重要的作用。在压力铸造过程中，高温金属液在冷却凝固时向铸型及其周围环境传递热量。

3.3铸造应力场数值模拟

应力场模拟铸件凝固和冷却过程中，由于各部位收缩率不同，不同温度区间出现的箱变，铸型或者型芯受到连续的加热和冷却导致的膨胀收缩，都会使铸件在成形过程受到不同的应力，通过数值模拟软件对铸件凝固过程中的应力场进行分析，可以帮助铸造工艺人员提前预测铸件可能产生的形变，残余应力的大小和铸件裂纹可能存在的位置，减少因应变而造成的缺陷，以较低的成本优化铸造工艺，提高T件精度和性能。

3.4铸件微观组织数值模拟

计算机数值模拟技术可以预测铸件微观组织的形成，并以此进一步预测铸件的力学性能和工艺性能，从而达到控制铸件品质的目的。通常采用有限元法或者有限差分法来求解诸如温度速度等宏观量，而微观领域内的枝晶端部，共晶薄层或球粒的动力学生长状态则采用解析法来分析。

4.总结语

压铸模具范文第5篇

【关键词】 压铸模具 性能 寿命

压力铸造（简称压铸）具有生产效率高、 生产流程短、铸件光洁度和强度较高、加工余量少、节约金属材料等工艺特点[1]。我国近年来压铸行业发展迅速，总产量增长明显，已经是名符其实的压铸大国。模具、压铸机和压铸材料是压铸生产的三大要素。只有优质的模具才能稳定、高效生产出质量好的铸件。压铸模具的工作环境十分恶劣：型腔在压铸生产过程中，直接与高温、高压、高速的金属液相接触，受到金属液的直接冲刷，容易磨损、高温氧化和各种腐蚀；高效率的生产使模具温度周期性的剧烈升高和降低，工作表面易产生热疲劳裂纹；金属被强制变形时，与型腔表面摩擦，易磨损模具并降低其硬度[2]。模具造价成本高、制作周期长、修复难，在使用寿命上也显得尤为重要。因此，对影响模具性能和使用寿命的因素研究有利于提高铸件质量和降低由于模具提前报废导致的经济损失。一般来说，影响压铸模性能和使用寿命的因素包括模具材料、模具设计与制造、表面处理技术和模具具体使用情况。

1 模具材料

压铸模具的性能和使用寿命与模具的材质紧密相关。好的压铸模具制造材料一般有以下特点：良好的切削性和锻造性；高的耐磨、耐蚀性能；在高温下高强度、高红硬性、抗高温氧化性、抗冲击韧度和回火稳定性；良好的导热性和抗疲劳性；热膨胀系数小；较小热处理变形率和好的淬透性。

我国过去普遍使用3Cr2W8V热作模具钢，压铸模寿命为5万模次左右[3]。90年代引进H13热作模具钢，所生产的压铸模使用寿命可达15～20万模次，是目前广泛应用的压铸模材料。3Cr2W8V热作模具钢有较高的强度和硬度、耐冷热疲劳性良好，且有较好的淬透性，但是韧性和塑性较差，使用寿命不长，且合金度高，成本高。H13在中温（～600℃）下的综合性能好，淬透性高（在空气中即能淬硬），热处理变形率较低，其性能及使用寿命高于3Cr2W8V。

压铸模具的选材，除了依据浇铸金属的温度和浇铸金属的种类，还应考虑压铸模的各部件受到浇铸金属的冲击和磨损。温度越高，材料应具有越高的热疲劳性能和高温性能。磨损较严重的部件应具有更高的硬度。压铸模具工作条件的日益苛刻，对模具材料的冶金质量、性能、寿命等要求不断提高，特别是材料纯净度、等向性要求更高，一些高合金、高质、优化的模具材料不断出现，反过来也促进压铸行业的发展。

2 模具设计与制造

合理的模具设计是延长压铸模具使用寿命的重要前提。合理的壁厚和冷却水道设计能保证模具的强度和热平衡。模具设计中要特别注意工作中产生应力集中、有较大磨蚀的部位。选配各零件精度需合理：间隙过大则导热不佳，导致热疲劳损伤；间隙过小则产生挤压力和拉应力。在模具制造过程中容易产生内应力，而内应力对模具使用寿命有很大影响。因此，在制造加工模具过程中应尽量避免产生和及时消除内应力。如粗加工后及时去应力回火，用电脉冲替代电火花降低模具表面引张力。

