Ch5 分型面、浇注系统和排溢系统设计
5．1 压铸模的基本结构
压铸模、压铸设备和压铸工艺是压铸生产的三个要素。在这三个要素中，压铸模最为 关键。
压铸模是由定模和动模两个主要部分组成的。定模固定在压铸机压室一方的定模座板 上，是金属液开始进人压铸模型腔的部分，也是压铸模型腔的所在部分之一。定模上有直浇 道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上，随动模座板向左、向 右移动与定模分开和合拢，一般抽芯和铸件顶出机构设在其内。
压铸模的基本结构如图5－1所示。
压铸模通常包括以下结构单元。
（1）成型部分 定模与动模合拢后，形成一个构成铸件形状的空腔，通常称之为型腔。构成型腔的零件即为成型零件。成型零件包括固定的和活动的镶块与型芯。有时，又可以同时成为构成浇注系统和排溢系统的零件，如局部的横浇道、内浇口、溢流槽和排气槽等部分。
（2）模架 包括各种模板、座架等构架零件。其作用是将模具各部分按一定的规律和位置加以组合和固定，并使模具能够安装到压铸机上。图5－1中件4、9、10等就属于这类零件。
（3）导向零件 图5－1中件18、21为导向零件。其作用是准确地引导动模和定模合拢或分离。
（4）顶出机构 它是将铸件从模具上脱出的机构，包括顶出和复位零件，还包括这
个机构自身的导向和定位零件，如图5－1中件22、23、24、25、27、28。对于在重要部位和易损部分（如浇道、浇口处）的推杆，应采用与成型零件相同的材料来制造。
（5）浇注系统 与成型部分及压室连接，引导金属液按一定的方向进人铸型的成型部 分，它直接影响金属液进人成型部分的速度和压力，由直浇道、横浇道和内浇口等组成，如图 5－1中件 14、15、16、17、19。
（6）排溢系统 排溢系统是排除压室、浇道和型腔中的气体的通道，一般包括排气槽和溢流槽。而溢流槽又是储存冷金属和涂料余烬的处所。有时在难以排气的深腔部位设置通气塞，借以改善该处的排气条件。
（7）其他 除前述的各结构单元外，模具内还有其他如紧固用的螺栓、销钉以及定位用的定位件等。
上述的结构单元是每副模具都必须具有的。此外，由于铸件的形状和结构上的需要，在模具上还常常设有抽芯机构，以便消除影响铸件从模具中取出的障碍。抽芯机构也是压铸模中十分重要的结构单元，其形式是多种多样的。另外，为了保持模具温度场的分布符合工艺的需要，模具内还设有冷却装置或冷却一加热装置，对实现科学地控制工艺参数和确保铸件质量来说，这一点尤其重要。具有良好的冷却（或冷却一加热）系统的模具，其使用寿命往往可以延长一倍以上。
压铸模的结构组成见表5－1。
5．2 分型面设计
压铸模的定模与动模的接触表面通常称为分型面，分型面是由压铸件的分型线所决定的。而模具上垂直于锁模力方向上的接合面即为基本分型面。
分型面虽然不是压铸模的一个完整的结构组成，但它与压铸件的形状和尺寸，以及压铸件在压铸模中的位置和方向密切相关。合理地确定分型面不但能简化压铸模的结构，而且能保证铸件的质量。因此，分型面设计是压铸模设计中的一项重要内容。
5．2．1 分型面的类型
分型面的类型如图5－2所示，图中箭头所指方向为动模的移动方向。
根据铸件的结构和形状特点不同，可将分型面分为直线分型面、倾斜分型面、折线分型面和曲线分型面等。
（1）直线分型面 与压铸机动、定模固定板平行的分型面。
（2）倾斜分型面 与压铸机动、定模固定板成一角度的分型面。
（3）折线分型面 不在同一平面内而由几个折线平面组成的分型面。
（4）曲线分型面 模具可分离的表面为曲面。
根据分型面的数量，又将分型面分为：单分型面、双分型面、三分型面和组合分型面等。
（1）单分型面 只有一个面的分型面。
（2）双分型面 分型面由一个主分型面和一个辅助分型面构成。
（3）三分型面 分型面由一个主分型面和两个辅助分型面构成。
（4）组合分型面 分型面由一个主分型面和一个或数个辅助分型面构成，或由两种类型的分型面所构成。
5．2．2 分型面的选择原则
选择分型面时，主要根据以下原则。
1）开模时，能保持铸件随动模移动方向脱出定模，使铸件保留在动模内。为便于从动模内取出铸件，分型面应取在铸件的最大截面上。
（2）有利于浇注系统和排溢系统的合理布置。
（3）为保证铸件的尺寸精度，应使加工尺寸精度要求高的部分尽可能位于同一半压铸模内。
（4）使压铸模的结构简化并有利于加工。
（5）其他。如考虑铸造合金的性能、避免压铸机承受临界负荷（或避免接近额定投影面积）。
5．2．3 分型面设计举例分析
图5-3为油杯压铸件，材料为YL102铝合金，生产批量大，中部有螺杆嵌件，油杯要求防渗漏，不允许有缩松、冷隔等缺陷，表面要求光洁。根据零件结构，有三种分型面的设计方案。
采用I 一I 分型面的主要特点如下。
(1) 型腔分别位于动、定模内。可用半环形或整环形浇口充填，铸件成型有保
证，溢流、排气条件好。
因型芯较长大，故采用液压抽芯机构。
如果推杆设置在活动型芯分型面的投影面积内，合模时会与型芯发生干扰，
必须采用预复位。
(4) 嵌件平行于分型面，放置较为困难。
(5) 型芯下半部不易喷刷涂料。
(6) 去除浇口困难。
采用II —II 分型面的主要特点如下。
(1) 型腔全部设计在定模内，型芯全部处在动模内。
(2) 只能用侧浇口，对铸件充填不利，溢流、排气条件不好，铸件底部易出现缺陷。
(3) 只能在杯的底部或肋上设置推杆，铸件推出后留在推杆上，取出不便，推杆也易
受到损伤。
(4) 推杆外露后．放嵌件不便。
(5) 模具结构简单。
采用III 一III 分型面（图5－4）的主要特点如下。
(1) 大型芯设在定模上，用两个滑块在铸件口部组成环形浇口，以保证充填良好，用
斜销抽芯机构，保证铸件留在动模内。
(2) 型芯在定模内，放嵌件方便，稳定可靠。
(3) 型腔和型芯喷刷涂料方便。
(4) 模具结构稍复杂，但能保证铸件质量。
综合比较：采用III 一III 分型面或I —I 分型面均可得到符合技术要求的铸件，但采用III 一III 分型面，放置嵌件稳定可靠，操作方便。 (2) (3)
5.3浇注系统设计
