1、 目录第一章 绪论1.1选题的目的和意义11.2 选题的现状11.3光敏树脂材料的特性21.4 设计的主要内容3第二章 压铸模概述2.1 压铸技术简介42.2 压铸模的结构52.3压铸模的组成部分82.3 压铸模设计19第三章 压铸模设计计算3.1 轴的设计243.2非液体摩擦滑动轴承的设计计算273.3键联接的选择及校核计算313.4齿轮齿条设计计算323.5 螺栓与螺母的设计计算38第四章 树脂非球面透镜模具的优化设计与工艺4.1 注塑压缩成型法494.2模具型腔压力及树脂温度的设定51第五章 结语53致 谢54参考文献55附录56第一章 绪论1.1选题的目的和意义 压铸模具在现代化建设中
2、起着举足轻重的作用，特别是在汽车行业，压铸模具的使用更为广泛，但由于压铸模具要求精度高，质量好，部分金属模具受热容易变形，影响了模具的质量和精度，压铸模具是压铸生产的主要工艺设备，价格比较昂贵，由于压铸件缺陷的昌盛而导致模具的更改将延误生产进度，从而压铸业提出更高要求：特大型汽车压铸件及其模具技术与典型产品经验；铜合金和不锈钢等高熔点金属压铸及其模具寿命；铝合金高效率热室压铸、设备及其模具；切实有效的浇注系统计算技术；提高金属熔液填充流态模拟的可靠性确保大型精密复杂压铸件质量；多品种、小批量生产的压铸模低成本快速制造技术等。特别是CAD/CAM一体化与人工智能、快速原型制造和远程设计与制造技术
3、相结合，建立崭新的压铸模生产模式，从根本上提高模具质量，降低模具成本，缩短制造周期。光敏树脂材料在压铸模具中的应用，通过控制压铸液的温度，使金属受热不容易变形或损毁，大大提高了压铸模的质量，降低了产品的成本。1.2 选题的现状随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，利用激光固化树脂材料的光造型法，是现代模具制造业中比较先进的技术，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了压铸技术的不断革新和发展。在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲
4、压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的压铸件所代替。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和
5、熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。1.3光敏树脂材料的特性光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。 在数脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液
6、面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固的粘结在前一层上，如此重复不已，知道整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，即可取出工件，进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件，能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原型制作，或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具，以及作为金属喷涂模、环氧树脂模和其他软模的母模，使目前较为成熟的快速原型工艺。 SLA快速原型技术的优点是： 1、系统工作稳定。系统一旦