3 模具表面处理技术

通过对压铸模具可表面进行严谨和合理的技术处理，其性能和寿命能得到大幅度提高。压铸模具表面处理技术大体可以分为三个大类：传统热处理工艺改进技术；表面改性技术，如表面激光处理技术；涂镀技术。

（1）传统热处理工艺改进技术。传统的压铸模具热处理工艺是淬火-回火，所谓的传统热处理工艺的改进技术是将淬火-回火与先进的表面处理工艺相结合。如NQN（即碳氮共渗-淬火-碳氮共渗复合强化），模具表面硬度更高，内部强度增加、渗层硬度梯度合理、回火稳定性和耐蚀性提高，综合性能和使用寿命大幅提高。

（2）表面改性技术。表面改性技术指的是利用物理或者化学方法将模具表层性能改变，一般来说有两种：表面热、扩、渗技术和表面激光处理技术。

表面热、扩、渗技术包括渗碳、渗氮、渗硼以及碳氮共渗、硫碳氮共渗等。渗碳有助于强化模具表面硬度。渗碳工艺方法有固体粉末渗碳、气体渗碳、以及真空渗碳、离子渗碳。真空渗碳和离子渗碳渗速快、渗层均匀、碳浓度梯度平缓以及工件变形小。渗氮工艺简便，模具氮化层硬度高、耐磨磨性好，有较好的抗粘模性能。渗硼提升表面性能最明显，模具硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗粘连性明显提高，但是工艺条件苛刻。

激光处理模具表面是近三十年兴起的技术，以两种方式来提升模具表面性能。一种是激光融化模具表面成型，之后再与渗碳、渗氮、镀层等工艺相结合。另一种方法是将激光处理表面技术与一些物理性质较好的金属辅料相结合，使其融入压铸模具表面。

（3）涂镀技术。涂镀技术就是在表面涂上镀层的方式为模具穿上一层防护衣，比如聚四氟乙烯复合镀，主要目的是增强模具的耐磨性、耐腐性和抗冷热的能力。

4 模具使用

选择合理的压铸工艺和维护保养对模具的使用寿命至关重要。很大部分模具的损伤都是没有正确使用和缺少科学保养造成的。首先，要对模具的温度控制特别注意，在生产前对模具进行预热，生产中保持适当的温度范围，防止型腔内外层温度梯度过大引起的表面裂纹甚至开裂。其次，选用优质压铸脱模剂，其厚度适中，薄厚均匀涂覆模具型面，对保护模具材料起到重要作用。最后，为了减少热应力积累，避免压铸模具开裂，需定期采用回火等技术消除热应力。

5 结语

压铸模具材料、模具设计和制造、模具表面处理技术和模具使用综合影响模具的性能和使用寿命。综合这些因素并采取有效措施，可以有效提升压铸模具的性能，延长压铸模具使用寿命。

参考文献：

[1]余龙飞，李莉，李欢玲.耐高温铝锌金属压铸脱模剂的研制[J].广东化工，2009，36（9）：21 -50.

[2]于波，谢建庆，王霆.新型热作模具用钢的发展现状及应用[J].热处理技术与装备，2008，29（6）：6-8.

压铸模具范文第6篇

1试验材料与方法

1．1试验材料及激光加工制备工艺试验所用材料为Dievar钢，各元素的质量分数分别为w（C）＝0．38％，w（Si）＝0．24％，w（Cr）＝5．12％，w（Mo）＝2．40％，w（V）＝0．62％，余量为Fe．材料为淬火＋回火态，硬度（HRC）为45～47．热疲劳试样尺寸为30mm×20mm×4mm，在试样长边中间位置切60°角V型口，并在V型口底部预制宽200μm、长1．5mm的裂纹．试样表面经机械抛光、超声清洗，干燥后在WF－300脉冲YAG激光器上按设定的工艺参数加工出强化条纹．具体工艺参数如下：聚焦透镜焦距f为100mm，电流为130A，频率为5Hz，脉宽为8ms，离焦量为6．5mm，激光扫描速度为0．5mm／s．

1．2热疲劳试验及分析方法热疲劳试验在自约束高频感应加热疲劳试验机上进行，加热时间为3．0s，温度为（550±5）℃，然后喷水冷却，冷却时间为4．5s，冷却后温度为（220±5）℃．从工程实际出发，本次试验以激光强化处理后试样和未处理试样的疲劳裂纹走向以及裂纹总长度作为评价指标．先冷、热循环400次，然后每300次为一循环周期，冷热循环2500次结束试验．每次冷热循环后用5％的稀盐酸除去试样表面氧化物再机械抛光，并用NikonMA－100型金相显微镜测量、分析疲劳裂纹扩展方向以及裂纹总长度，在Quanta200扫描电子显微镜上观察疲劳裂纹前端形貌及激光熔凝后材料的微观组织．

