澆注系統(tǒng)及溢流、排氣系統(tǒng)設(shè)計

第六章 澆注系統(tǒng)及溢流、排氣系統(tǒng)設(shè)計第一節(jié) 澆注系統(tǒng)設(shè)計流排氣條件、壓力的傳遞、充填速度、模具的溫度分布、充填時間的長短等各個方面，都起的重要因素。設(shè)計時，不僅要認(rèn)真分析壓鑄件的構(gòu)造特點、技術(shù)要求、合金種類及其特性，還要考慮壓鑄機(jī)的類型和特點，這樣才能設(shè)計出合理的澆注系統(tǒng)。一．澆注系統(tǒng)的構(gòu)造和分類〔一〕澆注系統(tǒng)的構(gòu)造澆注系統(tǒng)主要由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口和余料等局部組成。壓鑄機(jī)的類型及引入金屬構(gòu)造組成。圖６－１各種類型壓鑄機(jī)常用澆注系統(tǒng)的構(gòu)造立式冷壓室壓鑄機(jī)澆注系統(tǒng)如圖ａ所示，由直澆道１、橫澆道２、內(nèi)澆口３和余料４組成。在開模之前，余料必需由反料沖頭先從壓室中將其切斷并頂出。臥式冷壓室壓鑄機(jī)澆注系統(tǒng)如圖ｂ所示，由直澆道１、橫澆道２、內(nèi)澆口３組成，余料與直澆道合為一體。開模時，整個澆注系統(tǒng)和壓鑄件隨動模一起脫離定模。熱壓室壓鑄機(jī)澆注系統(tǒng)如圖ｃ所示，由直澆道１、橫澆道２、內(nèi)澆口３組成，由于壓室與坩堝直接連通，所以沒有余料。全立式冷壓室壓鑄機(jī)澆注系統(tǒng)如圖ｄ所示，由直澆道１、橫澆道２、內(nèi)澆口３組成，余料與直澆道合為一體。〔二〕澆注系統(tǒng)的分類依據(jù)金屬液進(jìn)入型腔的部位和內(nèi)澆口的外形，澆注系統(tǒng)一般可分為側(cè)澆口、中心澆口、直接澆口、環(huán)形澆口、縫隙澆口和點澆口等。模。適用性廣，澆口去除便利，應(yīng)用最為普遍。圖６－２為幾種不同形式的側(cè)澆口。圖６－２ 側(cè)澆口位導(dǎo)入，流程短、排氣通暢；壓鑄件和澆注系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積小，壓鑄機(jī)時，壓鑄模要添加一個關(guān)心分型面。圖６－３為中心澆口。圖６－３中心澆口〔或稱頂澆口〕孔；澆口需要切除。圖６－４ 直接澆口的內(nèi)部質(zhì)量及外表質(zhì)量都較高。承受環(huán)形澆口時，往往在澆口的另一端開設(shè)環(huán)形的溢流槽，液消耗量較大，澆口需要切除。圖６－５ 環(huán)形澆口圖６－６ 縫隙澆口 圖６－７ 點澆口６．點澆口作為中心澆口和直接澆口的一種特別形式適用于外形根本對稱壁厚較薄、高度不大、頂部無孔的壓鑄件，如圖６－７所示。內(nèi)澆口直徑一般為３～４mm，便于在挨次分型時拉斷。但是，由于內(nèi)澆口截面積小，金屬液流速大，直接沖擊型芯，簡潔產(chǎn)生為簡單。二、澆注系統(tǒng)各組成局部設(shè)計〔一〕內(nèi)澆口設(shè)計設(shè)計時難以完全滿足應(yīng)遵循的原則，因此在內(nèi)澆口設(shè)計時，實踐閱歷還是很重要的因素。１．內(nèi)澆口設(shè)計的原則〔１〕有利于壓力的傳遞，內(nèi)澆口一般設(shè)置在壓鑄件的厚壁處?！玻病秤欣谛颓坏呐艢?，金屬液進(jìn)入型腔后應(yīng)先充填深腔難以排氣的部位，而不應(yīng)馬上封閉分型面、溢流槽和排氣槽?！玻场潮”诤唵蔚膲鸿T件，宜承受較薄的內(nèi)澆口，以保證較高的充填速度；一般構(gòu)造的壓鑄件，宜承受較厚的內(nèi)澆口，使金屬液流淌平穩(wěn)，有利于傳遞壓力和排氣?！玻础辰饘僖哼M(jìn)入型腔后不宜正面沖擊型芯，以削減動能損耗，防止型芯沖蝕?！玻怠硲?yīng)使金屬液充填型腔時的流程盡可能短，以削減金屬液的熱量損失?！玻丁硠t可承受多道內(nèi)澆口?！玻贰硥鸿T件上精度、外表粗糙度要求較高且不加工的部位，不宜設(shè)置內(nèi)澆口。〔８〕內(nèi)澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除和清理。圖６－８所示為壓鑄件內(nèi)澆口設(shè)計方案例如。圖６－８ 壓鑄件內(nèi)澆口設(shè)計方案例如２．內(nèi)澆口截面積計算結(jié)合典型壓鑄件的試驗結(jié)果，得出了內(nèi)澆口截面積的理論計算和閱歷公式方法。〔１〕流量計算法〔６－１〕或〔６－２〕