将金属液引人到型腔的通道称为浇注系统。浇注系统是从压室开始到内浇口为止的进料通道的总称，它对金属液的流动方向、排气条件、模具的热分布、压力的传递、充填时间的长短和金属液通过内浇口处的速度等方面起着重要的控制作用和调节作用。因此，浇注系统是决定充填状况的重要因素，也是决定压铸件内部质量的重要因素。同时，浇注系统对生产效率、模具寿命、压铸件清理都有很大影响。只有在浇注系统确定后才能确定压铸模的总体结构。设计合理的浇注系统是压铸模设计工作中的重要环节。
5．3．1 浇注系统的结构和分类
(1）浇注系统的结构 浇注系统主要由直浇道、横浇道、内浇口和余料组成。压铸机的 类型不同，浇注系统就有所不同。各种类型压铸机所采用的浇注系统的结构见图5－5。
（2）浇注系统的分类 各种类型的浇注系统适应不同结构铸件的需要。浇注系统的分类 见表5－2和图5－6。
5．3．2 浇注系统各组成部分的设计
5．3．2．1 内浇口设计
内浇口是指横浇道到型腔的一段浇道，其作用是使横浇道输送出来的低速金属液加速并 形成理想的流态而顺序地充填型腔，它直接影响金属液的充填形式和铸件质量，因此是一个 主要浇道。
（1）内浇口的设计要点 设计内浇口时，主要是确定内浇口的位置和方向，并预计合金 充填过程的流态、可能出现的死角区和裹气部位，以便设置适当的溢流和排气系统。在设计 合理的横浇道和直浇道结构形式和尺寸后，就构成完整的浇注系统。内浇口的设计要点 如下。
①从内浇口进人型腔的金属液，应首先充填深腔处难以排气的部位，然后充填其他部位，并应注意不要过早地封闭分型面和排气槽，以便型腔中的气体能够顺利排除。
②金属液进人型腔后，不正面冲击型壁和型芯，力求减少动能损耗，避免因冲击而受 侵蚀发生粘模现象，致使该处过早损坏。
③应尽可能采用单个内浇口而少用分支浇口（大型铸件、箱体和框架类以及结构形状 特殊的铸件除外），以避免多路金属液汇流互相撞击，形成涡流，产生裹气和氧化物夹杂等 缺陷。对有加强肋的铸件，应使内浇口导人金属液的流向与加强肋方向一致。
④形状复杂的薄壁铸件应采用较薄的内浇口，以保证有足够的充填速度。对一般结构 形状的铸件，为保证最终静压力的传递作用，应采用较厚的内浇口，并设在铸件的厚处。 ⑤内浇口设置位置应使金属液充填压铸模型腔各部分时流程最短，流向改变少，以减 少充填过程中能量的损耗和温度降低。
（2）内浇口的分类 内浇口的分类见表5－3。
（3）内浇口的尺寸确定 内浇口最合理的截面积计算涉及多方面的因素，目前尚无切实 可行的精确计算方法，在生产实践中，主要结合具体条件，按经验选用，常用的经验公式为
内浇口的厚度对金属液的充型影响较大。一般情况下，当铸件较薄并要求外观轮廓清晰
时，内浇口厚度要求较薄，但内浇口过薄，金属液喷射严重，甚至会堵塞排气通道，使铸件 表面出现麻点和气孔，在压铸铝合金、铜合金时粘模严重。当铸件表面质量要求高、组织要 求致密时可采用较厚的内浇口，但内浇口太厚，充填速度过低而降温大，可能导致铸件轮廓 不清，切除内浇口也麻烦。内浇口厚度的经验数据见表5－4。
内浇口宽度也应适当选取，宽度太大或太小，会使金属液直冲浇口对面的型壁，产生涡 流，将空气和杂质包住而产生废品。
内浇口的长短直接影响铸件质量，内浇口太长，影响压力传递，降温大，铸件表面易形 成冷隔花纹等。内浇口太短，进口处温度容易升高，加快内浇口磨损，且易产生喷射现象。 内浇口宽度和长度的经验数据见表5－5。
5．3．2．2直浇道设计
直浇道是传递压力的首要部位。在立式压铸机和热室压铸机上，直浇道是指从浇口套起 到横浇道为止的一段浇道。其尺寸可以影响金属液的流动速度、充填时间、气体的储存空间 和压力损失的大小，起着能否使金属液平稳引人横浇道和控制金属液充填条件的作用。
(1）立式冷压室压铸机直浇道 立式压铸机直浇道主要由压铸机上的喷嘴和模具上的浇 口套组成，图5－7为立式压铸机用直浇道的结构。
立式压铸机用直浇道的设计要点如下。
①根据浇注系统内浇口截面积，选择喷嘴导人口直径。喷嘴导人口小端截面积一般为 内浇口截面积的1．2～1．4倍。可按下式计算喷嘴导人口小端直径：
式中 d l ——喷嘴导人口小端直径，mm ；
Ag 一内浇口截面积，mm;
②位于浇口套部分直浇道的直径应比喷嘴部分直浇道的直径每边放大0．5～lmm 。 ③喷嘴部分的脱模斜度取1”30’，浇口套的脱模斜度取1°30’～3°。
④分流锥处环形通道的截面积一般为喷嘴导人口的12倍左右，直浇道底部分流锥的 直径一般情况下可按下式计算：
式中 d3 ——直浇道底部分流锥直径，mm ；
d2 ——直浇道底部环形截面处的外径，mm ；
d1 ——直浇道小端（喷嘴导人口处）直径，mm 。
要求
⑤直浇道与横浇道连接处要求圆滑过渡，其圆角半径一般取R5～20mm ，以使金属液 流动顺畅
采用浇口套可以节省模具钢且便于加工。直浇道部分浇口套的结构形式见图5－8。浇口套一般镶在定模座板上，如图5－8(a ）所示。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流人接合面，否则将影响直浇道从定模中脱出。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 。小批量生产用简易模具，直浇道直接在定模镶块上加工，以省去浇口套，如图5－8(b）所示。直浇道部分由浇口套一体构成，金属液流动顺畅，拆装方便，如图5－8(c )所示。
分流锥起分流金属液和带出直浇道的作用。分流锥单独加工后装在镶块内，不允许在模 具镶块上直接做出，如图5－9所示。圆锥形分流锥的导向效果好、结构简单、使用寿命长， 因此应用较为广泛。对直径较大的分流锥，可在中心设置推杆，如图5-10所示。推杆的导 向效果好，能平稳推出直浇道，其间隙有利于排气。
（2）卧式冷压室压铸机直浇道 卧式压铸机的压铸件的浇注系统上可以说是没有直浇道，或者说直浇道与压室内腔合并为一体。其结构见图5-11, 它由压铸机上的压室和压铸模上的浇口套组成，在直浇道上的这一段称为余料，其设计要点如下。
①根据所需压射比压和压室充满度选定压室和浇口套的内径D 。
②浇口套的长度一般应小于压铸机压射冲头的跟踪距离，以便于余料从压室中脱出。 ③横浇道人口应开设在压室上部内径 2／3以上部位，避免金属液在重力作用下进人横 浇道而提前开始凝固。
④分流器上形成余料的凹腔的深度等于横浇道的深度，直径与浇口套相等，沿圆周的脱模斜度约5°。
⑤有时将压室和浇口套制成一体，形成整体式压室。整体式压室内孔精度好，压射时阻力小，但加工较复杂，通用性差。