2试验结果与分析

2．1显微组织与成分Dievar模具钢激光熔凝强化后可分为基体、热影响区和熔凝区三部分．基体组织由铁素体和珠光体组成，热影响区位于基体与熔凝区之间，要由粗大的回火屈氏体和回火马氏体组成，熔凝区组织（图1（a））为隐晶马氏体和残余奥氏体［7－8］．由于激光加热和冷却速度极快，使熔凝区组织大大细化，马氏体亚结构位错密度、硬度大幅度提高．图1（b）为热循环2500次后熔凝区的微观组织，相比于热循环前熔凝区组织略有粗化，但胞状晶粒仍较为细小，而且未见块状第二相析出，这表明熔凝区组织具有较强的抗回火能力．图2所示为试样熔凝区内主要合金元素分布线分布情况（M为聚集率，D为深度），从谱线可以看出从试样表面到基体主要合金元素C，Si，V，Cr，Fe及Mo等基本无明显波动，分布较为均匀．其主要原因是高能量激光使得Dievar模具钢回火组织重新熔化、结晶，合金元素在快速冷却过程中来不及析出和扩散而固溶到基体中，因而净化了合金组织．

2．2热疲劳性能为研究方便，定义裂纹最长且最宽的作为主裂纹，其他分支裂纹作为次裂纹．当计算裂纹长度时，裂纹的长度为主裂纹和次裂纹之和，但不包括预制裂纹长度．由图3裂纹长度（l）统计数据可看出：在开据可以始的3个热循环周期（T）内，疲劳裂纹的扩展速度基本一致；经过1000次热循环后，虽然两种试样中疲劳裂纹的总长度都在增加，但激光熔凝强化试样中的扩展速度明显比未处理试样慢．图4所示为激光熔凝强化试样和未强化试样经过2500次冷热循环后的裂纹形貌，可以看出经激光熔凝强化后，疲劳裂纹的宽度和总长度均小于未处理样品，在靠近强化单元体附近疲劳裂纹有明显的停滞、转折和延迟扩展的现象．一般情况下裂纹总会向着消耗能量最小方向扩散，即向着最容易扩展的方向生长．由于激光熔凝区的组织高度细化，即使热循环后组织依然较为细密，疲劳裂纹在扩展过程中需要更多的能量．熔凝强化试样中裂纹发生分枝和偏折行为均是为了避开熔凝强化区的阻拦作用，以最小的能量前进．图5为激光熔凝强化试样和未强化试样疲劳裂纹的前端形貌．由于强化区域的阻滞，当疲劳裂纹扩展至激光熔凝强化区时，裂纹前端变得较为圆钝，宏观上反映出裂纹的扩展速率降低；而未强化处理的试样，疲劳裂纹前端较为尖锐，抵抗应力集中的能力不强，宏观上反映出裂纹的增长速度较快．熔凝单元体高的抗热疲劳性能主要源于材料内部显微结构的变化，在高能束激光照射到材料表面及随后的自冷过程中，短时间内激热（1×104～1×106℃／s）和激冷（1×104～1×108℃／s）导致相变驱动力ΔGαγ非常大，高温区使奥氏体大量形核的同时又抑制了奥氏体晶粒的生长，中温区超细晶粒的奥氏体在相变驱动力作用下必然转变成超细化的马氏体组织．由于奥氏体的比容大于马氏体的比容，因此在相变过程中材料体积膨胀产生压应力，使得表层残余应力场向着压应力方向转变．残余压应力阻碍了疲劳裂纹的扩展，进而形成非扩展性裂纹，并且大幅提高疲劳裂纹的闭合力．同时，快速冷凝形成的大量超细化晶粒内部有比常规热处理更多的晶界和更高的缺陷（马氏体大量位错、孪晶等）密度，均能阻碍裂纹形核及增加裂纹扩展所需的能量［15］，减少材料内部沿裂纹断裂的倾向，进一步提高材料的耐撕裂能力．因此，裂纹扩展到强化单元体处，或者停止扩展，或者被迫改变方向．

3应用实例

图6所示为某铝合金汽车雨刷支架压铸模使用一段时间后模具表面产生热疲劳裂纹的情况，模具材料及热处理工艺与前述热疲劳试样完全相同，压铸件材料为ZL102，浇注温度为660℃．当未经过激光熔凝处理的模具使用到2．5×104模次左右时，模具深腔小圆弧过渡角处出现热疲劳裂纹，导致铸件表面质量不合格．针对压铸模表面易产生裂纹位置和裂纹走向，在模具局部表面进行激光熔凝处理，然后再去除最表层（约0．1mm）．装机试用过程中发现当激光熔凝处理的模具使用达到3×104模次时，表面状态依然完好，当达到3．8×104模次以上时型腔薄弱部位才出现较为明显的疲劳开裂．

