压铸模设计—第七章 浇注系统及溢流、排气系统设计

式中：A内—内浇口面积（cm2） V —压铸件体积和溢流槽体积（cm3） t —充型时间（s） v充 —推荐的充填速度（cm/s）见表7-1 ρ —液态金属的密度（g/cm3）
G —压铸件和溢流槽的质量（g） 。
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表7-1 充型速度推荐值
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2、经验公式
计算内浇道截面积的经验公式很多，根据不同 的条件可得出不同的经验公式。
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2、浇注系统分析
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采用扩张后带收缩式的外 侧浇口，内浇口宽度取压 铸件直径的90% ，将金属 液引向压铸件的中心部位，
对顺利地排渣、排气较为
有利。但由于金属流聚集 在中心部位时，相互冲击，
液流紊乱，故中心部位仍
有少量欠铸和夹渣等缺陷。
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采用夹角较小的扩散式外 侧浇口，内浇口宽度一般 为压铸件直径的60%，内 浇口设置在靠近凸台处， 将金属液首先填充凸台和 中心部位，使气体、夹渣 挤向内浇口两侧，从设置 在两侧的溢流槽、排气槽 中排除，改善了填充、排 气和压力传递的条件，效 果较好。
立式冷压室压铸机用直浇道主要的组成：
压铸机上喷嘴 模具上的浇口套
镶块
分流锥
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图7-10 立式冷压室压铸机用直浇道
1—余料 2—喷嘴 3—浇道套 4—定模镶块 5－分流锥
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1、直浇道的设计要点
根据内浇道截面积选择喷嘴导入口直径。
A、B、C各段均有脱模斜度，A段为1º30`，B段为 1º30`~3º，C段的斜度根据镶块厚度来确定，镶 块厚斜度小，反之则大。
喷嘴
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直浇道设计要点
根据压铸件的结构和质量选择直浇道尺寸。 根据内浇道截面积选择喷嘴口小端直径、一般喷 嘴口小端直径面积为内浇道截面积的1.1~1.2倍。 直浇道环形戴面A-A处的壁厚h，对于小型压铸件
取2~3mm，中型压铸件取3~5mm。
直浇道的脱模斜度一般取2°~ 6°。
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直浇道设计要点（续）
为适应热压室压铸机高效率生产的需要，通常在 浇道套和分流锥内部设置冷却水道。
浇道套
分流锥
冷却水套
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四、横浇道设计
定义：横浇道是连接直浇道和内浇口的通道。 作用：
把金属液从直浇道引入内浇口内； 横浇道中的金属液还能改善模具热平衡，在 压铸件冷却凝固时起到补缩与传递静压力的 作用。
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（一）横浇道的结构形式
着充填的形式，亦即影响着压铸件的内在质量， 因此，内浇口的厚度是一个重要尺寸。
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1、内浇道厚度
内浇道的最小厚度不应小于0.15mm；最大厚
度一般不大于相连的压铸件壁厚的一半；
内浇道过于薄，加工时则难以保证精度；
压铸时分型面形成的披缝会使内浇道截面积发
生很大的波动；
会使内浇道处金属液凝固过快，在压铸件凝固
d)
合理
不合理
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图7-10 压铸件内浇口设计方案示例
压铸件内浇口设计方案示例（e）
不合理
e)
合理
图7-10 压铸件内浇口设计方案示例
22
压铸件内浇口设计方案示例（f）
合理
f)
不合理
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图7-10 压铸件内浇口设计方案示例
（三）内浇口截面积计算
1、流量计算法 V G A内 或 A内 t充 t充
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一、浇注系统的结构及分类
（一）浇注系统的结构
图7-1 各种类型压铸机浇注系统的结构
注：1-直浇道； 2-横浇道；3-内浇道； 4-余料
3
（二）浇注系统的分类
按金属液进入型腔的部位和内浇口形状，可分为； 侧浇道
中心浇道
顶浇道
环形浇道
缝隙浇道 多支浇道 点浇道
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侧浇道 浇口设于铸件一侧，是常见的浇口形式，
第七章
浇注系统及溢流、排气 系统设计
浇注系统设计
溢流与排气系统设计
1
第一节 浇注系统设计
定义：金属液在压力的作用下充填型腔的通道。 组成：直浇道、横浇道、内浇口和余料等。 作用：浇注系统对金属液流动的方向、溢流排气 条件、压力的传递、充填速度、模具的温度分布、 充填时间的长短等各个方面都起着重要的控制与 调节作用。
用于直径大于200mm的桶形零件、结构对称壁厚均
匀且在2.0-3.5mm之间的罩壳类零件。
图7-8 点浇道
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多支浇道 适合于一模多腔。
图7-9 多支浇道
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二、内浇口设计
内浇口的作用是根据压铸件的结构、形状、大
小，以最佳流动状态把金属液引入型腔而获得
优质压铸件。
主要是确定内浇道的位置、形状和尺寸，要善
图7-12 内浇道与压铸件和横浇道的连接方式
33
图7-12 内浇道与压铸件和横浇道的连接方式
34
图7-12 内浇道与压铸件和横浇道的连接方式