7、开始工作，构建零件的全过程完全自动运行，无需专人看管，直到整个工艺过程结束。 2、 尺寸精度较高，可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。（但，国内sla精度在0.10.3mm之间，并且存在一定的波动性）。3、 表面质量较好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间曲面不平；比较适合做小件及较精细件。可直接制造塑料件，产品为透明体。4、 系统分辨率较高，因此能构建复杂结构的工件。 5、 成形速度较快。SLA快速原型的技术缺点： 1、需要专门实验室环境，维护费用高昂。 2、成型件需要后处理，二次固化，防潮处理等工序。 3、光敏树脂固化后较脆，易断裂，可加工性不好；工作温度不能超过10
8、0，成形件易吸湿膨胀，抗腐蚀能力不强。（随着时间推移，树脂会吸收空气中的水分，使聚合物收缩产生内部应力，导致软薄部分的弯曲和卷翅。） 4、 氦-镉激光管的寿命仅3000小时，价格较昂贵，运行费用高。同时需对整个截面进行扫描固化，成型时间较长，因此制作成本相对较高。 5、 可选择的材料种类有限，必须是光敏树脂。由这类树脂制成的工件在大多数情况下都不能进行耐久性和热性能试验，且光敏树脂对环境有污染，使皮肤过敏。 6、 需要设计工件的支撑结构，以便确保在成型过程中制作的每一个结构部委都能可靠定位。 支撑结构需在未完全固化时手工去除，容易破坏成型件。 1.4 设计的主要内容1、压铸模设计方法；2、浇注
9、系统设计； 3、溢流与排气系统的设计；4、成型零件设计；5、压铸模结构零件设计；6、抽芯机构设计；7、加热与冷却系统设计8、受热变形及受力分析，9、做实验，对实验数据进行分析 第二章 压铸模概述2.1 压铸技术简介中国的压铸业经过半个多世纪的发展，取得了巨大的进步，己经成为机械行业的一支新生力量。目前，国内有3000个左右的压铸生产厂家和相关企业，近200家压铸机及辅助设备生产企业，100多家压铸模生产企业。据不完全统计，目前国内拥有压铸机8000余台，年产压铸件30余万吨，从业人员5万多名，年产值10。多亿元m。自改革开放以来，中国的压铸业得到迅猛发展，为我国的现代化建设和综合国力的提高做出
10、了突出贡献。压铸 工 业 作为一种新兴的工业，同其他铸造方法相比具有很多优点。图 压铸机压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。 压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为15100MPa。金属液以高速充填型腔，通常在1050米/秒，有的还可超过80米/秒，（通过内浇口导入型腔的线速度内浇口速度），因此金属液的充型时间极短，约0.010.2秒（须视铸件的大小而不同）内即可填满型腔。 压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸
11、工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件，甚至优质铸件. 一个压铸的循环过程 压铸型从设计到生产的一般流程2.2 压铸模的结构压铸模始终设计成有两个半模组成，（相当于砂型铸造的上箱和下箱），压铸时它们闭合在一起。在热室压铸机上，它们与直浇道一起挤向喷嘴，压铸后离开喷嘴。为了取出压铸件，它们互相分开。在卧室冷室压铸机用的压铸模上，省掉了喷嘴，因为在这里金属直接进入压铸模内。压铸模的这两个主要组成部分在下文中称为“半模”。压铸模打开和闭合的方向在下文中称之为“合模方向”，打开和闭合运动，称之为合模运动。 机械加
12、工的压铸模精度很高，以使型腔轮廓与压铸件尺寸完全符合。在一般情况下，压铸件不留有加工余量。压铸时，收缩时，收缩量不仅与压铸合金而且与压铸件的形状以及工艺参数有关，这点要比砂型铸造更为明显。因此，不仅相同合金各种类型压铸件的收缩量不同，而且就是相同的零件在不同部位的收缩量也是不同的。压铸模的各部分都是由铁或合金制成的永久性结构。因此，所有位于压铸件取出方向内的压铸模部分都必须是可活动的，以便在压铸结束后完整地取出压铸件。人们将这些部分称为“压铸模活动部分”；形成压铸件的空腔称之为型芯，形成压铸件外表面的主要部分称之为滑块。在这两半模上型腔的分布是这样安排的：开模时，压铸件始终在一个半模内，在这半