Ag

Vvg

gA Gggvg式中Ａ——內(nèi)澆口截面積〔ｃm２〕；gＶ——通過內(nèi)澆口的金屬液〔壓鑄件加溢流槽〕體積〔ｃm３〕；vg——推舉的充填速度〔ｃｍ／ｓ〕，見表６－１；——推舉的充填時間〔ｓ〕，見表６－２；Ｇ——通過內(nèi)澆口的金屬液〔壓鑄件加溢流槽〕質(zhì)量〔ｇ〕；——液態(tài)金屬的密度〔ｇ／ｃｍ３〕見表６－３；合金種類充填速度合金種類充填速度(ｍ/ｓ〕鋅合金３０～５０鋁合金２０～６０鎂合金４０～９０黃銅２０～５０注：壓鑄件壁薄，外表質(zhì)量要求較高時選用較高的充填速度值；對壓鑄件力學(xué)性〔如抗拉強(qiáng)度〕和致密度要求較高時選用較低的值。壓鑄件壓鑄件平均壁厚b 型腔充填時間τ〔mm〕 〔ｓ〕１．５ ０．０１～０．０３１．８ ０．０２～０．０４２．０ ０．０２～０．０６２．３ ０．０３～０．０７２．５ ０．０４～０．０９壓鑄件平均壁厚〔mm〕３．０３．８５．０６．４－b 型腔充填時間τ〔ｓ〕０．０５～０．１００．０５～０．１２０．０６～０．２００．０８～0．３０－注：１．壓鑄件平均壁厚ｂ按下式計算bSbSbSb1 1 2 2 3 3 312SSS312式中ｂ

、ｂｂ〔ｍｍ〕；１ ２ ３*

?——為壁厚ｂ、ｂ、ｂ?部位的面積〔ｍｍ２〕。１ ２ ３

１ ２ ３鋁合金取較大值，鋅合金取中間值，鎂合金取較小值。合金種類ρ合金種類ρ〔ｇ/ｃｍ３〕鋅合金６．４鋁合金２．４鎂合金１．６５銅合金７．５〔２〕 閱歷公式計算內(nèi)澆口截面積的閱歷公式很多，依據(jù)不同的條件可得出不同的閱歷公式。例如，達(dá)伏克〔Ｗ．Ｄavok〕對內(nèi)澆口截面積和壓鑄件質(zhì)量之間的關(guān)系提出的閱歷公式〔６－３〕式中Ａ

g——內(nèi)澆口截面積〔ｍｍ２〕；gＧ——壓鑄件質(zhì)量〔ｇ〕。公式適用于質(zhì)量不大于１５０ｇ的鋅合金壓鑄件和中等壁厚的鋁合金壓鑄件。３．內(nèi)澆口尺寸內(nèi)澆口的外形除點澆口、直接澆口為圓形，中心澆口、環(huán)型澆口為圓環(huán)形外，根本上為扁平矩外形。通過對充填理論的爭論可知，內(nèi)澆口的厚度極大地影響著金屬液的充填形式，亦即影響著壓鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。因此，內(nèi)澆口的厚度是內(nèi)澆口的重要尺寸?！玻薄硟?nèi)澆口厚度內(nèi)澆口的最小厚度不應(yīng)小于０．１５ｍｍ。內(nèi)澆口過于薄，加工時則難以保證精度；壓澆口處金屬液凝固過快，在壓鑄件凝固期間壓射系統(tǒng)的壓力不能有效地傳遞到壓鑄件上。內(nèi)澆口的最大厚度一般不大于相連的壓鑄件壁厚的一半。１〕內(nèi)澆口厚度的閱歷數(shù)據(jù)見表６－４表６－４ 內(nèi)澆口厚度的閱歷數(shù)據(jù)鑄件壁厚０．６～１．５ ＞１．５～３ ＞３～６ ＞６b(mm)合金種類