⑥采用深导人式直浇道（图5－12）可以提高压室的充满度，减小深型腔压铸模的体积， 当使用整体式压室时，有利于采用标准压室或现有的压室。
⑦压室和浇口套的内孔，应在热处理和精磨后，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙 度不大于 Ra 0·2μm 。
直浇道部分浇口套的结构形式见图5－13。图5－13(a）装拆方便，压室同浇口套同轴度偏差较大。图5－13(b）装拆方便，压室同浇口套同轴度偏差较小，但浇口套耗料较多。图5－13（C ）装拆不便，压室同浇口套同轴度偏差较大。图5－13(d）浇口套通冷却水，模具热平衡好，有利于提高生产率。图5－13(e ）为采用整体压室时点浇口的浇口套。图5－13（f ）为卧式冷压室压铸机采用中心浇口的浇口套。
压室和浇口套的连接方式见图5－14。图5－14(a）压室和浇口套分别制造，为防止加工误差影响同轴度，导致冲头不能正常运行，可适用放大浇口套的内径。图5－14 儿）压室和浇口套制成整体，内孔精度容易保证，但伸人定模套板段长度不能调节。
（3）热室压铸机用直浇道 图5－15为热室压铸机用直浇道的结构，它一般由压铸机上 的喷嘴和压铸模上的浇口套、分流锥组成。
热室压铸机用直浇道的设计要点如下。
①根据铸件的结构和质（重）量等要求选择压铸机压室的尺寸。
②根据内浇口截面积选择喷嘴出口小端直径do 。一般喷嘴出口处小端的面积为内浇口 截面积的1．1～1．2倍。
③直浇道中心一般设置分流锥，以调整直浇道的截面积，改变金属液的流向，便于从 定模带出直浇道。
④直浇道的单边斜度一般取2”～6”，浇口套内孔表面粗糙度不大于Ra ，.2mm
⑤为适应高效率热室压铸机生产的需要，在浇口套和分流锥内部应设置冷却系统（参 见图 5－16）。
直浇道部分的典型结构形式见图5－17。图5－17 a）中的喷嘴与浇口套同轴，分流锥与 浇口套斜度相同，直浇道截面积朝底部方向逐渐增大，易卷人气体，设计和制造较简单。B 处的截面积为内浇口截面积的1．l ～1．2倍。HE 处的截面积约为内浇口截面积的2倍，F- G 处的截面积为内浇口截面积的3～4倍，C= B1+ lmm，a —4”～6”。
图5－17(b）为无分流锥式直浇道，结构简单，用于小型模具。为避免直浇道从定模中 脱出发生困难，可采用喷嘴分离式压铸工艺，即每次压射后喷嘴与浇口套在开模时分离，使 直浇道从喷嘴中脱出；或在直浇道底部设置较短的顶杆（低于分型面），帮助直浇道脱出。 B 处的截面积为内浇口截面积的1．1～1．2倍，C= B1＋0．7mm 。
图5－17 c）的喷嘴端部为球形，直浇道与喷嘴呈矿～5”交角，造成喷嘴出口与浇口套 偏心，应适当放大浇口套人口直径C ，使金属液流动顺畅。B 处的截面积为内浇口截面积的
1.1 ～1．2倍，DE 处的截面积约为内浇口截面积的2倍，FG 处的截面积为内浇口截面积 的3～4倍。
图5－17d ）在分流锥上开出一个或数个金属液通道，形成通道式直浇道，在合模状态
分流锥和直浇道之间留有 0．5～lmm 的间隙，以容纳从喷嘴上掉下的金属液及其它杂物。浇口套的长度较短，而脱模斜度较大，一般为10”以上，在分流锥上开出的通道截面积之和应小于喷嘴口截面积。通道式直浇道金属液流动阻力小，不易卷人气体。B 处的截面积＞内浇口截面积的1．4倍，D 处的截面积＜B 处的截面积，E 处的截面积MD 处的截面积，C=B1 ＋lmm 。
5．3．2．3 横浇道设计
横浇道是直浇道的末端到内浇口前端的连接通道，它的作用是将金属液从直浇道引人内 浇口，并可以借助横浇道中的大体积金属液来预热模具，当铸件冷却收缩时用来补缩和传递 静压力。有时横浇道可划分为主横浇道和过渡横浇道（见图5－18）。
横浇道的结构形式和尺寸取决于内浇口的结构、位置、方向和流人的宽度，而这些因素 常根据压铸件的形状、结构、大小，浇注位置和型腔个数来确定。横浇道的设计要点如下。
（1）横浇道的截面积应从直浇道到内浇口保持均匀或逐渐缩小，不允许有突然的扩大或缩小现象，以免产生涡流。对于扩张式横浇道，其人口处与出口处的比值一般不超过1：
1．5、对于内浇口宽度较大的铸件，可超过此值。圆弧形状的横浇道可以减少金属液的流动
阻力，但截面积应逐渐缩小，防止涡流裹气。圆弧形横浇道出口处的截面积应比人口处减小 10 ％～30 ％。
（2）横浇道应平直或略有反向斜角，如图5-l9 所示。而不应该设计成曲线，如图5－20（a ）、(b）所示，以免产生包气或流态不稳。
（3）对于小而薄的铸件，可利用横浇道或扩展横浇道的方法来使模具达到热平衡，容纳 冷污金属液、涂料残渣和气体，即开设盲浇道，如图5－21所示。
（4）横浇道应具有一定的厚度和长度，若横浇道过薄，则热量损失大；若过厚，则冷却速度缓慢，影响生产率，增大金属消耗。保持一定长度的目的，主要是对金属液起到稳流和导向的作用。
（5）横浇道截面积在任何情况下都不应小于内浇口截面积。多腔压铸模主横浇道截面积应大于各分支横浇道截面积之和。
（6）对于卧式压铸机，一般情况下工作时，横浇道在模具中应处于直浇道（余料）的正上方或侧上方，多型腔模也应如此，以保证金属液在压射前不过早流人横浇道，如图5－22所示，根据压铸机的结构特点，其他压铸机则无此要求。
（7）对于多型腔的情况，有时将横浇道末端延伸，布置溢流槽，以利于排除冷料和残 渣，且有利于改善排气条件。
横浇道的截面形状根据压铸件的结构特点而定，一般以扁梯形为主，特殊情况下采用双 肩梯形、长梯形、窄梯形、圆形或半圆形。通常，横浇道的截面尺寸可按表5－6进行选择。
横浇道的长度（见图5－23）可按下式计算：
式中 L ——横浇道长度，mm ；
D ——直浇道导人口处直径，mm 。
横浇道的长度L 一般取30～40mm 左右，二过大消耗压力，降低金属液温度，影响铸 件成型并容易产生缩松。L 过小则金属液流动不畅，在转折处容易产生飞溅，导致铸件内部 形成硬质点。
5．3．3 浇注系统设计举例分析
图5－24为凸缘外套的铸件图。该铸件为带有方法兰圆筒，有铸出的外螺纹，壁厚为2～ 4mm 。要求有较高的同轴度和圆柱度，材料为ZL401铝锌合金。
根据凸缘外套的工艺特点，有五种浇注系统设计方案（见图5－25）。
（1）采用中心浇口 ( 见图5－25（a ）) ，金属液从圆筒内孔中段注入，分型面位置在方形法兰处。能保证较高的同轴度，但排气困难，螺纹成型不好，脱模困难，影响生产，除去浇口不便。
