鋁合金法蘭蓋是裝備制造一種常用的壓鑄件,，該零件尺寸精度要求高，表面光面,，致密性好,，不允許有縮孔、縮松等問題,，大批量生產(chǎn),。壓力鑄造，簡(jiǎn)稱壓鑄,，是指將熔融金屬液高速填充到模具型腔,，并在高壓下使熔融金屬液變冷，從而成型的一種鑄造方法,。壓鑄成型工藝具有尺寸精度,、表面，壓鑄件組織致密,，生產(chǎn)等特 點(diǎn),，可以實(shí)現(xiàn)金屬零部件成型的少切削甚至無切削。
1.壓鑄件結(jié)構(gòu)工藝性分析
壓鑄件壁厚大體均勻,，整體壁厚為2mm,；Z大外形尺寸為：100×90×30mm；壓鑄件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,，內(nèi)部有通孔,，孔徑約 24mm，拔模斜度為1°,；同時(shí)內(nèi)部還有一直徑約?50mm的球面,，因此壓鑄模需要設(shè)計(jì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。壓鑄件對(duì)氣密性要求較高，不能有縮孔,、縮松,、裂紋、冷隔等鑄造問題,。
2.壓鑄成型工藝分析
模具采用一模兩腔,，初選280t 力勁臥式冷室壓鑄機(jī)，考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜性及氣密性要求壓射比壓取116MPa,，充填速度75m/s,，射出增壓時(shí)間為6s，變冷時(shí)間為8s,。
3.模具主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
3.1分型面的選擇
分型面是動(dòng),、定模分開的面，分型面應(yīng)選擇在壓鑄件外形輪廓尺寸Z大處并壓鑄件尺寸精度和表面質(zhì)量,。該分型面位于壓鑄件Z大截面處,，同時(shí)有利于壓鑄件留在動(dòng)模上，方便模具加工,。
3.2型腔數(shù)量的確定及排布
經(jīng)測(cè)量,，該壓鑄件體積為33.8cm3，質(zhì)量為91.3g,，在分型面上投影面積為27.7cm2,。壓鑄機(jī)射料量選擇為1.5kg，鎖模力為2,800kN,，選擇錘頭直徑?60mm,，壓射沖頭推出距離140mm。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備情況,，采用一模二腔的型腔設(shè)計(jì),。
3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.3.1澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是金屬液進(jìn)入型腔的通道，主要功能是 導(dǎo)入金屬液及傳遞壓力,，一般由直澆道,、橫澆道、內(nèi)澆 口及料柄組成,。鋁合金法蘭蓋要求內(nèi)部組織致密,，尺寸，澆注系統(tǒng)對(duì)其成型質(zhì)量有非常大的影響,。從直澆道到橫澆道再到澆口,，截面積逐漸減小，既可以對(duì)流動(dòng)的金屬液局部增壓,，金屬液的流動(dòng),，又可以減少金屬液和 空氣的接觸,，防止金屬液卷氣及氧化。
3.3.2內(nèi)澆口尺寸分析
內(nèi)澆口尺寸過大或過小都會(huì)影響充填過程,，過大的澆口使充填速度減小,，澆口凝固緩慢；過小的澆口使金屬液噴射嚴(yán)重,，型芯磨損加劇,。防止金屬液因?yàn)殍T造壓力過大從排溢系統(tǒng)中噴出，將主分型面溢流排氣槽設(shè)計(jì)成類似“搓衣板”形狀,，且排氣槽開設(shè)的位置與溢流口錯(cuò)位,。
3.4排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)
排溢系統(tǒng)指的是模具的排氣槽和溢流槽，排溢系統(tǒng)的作用包括：排除型腔內(nèi)的氣體,，儲(chǔ)存冷污金屬液,， 轉(zhuǎn)移縮孔、縮松,、渦流卷氣及產(chǎn)生冷隔的部位,，提高壓 鑄件內(nèi)部質(zhì)量等。
法蘭蓋排溢系統(tǒng)位于兩處：①末端離澆口Z遠(yuǎn)處,。該處是壓鑄件Z后凝固的位置之一,，需設(shè)計(jì)溢流排氣槽其成型工藝性，但由于該位置緊鄰深孔側(cè)型芯分型面,，對(duì)溢流排氣槽的布置有   制約，故分別在側(cè)分型面上及主分型面設(shè)計(jì)排氣溢流槽,。側(cè)分型面上的溢流槽設(shè)計(jì)為環(huán)形方便側(cè)型芯抽芯,。