簡單件簡潔件簡單件簡潔件簡單件簡潔件內(nèi)澆口厚度〔ｍｍ〕鉛、錫0.4-0.80.4-1.00.6-1.20.8-1.51.0-2.01.5-2.0(0.20-0.40)b鋅0.4-0.80.4-1.00.6-1.20.8-1.51.0-2.01.5-2.0(0.20-0.40)b鋁、鎂0.6-1.00.6-1.20.8-1.51.0-1.81.5-2.51.8-3.0(0.40-0.60)b銅-0.8-1.21.0-1.81.0-2.01.8-3.02.0-4.0(0.40-0.60)b２〕內(nèi)澆口厚度和凝固模數(shù)的關(guān)系為了使金屬液布滿型腔后在壓力作用下凝固凝固。內(nèi)澆口厚度和凝固模數(shù)的關(guān)系見圖６－９，圖中的凝固模數(shù)可用下式計算：Ｍ＝Ｖ／Ａ 〔６－４〕式中Ｍ——凝固模數(shù)〔ｃｍ〕；Ｖ——壓鑄件體積〔ｃｍ３〕；Ａ——壓鑄件外表積〔ｃｍ２〕；對于壁厚根本均勻的薄壁壓鑄件，凝固模數(shù)約等于壁厚的二分之一。圖６－９內(nèi)澆口厚度ｄ和凝固模數(shù)Ｍ的關(guān)系〔２〕內(nèi)澆口的寬度和長度壓鑄件一般取邊長的０．６～０．８倍，圓形壓鑄件一般取直徑的０．４～０．６倍。在整個澆注系統(tǒng)中，內(nèi)澆口的截面積最小〔除直接澆口外〕，因此金屬液充填型腔時，２～３ｍｍ。４．內(nèi)澆口與壓鑄件和橫澆道的連接方式圖６－１０所示為內(nèi)澆口與壓鑄件和橫澆道的連接方式。圖ａｂｃ與圖ｂ類似，只是在橫澆道上增加了一個折角；在圖ｄ中，內(nèi)澆口ｅ的形式與圖ｄ增大至６０°，適用于深型腔的壓鑄件；圖ｆ的形式適用于管狀壓鑄件。圖６－１０內(nèi)澆口與壓鑄件和橫澆道的連接方式圖中符號的意義和相互關(guān)系：Ｌ－內(nèi)澆口長度；Ｌ