（2）采用平直侧浇口「见图5－25（b ）」，金属液从方形法兰外侧平直注人，分型面不在螺纹上，也能获得较高的同轴度，去除浇口方便，但排气困难，螺纹成型不好，脱模困难， 影响生产效率，故很少采用。
（3）采用切线侧浇口［见图5－25（C ）］，金属液从侧面切线注人，两端设置溢流槽，充填排气条件较好，螺纹部分位于分型面上，易导致圆度偏差大，且有飞边，此外，除去浇口后断口处有少量缩孔、气孔，金属流汇合处也有少量流痕，此设计方案在一般要求不高的情况下尚可采用。
（4）采用切线缝隙浇口［见图5－25（d ）］，金属液从法兰外成切线注人，两端设置溢流槽和排气槽，充填条件良好，表面光洁，螺纹清晰，成型良好，除去浇口方便，但螺纹部位仍位于分型面上，容易产生飞边，可通过工艺措施来予以保证。
（5）采用环形浇口「见图5－25（e ）〕，金属液从一端成环形注人，另一端设置溢流槽。 排气条件尚好，螺纹较为清晰，但方形法兰四周局部充填不良，螺纹位于分型面上，容易产 生飞边，影响同轴度和圆柱度，浇口需要切除，此方案在一般情况下尚可采用。
5．4 排溢系统设计
排溢系统和浇注系统在整个型腔充填过程中是一个不可分割的整体。排溢系统由溢流槽 和排气槽两大部分组成，如图5－26所示。
溢流槽与排气槽能使金属液在充填铸型的过程中及时地排出型腔中的气体、气体夹杂 物、涂料残渣及冷污金属等，以保证铸件质量、消除某些压铸件的缺陷。其效果取决于溢流 槽和排气槽在型腔周围或局部地区的布局、位置和数量的分配、尺寸和容量的大小以及本身的结构形式等。溢流槽和排气槽还可以弥补由于浇注系统设计不合理而带来的缺陷。 5·4．1 溢流槽设计
设置溢流槽除了作为接纳型腔中的气体、气体夹杂物及冷污金属外，还可用作调节型腔部温度、改善充填条件以及必要时作为工艺搭子顶出铸件。
5．4．1．1 溢流槽的设计要点
一般溢流槽设置在分型面上、型腔内、防止金属倒流的位置。溢流槽的设计要点如图5－27所示。
(1）设在金属流最初冲击的地方，以排除端部进人型腔的冷凝金属流。容积比该冷凝金 属流稍大一些［见图5－27（a ）〕。
（2）设在两股金属流汇合的地方，以消除压铸件的冷隔。容积相当于出现冷隔范围部位的金属容积［见图5－27（b ）］。
（3）布置在型腔周围，其容积应能足够排除混有气体的金属液及型腔中的气体［见图 5－27（C ）］。
（4）设在压铸件的厚实部位处，其容积相当于热节或出现缩孔缺陷部位的容积的2～3 倍〔见图5－27（d ）］。
（5）设在容易出现涡流的地方，其容积相当于产生涡流部分的型腔容积〔见图5－27 （e ）］。
（6）设在模具温度较低的部位，其容积大小以取得改善模具温度分布为宜［见图5－27（f ）］。
（7）设在内浇口两侧的死角处，其容积相当于出现压铸件缺陷处的容积「见图5－27 （g ）］。
（8）设在排气不畅的部位，设置后兼设推杆〔见图5－27（h ）］。
（9）设置整体溢流槽，以防止压铸件变形［见图5－27( i）。
5．4．1．2 溢流槽尺寸的确定
溢流槽的容积见表5－7。
溢流槽的截面形状有三种, 如图5-28所示
.
一般情况下采用I 型。II 型和III 型的容积较大，常用于改善模具热平衡或其他需要采用大容积溢流槽的部位。
单个溢流槽的经验数据见表5－8。
采用 I 型溢流槽时，为便于脱模，将溢流口的脱模斜度做成 30°～45°。溢流口与铸件连接处应有（0．3～1）mm X 45° 的倒角，以便清除。全部溢流槽的溢流口截面积的总和应等于内浇口截面积的60％～75％。如果溢流口过大，则与型腔同时充满，不能充分发挥溢流排气作用，故溢流口的厚度和截面积应小于内浇口的厚度和截面积，以保证溢流口比内浇口早凝固，使型腔中正在凝固的金属液形成一个与外界不相通的密闭部分而充分得到最终压力的压实作用。
采用II 、III 型溢流槽时，取脱模斜度5°～10°。全部溢流槽容积总和为铸件体积的20％以上，但也不宜太大，以免增加过多的回炉料，致使型腔局部温度过高和分型面上投影面积增加过多。
溢流口的截面积一般为排气槽面积的50％，以保证溢流槽有效地排出气体。
溢流槽的外边还应开排气槽，一方面可以消除溢流槽的气体压力，使金属液顺利溢出， 另一方面还能起到排气作用。
5·4·2 排气槽设计
排气槽是充型过程中型腔内受到排挤的气体得以逸出的通道。设置排气槽的目的是为了 能排除浇道、型腔及溢流槽内的混合气体，以利于充填、减少和防止压铸件中气孔缺陷的 产生。
排气槽一般与溢流槽配合，布置在溢流槽后端以加强溢流和排气效果。在某些情况下也 可在型腔的必要部位单独布置排气槽。排气槽不能被金属流堵塞，排气槽相互间不应连通。排气槽的设计要点如下。
(1）排气槽的位置选择原则上与溢流槽基本相同，排气槽尽可能设置在分型面上，以便脱模。
（2）排气槽尽可能设置在同一半模上，以便制造。
（3）排气量大时，可增加排气槽数量或宽度，切忌增加厚度，以防金属液堵塞或向外喷溅。
（4）溢流槽尾部应开排气槽，如图5－29所示。
（5）型腔深处可利用型芯和推杆的间隙排气。
排气槽的尺寸见表5－9。
排气槽的截面积一般为内浇口截面积的20％～50％。
在分型面上设置的排气槽的形状和尺寸可参考图5－30进行设计。
（1）采用曲折的排气槽时，为了减少排气阻力，在转折处宽度可取正常排气槽宽度的两倍。正常排气槽的长度不小于15～25mm ［见图5－30（a ）」。
（2）直通的排气槽可做成阶梯状，加深到1．5δ，如图5－30(b）所示，或制成带15’的斜度，如图5－30 (c）所示，或在分型面上的投影形状制成扩大的喇叭形状，如图5－30（d ）所示。
（3）图5－30(e）是浇注系统、型胶、溢流槽、排气槽相对位置示意图。
思 考 题
l ．压铸模由哪几部分组成？
2．什么是分型面？分型面有哪几种类型？选择分型面应考虑哪些因素？
3．什么是浇注系统？浇注系统由哪几部分组成？各部分分别起什么作用？
4．浇注系统有哪几种？其特点和适应场合怎样？试比较立式和卧式压铸机浇注系统的特点。
5．设计直浇道、横浇道和内浇口时应注意哪些问题？为什么？
6、如何确定直浇道、横浇道和内浇口的尺寸？
7．分流锥的作用是什么？它有哪几种结构形式？如何选用？
8．什么是溢流槽和排气槽？压铸模设计中为什么要考虑设计溢流槽和排气槽？溢流槽和排气槽应开设在模具的什么部位？如何确定其大小和容积？