13、模内设置推杆机构。它由许多平行的固定在一个共用推杆板上的所谓推杆组成。推杆可在模板内运动，在压铸位置上，它的正面位于压铸模型面内。但是，压铸后，预推一下。装有推杆机构的的半模称为“动模”另一半称之“定模”，因为一般它带有横浇道的直浇道。在压铸过程中，液体金属只有在压力作用下就会对两个半模和压铸件内河压铸件上的活动部分（型芯，滑块和推杆）施加压力，该力是压铸模相互分开，使活动模块从压铸相互分开，使活动模块从压铸件挤出。这种“分模力”的大小取决于压铸件的尺寸和液体压力的尺寸，在小的压铸件上这种分模力也是很大的。在压铸位置上，不仅是 两个半模相互之间，而且整个压铸模也必须在适当的高压力下保持压紧，并
14、且处于液体压力下的模块也要牢固地固紧在半模上。为了安装动模和定模以及调整和导准压铸模，在压铸机上安装了固定座，他称之为“压铸模支座”。压铸模支座可以是各种类型的，它也是压铸机的一个组成部分。压铸模结构如图2-1。 (1) 浇注系统是沟通模具型腔与压铸机压室的部分，亦即熔融金属进入型腔的通道。该系统在定模和动模合拢后形成，对填充和压铸工艺十分重要。(2) 溢 流与排气系统排除压室、浇道和型腔中的气体的通道，一般包括排气槽和溢流槽:而溢流槽又是储存冷金属和涂料余烬的处所，一般开设在成型工作零件上。(3 )成 型 工作零件定模镶块和动模镶块合拢后，构成型腔的零件称为成型工作零件。成型工作零件包括固定
15、镶块、活动镶块和型芯。(4 )模架支承与固定零件包括各种套板、座板、支持板和垫块等构架零件，其作用是将模具各部分按一定的规律加以组合和固定，并使模具能够安装到压铸机上。导 向零 件 导向零件的作用是引导动模和定模合模或开模。推出 与 复 位机构是将压铸件从压铸模上脱出的机构，包括推出、复位和预复位零件，还包括这个机构自身的导向和定位零件。(5 )抽 芯 机构抽动与开合模方向不一致的活动型芯的机构，合模前或后完成插芯动作，在压铸件推出前完成抽芯动作。(6 )加 热 与冷却系统因压铸件的形状、结构和质量上的需要，在模具上常设有冷却和加热装置。 (7 )其 他 除 前述各结构组成外，模具内还有其他如
16、紧固用的螺栓、销钉以及定位用的定位件等。 图2-1 模具结构浇口套2. 浇口垫块3. 动模镶块 4. 定模镶块 5. 定模座板6. 推杆7. 推杆8. 定模型芯 9. 定模型芯 10. 定模镶块 11. 动模镶块 12. 轴 13. 杆14. 导套15. 导柱16. 滚轮17. 定模套板18. 预复位杆19. 轴 20. 限位钉21. 小垫块22. 推杆固定板23. 推板24. 推杆 25. 右限位杆26. 推杆27. 推杆28. 动模型芯 29. 动模型芯 30. 动模型芯 31. 右限位块32. 推杆33. 推杆34. 推板导柱35. 推板导套36. 动模套板37. 动模座板38. 右斜导
17、柱39. 右滑块40. 右楔紧块41. 活动型芯 42. 右滑动型芯43. 活动型芯 44. 左滑动型芯45. 左斜导柱46. 左滑块2.3压铸模的组成部分就狭义而言，压铸模是指包围压铸件的各部分的总称，分为三个组成部分：1模板（或许包括模架)。2型芯和滑块。3推出机构。2.3.1 模板中小型压铸模的主要组成部分是两块模板，从模板上加工出型腔，并在模板上固定模块，所有活动部分在模板内运动。根据其含义，它们又分为定模板和动模板。定模板通常直接固定在所属的压铸模支撑板上。与此相反，动模板通常用紧固架和推杆盖板(在许多图中用m表示)固定在支撑它的压铸模支撑板上，型芯板和推杆板以及它们的操作机构安排在
18、固定架内，并在其内运动。这种固定架可以设计威各种类型，它可以由一块金属加工而成，也可以是铸铁件或铸钢件或由许多部件组成。模板或模架可以各种方式固定在固定架内和推杆箱内。如果推杆箱不过长(即型芯和推出铸件行程很短时)，通过螺栓固定，螺栓从底部通过固定架，旋入模板内。当固定架的长度较大时，进行安装，中间板与模板和固定架通过螺栓连接起来。但是，在这种情况下，中间板和固定架在侧面必须充分地超出模板或模架。在任何情况下，不允许模板从分型面上与固定架或模框用螺栓连接。模块 模板即可以用一块钢锭加工出所有的凹入部分和凸出部分，也可以由许多相互牢固地连接的部件组成(或者具有一些模块，这些模块与模板牢固地连接)