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三、直浇道设计
直浇道的结构与压铸机的类型有关，分为： 立式冷压室压铸机用直浇道 卧式冷压室压铸机用直浇道
热压室压铸机用直浇道
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（一）立式冷压室压铸机用直浇道
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图7-13 卧式冷室压铸机用直浇道示意图
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直浇道设计要点
直浇道的直径D根据压铸件所需的压射比压和 压室充满度确定
直浇道厚度H，一般取直径D的1/3～1/2。
浇口套靠近分型面一端在长度15 ～ 25mm范围
的内孔上加工出1º 30′～ 2º 的脱模斜度。
与直浇道相连接的横浇道一般设置在浇口套的
横浇道的结构形式和尺寸，主要 取决于压铸件的形状、大小、型腔个 数，以及内浇道的形式、位置、方向 和流入口的宽度等因素。
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平直式
扇形式
c)“T”形式
圆弧收缩式 平直分支式
“T”形分支式
分叉式
圆角多支式
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图7-14 横浇道的结构形式
（一）横浇道的设计原则
横浇道截面积应从直浇道向内浇道方向逐渐缩小。
上方，防止金属液在压射前流入型腔。
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直浇道设计要点（续）
当卧式冷压室压铸机采用中心浇口时，直浇道的
设计同立式冷压室压铸机。要求直浇道位于浇道
套内孔的上方，防止金属液在压射前流入型腔。
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（三）热压室压铸机用直浇道
热压室压铸机用直浇道是由压铸机上的喷嘴与
压铸模上的浇道套、分流锥组成。
浇道套
分流锥
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（二）内浇口设计的原则（续）
应使金属液充填型腔时的流程尽可能短，以减
少金属液的热量损失：
内浇道的数量以单道为主，以防止多道金属液
进入型腔后从几路汇合，相互冲击，产生涡流、 裹气和氧化夹渣等缺陷。 压铸件上精度、表面粗糙度要求较高且不加工 的部位，不宜设置内浇道。 内浇道的设置应便于切除和清理。
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（二）圆盖类压铸件
1、表盖压铸件的结构特征
压铸件平均壁厚为4mm，局部壁厚达
11mm。盖上需钻φ18.2mm的两个孔和
M2mm螺孔八个。厚壁处不允许有缩孔和
气孔。采用YL102铝合金。
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图7-17 表盖压铸件
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2、浇注系统分析
内浇口设置在 厚壁处，以利 于压力的有效 传递。但由于 内浇口和横浇 道均过薄，厚 壁处气孔、缩 孔仍为严重。
6
图7-3 中心浇道
7
直接浇道（或称顶浇道） 把直浇道的底部直接
作为内浇口，故浇口面积较大，压力传递很好，靠 近浇口的铸件上易生气孔或缩松，浇道需要切除。
图7-4 直接浇道
8
环形浇道 可避免金属液充型时对型芯的正面冲
击，改善充型和排气条件。但铸件清理时除去浇注 系统困难。
图7-5 不同形式的环形浇道
期间压力不能有效地传递到压铸件上。
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（1）内浇道厚度的经验数据
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（2）内浇道厚度与凝固模数的关系
图7-11 内浇道厚度d与凝固模数M的关系
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凝固模数的计算公式：
M V / A
式中：M是凝固模数(cm)； V是压铸件体积(cm3)； A是压铸件表面积(cm2)。
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2、内浇道的宽度和长度
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四、典型压铸件浇注系统的设计
（一）圆盘类压铸件
1、号盘座压铸件的结构特征： 压铸件为φ80mm圆盘形，两面均有圆环形 凸缘和厚薄不均匀的凸台，中心孔和B处镶有铜 嵌件。压铸件总高度为18mm，最薄处壁厚为 1.8mm。采用YL102铝合金，压铸件上不允许有
冷隔和夹渣等缺陷。
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图7-16 号盘座
允许在模具镶块上直接做出。 分流锥的结构应能起到分流金属液
和带出直浇道的作用。
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顶杆
图7-12 分流锥的结构形式
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（二）卧式冷压室压铸机用直浇道
卧式冷压室压铸机用直浇道是由压室和
浇口套形成。 压室和浇口套可以制成整体，也可以分 别制造。若为后者，压室是压铸机的附 件，浇口套装在定模上随压铸零件不同 而不同。
内浇道的厚度确定后，根据内浇道的截面积即可
计算出内浇道的宽度。根据经验，矩形压铸件内
浇道宽度一般取边长的0.6~0.8倍，圆形压铸件
一般取直径的0.4~0.6倍。 金属液充填型腔时内浇道处的阻力最大，为了减 少压力损失，应尽量减少内浇道的长度，—般取 2~3mm。
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（五）内浇道与压铸件和横浇道的连接方式
