1零件工艺分析图1所示为光学测量器械水准仪的外壳，外形尺寸为82mm×mm×17.4mm，由于其使用环境大多是在户外工地，难免磕碰挤压，同时为了避免质量过重，材料选用铝合金（YL11），收缩率‰~9‰（因收缩条件改变而有所不同），液态铝合金的密度为2.4g/cm3。该铸件采用压铸模成型，既能保证成型一致性，又能降低生产成本。铸件内、外拔模角度为0.5°~1°（因拔模深度有所不同），满足脱模要求。铸件表面多为曲面，外观四面为鼓形圆筒，底座由几个圆柱体组合而成。铸件内部结构复杂，多个方向都需要与相应零件配合，铸件作为光学仪器的一部分，对几何公差的要求较高。物镜装配处由于孔距较深，采用液压抽芯机构脱模；目镜配合处采用斜导柱滑块抽芯机构脱模；两侧面的微调机构比较小，尺寸要求较高，型芯采用镶嵌方式，方便后续模具的安装与维护；底座与上盖处采用斜导柱滑块抽芯机构脱模。图1外壳结构通过经验和理论分析可以得出铸件的成型难点，因此在设计之初就对其模具结构进行改进。（1）在尺寸6.5mm、φ27mm处，由于拔模斜度及空间窄小问题，尺寸6.5mm会偏小，没有加工余量，在尺寸6.5mm上增加0.1~0.mm的加工余量，提高了铸件合格率，节省了生产成本。（2）φ8.6mm孔处由于热胀冷缩的原因，成型零件易磨损，导致尺寸偏小，该处成型零件采用镶件结构，便于其后续更换与维修。（）由于物镜与目镜两边孔的同轴度公差都是φ0.05mm，在设计时应考虑加工和装配两边滑块时留有足够的修模余量。（4）底座端面距离中心51mm，且要保证与X基准面的平行度公差为0.05mm，由于底座端部圆环较薄且窄，在进料时受到阻力较大，导致端面尺寸51mm加工余量不足，将51mm尺寸加大了0.mm。（5）φ4.4mm孔的表面粗糙度须低于Ra0.1μm，不能采用镗孔加工，因此使用压光刀进行加工，以保证粗糙度要求。（6）主视图的2个螺纹孔是在圆弧面上，需要单独使用四轴加工中心加工，设计压铸模时须在这两处设置好加工余量。2分型面与成型零件设计及型腔布局2.1分型面与成型零件设计根据铸件结构特点进行分型设计，最初按照铸件实际摆放位置进行凸、凹模设计，但是分析时发现铸件外表面多个部位存在分型痕迹，不仅增加打磨的工作量，还使铸件表面质量难以保证，降低生产合格率。对于4处抽芯机构的分型，在保证表面统一的原则下，各滑块分型面如图2所示。图2分型面设计模具成型零件如图所示。模具成型部分由上模、下模和4个滑块共同组成，对于细长孔采用镶嵌式结构成型，以保证模具的使用寿命。为保证模具质量和铸件表面粗糙度，凸模、凹模、4个滑块材料均选用84模具钢。由于凸模、凹模结构复杂，要使用多个铜电极加工，同时还需采用高速数控加工工艺和线切割工艺。图成型零件物镜连接处采用液压抽芯机构，其余的底座、目镜、上盖处均采用传统的斜导柱滑块机构抽芯，滑块抽芯机构如图4所示，其中处为斜导柱滑块机构、1处为液压抽芯机构。图4滑块抽芯机构由于物镜孔是深孔，抽芯距离较长，需要较大的抽芯力，并且滑块Ⅱ也存在1个同轴的浅孔。在考虑传动平稳性、铸件不变形的情况下，滑块Ⅳ设计了液压抽芯机构。同时，设计了与上模一体的楔紧块提供锁紧力，节省了模具的安装时间。由于滑块与楔紧块之间相互运动，磨损较大，设计了耐磨块并安装在滑块上。如果不采用耐磨块，更换时需要拆卸整个上模或滑块，导致安装时间延长，生产效率降低。由于浅孔和深孔同轴，加工要注意同轴度要求，不同于深孔抽芯滑块的设计，滑块Ⅱ与滑块Ⅲ采用了成型部位与导向部位分离的设计，滑块Ⅱ与滑块Ⅲ成型部位采用耐高温材质，导向部位采用综合性能好的钢材，这既可以保证铸件成型质量，又可以控制生产成本。滑块Ⅰ成型水准仪的底座，由于底座需要与度盘配合，底座配合处有圆柱度要求，中心螺纹孔与底座相互之间有垂直度要求。滑块Ⅰ要求底座端面离中心距离51mm，且要保证与X基准面的平行度公差为0.05mm，同时为保证加工余量，把51mm尺寸加大了0.mm。其次，该压铸模的精度要求由切削加工保证，如果机械加工余量过小，良品率就会降低，所以在实际生产中需要保证足够的加工余量。2.2型腔布局铸件尺寸不大，但结构复杂，根据企业的压力机等相关设备，模具设有4个抽芯机构，采用1模1腔布局。经分析验证，该单型腔模具模架尺寸为mm×mm，如图5所示。型芯材料为低碳、低铬、高钼、高钨的模具钢，使用寿命为8万模次。图5下模型腔布局浇注系统与排气系统设计通过对铸件形状进行分析，分流锥到进料位置采用环形浇口，理论上可以布置在左右两端，而根据滑块斜导柱的布置，选择在图5所示物镜配合的左端；如果选择侧浇口从待成型铸件外壳表面进料，会在外表面的分型处留下浇口痕，影响外观质量，而且会使凝料去除难度增大。为了保证外壳的外观质量，熔体浇注末端采用了渣包处理，以便排除型腔内的气体、冷污金属液，稳定流态，减少涡流，并将浇口两侧的气体排除。当金属液填充完型腔，流入渣包后，所有渣包用渣带连接，最后进入渣料缓冲带，如图6（a）所示，既保证了熔体充填速度，又保证了充填质量。这些渣包渣带后期会随着铸件一起被推出，之后进行人工分离，分离后还需打磨用于后续加工。浇注系统结构如图6所示，滑块位的渣包溢流口厚度原为1.mm，但在锯渣包时废料容易崩入铸件，现将滑块位渣包溢流口厚度减至0.8mm，如图6（b）箭头处。通过经验分析可知，筒壳铸件壁厚较薄，质量较轻，可以使用成型部件与渣包槽之间的间隙排气，不需要增设排气槽。