19、。当模板具有复杂的凹腔或长度较大形状复杂的固定型芯时，便是上述的后一种情况；特别是固定型芯通常都作为镶块安装在模板上。决定在多大范围内使用模块和型腔轮廓的哪些部位作为模块时，首先必须考虑压铸模韵制造及其工作状态。此外，还要考虑互换性，压铸件的外形以及有时还须考虑排气。通过安置镶块可使机械加工大大简化。过去由整块材料困难地加工出的固定型芯，若作为镶块制造和安装，则不要花费很大的工作量。图64中定模上的型芯F便是这种情况的一个生动的实例。伸入到模板内的深凹腔，如果是袋状型腔，必须由整块材料加工出来，这样做有时是非常困难的，而且机械加工费用很高。如果加工穿通的模板并由镶块镶入，则其制造就简单得多。图
20、2-2 a示为没有使用镶块的情况，图2-2be示为使用各种形状镶块的情况，如果压铸件的边缘是很锐利的，则型腔可以不使用镶块， 而使用雕刻和电火花加工制造。在一些型腔凹入模板内的情况下，由于其形状比较简单，它不是向后(即在合模方向上)而是向一个侧面加工穿通，并用镶块进行侧面镶入。 图2-2 带有各种形式模板H的压铸模a 由整块材料加工的模扳H； b于压铸低熔点合金的带镶块F的模扳H； c镶块F的安置不合理； d根据图c进行设计，在长时使用后热应力使接缝裂开(夸大地绘出) e镶块F的安置未穿过模板H； f错误地 安排镶块F；螺栓s松动，使接缝裂开造成毛刺粘附 安装镶块通常也是为了使一些受力最大，瞎
21、损最快的压铸模成型件具有可换性。根据这个观点，直接受金属冲击的压铸模部分通常都制作成镶块。同样，当使用不分开的直浇道时，直浇道孔通常(在压铸高熔点金属的压铸模上)始终全部地或部分地设计成与“浇口套”可换部件(在许多图中用B表示)。最后，还要考虑由部件组成模板的排气问题。这个问题将在下文中详细叙述。在生产中，由零件组合的模板，在压铸高熔点合金时，有时由于在接缝处形成毛刺而有一定的缺点。高的连续作用的预应力不能闭合的这种接缝，由于模具材料热交变应力的作用，经过一段时间后开始胀开(例如图2-2cd)。在这样的接缝内，压铸金属形成毛刺，特别是在热的流动金属相遇的地方，并深深地嵌入接缝处，牢固地粘附着，
22、阻碍压铸件的推出。在与推出方向不平行的接缝内，毛刺必然会从压铸件上撕下而粘附在压铸模内，以后的压铸件由于残留的毛刺也受到损害。如果残留的毛刺突出在流入流束的流路中，它会引起流束偏流，其结果使压铸件不清晰。此外，残留毛刺还会使压铸模不能密封地闭合，使压铸金属喷溅，造成事故。因此，必须将每个毛刺都从压铸模上清除干净。在接缝较多，容形成毛刺的压铸模上，过种清理须经常进行，而且通常必须在每次压射后都要进行，但这样就花费了很多时间并降低了压铸生产率。压铸金属的压铸温度愈高e和其强度愈大，这种不利的现象愈明显因此，压铸铝合金的压铸模必须安装镶块。在可能的情况下，镶块的安装应使与型腔相连的接缝始终处于预应力
23、的作用下，这样在生产时它不会胀开(见2-2 b)。但是，压铸镁合金的压铸模，由于压铸模强烈受热，即使结构良好，也不能完全避免胀开。如果出现这种现象，由于压铸金属温度很高，通常只使用强制方法才能从压铸模内取出压铸件。因此，在压铸镁合金的压铸模上，根据可能在模板上避免使用镶块。压铸件的外形和所要求的清理费用，受组装的模板的影响，因为每个毛刺必须清理掉，而且这种再加工在压铸件上留下痕迹。如果毛刺在边缘上，则清理工作量最小，而且压铸件的外形受到损坏也最小。因此，在安置镶块的同时对此须加以考虑。正确的组装结构具有下列优点： (a)解决了由于缺少所要求的大型锻压设备而造成的大型优质钢坯难于获得的困难。此外
24、，这些钢坯通常不能锻成压铸模具所需的尺寸。 (b)在生产中出现的热应力可通过采用小的模块而减少。在很大的钢坯上，各个部位的温差会引起很大的应力，它们过早地形成裂纹。 (c)定模和动模间的导引可在模框内进行，模框不进行淬火。因此，在重要的导引件上没有各种淬火变形。由此得出结论，在很大的压铸模上必须采用不同于中小型压铸模的结构方法。根据待生产的压铸件的形状，这种结构的优点抵消了缺点。但是，必须在设计和制造上予以特别注意。 模板的组装应这样进行，即每块镶块容易折卸，不需要配合加工便可安装。图2-2b、c和e的安装就是这种情况。在图2-2b和c的结构中，模板H完全穿通，镶块F由后面装入这样模板的形状是