浇口套一般镶在定模座板上，采用浇口套可以节 省模具钢和便于加工。
浇口套一个端面A与喷嘴端面相吻合，控制好配
合间隙不允许金属液窜入接合面；浇口套的另一
端面B与定模镶块相接，接触面上的镶块孔比浇
口套孔大1-2mm。
应固定牢固，拆装方便。
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图7-11 立式压铸机用浇口套示意图
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3、分流锥设计要点
分流锥单独加工后装在镶块内，不
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缝隙浇口 设在较高铸件的侧壁高度方向上，它
有利于具有较深内腔、在压铸时不易排气铸件的排 气，但在清理铸件时不易除去浇注系统。
图7-6 缝隙浇道
10
切线浇道 又称切向浇道，适用于环形铸件，内
浇口的两条切线方向应注意尽量不让导引的金属液
冲刷形成铸件内圆的型芯。
图7-7 切线浇道
11
点浇道 点浇口是顶浇口的一种特殊形式。一般
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平面切线式浇
口，金属液首 先封闭分型面， 影响溢流排气 系统作用的发
挥，深腔部位
仍有气孔。
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反切线式浇口，金属 液首先充填深腔处， 将气体挤向分型面， 从溢流排气系统中排 除，不正面冲击型芯， 又不过早封闭分型面， 充填排气条件良好， 改善铸件质量，提高 模具寿命。
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内浇口设置在 厚壁处，同时 将内浇口和横 浇道厚度增大， 有利于静压力 的传递，使厚 壁处质量得到 改善。
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（三）圆环类压铸件
1、结构特征 压铸件外圆有凸纹，其上不允许有气孔。平均壁
厚为3mm，质量为100g，采用ZLl07铝合金。
图7-18 接插
件压铸件
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平面直注式 浇口，金属 液正面冲击 型芯，易造 成粘模，损 坏压铸件表 面质量，降 低模具使用 寿命。
于利用金属液充填型腔时的流动状态，使得压
铸件的重要部位尽员减少气孔和疏松，才保证
压铸件的表面要光洁完整无缺陷。
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（一）内浇口的分类
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（二）内浇口设计的原则
有利于压力的传递，内浇道一般设置在压铸件
的厚壁处。
有利于型腔的排气。 薄壁复杂的压铸件．宜采用较薄的内浇道，以 保证较高的充填速度；一般结构的压铸件，宜 采用较厚的内浇道，使金属液流动平稳。 金属液进入型腔后不宜正面冲击型芯，以减少 动能损耗，防止型芯冲蚀。
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直浇道各段连接处的直径单边放大0.5~1.0mm。
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1、直浇道的设计要点（续）
由定模镶块与分流锥构成的环形通道截面积一般
为喷嘴导入口的1.2倍左右。分流锥直径为：
式中：d2是直浇道底部环型截面处的外径(mm)；d1是直浇道
小端(喷嘴导入口）处直径(mm)。
直浇道与横浇道连接处要求圆滑过渡。
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2、浇口套设计要点
例如，达伏克对内浇道截面积和压铸件质量之
间的关系提出的经验公式：
A内 0.18G
式中：A内—内浇口面积（mm2） G —压铸件的质量（g） 。
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（四）内浇道尺寸
内浇道的形状除点浇道、直接浇道为圆形，中
心浇道、环型绕道为圆环形外，基本上为扁平
矩形状。
根据充填理论可知，内浇口的厚度极大地影响
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压铸件内浇口设计方案示例（a）
合理
不合理
不合理
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图7-10 压铸件内浇口设计方案示例
压铸件内浇口设计方案示例（b）
b)
合理
不合理
不合理
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图7-10 压铸件内浇口设计方案示例
压铸件内浇口设计方案示例（c）
c)
不合理
合理
20
图7-10 压铸件内浇口设计方案示例
压铸件内浇口设计方案示例（d）
适用于多数形状的铸件，便于在清理铸件时除去。
图7-2 不同形式的侧浇道
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中心浇道
顶部带有通孔的筒类或壳体类压铸件，内浇道开
设在孔口处，同时在中心设置分流锥。
可缩短金属液在充型时的流程，并有利于较深型
腔内气体的通过分型面排出，浇注系统金属液消
耗少，可减少铸件、浇注系统和排气系统在分型 面上的投影面积，减小铸型轮廓，提高压铸机合 型力的有效利用率。 适用于立式冷式压铸机或热压室压铸机。
横浇道截面积都不应小于内浇道截面积。
横浇道应具有一定的厚度和长度。
金属液通过横浇道时的热损失应尽可能地小，保证
横浇道比压铸件和内浇口后凝固。
根据工艺需要可设置盲浇道，以达到改善模具热平
衡，容纳冷污金属液、涂料残渣和空气的目的。
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（二）横浇道的截面形状和尺寸
图7-15 横浇道的截面形状
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表7-2 横浇道截面尺寸的选择