Ch5 分型面、浇注系统和排溢系统设计
5．1 压铸模的基本结构
压铸模、压铸设备和压铸工艺是压铸生产的三个要素。在这三个要素中，压铸模最为 关键。
压铸模是由定模和动模两个主要部分组成的。定模固定在压铸机压室一方的定模座板 上，是金属液开始进人压铸模型腔的部分，也是压铸模型腔的所在部分之一。定模上有直浇 道直接与压铸机的喷嘴或压室连接。动模固定在压铸机的动模座板上，随动模座板向左、向 右移动与定模分开和合拢，一般抽芯和铸件顶出机构设在其内。
压铸模的基本结构如图5－1所示。
压铸模通常包括以下结构单元。
（1）成型部分 定模与动模合拢后，形成一个构成铸件形状的空腔，通常称之为型腔。构成型腔的零件即为成型零件。成型零件包括固定的和活动的镶块与型芯。有时，又可以同时成为构成浇注系统和排溢系统的零件，如局部的横浇道、内浇口、溢流槽和排气槽等部分。
（2）模架 包括各种模板、座架等构架零件。其作用是将模具各部分按一定的规律和位置加以组合和固定，并使模具能够安装到压铸机上。图5－1中件4、9、10等就属于这类零件。
（3）导向零件 图5－1中件18、21为导向零件。其作用是准确地引导动模和定模合拢或分离。
（4）顶出机构 它是将铸件从模具上脱出的机构，包括顶出和复位零件，还包括这
个机构自身的导向和定位零件，如图5－1中件22、23、24、25、27、28。对于在重要部位和易损部分（如浇道、浇口处）的推杆，应采用与成型零件相同的材料来制造。
（5）浇注系统 与成型部分及压室连接，引导金属液按一定的方向进人铸型的成型部 分，它直接影响金属液进人成型部分的速度和压力，由直浇道、横浇道和内浇口等组成，如图 5－1中件 14、15、16、17、19。
（6）排溢系统 排溢系统是排除压室、浇道和型腔中的气体的通道，一般包括排气槽和溢流槽。而溢流槽又是储存冷金属和涂料余烬的处所。有时在难以排气的深腔部位设置通气塞，借以改善该处的排气条件。
（7）其他 除前述的各结构单元外，模具内还有其他如紧固用的螺栓、销钉以及定位用的定位件等。
上述的结构单元是每副模具都必须具有的。此外，由于铸件的形状和结构上的需要，在模具上还常常设有抽芯机构，以便消除影响铸件从模具中取出的障碍。抽芯机构也是压铸模中十分重要的结构单元，其形式是多种多样的。另外，为了保持模具温度场的分布符合工艺的需要，模具内还设有冷却装置或冷却一加热装置，对实现科学地控制工艺参数和确保铸件质量来说，这一点尤其重要。具有良好的冷却（或冷却一加热）系统的模具，其使用寿命往往可以延长一倍以上。
压铸模的结构组成见表5－1。
5．2 分型面设计
压铸模的定模与动模的接触表面通常称为分型面，分型面是由压铸件的分型线所决定的。而模具上垂直于锁模力方向上的接合面即为基本分型面。
分型面虽然不是压铸模的一个完整的结构组成，但它与压铸件的形状和尺寸，以及压铸件在压铸模中的位置和方向密切相关。合理地确定分型面不但能简化压铸模的结构，而且能保证铸件的质量。因此，分型面设计是压铸模设计中的一项重要内容。
5．2．1 分型面的类型
分型面的类型如图5－2所示，图中箭头所指方向为动模的移动方向。
根据铸件的结构和形状特点不同，可将分型面分为直线分型面、倾斜分型面、折线分型面和曲线分型面等。
（1）直线分型面 与压铸机动、定模固定板平行的分型面。
（2）倾斜分型面 与压铸机动、定模固定板成一角度的分型面。
（3）折线分型面 不在同一平面内而由几个折线平面组成的分型面。
（4）曲线分型面 模具可分离的表面为曲面。
根据分型面的数量，又将分型面分为：单分型面、双分型面、三分型面和组合分型面等。
（1）单分型面 只有一个面的分型面。
（2）双分型面 分型面由一个主分型面和一个辅助分型面构成。
（3）三分型面 分型面由一个主分型面和两个辅助分型面构成。
（4）组合分型面 分型面由一个主分型面和一个或数个辅助分型面构成，或由两种类型的分型面所构成。
5．2．2 分型面的选择原则
选择分型面时，主要根据以下原则。
1）开模时，能保持铸件随动模移动方向脱出定模，使铸件保留在动模内。为便于从动模内取出铸件，分型面应取在铸件的最大截面上。
（2）有利于浇注系统和排溢系统的合理布置。
（3）为保证铸件的尺寸精度，应使加工尺寸精度要求高的部分尽可能位于同一半压铸模内。
（4）使压铸模的结构简化并有利于加工。
（5）其他。如考虑铸造合金的性能、避免压铸机承受临界负荷（或避免接近额定投影面积）。
5．2．3 分型面设计举例分析
图5-3为油杯压铸件，材料为YL102铝合金，生产批量大，中部有螺杆嵌件，油杯要求防渗漏，不允许有缩松、冷隔等缺陷，表面要求光洁。根据零件结构，有三种分型面的设计方案。
采用I 一I 分型面的主要特点如下。
(1) 型腔分别位于动、定模内。可用半环形或整环形浇口充填，铸件成型有保
证，溢流、排气条件好。
因型芯较长大，故采用液压抽芯机构。
如果推杆设置在活动型芯分型面的投影面积内，合模时会与型芯发生干扰，
必须采用预复位。
(4) 嵌件平行于分型面，放置较为困难。
(5) 型芯下半部不易喷刷涂料。
(6) 去除浇口困难。
采用II —II 分型面的主要特点如下。
(1) 型腔全部设计在定模内，型芯全部处在动模内。
(2) 只能用侧浇口，对铸件充填不利，溢流、排气条件不好，铸件底部易出现缺陷。
(3) 只能在杯的底部或肋上设置推杆，铸件推出后留在推杆上，取出不便，推杆也易
受到损伤。
(4) 推杆外露后．放嵌件不便。
(5) 模具结构简单。
采用III 一III 分型面（图5－4）的主要特点如下。
(1) 大型芯设在定模上，用两个滑块在铸件口部组成环形浇口，以保证充填良好，用
斜销抽芯机构，保证铸件留在动模内。
(2) 型芯在定模内，放嵌件方便，稳定可靠。
(3) 型腔和型芯喷刷涂料方便。
(4) 模具结构稍复杂，但能保证铸件质量。
综合比较：采用III 一III 分型面或I —I 分型面均可得到符合技术要求的铸件，但采用III 一III 分型面，放置嵌件稳定可靠，操作方便。 (2) (3)
5.3浇注系统设计