25、不规则的，有利于避免热处理变形。因此，有时在必须淬火的模板上，通过横截面积大的镶块整体地镶入模板，并从后面用螺栓连接(图2-2e)避免较大的穿孔。在某些情况下，即使是复杂的压铸模也可以使模板的结构比较简单，适益。 图2-2b所示的结构具有两个优点。它能够使镶块在长度尺寸正确的情况下使用板u，持久地在预应力作用下闭合接缝e，这样便可避免胀开的危险。此外，在这种结构上，推杆A的直径只受压铸件壁厚的限制。但是，这种结构只能用于小的压铸模，因为在压铸高熔点合金时，虽然有预应力的作用，也会产生不利的“横向”毛刺的危险。在图2-2 c和e所示的结构上，不能保证接缝具有持久的封闭性。虽然镶块F在制造时是精确
26、的配合，但是由于长时间的热应力作用，预应力逐渐减弱，最后使接缝胀开，如图2-2d夸大地绘出那样。此外，推杆爿(为了保证在推杆孔和镶块之间模板的材料厚度足够)必须比压铸件壁厚小许多，由此在许多情况下，不可能使推杆顶在包围着固定型芯的压铸件的正面，或者必须设置推杆窝。 镶块(如图2-2f中的F)不准确地安装在模板上，这是完全错误的。由于在压铸模型面基准面上产生垂直于合模方向的接缝，始终处于螺栓s的预应力松弛而造成胀开的危险之中，其结果在接缝内形成毛刺(“横向毛刺”)。这些毛刺只有通过将整个压铸模折卸下来才能清除。同样(在压铸高熔点合金的压铸模上)，镶块(例如圆形截面的固定型芯)带有螺栓和拧入模板内
27、，是不适益的。23.2.1 固定型芯和活动型芯 压铸件所有凸台、凸耳(要求在动模或定模内有一空腔)，都需要安置活动滑块。同样，所有与合模方向不平行的压铸件空腔，在任何情况下都必须由活动型芯形成。与此相反，与合模方向平行的压铸件空腔不会在型腔内产生凹入；因此。它可由固定型芯形成，只要收缩力没有提出其它要求的话。开模时，压铸件必须离开定模，而留在动模上，在推出时，它又必须从动模内推出，而不产生弯曲或其它的损坏。这就要求被金属以很大力量收缩在其上的所有型芯，虽然平行于合模方向，也要设计成活动的。若型芯在定模上在开模前或型芯在动模上在推出前，必须从压铸件内抽拔出来。由于这样一些考虑，“固定”型芯的使用
28、可能性受到很大限制，这种限制在定模内要比动模内大。图2-3 在定模内装有固定型芯F的压铸模和压铸件 a一压铸模； b、c压铸件。定模内的型芯在开模一瞬间，淡压铸件附在定模内的力量，必须明显地小于使压铸件留在动模内的力量。为了防止变形，还处于塑性状态的压铸金属，只允许承受很小的剪应力和拉应力的作用以及极小的弯曲应力的作用。但是，使压铸件离开定模的力，必须始终以拉力传递到压铸材料上。同时达到何种程度还出现弯曲应力，取决于压铸件包住定模内模具零件的位置(例如，定模内的固定型芯)，这个位置是相对于压铸件在动模内夹持位置而言。因此，只有在型芯具有大的出模斜度时，使压铸件的取出没有任何明显阻力的情况下，才
29、允许型芯在定模的任一部位上设置成固定的形式。与此相反，只有在定模型芯拖 ；住铸件的这些力很小和开模时的有害的弯曲应力由于型芯位置而消除时，才允许这些型芯 设置成固定的形式。其它所有定模内的型芯都必须是活动的，并在开模前抽拔出来。动模内的型芯 在动模内固定型芯的安排要比定模内多，因为压铸件由推杆推出，推杆的安置有一定的自由性。为了避免在压铸件上产生有害的应力，推杆应直接设置在“夹住部位”的附近；每个固定型芯只要不是斜度很大，就应在尽可能短的距离内被几根推杆所包围。如果这些推杆作用在包围型芯的压铸金属的正面，则是最有利的。在这样安排时，压铸件大而斜度小的空腔也能通过固定型芯形成，而不会在推出时出现
30、损坏的危险。然而，这样安排推杆只在一定情况下才是可能的，即压铸件的有关壁本身宽度足够，可使推杆牢固地顶住以及推杆孔不通过镶块接缝附近就不可能设置在这些部位时。在壁的正面没有推杆作用的这些压铸件空腔，只有在下列情况下才允许用固定型芯形成，即它有很大的斜度，以致在推出时不需要花费很大的力量。否则，推杆力会在压铸件内引起拉应力、剪应力，通常也会引起弯曲应力。所示的压铸模内，设置活动型芯，以形成大的圆柱形空腔。 固定型芯应用的可能性首先取决于压铸材料的种类，特别是取决于压铸材料“收缩力”(或称包紧力)的大小以及存在的收缩裂纹的倾向。 图2-4在定模和动模内装有通过小齿轮操纵的型i占的压铸模和压铸件a定