－內(nèi)澆口延長段長度；Ｈ－壓鑄件厚度；ｈ

－內(nèi)澆口厚度；１ｈ－橫澆道厚度；ｈ

２－橫澆道過渡段厚度；ｒ、ｒ

１－圓角半徑２ ３Ｌ＝２～３ｍｍ Ｌ１

＝３Ｌ２

Ｌ＋Ｌ１

１ ２＝〔８～１０〕ｍｍ ｈ２

＝２Ｈｈ＝２Ｌ

ｒ＝ｈ

ｒ＝ｈ／２３ １ １ １ ２ ２〔二〕直澆道設(shè)計直澆道的構(gòu)造與所選用的壓鑄機(jī)類型有關(guān)，分為臥式冷壓室、立室冷壓室和熱壓室壓鑄機(jī)用三種直澆道。１．臥式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道中壓射完畢后留下的一段金屬稱為余料，其構(gòu)造如圖６－１１所示。圖６－１１ 臥式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道１－壓室 ２－澆口套 ３－分流器 ４－余料壓室和澆口套可以制成一體，也可以分別制造。目前，后者使用得比較多。臥式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道設(shè)計要點如下：〔１〕〔澆口套和壓室的內(nèi)徑〕Ｄ依據(jù)壓鑄件所需的壓射比壓和壓室布滿度確定。(1~1)〔２〕直澆道的厚度Ｈ，一般?。龋? 2 Ｄ?！玻场常薄悖常皑@～２°，長度１５～２５ｍｍ，開設(shè)在澆口套靠近分型面一端的內(nèi)孔上?！玻础碀部谔椎拈L度一般應(yīng)小于壓鑄件壓射沖頭的跟蹤距離出?！玻怠场玻丁城笾睗驳牢挥跐部谔變?nèi)孔的上方，防止金屬液在壓射前流入型腔，如圖６－１２所示。圖６－１２ 臥式冷壓室壓鑄機(jī)承受中心澆口的形式２．立式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道流錐組成，其構(gòu)造如圖６－１３所示。圖６－１３ 立式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道１．余料２．噴嘴３．澆口套４．定模鑲塊５．分流錐從噴嘴導(dǎo)入口至最小環(huán)形截〔Ⅰ－Ⅰ截面ｄ處與余料相連。噴嘴是壓鑄機(jī)的附件，備有多種規(guī)格以供選用。１立式冷壓室壓鑄機(jī)用直澆道設(shè)計要點如下：〔１〕截面積的１．２～１．４倍。(1.2(1.2~1.4)Agｄ ＝１〔６－５〕式中ｄ——噴嘴導(dǎo)入口小端直徑〔ｍｍ〕；１Ａ——內(nèi)澆口截面積〔ｍ２?！玻病常薄悖常皑@，Ｂ段為１°３０ˊ～３°，Ｃ段脫模斜度依據(jù)鑲塊厚度來確定，鑲塊厚脫模斜度小，鑲塊薄則脫模斜度大?！玻场持睗驳栏鞫芜B接處的直徑單邊放大０．５～１ｍｍ?！玻础秤啥ｈ倝K與分流錐形成的環(huán)型通道截面積一般為噴嘴導(dǎo)入口截面積的１．２倍左右，直澆道底局部流錐的直徑ｄ一般可按下式計算：d2d22(1.11.3)d123d 3〔６－６〕式中ｄ——直澆道底部環(huán)型截面處的外徑〔ｍｍ〕；２１ｄ——直澆道小端〔噴嘴導(dǎo)入口處〕直徑〔ｍｍ〕；１d2-d3并 且 要 求 2 ≥ ３ 〔 ｍ ｍ 〕〔６－７〕〔５〕直澆道與橫澆道連接處要求圓滑過渡，圓角半徑一般取Ｒ５～Ｒ２０ｍｍ，以使金屬液流淌順暢。ａｂｃ于將直澆道從定模中帶出；圖ｄ所示的偏心圓錐形分流錐適用于單型腔側(cè)向分流的形式。圖６－１４ 分流錐的構(gòu)造形式３．熱壓室壓鑄機(jī)用直澆道如圖６－１５所示。圖６－１５ 熱壓室壓鑄機(jī)用直澆道１．噴嘴２．澆口套３．分流錐熱壓室壓鑄機(jī)用直澆道的分流錐比較長，用于調(diào)整直澆道的截面積，掌握金屬液的流向及削減澆注系統(tǒng)金屬的消耗量。熱壓室壓鑄機(jī)用直澆道設(shè)計要點如下：〔１〕依據(jù)壓鑄件的構(gòu)造和質(zhì)量選擇直澆道尺寸。〔２〕依據(jù)內(nèi)澆口截面積選擇噴嘴出口小端直徑。一般噴嘴出口小端直徑截面積為內(nèi)澆口截面積的１．１～１．２倍?！玻场持睗驳拉h(huán)形截面Ａ－Ａ處壁厚ｈ，對于小型壓鑄件?。病常恚?，中型壓鑄件取 ３～５ｍｍ。〔４〕直澆道的脫模斜度一般?。病恪丁?。〔５〕為適應(yīng)熱壓室壓鑄機(jī)高效率生產(chǎn)的需要，通常在澆口套和分流錐內(nèi)部設(shè)置冷卻水道。如圖６－１６所示。