将金属液引人到型腔的通道称为浇注系统。浇注系统是从压室开始到内浇口为止的进料通道的总称，它对金属液的流动方向、排气条件、模具的热分布、压力的传递、充填时间的长短和金属液通过内浇口处的速度等方面起着重要的控制作用和调节作用。因此，浇注系统是决定充填状况的重要因素，也是决定压铸件内部质量的重要因素。同时，浇注系统对生产效率、模具寿命、压铸件清理都有很大影响。只有在浇注系统确定后才能确定压铸模的总体结构。设计合理的浇注系统是压铸模设计工作中的重要环节。
5．3．1 浇注系统的结构和分类
(1）浇注系统的结构 浇注系统主要由直浇道、横浇道、内浇口和余料组成。压铸机的 类型不同，浇注系统就有所不同。各种类型压铸机所采用的浇注系统的结构见图5－5。
（2）浇注系统的分类 各种类型的浇注系统适应不同结构铸件的需要。浇注系统的分类 见表5－2和图5－6。
5．3．2 浇注系统各组成部分的设计
5．3．2．1 内浇口设计
内浇口是指横浇道到型腔的一段浇道，其作用是使横浇道输送出来的低速金属液加速并 形成理想的流态而顺序地充填型腔，它直接影响金属液的充填形式和铸件质量，因此是一个 主要浇道。
（1）内浇口的设计要点 设计内浇口时，主要是确定内浇口的位置和方向，并预计合金 充填过程的流态、可能出现的死角区和裹气部位，以便设置适当的溢流和排气系统。在设计 合理的横浇道和直浇道结构形式和尺寸后，就构成完整的浇注系统。内浇口的设计要点 如下。
①从内浇口进人型腔的金属液，应首先充填深腔处难以排气的部位，然后充填其他部位，并应注意不要过早地封闭分型面和排气槽，以便型腔中的气体能够顺利排除。
②金属液进人型腔后，不正面冲击型壁和型芯，力求减少动能损耗，避免因冲击而受 侵蚀发生粘模现象，致使该处过早损坏。
③应尽可能采用单个内浇口而少用分支浇口（大型铸件、箱体和框架类以及结构形状 特殊的铸件除外），以避免多路金属液汇流互相撞击，形成涡流，产生裹气和氧化物夹杂等 缺陷。对有加强肋的铸件，应使内浇口导人金属液的流向与加强肋方向一致。
④形状复杂的薄壁铸件应采用较薄的内浇口，以保证有足够的充填速度。对一般结构 形状的铸件，为保证最终静压力的传递作用，应采用较厚的内浇口，并设在铸件的厚处。 ⑤内浇口设置位置应使金属液充填压铸模型腔各部分时流程最短，流向改变少，以减 少充填过程中能量的损耗和温度降低。
（2）内浇口的分类 内浇口的分类见表5－3。
（3）内浇口的尺寸确定 内浇口最合理的截面积计算涉及多方面的因素，目前尚无切实 可行的精确计算方法，在生产实践中，主要结合具体条件，按经验选用，常用的经验公式为
内浇口的厚度对金属液的充型影响较大。一般情况下，当铸件较薄并要求外观轮廓清晰
时，内浇口厚度要求较薄，但内浇口过薄，金属液喷射严重，甚至会堵塞排气通道，使铸件 表面出现麻点和气孔，在压铸铝合金、铜合金时粘模严重。当铸件表面质量要求高、组织要 求致密时可采用较厚的内浇口，但内浇口太厚，充填速度过低而降温大，可能导致铸件轮廓 不清，切除内浇口也麻烦。内浇口厚度的经验数据见表5－4。
内浇口宽度也应适当选取，宽度太大或太小，会使金属液直冲浇口对面的型壁，产生涡 流，将空气和杂质包住而产生废品。
内浇口的长短直接影响铸件质量，内浇口太长，影响压力传递，降温大，铸件表面易形 成冷隔花纹等。内浇口太短，进口处温度容易升高，加快内浇口磨损，且易产生喷射现象。 内浇口宽度和长度的经验数据见表5－5。
5．3．2．2直浇道设计
直浇道是传递压力的首要部位。在立式压铸机和热室压铸机上，直浇道是指从浇口套起 到横浇道为止的一段浇道。其尺寸可以影响金属液的流动速度、充填时间、气体的储存空间 和压力损失的大小，起着能否使金属液平稳引人横浇道和控制金属液充填条件的作用。
(1）立式冷压室压铸机直浇道 立式压铸机直浇道主要由压铸机上的喷嘴和模具上的浇 口套组成，图5－7为立式压铸机用直浇道的结构。
立式压铸机用直浇道的设计要点如下。
①根据浇注系统内浇口截面积，选择喷嘴导人口直径。喷嘴导人口小端截面积一般为 内浇口截面积的1．2～1．4倍。可按下式计算喷嘴导人口小端直径：
式中 d l ——喷嘴导人口小端直径，mm ；
Ag 一内浇口截面积，mm;
②位于浇口套部分直浇道的直径应比喷嘴部分直浇道的直径每边放大0．5～lmm 。 ③喷嘴部分的脱模斜度取1”30’，浇口套的脱模斜度取1°30’～3°。
④分流锥处环形通道的截面积一般为喷嘴导人口的12倍左右，直浇道底部分流锥的 直径一般情况下可按下式计算：
式中 d3 ——直浇道底部分流锥直径，mm ；
d2 ——直浇道底部环形截面处的外径，mm ；
d1 ——直浇道小端（喷嘴导人口处）直径，mm 。
要求
⑤直浇道与横浇道连接处要求圆滑过渡，其圆角半径一般取R5～20mm ，以使金属液 流动顺畅
采用浇口套可以节省模具钢且便于加工。直浇道部分浇口套的结构形式见图5－8。浇口套一般镶在定模座板上，如图5－8(a ）所示。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流人接合面，否则将影响直浇道从定模中脱出。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 。小批量生产用简易模具，直浇道直接在定模镶块上加工，以省去浇口套，如图5－8(b）所示。直浇道部分由浇口套一体构成，金属液流动顺畅，拆装方便，如图5－8(c )所示。
分流锥起分流金属液和带出直浇道的作用。分流锥单独加工后装在镶块内，不允许在模 具镶块上直接做出，如图5－9所示。圆锥形分流锥的导向效果好、结构简单、使用寿命长， 因此应用较为广泛。对直径较大的分流锥，可在中心设置推杆，如图5-10所示。推杆的导 向效果好，能平稳推出直浇道，其间隙有利于排气。
（2）卧式冷压室压铸机直浇道 卧式压铸机的压铸件的浇注系统上可以说是没有直浇道，或者说直浇道与压室内腔合并为一体。其结构见图5-11, 它由压铸机上的压室和压铸模上的浇口套组成，在直浇道上的这一段称为余料，其设计要点如下。
①根据所需压射比压和压室充满度选定压室和浇口套的内径D 。
②浇口套的长度一般应小于压铸机压射冲头的跟踪距离，以便于余料从压室中脱出。 ③横浇道人口应开设在压室上部内径 2／3以上部位，避免金属液在重力作用下进人横 浇道而提前开始凝固。
④分流器上形成余料的凹腔的深度等于横浇道的深度，直径与浇口套相等，沿圆周的脱模斜度约5°。
⑤有时将压室和浇口套制成一体，形成整体式压室。整体式压室内孔精度好，压射时阻力小，但加工较复杂，通用性差。