图6浇注系统结构

4推出机构设计分析成型铸件发现，铸件的脱膜包紧力主要由滑块承受，而上模与下模由于材料的冷却收缩，铸件容易脱膜。为了保证铸件外观良好，铸件外表面不设置推杆推出，而是在渣包位置采用推杆推出，如图7所示。为保证推出平衡且有足够推出力，包紧力大的部位应增加推杆数量，包紧力小的部位可适当减少推杆数量，空间充足的部位采用7根φ8mm圆推杆推出，空间狭窄的部位采用根φ6mm圆推杆推出。该推出机构通过现场生产实践证明可行，且在类似模具中已应用。

图7推出机构

5冷却系统设计各处滑块体积较小，空间狭窄，且铸件壁厚较薄，故滑块内未设计冷却水路。模具的浇口位置集中且分布均匀，所以采用普通线型冷却水路，型芯处冷却水路直径为φ12.0mm，模板处冷却水路直径为φ22.0mm，如图8所示图8冷却水路

1.上模芯水路2.下模芯水路.铸件

6模具工作过程模具结构如图9所示，经保压、冷却铸件成型后，压铸机模板带动模具下模套板6向下运动进行开模，模具首先沿PL处分型，斜导柱2、16推动滑块镶件4、17，使滑块5、19产生相对运动，沿斜导柱2、16向外运动，完成浅孔的侧抽芯动作。同理，滑块19对称面的斜导柱也会推动滑块Ⅲ（见图4），使其向外运动，完成端盖处的抽芯动作。图9模具结构

1.上模套板2.斜导柱.耐磨块4.滑块镶件5.滑块Ⅱ6.下模套板7.垫块8.限位钉9.推板导柱10.螺钉11.螺钉12.滑块Ⅳ1.抽芯滑块14.耐磨块15.螺钉16.斜导柱17.滑块镶件18.耐磨块19.滑块Ⅰ20.推杆固定板21.推板22.推板导柱2.推杆24.复位杆25.下模板26.成型块27.成型块28.浇口套29.螺钉0.固定环1.上模板2.铸件

个滑块在开模时完成抽芯动作，并到达限位块所限制的最大位置，接着液压抽芯机构将带动滑块12进行抽芯运动。开模完成后，铸件2及其渣包都会留在下模。所有滑块抽芯结束后，压铸机顶出装置推动推板21，带动推杆固定板20和推杆2运动，铸件被推杆完全推出后，掉落至预先做好防摔措施的压铸机出料位置，检查压铸模熔料口及成型部位有无残渣。若没有即可进行合模继续压铸。合模时，先将液压抽芯机构复位，复位杆24会带动推杆固定板20、推板21、推杆2复位。合模过程中，滑块12先由液压机构进行复位运动，个斜导柱滑块抽芯机构由斜导柱带着剩余个滑块复位，最后上、下模在分型面处合模完毕，随着压铸机压力达到铸件的阈值即可进行下一压铸周期。铸件进行打磨和机加工后如图10所示。图10零件实物▍原文作者：张家民1吴光明1戴二林2张国庆1▍作者单位：1.东莞市技师学院；2.东莞市和镁五金有限公司

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkyy/5837.html