圖６－１６ 在澆口套和分流錐內(nèi)部設(shè)置冷卻水道〔三〕橫澆道設(shè)計遞靜壓力的作用。因此，橫澆道的設(shè)計對獲得優(yōu)質(zhì)壓鑄件起著重要的作用。１．橫澆道的構(gòu)造形式橫澆道的構(gòu)造形式和尺寸主要取決于壓鑄件的外形、大小、型腔個數(shù)，內(nèi)澆口的形式、位置、方向和流入口的寬度等因素。臥式冷壓室壓鑄機(jī)承受的橫澆道的構(gòu)造形式如圖６－１７所示。圖６－１７ 橫澆道的構(gòu)造形式ａｂ〔擴(kuò)張式ｃｄ為圓弧收縮式；圖ｅ為平直分支式；圖ｆ為“Ｔ”形分支式；圖ｇ為分叉式；圖ｈ為圓周多支式。這些橫澆道中，圖ａ、ｂ、ｃ、ｄ適用于單型腔模具，圖ｅ、ｆ、ｇ、和ｈ適用于多型腔模具。設(shè)計模具時，可依據(jù)壓鑄件的具體構(gòu)造、技術(shù)條件及生產(chǎn)效率等要求來選用。２．橫澆道的設(shè)計要點〔１〕橫澆道截面積應(yīng)從直澆道起向內(nèi)澆口方向漸漸縮小。假設(shè)在橫澆道中消滅截面流淌過程中的渦流。〔２〕橫澆道截面積在任何狀況下都不應(yīng)小于內(nèi)澆口截面積。多型腔壓鑄模主橫澆道截面積應(yīng)大于各分支橫澆道截面積之和?！玻场硻M澆道應(yīng)具有肯定的厚度和長度。橫澆道過薄，則熱量損失大；過厚則冷卻速導(dǎo)向的作用?！玻础辰饘僖和ㄟ^橫澆道時的熱量損失應(yīng)盡可能地小，以保證橫澆道在壓鑄件和內(nèi)澆口之后凝固?！玻怠骋罁?jù)工藝上的需要可設(shè)置盲澆道，以到達(dá)改善模具熱平衡，容納冷污金屬液、涂料殘渣和空氣的目的。３．橫澆道的截面外形和尺寸橫澆道的截面外形如圖６－１８所示。圖６－１８橫澆道的截面外形圖ａ為扁梯形，金屬液熱量損失小，加工便利，應(yīng)用廣泛。圖ｂ為長梯形，適用于澆道部位狹窄，金屬液流程長，以及多型腔的分支澆道。圖ｃ為雙扁梯形，金屬液熱量損失少，適用于流程特別長的澆道。圖ｄ為圓形，熱量損失最少，但加工不便利。橫澆道截面尺寸的選擇見表６－５截面外形計算公式截面外形計算公式說明ｂ＝３Ａ／ｈg一般ｂ－〔ｍｍ〕ｈ－橫澆道深度〔ｍｍ〕gｈ≥〔１.5～２〕Ｈα＝１０°～１５°ｒ＝２～３最小Ａ－內(nèi)澆口截面積〔ｍ〕g〔ｍｍ〕α－脫模斜度〔°〕ｒ－圓角半徑〔ｍｍ〕三、典型壓鑄件澆注系統(tǒng)的分析〔一〕圓盤類壓鑄件號盤座壓鑄件的構(gòu)造特征〔圖６－１９〕和澆注系統(tǒng)分析〔表６－６〕號盤座壓鑄件為φ８０ｍｍ圓盤形，兩面均有圓環(huán)形凸緣和厚薄不均勻的凸臺，中心孔１８ｍｍ，最薄處壁厚為１．８ｍｍ。材料為Ｙ１０２鋁合金，壓鑄件上不允許有冷隔、夾渣等缺陷。承受集中式外側(cè)澆口，內(nèi)澆口寬度為壓鑄件直徑的７０％，金屬液進(jìn)入型腔后馬上封閉整個分型面，溢流槽和排氣槽不起作用，壓鑄件中心部位會造成欠鑄和夾承受集中式外側(cè)澆口，內(nèi)澆口寬度為壓鑄件直徑的７０％，金屬液進(jìn)入型腔后馬上封閉整個分型面，溢流槽和排氣槽不起作用，壓鑄件中心部位會造成欠鑄和夾渣等缺陷承受擴(kuò)張后帶收縮式的外側(cè)澆口，內(nèi)澆口寬度為壓鑄件直徑的９０％，將金屬液引向壓鑄件中心部位，對順當(dāng)?shù)嘏旁?、排氣較為有利，但由于金屬液向中心部位聚攏時，相互沖擊，液流紊亂，故中心部位仍有少量欠鑄和夾渣等缺陷圖６－１９號盤座壓鑄件簡表６－６圖號盤座澆注系統(tǒng)分析分析承受夾角較小的集中式外側(cè)澆口，內(nèi)澆口寬度為壓鑄件直徑的６０％左右，內(nèi)澆口設(shè)置在靠近凸臺處，將金屬液首先充填凸臺和中心部位，使氣體、夾渣擠向內(nèi)澆口兩側(cè)，從設(shè)置在兩側(cè)的溢流槽、排氣槽中排解，改善了充填、排氣和壓力傳遞承受夾角較小的集中式外側(cè)澆口，內(nèi)澆口寬度為壓鑄件直徑的６０％左右，內(nèi)澆口設(shè)置在靠近凸臺處，將金屬液首先充填凸臺和中心部位，使氣體、夾渣擠向內(nèi)澆口兩側(cè)，從設(shè)置在兩側(cè)的溢流槽、排氣槽中排解，改善了充填、排氣和壓力傳遞條件，效果較好〔二〕圓蓋類壓鑄件１．表蓋壓鑄件的構(gòu)造特征〔圖６－２０〕和澆注系統(tǒng)分析〔表６－７〕表蓋壓鑄件平均壁厚為４ｍｍ，局部壁厚達(dá)１１ｍｍφ１８．