⑥采用深导人式直浇道（图5－12）可以提高压室的充满度，减小深型腔压铸模的体积， 当使用整体式压室时，有利于采用标准压室或现有的压室。
⑦压室和浇口套的内孔，应在热处理和精磨后，再沿轴线方向进行研磨，其表面粗糙 度不大于 Ra 0·2μm 。
直浇道部分浇口套的结构形式见图5－13。图5－13(a）装拆方便，压室同浇口套同轴度偏差较大。图5－13(b）装拆方便，压室同浇口套同轴度偏差较小，但浇口套耗料较多。图5－13（C ）装拆不便，压室同浇口套同轴度偏差较大。图5－13(d）浇口套通冷却水，模具热平衡好，有利于提高生产率。图5－13(e ）为采用整体压室时点浇口的浇口套。图5－13（f ）为卧式冷压室压铸机采用中心浇口的浇口套。
压室和浇口套的连接方式见图5－14。图5－14(a）压室和浇口套分别制造，为防止加工误差影响同轴度，导致冲头不能正常运行，可适用放大浇口套的内径。图5－14 儿）压室和浇口套制成整体，内孔精度容易保证，但伸人定模套板段长度不能调节。
（3）热室压铸机用直浇道 图5－15为热室压铸机用直浇道的结构，它一般由压铸机上 的喷嘴和压铸模上的浇口套、分流锥组成。
热室压铸机用直浇道的设计要点如下。
①根据铸件的结构和质（重）量等要求选择压铸机压室的尺寸。
②根据内浇口截面积选择喷嘴出口小端直径do 。一般喷嘴出口处小端的面积为内浇口 截面积的1．1～1．2倍。
③直浇道中心一般设置分流锥，以调整直浇道的截面积，改变金属液的流向，便于从 定模带出直浇道。
④直浇道的单边斜度一般取2”～6”，浇口套内孔表面粗糙度不大于Ra ，.2mm
⑤为适应高效率热室压铸机生产的需要，在浇口套和分流锥内部应设置冷却系统（参 见图 5－16）。
直浇道部分的典型结构形式见图5－17。图5－17 a）中的喷嘴与浇口套同轴，分流锥与 浇口套斜度相同，直浇道截面积朝底部方向逐渐增大，易卷人气体，设计和制造较简单。B 处的截面积为内浇口截面积的1．l ～1．2倍。HE 处的截面积约为内浇口截面积的2倍，F- G 处的截面积为内浇口截面积的3～4倍，C= B1+ lmm，a —4”～6”。
图5－17(b）为无分流锥式直浇道，结构简单，用于小型模具。为避免直浇道从定模中 脱出发生困难，可采用喷嘴分离式压铸工艺，即每次压射后喷嘴与浇口套在开模时分离，使 直浇道从喷嘴中脱出；或在直浇道底部设置较短的顶杆（低于分型面），帮助直浇道脱出。 B 处的截面积为内浇口截面积的1．1～1．2倍，C= B1＋0．7mm 。
图5－17 c）的喷嘴端部为球形，直浇道与喷嘴呈矿～5”交角，造成喷嘴出口与浇口套 偏心，应适当放大浇口套人口直径C ，使金属液流动顺畅。B 处的截面积为内浇口截面积的
1.1 ～1．2倍，DE 处的截面积约为内浇口截面积的2倍，FG 处的截面积为内浇口截面积 的3～4倍。
图5－17d ）在分流锥上开出一个或数个金属液通道，形成通道式直浇道，在合模状态
分流锥和直浇道之间留有 0．5～lmm 的间隙，以容纳从喷嘴上掉下的金属液及其它杂物。浇口套的长度较短，而脱模斜度较大，一般为10”以上，在分流锥上开出的通道截面积之和应小于喷嘴口截面积。通道式直浇道金属液流动阻力小，不易卷人气体。B 处的截面积＞内浇口截面积的1．4倍，D 处的截面积＜B 处的截面积，E 处的截面积MD 处的截面积，C=B1 ＋lmm 。
5．3．2．3 横浇道设计
横浇道是直浇道的末端到内浇口前端的连接通道，它的作用是将金属液从直浇道引人内 浇口，并可以借助横浇道中的大体积金属液来预热模具，当铸件冷却收缩时用来补缩和传递 静压力。有时横浇道可划分为主横浇道和过渡横浇道（见图5－18）。
横浇道的结构形式和尺寸取决于内浇口的结构、位置、方向和流人的宽度，而这些因素 常根据压铸件的形状、结构、大小，浇注位置和型腔个数来确定。横浇道的设计要点如下。
（1）横浇道的截面积应从直浇道到内浇口保持均匀或逐渐缩小，不允许有突然的扩大或缩小现象，以免产生涡流。对于扩张式横浇道，其人口处与出口处的比值一般不超过1：
1．5、对于内浇口宽度较大的铸件，可超过此值。圆弧形状的横浇道可以减少金属液的流动
阻力，但截面积应逐渐缩小，防止涡流裹气。圆弧形横浇道出口处的截面积应比人口处减小 10 ％～30 ％。
（2）横浇道应平直或略有反向斜角，如图5-l9 所示。而不应该设计成曲线，如图5－20（a ）、(b）所示，以免产生包气或流态不稳。
（3）对于小而薄的铸件，可利用横浇道或扩展横浇道的方法来使模具达到热平衡，容纳 冷污金属液、涂料残渣和气体，即开设盲浇道，如图5－21所示。
（4）横浇道应具有一定的厚度和长度，若横浇道过薄，则热量损失大；若过厚，则冷却速度缓慢，影响生产率，增大金属消耗。保持一定长度的目的，主要是对金属液起到稳流和导向的作用。
（5）横浇道截面积在任何情况下都不应小于内浇口截面积。多腔压铸模主横浇道截面积应大于各分支横浇道截面积之和。
（6）对于卧式压铸机，一般情况下工作时，横浇道在模具中应处于直浇道（余料）的正上方或侧上方，多型腔模也应如此，以保证金属液在压射前不过早流人横浇道，如图5－22所示，根据压铸机的结构特点，其他压铸机则无此要求。
（7）对于多型腔的情况，有时将横浇道末端延伸，布置溢流槽，以利于排除冷料和残 渣，且有利于改善排气条件。
横浇道的截面形状根据压铸件的结构特点而定，一般以扁梯形为主，特殊情况下采用双 肩梯形、长梯形、窄梯形、圆形或半圆形。通常，横浇道的截面尺寸可按表5－6进行选择。
横浇道的长度（见图5－23）可按下式计算：
式中 L ——横浇道长度，mm ；
D ——直浇道导人口处直径，mm 。
横浇道的长度L 一般取30～40mm 左右，二过大消耗压力，降低金属液温度，影响铸 件成型并容易产生缩松。L 过小则金属液流动不畅，在转折处容易产生飞溅，导致铸件内部 形成硬质点。
5．3．3 浇注系统设计举例分析
图5－24为凸缘外套的铸件图。该铸件为带有方法兰圆筒，有铸出的外螺纹，壁厚为2～ 4mm 。要求有较高的同轴度和圆柱度，材料为ZL401铝锌合金。
根据凸缘外套的工艺特点，有五种浇注系统设计方案（见图5－25）。
（1）采用中心浇口 ( 见图5－25（a ）) ，金属液从圆筒内孔中段注入，分型面位置在方形法兰处。能保证较高的同轴度，但排气困难，螺纹成型不好，脱模困难，影响生产，除去浇口不便。