4结论

a．压铸模具钢激光熔凝强化后，熔凝区组织大为细化，合金元素分布均匀，强化单元体对热疲劳裂纹的萌生和扩展有明显延迟和阻断作用．b．本试验条件下，经激光熔凝处理后的汽车雨刷支架压铸模具使用寿命由原来的2．5×104模次提高到3．8×104模次．

压铸模具范文第7篇

【关键词】CAD/CAE/CAM技术 压铸模具 设计影响

与传统压铸模具设计方法相比，CAD/CAE/CAM技术在设计与制造环节上都有较大的差别，改变了压铸模具设计的实现形式。新型CAD/CAE/CAM集成技术的产生与应用大大缩短了模具的设计与制造周期，借助CAE模型分析使得压铸模具设计在效率提升的同时实现了质量的同步提升，是现代社会经济条件下实现压铸件模具设计发展和完善的关键技术。因此对CAD/CAE/CAM技术对压铸模具设计影响的探讨具有鲜明的现实意义。

1 CAD/CAE/CAM集成系统在压铸模具中的建立

CAD/CAE/CAM集成系统主要包括CAD/CAM软件、CAE仿真软件和一个压铸专业软件系统包。其中CAD/CAM软件是系统的主要设计结构，当前应用CAD/CAE/CAM集成系统进行压铸的模具其压铸件的结构和形状都较为复杂，所以系统对CAD/CAM软件三维实体造型和制造能力的要求较高。压铸件CAE模拟技术是压铸模具加工活动中的关键环节，具体的技术解决方案主要有限差分法的流体动力学和传热方程，或者有限元法[1]。在模具的模型分析活动中金属液体在模具内的流动和凝固过程都可以借助计算机技术实现模拟。

2 CAD/CAE/CAM集成系统在压铸模具中的应用

2.1模具的CAD建模和设计的技术方案

CAD建模和模型设计是CAD/CAE/CAM集成系统在压铸模具中应用的重要环节，这一活动以三维实体造型开始，根据新型零部件的实际结构情况进行三维实体造型，形成的造型结构借助CAD/CAM软件进行三维建模，建模的内容主要涉及到加工活动的工作余量、收缩率和锥度等具体加工中量化要求的细节。

借助集成系统中的专业软件系统包，设计主体可以实现对压铸工艺技术方案的设计，包括注射压力、注射冲头速度、注射速度和填充时间在内的压铸工艺技术方案内容都可以根据压铸件的强度和质量要求进行自主设计。在使用CAD/CAE/CAM集成系统进行压铸模具的设计活动中，设计方案往往还能够囊括浇注系统，包括浇注活动中溢出和冷却通道的设计、型腔内表面积和模具整体的热平衡等浇注过程中的技术，都在CAD/CAM软件系统的设计范畴之内，能够为压铸模具设计工作提供全方位的设计和制造支持[2]。

2.2 CAE模型分析

油泵是压铸件生产活动中经常面对的复杂压铸体，这种压铸体本身的结构为复杂、壁厚不均匀，且对密封性能的要求极高，使用传统的浇注方法容易产生气孔和缩孔的现象。借助CAE模型分析技术能够清楚地发现传统浇注工艺和浇注系统进行油泵制造中产生气孔和缩孔的原因。使用传统的浇注系统进行浇注，浇注过程中压射冲头的压力不均衡会导致浇注金属液体的飞溅及空气不能及时排出等问题，这种浇注问题现象是导致油泵出现气孔和缩孔问题的主要原因。以CAE模型分析为基础对浇注系统和浇注工艺进行改进，主要的改进内容是提升了浇注系统对浇注压力和浇注速度的控制精度，在浇注活动开展的初期尽量选择较低的浇注压力和较高的浇注速度进行浇注。同时在保证填充时间的前提下，注意控制压射冲头的加速度以调节合适的注射速度，这样一来填充后形成的增压就能够对因为热节而出现的缩孔进行补缩，保证压铸件的质量[3]。