31、模模板正视图；b一压铸模的纵向剖面(压铸位置)，cd一压铸件。压铸件附在型芯上的力，在各种压铸金属a上，随着逐渐冷却而迅速增加。在一定高熔点压铸材料中，在冷却到推出的一瞬间的收缩力很大，以致在压铸件脱离固定型芯时，要求压铸模和推杆不能承受过大的力。因此，对于压铸易于粘模的合金而言，所有型芯应该是活动的，以便在材料尚未牢固收缩之前，立即在压铸后抽拔出来。某些合金当它们包缩在型芯上时，在一定的温度下形成收缩裂纹。压铸这种材料的压铸模同样应该这样制造，即在压铸件冷却到危险温度前所有阻碍收缩的型芯，应该直接在 压铸后能够抽拔出来。如果根据这些原则安置固定型芯，还应该检查一下这个型芯是否有利，即应根据下
32、列观点来处置： 活动部件及其导引部分在制造和配合以及生产维护方面，都要求特别严格，因为它们会产生毛刺和卡住的危险，这就意味着它们可能是产生故障的根源。在个别情况下，活动型芯在制造和生产中还会带来比固定型芯所要求较多推杆更大的困难。在非圆形截面的较大型芯上，经常遇到这种情况，因为非圆形截面的导板的精密加工要比多数圆柱形推杆的制造和配合困难许多。此外，压铸件的外形也受固定型芯设置的直接影响。推杆在压铸件上留下痕迹(推杆 痕迹)，而活动型芯不影响压铸件的外观。在设置非活动型芯时，需要较多的推杆，它们的分布限制在相当严格的范围内。在设置活动型芯时，要求较少的推杆，它们的分布具有很大的自由性，可设置在推
33、杆痕迹不成为缺陷的部位上。 因此，固定型芯的应用只在一定有限范围内是可能的，在这个范围内仅在某些情况下 ；才是有利的。然而，即使遵守上述原则，也不能给出固定型芯应用的准确范围，因为还要考虑许多因素。具有重要意义的始终是，压铸合金的种类；一般情况下压铸低熔点合金时（例如锌合金)，固定型芯的使用范围大于压铸高熔点合金。然而，在各种情况下须根据经验来确定。23.2.2活动型芯的设置 活动型芯杆，即不伸入型腔内支撑型芯的部分(K1)，必须具有同型芯根部同样大小和稍大的截面，这样包围型芯的压铸材料的正面在抽拔型芯时，作为支承而位于压铸材料旁。型芯杆通常比型芯稍大一些，以便在过渡处形成一个窄长的凸肩。由此
34、，型芯和型芯孔(在下文称之导孔)在型芯抽拔部位上形成一个小的空灌气间隙，这样由于粘连而附在型芯上的压铸金属薄层不损坏导孔。如果这种凸肩(如为此灌目的所需要的)只有几十分之一毫米，则这种安排完全有优点。相反，如果型芯与型芯杆相差很大，特别是凸肩同包围型芯的压铸件壁的正面一样大，这种安排是极其不利的。在这样一种由于容易制造有时故意这样做的结构上，在抽拔型芯时，压铸材料在正面没有支承，由此产生图所示的向外翻转或向外拉裂的那种形式。 要求型芯杆与型芯差别很小，就意味着当型芯不是圆截面时压铸模制造更加困难，因为在这种情况下，型芯杆及导孔也必须是非圆形截面。但是，在小而短斜度很大的非圆形截面的型芯上，为了
35、容易制造，型芯杆有时设计成圆柱体，它的截面为型芯的外接圆，那样。在这种结构上，位于型芯杆K。凸肩上中可看到的压铸金属，在抽拔型芯时没有支承，这样型芯尺寸小时，不必担心向外翻转。但是，当型芯较大时，这种结构是不允许。 带有明显阶梯截面空腔的压铸件以及带有许多相连空腔的压铸件，在设置型芯时要特别慎重。如果总的凹腔由唯一的一个型芯形成，如果空腔斜度不大，在抽拔型芯时，压铸件的内部凹腔粘附在型芯上，并出现如图2-5所示的变形。 图2-5 正确的和错误的型芯设计 a一正确的，在抽拔型芯时压铸材料有一个支承I b一错误的， 在抽拔型芯时 c压譬材料向外翻转或向外拉裂。2.3.3 推出装置23.3.1推杆的
36、位置及尺寸 推杆一般是圆形截面，它的直径通常不应小于1.5毫米，而且很少超过16毫米。非圆形截面的推杆，由于制造费用昂贵只是在个别的情况下使用。在成形小的空心圆柱形压铸件时，它没有供推杆顶住的位置，此时压铸件的推出通过一个活动套筒进行。在这种情况下，它包围固定型芯，在推动压铸件时预先推它。这种“推出套筒”比其推杆更容易产生卡住危险。因此，它只用于低熔点合金。如果压铸件是由高熔点合金制成的，则型芯必须是活动的并通过压铸件上的柱塞提供推杆的顶出工作面。 如同使用型芯的基本规则一样，推杆设置的基本规则是，尽可能地避免压铸材料受弯曲应力、剪应力和拉应力的作用。由此，不产生打的弯曲力矩，推杆应顶在最靠近