3.5.1球面?zhèn)瘸樾窘Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)主要組成零件有斜導(dǎo)柱、滑塊,、擋塊,、塊、壓條及3  個(gè)側(cè)型芯,，用來成型法蘭蓋內(nèi)部球面結(jié)構(gòu)及2 個(gè)側(cè)孔,。由于金屬液在側(cè)型芯周圍變冷后產(chǎn)生熱脹冷縮， 尺寸逐漸減小,，會(huì)對(duì)側(cè)型芯產(chǎn)生包緊作用,，因此側(cè)型 芯抽出時(shí)需要   的抽芯力，滑塊與側(cè)型芯,、導(dǎo)滑槽均采用鑲拼式結(jié)構(gòu),，易于組裝，并可進(jìn)行單獨(dú)熱處理,，提高及使用壽命,。
3.5.2深孔側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于該壓鑄件內(nèi)部通孔較深（約50mm）,，包緊力大，因此采用液壓抽芯,。側(cè)型芯復(fù)位后,，為防止側(cè)型芯在鑄造壓力作用下后退影響壓鑄件尺寸精度，選用整體式楔緊塊對(duì)活動(dòng)型芯進(jìn)行楔緊,，楔緊角25°,。
3.6變冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于鋁合金澆注溫度較高（650℃），為了提高生產(chǎn)效率及法蘭蓋的質(zhì)量和致密性,，延長(zhǎng)模具使用壽命,，要在模具型腔內(nèi)溫度Z高、熱量集中的區(qū)域設(shè)計(jì)變冷系統(tǒng),，包括變冷水道及點(diǎn)變冷器,。對(duì)于模具容易過熱的部位，如直澆道部分,，使用螺旋水道循環(huán)變冷,。對(duì)模具橫澆道、定模型腔,、斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)主要部分布置變冷水流道,。其中橫澆道及定模型腔變冷水道直徑?10mm，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的滑塊部位過熱嚴(yán)重,，需將變冷水道直徑設(shè)計(jì)為?16mm,，變冷水在其中形成循環(huán)流動(dòng)加強(qiáng)變冷。
對(duì)于局部熱量集中,、溫度較高但不方便設(shè)計(jì)變冷 水流道的部位,，如動(dòng)模部分，由于要設(shè)計(jì)頂出裝置,，不 能使頂出裝置（如頂桿）和變冷水道干涉,，通常采用點(diǎn) 變冷的方式進(jìn)行變冷。
3.7推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
推桿盡量設(shè)置于法蘭蓋壓鑄件的平面,、直澆道,、橫澆道、溢流槽,、排氣槽等部位,，均勻排布,。推桿直徑取?6mm、?8mm  兩種規(guī)格共15根,，后端加粗,，經(jīng)剛性校核其剛性系數(shù)達(dá)2.0  以上，能滿足使用要求,。
采用彎曲橫澆道,，減少金屬液流動(dòng)距離；計(jì)算內(nèi)澆口尺寸,，同時(shí)在金屬 液交匯處和金屬液流動(dòng)末端設(shè)置溢流排氣槽,，防止壓 鑄件內(nèi)部出現(xiàn)氣孔、冷隔等問題,，壓鑄件內(nèi)部致密性好,。在壓鑄件內(nèi)部深孔處設(shè)計(jì)液壓抽芯機(jī)構(gòu)，內(nèi)部球面?zhèn)劝继幵O(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),，三向抽芯,，壓鑄 件的尺寸精度。在模具過熱部位如直澆道,、橫澆道,、定模型腔等處設(shè)計(jì)循環(huán)水冷系統(tǒng)，在動(dòng)模局部過熱處設(shè)置點(diǎn)變冷裝置,，提高了壓鑄件表面質(zhì)量,、生產(chǎn)效率及模具使用壽命。Z后在澆注系統(tǒng),、集渣包,、排氣槽等工藝廢料部位設(shè)計(jì)頂桿頂出，既能使壓鑄件頂出時(shí)受力均勻,，又不會(huì)在壓鑄件表面留下頂桿頂出的痕跡。