2.3 CAM的应用

CAM的应用是在压铸模具型腔三维实体造型的数据基础上实现的，设计人员在三维实体造型数据的基础上新建一个加工空白页，并附加一个包括加工余量、刀具、刀具路径在内的加工工艺表。在一些加工细节问题的分析上还可以对刀具的工作路径进行模型检测和瞬时加工工艺的观察，在其基础上再对加工数据进行修正。在数控切割过程中的铣刀数据文件是可以进行修改的，设计人员可以结合加工的实际情况反复试验来对铣刀数据进行实时的修正，直到最终达到一个满意的结果。在所有数据加载和调制工作完成以后，CAM软件会将这些数据进行简单的应用处理并将其上传到数控机床的代码库中[4]。

3集成系统的应用总结

与传统的压铸模具设计相比，CAD/CAE/CAM集成系统在压铸模具设计活动中应用的突出特点是集成性，所有的设计和加工过程都是基于同一个三维模型完成的。所以一些加工步骤可以同步进行，以多个工作面同时加工的方式进一步提升了模具设计和制造的效率，极大缩短了设计制造周期。同时CAE模拟软件在加工活动中的应用，最大限度的提升了设计和制造主体对模具内部、模具浇注活动的认知程度，指导设计和制造主体对压铸工艺的技术方案和工艺参数进行改进和完善，能够实现压铸件加工质量短时间内的大幅度提升。以上文中提到的油泵加工为例，在使用CAE进行模拟分析以后，压铸件油泵的产品合格率在短时间内由60%提升到90%[5]。

4结语

CAD/CAE/CAM技术是压铸模具设计领域的一种新兴技术，是基于现代虚拟现实技术和数控机床技术形成的，完美的将压铸模具的模型设计和制造结合在一起，为压铸模具设计、制造和加工过程提供了一个规范的、科学的指导系统，对现代压铸模具设计产生了变革性的影响，因此对CAD/CAE/CAM技术对压铸模具设计影响的探讨具有鲜明的现实意义。

参考文献：

[1]张平.基于Web技术的压铸模具协同设计原理与应用系统研究[D].四川大学，2005.

[2]董晓兰.压铸模应力场数值模拟及BP神经网络在控制模具变形的优化设计中的应用[D].西华大学，2007.

[3]段慧珍.铝合金压铸工艺及虚拟工艺优化研究与应用[D].集美大学，2013.

[4]李仁峰.压铸模具浇注排溢系统优化设计技术研究[D].大连理工大学，2008.

压铸模具范文第8篇

以《压铸模具设计》课程为研究对象，通过合理而充实的安排教学环节，结合课程设计与实训，优化理论教学内容的同时，将学时分配过多的倾向于实践教学，采用项目教学法加课程设计的总体教学模式，理论与实践相结合，将本课程的理论教学内容、实践教学手段、综合考评方式进行了改革和初探。在教学的实施中注重各个环节的相互融合，提高学生们的动手能力与模具设计能力，从而提高本课程的教学质量。

关键词：

压铸模具设计；教学改革；职业教育；项目教学；实践教学

1概述

模具工业的发展日新月异，其以效率高、精度高、成本低等特点在工业生产中占据着举足轻重的地位。不论是塑料模、冲压模还是压铸模，其在机械及材料行业中的主导地位是无法撼动的。其中以主要生产有色金属制件的压铸模越来越得到各发展大国的注重。金属制件在航空航天、军工企业、汽车行业、化学纺织等领域有着无可替代的优势，而复杂又精密的金属制件的生产往往是困扰各大生产行业的头等难事。这个时候，压铸生产是解决这些难题的唯一途径。随着社会科学技术的进步，压铸模也有着突飞猛进的发展，一些特种铸造方式被应用在各行各业中，充分的发挥着它的主导地位。《压铸模具设计》课程是我校材料成型及控制工程专业的主干课程，是学习模具设计的学生必须掌握的一门实践性比较强的专业主干课。为适应学校“培养应用型人才”的教学理念，并结合现代模具企业对模具专业技术人才在实践能力与灵活应用技术方面的要求，本学期，将《压铸模具设计》课程在理论教学与实践教学方面全方位的进行了改革，将课程设计与项目教学融入到理论教学当中，用真实的企业案例呈现问题，真正的做到将学生掌握的理论知识应用到解决实际问题中去，做到灵活应变，学有所用。

2理论教学改革的方式初探

2.1基于项目教学法的理论教学改革

项目教学法的兴起无疑是因为它优秀的以项目引知识点的翻转理念，这种方式在当今的教学中尤其是职业院校学生的培养过程中有着举足轻重的地位。将项目教学法应用到《压铸模具设计》中，将章节式的教学变项目教学。以总体的设计过程为导向，将抽象、零散的知识点变为解决问题的有效工具，将其拼接成具有脉络的整体工作流程。压铸生产的企业项目无数，选取具有代表性的将其拆分练习。培养学生分析问题解决问题的能力，帮助学生更好、更快、更全面的适应以后的工作岗位。另外，教学的载体可随着企业的发展随时的进行更换，凸显课程的可持续发展能力[1]。