（2）采用平直侧浇口「见图5－25（b ）」，金属液从方形法兰外侧平直注人，分型面不在螺纹上，也能获得较高的同轴度，去除浇口方便，但排气困难，螺纹成型不好，脱模困难， 影响生产效率，故很少采用。
（3）采用切线侧浇口［见图5－25（C ）］，金属液从侧面切线注人，两端设置溢流槽，充填排气条件较好，螺纹部分位于分型面上，易导致圆度偏差大，且有飞边，此外，除去浇口后断口处有少量缩孔、气孔，金属流汇合处也有少量流痕，此设计方案在一般要求不高的情况下尚可采用。
（4）采用切线缝隙浇口［见图5－25（d ）］，金属液从法兰外成切线注人，两端设置溢流槽和排气槽，充填条件良好，表面光洁，螺纹清晰，成型良好，除去浇口方便，但螺纹部位仍位于分型面上，容易产生飞边，可通过工艺措施来予以保证。
（5）采用环形浇口「见图5－25（e ）〕，金属液从一端成环形注人，另一端设置溢流槽。 排气条件尚好，螺纹较为清晰，但方形法兰四周局部充填不良，螺纹位于分型面上，容易产 生飞边，影响同轴度和圆柱度，浇口需要切除，此方案在一般情况下尚可采用。
5．4 排溢系统设计
排溢系统和浇注系统在整个型腔充填过程中是一个不可分割的整体。排溢系统由溢流槽 和排气槽两大部分组成，如图5－26所示。
溢流槽与排气槽能使金属液在充填铸型的过程中及时地排出型腔中的气体、气体夹杂 物、涂料残渣及冷污金属等，以保证铸件质量、消除某些压铸件的缺陷。其效果取决于溢流 槽和排气槽在型腔周围或局部地区的布局、位置和数量的分配、尺寸和容量的大小以及本身的结构形式等。溢流槽和排气槽还可以弥补由于浇注系统设计不合理而带来的缺陷。 5·4．1 溢流槽设计
设置溢流槽除了作为接纳型腔中的气体、气体夹杂物及冷污金属外，还可用作调节型腔部温度、改善充填条件以及必要时作为工艺搭子顶出铸件。
5．4．1．1 溢流槽的设计要点
一般溢流槽设置在分型面上、型腔内、防止金属倒流的位置。溢流槽的设计要点如图5－27所示。
(1）设在金属流最初冲击的地方，以排除端部进人型腔的冷凝金属流。容积比该冷凝金 属流稍大一些［见图5－27（a ）〕。
（2）设在两股金属流汇合的地方，以消除压铸件的冷隔。容积相当于出现冷隔范围部位的金属容积［见图5－27（b ）］。
（3）布置在型腔周围，其容积应能足够排除混有气体的金属液及型腔中的气体［见图 5－27（C ）］。
（4）设在压铸件的厚实部位处，其容积相当于热节或出现缩孔缺陷部位的容积的2～3 倍〔见图5－27（d ）］。
（5）设在容易出现涡流的地方，其容积相当于产生涡流部分的型腔容积〔见图5－27 （e ）］。
（6）设在模具温度较低的部位，其容积大小以取得改善模具温度分布为宜［见图5－27（f ）］。
（7）设在内浇口两侧的死角处，其容积相当于出现压铸件缺陷处的容积「见图5－27 （g ）］。
（8）设在排气不畅的部位，设置后兼设推杆〔见图5－27（h ）］。
（9）设置整体溢流槽，以防止压铸件变形［见图5－27( i）。
5．4．1．2 溢流槽尺寸的确定
溢流槽的容积见表5－7。
溢流槽的截面形状有三种, 如图5-28所示
.
一般情况下采用I 型。II 型和III 型的容积较大，常用于改善模具热平衡或其他需要采用大容积溢流槽的部位。
单个溢流槽的经验数据见表5－8。
采用 I 型溢流槽时，为便于脱模，将溢流口的脱模斜度做成 30°～45°。溢流口与铸件连接处应有（0．3～1）mm X 45° 的倒角，以便清除。全部溢流槽的溢流口截面积的总和应等于内浇口截面积的60％～75％。如果溢流口过大，则与型腔同时充满，不能充分发挥溢流排气作用，故溢流口的厚度和截面积应小于内浇口的厚度和截面积，以保证溢流口比内浇口早凝固，使型腔中正在凝固的金属液形成一个与外界不相通的密闭部分而充分得到最终压力的压实作用。
采用II 、III 型溢流槽时，取脱模斜度5°～10°。全部溢流槽容积总和为铸件体积的20％以上，但也不宜太大，以免增加过多的回炉料，致使型腔局部温度过高和分型面上投影面积增加过多。
溢流口的截面积一般为排气槽面积的50％，以保证溢流槽有效地排出气体。
溢流槽的外边还应开排气槽，一方面可以消除溢流槽的气体压力，使金属液顺利溢出， 另一方面还能起到排气作用。
5·4·2 排气槽设计
排气槽是充型过程中型腔内受到排挤的气体得以逸出的通道。设置排气槽的目的是为了 能排除浇道、型腔及溢流槽内的混合气体，以利于充填、减少和防止压铸件中气孔缺陷的 产生。
排气槽一般与溢流槽配合，布置在溢流槽后端以加强溢流和排气效果。在某些情况下也 可在型腔的必要部位单独布置排气槽。排气槽不能被金属流堵塞，排气槽相互间不应连通。排气槽的设计要点如下。
(1）排气槽的位置选择原则上与溢流槽基本相同，排气槽尽可能设置在分型面上，以便脱模。
（2）排气槽尽可能设置在同一半模上，以便制造。
（3）排气量大时，可增加排气槽数量或宽度，切忌增加厚度，以防金属液堵塞或向外喷溅。
（4）溢流槽尾部应开排气槽，如图5－29所示。
（5）型腔深处可利用型芯和推杆的间隙排气。
排气槽的尺寸见表5－9。
排气槽的截面积一般为内浇口截面积的20％～50％。
在分型面上设置的排气槽的形状和尺寸可参考图5－30进行设计。
（1）采用曲折的排气槽时，为了减少排气阻力，在转折处宽度可取正常排气槽宽度的两倍。正常排气槽的长度不小于15～25mm ［见图5－30（a ）」。
（2）直通的排气槽可做成阶梯状，加深到1．5δ，如图5－30(b）所示，或制成带15’的斜度，如图5－30 (c）所示，或在分型面上的投影形状制成扩大的喇叭形状，如图5－30（d ）所示。
（3）图5－30(e）是浇注系统、型胶、溢流槽、排气槽相对位置示意图。
思 考 题
l ．压铸模由哪几部分组成？
2．什么是分型面？分型面有哪几种类型？选择分型面应考虑哪些因素？
3．什么是浇注系统？浇注系统由哪几部分组成？各部分分别起什么作用？
4．浇注系统有哪几种？其特点和适应场合怎样？试比较立式和卧式压铸机浇注系统的特点。
5．设计直浇道、横浇道和内浇口时应注意哪些问题？为什么？
6、如何确定直浇道、横浇道和内浇口的尺寸？
7．分流锥的作用是什么？它有哪几种结构形式？如何选用？
8．什么是溢流槽和排气槽？压铸模设计中为什么要考虑设计溢流槽和排气槽？溢流槽和排气槽应开设在模具的什么部位？如何确定其大小和容积？