37、所有“包紧部位”上，通过这些包紧部位使压铸件附在型芯内。推杆应直接顶在固定型芯附近，在斜度小的大型芯上，最好顶在包围这些型芯的压铸件壁的正面。 此外，推杆必须伸入模板内压铸件的各部分上，否则即使压铸件带有固定型芯形成的孔，这些部位在推出压铸件时还会被损坏和留在型腔内，在这里推出压铸件有时相当困难，而精心设置推杆则可避免这些故障。 在设置推杆时，必须尽可能避免使压铸件外形不受推杆痕迹的损伤。因此，如有可能，必须使推杆顶在推杆痕迹只有最小影响的部位上。有时，几根推杆或所有推杆在压铸件的外边顶在直浇道或附加铸出的凸台上。 推杆的直径取决它在压铸件上的位置。在一般情况下，通过计算确定推杆的直径，因为打
38、的推杆比小的推杆耐用和不容易顶入压铸件内。顶在伸入模板内的压铸件壁上或特殊的压铸件凸台上的推杆的直径，不能大于该壁或该凸台的厚度。但是，有时考虑到型芯或镶块的设置，型芯直径还要更小一些，以便在其导孔和型芯的缝隙之间或镶块与模板之间留有足够的材料厚度。 由于经济上的原因，推杆标准化为圆形截面。推荐采用标准规格的尺寸。可以通过截短相应选择较大的长度尺寸来满足某些压铸模设计所需的准确长度。 小的推杆通常在其导孔外边的顶出位置上增大尺寸，提高工作能力。本设计是生产用于小型皮带传动的带轮，其形状特殊，在开模时不能保证铸件留在动模还是定模内，在这种情况下，可以通过几个压在压铸件上的收缩凸柱，使压铸件收缩在
39、动模内。推杆A1直接顶在收缩凸柱G1上。这些凸柱只通过小薄片与压铸模相连，但是这些小薄片必须具有足够的抗力矩的能力，并在推出压铸件后把它们去掉。 推杆一般是圆形截面，它的直径通常不应小于15毫米，而且很少超过16毫米。非圆形截面的推杆，由于制造费用昂贵只是在个别的情况下使用。在成形小的空心圆柱形压铸件时，它没有供推杆顶住的位置，此时压铸件的推出，通过一个活动套筒A进行。在这种情况下，它包围固定型芯F，在推出压铸件时预先推它。这种“推出套筒”比其推杆更容易产生卡住危险。因此，它只用于低熔点合金。如果图2-6所示的压铸件是由高熔点合金制成的，则型芯必须是活动的并通过压铸在压铸件上的柱塞提供推杆的顶
40、出工作面。 如同使用型芯的基本规则一样，推杆设置的基本规则是，尽可能地避免压铸材料受弯曲应力、剪应力和拉应力的作用。由此，不产生大的弯曲力矩。推杆应顶在最靠近所有“包紧部位”上，通过这些包紧部位使压铸件附在型腔内。推杆应直接顶在固定型芯附近，在斜度小的大型芯上，最好顶在包围这些型芯的压铸件壁的正面.，这种安排使压铸件在推出时，有被推杆弯曲和损坏的危险。 图2-6 带有管状推杆(A)的压铸模 图2-7 推杆的错误设置一台模，压铸位置；6一开模，推出一半压铸件23.3.2推杆机构的操作 推杆机构只是在型芯抽拔后才推出压铸件，而且在位于推杆前面的型芯(移动到压铸位置前，推杆必须返回。由于不准时运动造
41、成的严重损伤，应通过适当地安装连锁装置强制地保证所有运动的相互正确次序来避免。推杆机构的操作既可由压铸模的运动来完成，又可通过特殊的传动装置进行。如同推杆4那样，反推杆固定在组合板a1a2。上，并通过模板Hp，但位于压铸模外廓的外面。它们的尺寸确定应该是， 图2-8 角框式支架上的压铸模，其推杆机构通过开模和合模运动进行操作 a一合模；b一开模，一半压铸件被推出。当推杆位于压铸位置时，它们的正面与模板的密封面在分型面上处于同一个平面上。合模时，这些反推杆顶在定模V上，并起着使模板Hp由推杆退回的作用。当压铸模完全闭合时，推杆安装板恰好碰到挡板ua，挡板承受压铸金属的压力。 过去推杆返回到压铸位
42、置，不是采用固定的挡块，而是通过弹簧进行。但是，这种结构不能保证安全生产，因为推杆的返回由于卡住以及产生毛刺的原因有时受到阻碍，而且弹簧力不足以克服这些阻碍。如果在压铸过程中，推杆明显地穿入压铸模入内，则会引起生产故障，由此浪费很多时间。 这些问题可以通过安排上述的反推杆加以避免。推杆在紧挨着侧面活动模块上时，如果活动型芯或滑块在压铸模还处于开模位置时就必须重新回到压铸位置时也会出现碰撞。 所有通过压铸模运动操作的推杆的结构都具有如下特点： 在开模运动过程中动模推出压铸件，推出时压铸件相对于压铸模的支架处于静止状态，在开模这段时间内，推杆凸出。 实际上，会得到两种结果。第一种结果是在皿状压铸件