2.2将绘图软件、数字媒体应用到理论教学当中

三维与二维绘图能力是模具专业学生必须掌握的基本技能。绘图能力的高低直接影响着学生的设计能力。以往的教学都是绘图与设计是分开进行的，学生在学习绘图的过程没有针对性。在理论教学的改革中，将计算机绘图与多媒体的应用能力融入到理论课堂中。学生上课可以带着电脑、手机、网络播放器等一切多媒体设备。理论教学采用项目教学形式，对于项目所提出的问题，学生刚开始接触起来可能是较棘手，单纯的靠教师的理论教学内容很难的解决实际的问题，这个时候学生手中的多媒体设备就会起到重大的作用，学生可以通过网络、自学、讨论、总结的形式归纳出自己的解决方案。并立刻用计算机对实施方案进行验证（模具设计）。在整个的课堂上完成分析、制定、实施、验证的学习过程，使学生的动手能力大大的增强，同时也培养了其计算机与多媒体的运用能力，这也是顺应社会的发展的。

3实践教学方法的初探

模具设计是实践性较强的专业，学生动手能力实践能力的高低是决定其能否适应行业发展的关键因素。所以本课程将实践教学的比重大大的加权。在进行完理论教学之后，将在学期末安排针对本课程的课程设计，为其两周。课程设计做到人手一题，题目均为解决企业生产难题或为企业具有代表性的产品，在规定的时间内要求每人完成一副模具设计，并编写出设计说明书。生产实习过程中，将在学生设计的优秀作品中选择2-3副模具，带领学生到模具生产企业实地的加工出来，并在模具的加工、装配、试模过程中体会模具生产的流程。毕业设计是学生完成理论学习与实践学习之后对自己知识的掌握情况的一个检验，以往学生设计毕设题目后，没有条件将所设计的模具生产加工出来，从而导致学生对自己所设计的结构能否投入生产无法进行验证，导致学生的设计成为“闭门造车”[2]。改革之后，毕设之前将学生送入模具企业实习半年，并在这半年中配合企业人员完成一幅模具的总设计并进行验证。之后再回来学校进行答辩，这样能使学生更好将理论与实际相结合，吃透模具设计各个环节，提高其分析问题解决问题能力，同时也为其进入接下来的工作岗位打下夯实的基础。

4考试改革初探

在本课程的考核模式上，将以往的纯理论的闭卷考试形式改为综合性的评估方式，以提高学生的动手能力、操作能力、设计能力等方面入手，合理的分配各个环节的分值。重点注重过程考核，将设计能力、绘图能力、分析能力作为平时分的考核点，期末取消闭卷考试形式，将其改为答辩形式。答辩过程要求体现学生的分析、解决问题能力，通过答辩获取学生掌握理论知识的程度。通过考核，理论教学与实践教学质量得到了保证，同时也避免了学生对闭卷理论考试死记硬背和对实践考试相互拷贝的尴尬局面，有效的提高了教学的质量。

结束语

在《压铸模设计》课程的教学改革中，充分的考虑了模具行业在生产过程中的特点，深入的分析了作为模具设计技术人员在工作中具备的能力问题。从理论教学与实践教学相互渗透的理念出发，设计了理论联系实际，设计了着重强调动手能力与设计操作能力的教学改革方案，将项目教学与课程设计有机的融入到理论教学中，将产、学、研有机的融入到实践教学中，是学生全方位、多途径的发展。使其具有产品系统开发的能力，这种融于产业发展并与产业发展同步的教学方式，对提高职业院校的教学质量，培养适应社会发展的专门型人才具有一定的借鉴意义与推广价值。

作者：张丽娜 程禹霖 单位：沈阳工学院机械与运载学院

参考文献

[1]马春宇,王昶,袁军平.基于真实订单生产性实训项目教学的探索与实践[J].职教论坛2011(30):79-82.

