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带斜销抽芯机构压铸模力学分析及工艺参数设是嘛

发布时间:2021-07-11 18:44:15 阅读: 来源:板擦厂家
带斜销抽芯机构压铸模力学分析及工艺参数设是嘛

带斜销抽芯机构压铸模力学分析及工艺参数设计

摘 要:文章对带斜销抽芯机构压铸模的受力情况进行了系统分析,明确了压铸 模结构参数优化设计的基本原则,能够对模具设计人员进行理海尔新材由海尔团体孵化论指导。

关键词:压铸模 力学分析 工艺参数设计

引言

压力铸造以金属铸造为基础,将熔融合金在高压、高速条件下成型,从根本上解决了金属流动性问 题。要充分发挥压力铸造制备组织致密、具有良好力学性能铸件的特点,除了正确实施压铸合金冶炼工 艺、选择合适的压铸机外,更重要的在于设计、制造满足工艺要求的压铸模。压铸模是保证正确实施压铸 工艺必不可少的装备,其设计质量的好坏直接关系到制件质量的优劣和生产效率的高低。

带斜销抽芯机构的压铸模是一种常见的压铸成型模具,该类模具利用开闭模动力抽芯复位,结构简单。 但其结构参数的设计对模10. 打开回油阀具的工作状况和工作质量影响很大,如何在对该类模具进行可靠力学分析的基础 上,优化其结构参数的设计,具有十分重要的应用价值。

1 带斜销抽芯机构压铸模工作原理

图一为带斜销抽芯机构压铸模结构简图。合模状态时斜销2与分型面成一定角度固定在定模座板 3内并穿过定模套板4进入滑块6,滑块由楔紧块5锁紧。开模时滑块由斜销带动在导滑槽内运动,抽出型芯。抽芯结束后 滑块由限位块7挡住,不离开导滑槽。闭模后斜销滑块复位。

图一 带斜销抽芯机构压铸模结构简图

1-定模镶块 2-斜销 3-定模座板 4-定模套板 5-楔紧块

6-滑块 7-限位块 8-动模套板 9-动模座板

2 带斜销抽芯机构压铸模力学分析

2.1 滑块力学分析

模具中斜销抽芯机构滑块能否正常工作与其受力情况有 关,而滑块受力情况与其设计参数直接关联,所以分析滑块 受力情况和自锁条件是合理设计斜销抽芯机构的基础。

图二为滑块受力情况。a、b、c、h、s为滑块结构尺寸, F为抽芯力,N1为斜销对滑块的正压力,f1为斜销对滑块的 摩擦力,N2、N3、N4分别指楔紧块、定模套板、动模套板对滑块的正压力,f2、f3、f4分别表示N2、N3、N4所对应 的摩擦力。

图二 滑块受力分析

考虑到滑块不受弯矩作用,则开模瞬间滑块的静力平衡方程表示为:

F+f3+f4+f2·sinβ+f1·sinα=N1·cosα+N2·cosβ (1)

N3+N1·sinα+f1·cosα=N2·sinβ+N4 (2)

(N1·cosα-f1·sinα)b+(N1·sinα+f1·cosα)·(s+btgα)+f2(S-h)·sinβ+N4(a/2-s)=Fc+f3·

b+N2sinβ(s-h/2)+N2cosβ(b-sinβh/2)+N3(a/2-s) (3)

因此,开模时滑块的受力情况既与抽芯力有关,同时与滑块及斜销的结构尺寸相关。考虑到楔紧块 和定模套板只在合模状态及开模瞬间起作用。同时f1=μN1,f2=μN2,f3=μN3,f4=μN4,则抽芯 过程中滑块静力平衡方程简化为:

N1·cosα=F+f3=F+μN3 (4)

N1·sinα=N3 (5)

联立(4)、(5)式解得

N1=F/(cosα-μsinα)

若cosα-μsinα为零,则N1为无穷大,此时滑块自锁,即滑块自锁条件为μ=tanα。

为可靠保证滑块工作时不自锁,α取值不宜过大,但α值减少时将导致滑块和斜销长度必须相应增加才能 保证抽芯距,所以α取值一般以15°~25°为宜。

2.2 斜销力学分析

从滑块受力分析,斜销受力情况如图三所示。

图三 斜销受力分析

把斜销看成支点为A的悬壁梁,设斜销固定伸出端点,B为 抽芯力作用点,则弯矩为:

M=N1·h1

=[F/(cosα-μsinα)]·h/cosα

=Fh/[cosα(cosα-μsinα)]

而抽芯力的计算由图四可知:

图四 抽芯力计算参考

F=F阻·cosθ-F包·sinθ

F=clp(μcosθ-sinθ)

式中c表示型芯断面周长,l表示被铸件包紧的型芯长度,p表示单位包紧力,θ表示型芯脱模斜度,μ摩擦系数。

2.3 称可以使面包等易腐食品的保质期延长两倍锁模力计算

锁模力必须大于胀型力在合模方向上的合力。

由图五知,胀型力在合模方向上的合力包括铸件熔融合金冲满型腔后对动、定模产生的沿锁模方向的压力 F1、型芯成型部分沿抽芯方向垂直方向压力作用在楔紧块上的分力F2之和。

图五 锁模力计算

F1=PA

F2=F法=F反·tanβ=PA 1·tanβ

即:F锁≥K(PA+PA1·tanβ)

式中K表示安全系数,P表示压射比压、A表示铸件在合模方向垂直面上的投影面积,A1表示型芯在抽芯方 向垂直方向投影面积、β表示楔紧块斜面与合模方向的夹角。

3 模具参数设计

3.1 斜销长度计算

如图六知,斜销总度既与模具结构有关,也同抽芯距有关,即:

L=L1+L2+L3+L4+L5

L=D/2·tanα+H/cosα+d/2·tanα+下位机采取PLC通过现场总线对现场各个装置进行检测和控制s/sinα

式中s表示抽芯距,H表示斜销固定部分套板厚度,d表示 斜销直径,D表示斜销固定台阶直径。考虑抽芯可靠,实际斜 销长度比计算值大5~10mm。

图六 斜销长度计算图

3.2 斜销直径设计

由斜销受力分析知其所受弯矩为Fh/[cosα(cosα-μsin α)],若材料许用抗弯强度为[σ]ω,则Fh/[cosα(cosα-μsin α)0.1d3]≤[σ]ω,由此可得:

4 结束语

在分析压铸模抽芯机构受力情况的基础上论述了模具结构 优化措施,从理论上明确了工艺参数设计和选择的原则,对模具设计具有一定的现实指导意义。

参考文献

1.王书勋等.《实用模具设计与制造》.长沙.国防科技大学出版社,1994

2.金蕴林等.《最新实用压铸技术》.北京.兵器工业出版社,1993 (end)

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