２ｍｍ的兩個孔和Ｍ２ｍｍ的螺孔八個，厚壁處不允許有縮孔和氣孔。材料為Ｙ１０２鋁合金。簡圖分析簡圖分析內(nèi)澆口設(shè)置在厚壁處，有利于靜壓力的有效傳遞，但由于內(nèi)澆口和橫澆道均較薄，厚壁處氣孔、縮孔較為嚴(yán)峻內(nèi)澆口設(shè)置在厚壁處，同時將內(nèi)澆內(nèi)澆口設(shè)置在厚壁處，同時將內(nèi)澆口和橫澆道厚度增大，更有利于靜壓力的傳遞，使厚壁處質(zhì)量得到明顯改善２．底盤壓鑄件的構(gòu)造特征〔圖６－２１〕和澆注系統(tǒng)分析〔表６－８〕φ１８０ｍｍ，高為３５ｍｍ，平均壁厚為３ｍｍ，局部壁厚達(dá)２２ｍｍ，材料為Ｙ１０２鋁合金。圖６－２１ 底盤壓鑄件簡圖簡圖分析過早地封閉分型面，形成兩個集中的渦流夾渣承受向上的扇形澆口，先充填頂部平面，然后從兩側(cè)折回Ｂ處，對中心平面Ａ雖在Ｂ處增設(shè)溢流槽，但仍未根本改善在扇形澆口的根底上，針對Ｂ處設(shè)置分支內(nèi)澆口，引入一股金屬液，用以沖散Ｂ處的渦流，并在金屬液集合處設(shè)置兩個溢流槽，質(zhì)量取得較大的改善承受中心澆口整個環(huán)型進(jìn)料，同時向四周充填，從澆口至壓鑄件四周的距離各不一樣，金屬液先與型腔邊緣沖撞，再向兩側(cè)折回，應(yīng)通過設(shè)置溢流槽使之平衡后可取得較好的效果承受外側(cè)澆口，內(nèi)澆口設(shè)置在靠近孔的部位，金屬液充填型腔時被型芯所阻，在型芯背后形成死角區(qū)，渦流裹氣嚴(yán)峻承受外側(cè)澆口，內(nèi)澆口設(shè)置在遠(yuǎn)離孔承受外側(cè)澆口，內(nèi)澆口設(shè)置在遠(yuǎn)離孔的一側(cè)，但由于內(nèi)澆口過寬，澆口兩側(cè)金屬液進(jìn)入型腔后，沿著型腔內(nèi)緣充填，過早堵塞排氣通道，在中心部位形成渦流裹氣承受外側(cè)澆口，內(nèi)澆口仍設(shè)置在遠(yuǎn)離孔的一側(cè)，調(diào)整內(nèi)澆口寬度為壓鑄件直徑的６０％，將金屬液首先引向中心部位，氣體從內(nèi)澆口兩側(cè)的溢流槽中排解，并在頂部孔的中心和外緣設(shè)置溢流槽，將金屬流集合處的氣體排出，效果較好〔三〕圓環(huán)類壓鑄件１．接插件壓鑄件的構(gòu)造特征〔圖６－２２〕和澆注系統(tǒng)分析〔表６－９〕接插件壓鑄件外緣有凸紋，壓鑄件不允許有氣孔，質(zhì)量１００ｇ，材料為ＺＬ１０７鋁合金。圖６－２２ 接插件壓鑄件簡圖簡圖分析平面直注式澆口，金屬液正面沖擊型芯，易造成粘摸，降低壓鑄件外表質(zhì)量，降低模具使用壽命平面切線式澆口，金屬液首先封閉分型面，型腔內(nèi)氣體不易排出，壓鑄件內(nèi)有氣孔反切線式澆口，金屬液首先充填型腔深處，將氣體擠向分型面，從溢流排氣系統(tǒng)排出，不正面沖擊型芯，又不過早封閉分型面，充填排氣條件良好，改善壓鑄件質(zhì)量，提高模具使用壽命２．軸承保持器壓鑄件的構(gòu)造特征〔圖６－２３〕和澆注系統(tǒng)分析〔表６－１０〕軸承保持器壓鑄件為直徑較大的圓環(huán)形厚壁件３４３ｍｍ落，材料為變質(zhì)處理Ｙ１０２鋁合金。切線澆口，金屬液沿切線方向充填，氣體從分型面排出，此方法可用于直徑小于切線澆口，金屬液沿切線方向充填，氣體從分型面排出，此方法可用于直徑小于φ２００ｍｍ的壓鑄件平直澆口，金屬液沖擊型腔壁，簡潔導(dǎo)致型腔面沖蝕而引起粘摸現(xiàn)象圖６－２３軸承保持器壓鑄件簡表６－１０圖軸承保持器澆注系統(tǒng)分析分析Ｔ形澆口，將內(nèi)澆口寬度增大，減小Ｔ形澆口，將內(nèi)澆口寬度增大，減小金屬液沖擊現(xiàn)象，改善充填、排氣條件，在肯定狀況下可以使用分支三道澆道，通過環(huán)型內(nèi)澆口進(jìn)入氧化、夾渣、氣孔嚴(yán)峻，外表產(chǎn)生流痕冷隔分支Ｔ形澆口，延長橫澆道，內(nèi)澆口分段與壓鑄件連接。在分支橫澆道端部和以排出氣體、儲存冷污金屬液。內(nèi)澆口采用反注式，充填、排氣條件和模具熱平衡狀態(tài)良好，是一種比較合理的設(shè)計方案〔四〕筒類壓鑄件導(dǎo)管壓鑄件的構(gòu)造特征〔圖６－２４〕和澆注系統(tǒng)分析〔表６－１１〕導(dǎo)管壓鑄件為長筒管狀，壁厚均勻，要求有較小的外表粗糙度。