压铸模具范文第9篇

铝合金连接套压铸件三维图，其形状特点是圆筒形零件，零件上部外形最大直径Φ99mm、长28mm处最大壁厚3mm有11处。最小壁厚仅1mm共有10处，约12mm宽，28mm长。这样的压铸件在顶出时极易顶碎，顶出极困难。零件中部有12个方孔，需要12个侧抽芯。下部最大壁厚6.25mm，在内孔Φ93mm与Φ80mm孔台阶处有12处小平台上设有顶杆。E-E剖视图中设在零件中部尺寸25处。此处上部外形由11段Φ99mm和12段Φ95mm圆弧构成），下部外形由12段Φ93.5mm和12段Φ92.6mm圆弧构成。12个方孔内40°斜面内孔、槽宽42.5mm和槽宽12.5mm及槽宽8.2mm由动模型芯成形[3-4]。

2模具设计结构及原理

2.1模具结构

模具结构如图3所示。此模具是安装在J1116压铸机上，模具厚度320mm、宽度580mm、高度520mm。动模把模板1通过8个长螺钉2将支撑块3与中板15连接，中板与动模框16通过8个短螺钉37将动模镶件14和动模型芯29连接。通过导向轴4将调整垫5、导向套6、复位杆8、顶杆9、顶杆压板10、推管11、顶杆固定板12连接并导向。螺钉13连接顶杆压板10和顶杆固定板12。动模框16上分别安装12对限位块21、斜滑块22、侧型芯23。侧型芯与定模上的斜导柱18配合。定模框25、斜导柱18、定模镶件27、浇口套28、直导柱33和定模把模板30由螺钉24连接固定。模具分型面在动模镶件14和定模镶件27之间合模接触平面上。

2.2工作原理

图3为模具合模状态，压铸机锤头压射、铝液充满型腔、凝固冷却、开模。开模瞬间由于斜导柱18和斜滑块22孔上面有间隙，所以定模先脱模，然后斜导柱带动斜滑块及侧型芯23脱模。在侧型芯完全脱模后，动模在开模的过程中2个顶出轴7对顶杆压板10有作用力同时传递给顶杆9和推管11将零件顶出，然后检查清理铸件、模腔、喷涂料、合模。

3零件顶出的设计

零件的顶出用推管11和12个Φ4mm顶杆9同时顶出零件，见图3连接套压铸模装配图的顶出结构。推管顶在零件的11段Φ99mm壁厚3mm的端面上，12个顶杆分别顶到Φ93mm底部的12个小平台上，平台的壁厚6.75mm，确保零件不断裂、不变形。

4型芯力、零件受力分析及强度校核

零件的上部Φ93mm深28mm最薄弱，截面如图4。在11段Φ99mm处用推管顶出，在Φ93mm孔底部12个小台阶处用Φ4mm顶杆顶出，零件的顶出力应克服最大抽拔力1700.3kN。由于推管和顶杆同时将零件顶出，所以推管的顶出力为850.2kN。每段3mm壁厚处受力F1为77.3kN，每个顶杆的顶出力为F2，每段1mm壁厚处零件铝合金YL117的抗剪切强度为210kN/mm。推管顶出部分1mm壁厚截面积13mm2，能承受最大剪切力为2730kN。远大于77.3kN。所以此顶出方案可行。

5容易出现的问题及应对措施

连接套压铸模具结构复杂，共有12个侧型芯，通过斜滑块及斜导柱控制抽芯，并用推管和推杆的联合作用实现零件的推出，模具结构新颖，但模具制造精度要求高，压铸件在脱模时容易产生裂纹甚至破碎，最大的难点是零件顶出问题的解决。采取具体措施如下：

（1）首先要保证模具主要配合零件的尺寸精度在0.01mm以内；

（2）要对侧型芯、动模镶件、定模镶件、动模型芯零件表面进行等离子喷涂处理，使侧型芯表面有一层厚度为小于0.005mm高强度的镀层有利于型芯脱模、防止型芯拉伤、粘铝、减少零件受力；

（3）严格控制开模顺序：以保证首先抽拔侧型芯时，模具的其它零件在高精度状态下对压铸件起到支撑和保护作用；侧型芯完全脱模后，再精确顶出压铸件；

（4）采用顶出轴和顶杆联合顶出，增加受力面积，使压铸件单位面积受力最小；

压铸模具范文第10篇

一、当前《压铸模具设计》教学中存在的主要问题

我们现行的课程教学模式相对企业对于专业人才的需求严重滞后，存在诸多问题：一是“先讲授理论课程再进行课程设计”的教学方式，学生的实践活动仅限于 1～2 周的课程设计，理论与实践脱节。二是教学方法上，以教师的单向灌输为主，学生只是被动接受。三是考核方式以知识目标为主，不能体现能力高低。目前，该课程的考核方式是典型的考试，学生只要背好记好就能应付过去，说不准还能拿高分。