43、上，推杆顶在其内部，要求较大的开模行程，因为压铸件必须由推杆向前推出才能取出。第二种结果是压铸件从压铸模内推出所要求的力，必须与使动模H运动所需的力同时使用相同的传动装置。在大的压铸模上，则要求较大的力，对此必须予以考虑。因此，不是在所有情况下，推杆运动都是由压铸模运动所引起的。由特殊传动装置操作的推杆运动，可以通过一个小传动齿轮(通常通过手柄)进行。 图2-9 在压铸机上带有连杆或推杆的退出装置2.3 压铸模设计 2.3.1压铸模设计的基本原则 通过将型腔分布在动、定模内，利用压铸模的活块可以形成各种各样 的压铸件的型腔，但是这些压铸件必须尽可能满足一个基本条件，即型芯可从一些凸台、凹腔和空
44、腔内抽拔出来。 不具备这个基本条件的压铸件，不能采用这种简便的方式制造。但是，它们通常采用特殊的压铸方法制造，然而增加了制造费用。在多数情况下，型芯从压铸件内退出是直线运动的(不是型芯直线运动，就是固定在型芯上的压铸件作直线运动)。有时，不可能自由运动的型芯，可通过其它方式的运动抽出，例如形成内螺纹的型芯，可螺旋拧出，是通过振动取出的。如果要使型芯通过直线运动从由其形成的凹腔中抽出，则凹腔必须至少在一个方向上没有凹坑。型芯可“自由运动”的这个方向，在下文中称之为“型芯以及压铸件凹腔的可能的轴向方向”。圆柱形孔，特别是所有圆柱形和棱形空腔只有一个“可能的轴向方向”，与此相反，锥形的型腔可有几个“
45、可能的轴向方向”，按照设计观点，从这些轴向方向中选择实际的型芯运动方向。所以，将那些可与这个方向平行移动的型芯或那些在推出压铸件时由于平行合模方向的移动而与它偏离的型芯，理解为“与合模方向平行的型芯”。为在开模时使压铸件留在动模内，型腔必须这样分布在动、定模内：即尽可能多的夹住压铸件的压铸模部分安置在动模内。为此，应特别注意铸件牢固地收缩在其上面的大型芯，以及与合模方向不平行的型芯和滑块。这些型芯和滑块由于其位置而牢固地夹住压铸件。因此，应将这些部分尽量地安排在动模内，这样，动模通常包括了型腔的较大部分和较多的复杂部分以及多数的活动零件，因此与定模相比，它是较重和较复杂的半个压铸模。压铸模具设
46、计包括成型零件设计、模架设计、抽芯机构设计和推出机构设计等。每个部分都相互关联，设计合理的配合是保证加工合格模具的关键。高精度的非球面塑料光学透镜是照相、摄像仪器中的主要光学元件之一，用光学塑料注塑成型，其注射周期短，生产效率高，价格低。然而塑料透镜的中心与边缘厚度相差较大，生产时如果采用生产性好的注射成型法，不仅在冷却时会产生收缩，而且在厚度较大的地方易产生局部收缩。所以塑料透镜的成型方法与玻璃透镜的成型方法有所不同，它要依靠精密注塑模具，对模具的设计制造技术及精密成型技术要求非常高。因此，为成型高精度的塑料透镜，在非球面塑料透镜的模具设计中采用了抑制变形的成型技术：注塑-压缩成形技术。压铸
47、模设计的一般原则与注射模基本相似。但由于压铸模成形的制件为金属材料，其加工的材料不同，对模具设计的要求也有所不同。本节将简要介绍压铸模设计的基本要求、压铸模设计的工艺设备和压铸模结构设计的主要步骤。2.3.2压铸模设计的基本要求1 模具应适应压铸生产的工艺要求。压铸成形的铸件应能保证铸件图所规定的尺寸和各项技术要求，减少机械加工部位的加工余量。2 在保证铸件质量和安全生产的前提下，模具结构力求合理、先进、简单，操作程序简便，动作准确可靠，构件刚性良好，零件更换、维修方便。3 模具零件的结构工艺性应能满足机械加工艺和热处理工艺的要求，材料选择应正确，配合精度选用应合理。4 熟悉压铸机的技术参数，发挥压铸机的生产能力，准确选定安装尺寸。5 在条件许可的情况下，模具结构和零件应尽可能选用标准件和通用件，以缩短设计和制造周期，便于生产管理。2.3.3压铸模设计的工艺准备1 对铸件图进行工艺性分析（1）根据铸件的材料类型，分析