圖６－２４ 導(dǎo)管壓鑄件簡圖簡圖分析在兩端設(shè)置環(huán)型溢流槽。由于金屬液直接沖擊型芯，流態(tài)紊亂，壓鑄件外表簡潔消滅流痕、花紋等缺陷切線端部側(cè)澆口，金屬液從一端切線排氣條件較好，有利于提高壓鑄件質(zhì)量，去除澆口便利，但增加了金屬液消耗量環(huán)型澆口，金屬液從一端環(huán)型澆口注入，順著型芯方向充填，在另一端設(shè)置溢流槽。充填、排氣條件良好，有利于提高壓鑄件質(zhì)量環(huán)型澆口，金屬液從一端環(huán)型澆口注入，順著型芯方向充填，在另一端設(shè)置溢流槽，增加了盲澆道以改善模具熱平衡狀態(tài)。充填、排氣條件良好，壓鑄件質(zhì)量好，外表光滑，但增加了金屬液消耗量〔五〕殼體類壓鑄件罩殼壓鑄件的構(gòu)造特征〔圖６－２５〕和澆注系統(tǒng)分析〔表６－１２〕罩殼壓鑄件為長方形殼體，型腔較深，頂部無孔，內(nèi)腔有長凸臺，壁厚較薄而均勻，一般為２ｍｍ，材料為Ｙ１０２鋁合金。圖６－２５ 罩殼壓鑄件簡圖簡圖分析頂澆口，金屬液流程短而均勻，充填條件良好。模具構(gòu)造緊湊，外形較小，模具熱平衡狀態(tài)和壓鑄機(jī)受力狀態(tài)均良好，壓鑄模有效面積利用率高，澆注系統(tǒng)消耗金屬量較少。但直澆道和壓鑄件連接處熱量集中，易導(dǎo)致縮松和粘摸，澆口需要切除點澆口，除具有頂澆口的優(yōu)點外，去除澆口便利，但模具需要兩次分型，構(gòu)造較為簡單。對于較深的型腔，承受點澆口時，四側(cè)花紋較嚴(yán)峻遠(yuǎn)離澆口的一端充填條件不良，易產(chǎn)生流痕、冷隔。設(shè)置大容量溢流槽，可改善模具熱平衡狀態(tài)，壓鑄件質(zhì)量有所提高，去除澆口較為便利橫向側(cè)澆口，金屬液流程比端部側(cè)澆口短些，但轉(zhuǎn)折仍多，澆口對面的一側(cè)易產(chǎn)生流痕、冷隔。為改善頂部和對面一側(cè)的充填、排氣條件，首先將金屬液引向壓鑄件頂部，以排解深腔部位的氣體，在最終充填部位設(shè)置大容量溢流槽，效果較好第一節(jié) 溢流、排氣系統(tǒng)設(shè)計壓鑄模中的溢流、排氣系統(tǒng)包括溢流槽和排氣槽。為了提高壓鑄件質(zhì)量，在金屬液充填屬液，這就需要設(shè)置溢流、排氣系統(tǒng)。溢流、排氣系統(tǒng)還可以彌補(bǔ)由于澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理慮〔參見典型壓鑄件澆注系統(tǒng)的分析〕。一、溢流槽設(shè)計〔一〕溢流槽的作用〔１〕排解型腔中的氣體，儲存混有氣體和涂料殘渣的前流冷污金屬液?！玻病痴莆战饘僖旱牧魈薁顟B(tài)，防止局部產(chǎn)生渦流。〔３〕調(diào)整模具的溫度場分布，改善模具的熱平衡狀態(tài)?！玻础匙鳛閴鸿T件脫模時推桿推出的位置，防止壓鑄件變形，避開在壓鑄件外表留有推桿痕跡?！玻怠吃O(shè)置在動模上的溢流槽，可增大壓鑄件對動模的包緊力，使壓鑄件在開模時隨動模帶出?！玻丁匙鳛閴鸿T件存放、運輸及加工時的支承、吊掛、裝夾或定位的附加局部?！捕骋缌鞑鄣臉?gòu)造形式１．設(shè)置在分型面上的溢流槽設(shè)置在分型面上的溢流槽構(gòu)造簡潔，加工便利，應(yīng)用最廣泛。如圖６－２６所示。圖６－２６設(shè)置在分型面上的溢流槽ａ、圖ｂｃ所示時，可將溢流槽開設(shè)在分型面的兩側(cè)，并設(shè)置推桿，如圖ｄ所示。２．設(shè)置在型腔內(nèi)的溢流槽依據(jù)壓鑄件的需要，也可將溢流槽設(shè)置在型腔內(nèi)，如圖６－２７所示。圖６－２７設(shè)置在型腔內(nèi)的溢流槽１－溢流槽２－型芯３－推桿４－排氣鑲塊圖ａｂｃ所示的為錐形溢流槽，構(gòu)造與環(huán)型溢流槽相像，更ｄ所示為用以排解型腔深處的氣體和冷污金屬液在型芯端部開設(shè)的錐形溢流槽，同時增設(shè)排氣鑲塊排氣，溢流槽的脫模由推桿推出。〔三〕溢流槽的設(shè)計要點〔１〕前流冷污金屬液，改善模具的熱平衡狀態(tài)。溢流槽的設(shè)置例如見表６－１３?！玻病硲?yīng)便于從壓鑄件上去除溢流槽，并盡量不損壞壓鑄件的外觀?！玻场沉粢獗荛_在溢流槽和壓鑄件之間產(chǎn)生熱節(jié)?！