本课程面对的学生学习习惯差、形象思维强而抽象思维弱，学生入学后，难以从文化知识学习过渡到专业技能学习中，容易出现对模具专业知识难以理解和接受的问题。按照学科体系进行教学，学生大部分时间是在教室内听教师讲解理论知识，教学过程脱离了学生的感性认识，学生往往感到课程理论性强，导致学习兴趣降低，乃至产生学习障碍。学生由于缺乏对课程的感性认识，无法通过自我体验而内化知识和技能，实践性和应用性差。

综上所述，笔者认为《压铸模具设计》课程需要以教师为主导，以学生为主体，以项目为载体，以能力培养为目标进行项目教学改革。通过项目的实施，循序渐进完成本课程知识、技能和相应经验的培养任务，同时完成评价与自我评价。利用项目化教学解决教与学两个环节中存在的问题，探讨新型教学模式和实施手段。

二、《压铸模具设计》项目教学的设计方案

1.项目教学概述

项目教学法是指师生通过共同实施一个完整的“项目”而开展的教学活动。项目教学是将项目以需要解决的问题或完成的任务交给学生，学生在教师的指导下，按照要求进行搜集信息、设计与实施方案、通过小组共同研究以解决问题。教学中选择的项目主要是从典型的职业工作任务中开发出来的，并以项目为核心，按照工作过程的逻辑关系建构课程内容。这种以职业工作任务为驱动建构学习内容的教学模式，有效地解决了传统教学中理论与实践相脱离的弊端。在项目教学中，学生在完成指定项目的同时学习新知识，在实践操作中应用已有的专业知识，从而培养发现问题和解决问题的能力。

2.项目的选择

目前，《压铸模具设计》课程按压铸工艺、压铸设备和压铸模具设计的顺序安排教学，知识点过多、阐述过于详细、专业性过强，不利于学生掌握压铸模具设计的基本理论与相应技能。笔者认为可以以模具设计步骤划分思路，以模具设计流程为先后顺序，以典型零件为主线、相关知识点讲解和能力拓展结合来组织教学。通过对模具研发涉及的技能模块分析，针对学生所要达到的业务规范，笔者设计了十个教学项目，如表1所示。

3.项目的实施

（1）组建小组。教师应结合项目教学内容，根据成绩搭配、异性搭配的原则对学生进行科学分组。建议每个小组由3～6人组成，每组选出一个组长，由组长对组员分工。

（2）布置任务。从应用的角度出发，先布置工作任务，再介绍项目所涉及的知识点和技能，引导学生对任务进行分析，对相关信息进行整理和讨论。

（3）汇报交流。由各组组长汇报本小组对项目的分析、项目拟采用的设计思路、设计方案以及方案可行性分析；各组之间相互点评，指出其他小组在汇报过程中出现的问题，并对本组的表现进行自评；教师进行总结。

（4）过程指导。在任务开展的过程中教师要定期召开项目座谈会，听取各组汇报并指出其中存在的问题，以便及时帮助学生解决问题。

（5）检查并评估完成情况。当任务完成后要进行评价，不仅为了评定成绩，更为了改进项目。

4.项目评价

项目教学以能力培养为目标，所以课程以能力要求来考核，采用目标考核方式。学生成绩的考核可以分为两部分：第一，学生十个项目的完成情况，可以分组进行，通过检查学生阶段性成果（实验报告、设计说明书、图样的质量、作业）及答辩的方式综合评定这一部分成绩，占总成绩的50％～70％；第二，规定时间完成某一个综合性较强的零件的压铸模具课程设计，根据成果及关键部分的提问评定成绩，占总成绩的30％～50％。

三、项目教学中需注意的问题

项目教学过程是一种模拟实战，项目教学法是行为引导型教学法的一种，对教师来说需要知识、技术的不断更新。同时，教师的角色必须由以前知识的传授者和管理者向教学的组织者和引导者转变，改变教师一统课堂的局面，教师应该融入到学生中去，成为学生学习的伙伴，课堂上是师生共同参与。再者，项目教学法在具体项目的实施过程中，使学生获得感性认识，强调实操性知识的传授和技能训练时，也不可忽视后续理论的延伸。此外项目教学中应当引导学生学习合作，抑制单体作战，培养团队合作精神。

四、结语

本文针对《压铸模具设计》教学中存在的理论与实践相分离，以及学生由于缺乏感性认识导致学习兴趣不高的问题，提出了项目教学改革法。以典型零件为实例，根据模具设计流程设计了十个项目，在项目实施过程中教师为主导、学生为主体，师生共同参与完成教学任务。它能培养学生自主学习的能力，让学生在项目实训中边做边学，边学边做，变被动学习为主动学习，变注入式教学为启发式教学。