玻础骋旱沽骰匦颓弧ＴO(shè)置部位結(jié)構(gòu)簡圖設(shè)置部位結(jié)構(gòu)簡圖說明金屬液最先沖擊部位和內(nèi)澆口兩側(cè)在金屬液最先沖擊的部位和內(nèi)澆口的兩側(cè)設(shè)置溢流槽，排解金屬液流前部的氣體、冷污金屬液，可穩(wěn)定流態(tài)，削減渦流，并將折回內(nèi)澆口兩側(cè)的氣體、夾渣排解型芯反面金屬液集合處型芯反面區(qū)域是金屬液在充填過程中被型芯阻擋所形成的死角，也是由氣體和夾渣形成鑄造缺陷之處，故常常設(shè)置溢流槽，以改善壓鑄件的質(zhì)量多股金屬液匯合處金屬液最終充填的部位在壓鑄過程中，由于壓鑄件構(gòu)造和工藝條件所限，往往不易完全到達(dá)抱負(fù)的流也是氣體、涂料殘渣、冷污金屬液最集中的區(qū)域，應(yīng)設(shè)置溢流槽來改善充填、排氣條件在金屬液最終充填的部位，金屬液溫度和模具溫度故應(yīng)設(shè)置溢流槽以改善模具熱平衡狀態(tài)，改善充填、排氣條件壓鑄件局部壁壓鑄件局部壁厚處壓鑄件厚壁處最易產(chǎn)生氣孔、縮松等缺陷，為了改善厚壁處的內(nèi)部質(zhì)量，常常承受大容量的溢流槽和較厚的溢流口，以充分地排解氣體和夾渣，轉(zhuǎn)移縮松部位，改善內(nèi)部質(zhì)量主橫澆道的端部將冷污金屬液、涂料殘渣和氣體儲存在主橫澆道的大容量溢流槽中，同時對金屬液的流態(tài)有肯定的穩(wěn)定作用〔四〕溢流槽的容積和尺寸１．溢流槽的容積依據(jù)充填型腔時金屬液的流淌方向和路徑，將型腔劃分為假設(shè)干個區(qū)，每個區(qū)的一端為金屬液的人口，另一端設(shè)置溢流槽。在抱負(fù)狀態(tài)下，流入一個區(qū)的金屬液僅停留在這個區(qū)內(nèi)，區(qū)相鄰的溢流槽的容積與相鄰型腔區(qū)容積的關(guān)系見表６－１４。壓鑄件壁厚〔ｍｍ〕壓鑄件壁厚〔ｍｍ〕０．９０１．３０１．８０２．５０３．２０溢流槽容積占相鄰型腔區(qū)容積的百分比〔％〕壓鑄件具有較低的外表粗糙度１５０１００５０２５－壓鑄件外表允許少量折皺７５５０２５２５－注：１．特別狀況下，表中所列的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)展調(diào)整。２．溢流口截面積一般不小于相鄰區(qū)澆口的截面積。３．金屬液每流過澆道和型腔２５０ｍｍ，溢流槽的容積還要在表中所列數(shù)據(jù)的基礎(chǔ) 上追加２０％。２．溢流槽的尺寸推舉的梯形溢流槽尺寸見表６－１５。表６－１５ 推舉的梯形溢流槽尺寸AaHh/mmcbBFyVy/mm/mm/mm鋅合鋁合銅合/mm/mm/mm/cm2/cm3金金鎂金合金8121.580.8912560.60.70.90.610162.171.2312202.741.5510162.891.9116670.70.81.10.812203.642.6414254.563.0012204.543.4420780.81.01.3115255.744.3018306.925.2115257.106.71258101.01.21.5118308.598.08223510.169.48183010.2411.60309121.11.31.61223512.0813.62264515.4417.40203514.0618.493510141.31.51.81254016.4921.11305020.0526.34254017.9927.324010161.51.82.21305020.4934.09356026.9940.88注：F——溢流槽在分型面上的投影面積；Vy二、排氣槽設(shè)計

——溢流槽的容積y壓鑄生產(chǎn)時，金屬液的充填速度格外快，型腔的充填時間格外短，型腔中的空氣及涂料揮發(fā)產(chǎn)生的氣體的排解是一個極其重要的問題位單獨設(shè)置?！惨弧撑艢獠鄣臉?gòu)造形式１．分型面上排氣槽的構(gòu)造形式設(shè)置在分型面上的排氣槽構(gòu)造簡潔，截面外形一般為狹長的矩形，加工便利。分型面上排氣槽的構(gòu)造形式見表６－１６。結(jié)構(gòu)簡圖說結(jié)構(gòu)簡圖說明在溢流槽后端設(shè)置排氣槽，排氣槽與溢流口應(yīng)錯