一、模具材料選擇

1. 耐高溫與耐磨性

材料要求：鋁合金熔點(diǎn)約 660℃，模具需承受反復(fù)高溫沖擊，需選用 H13 熱作模具鋼（硬度 48-52HRC）或 SKD61 等熱強(qiáng)性材料，表面可進(jìn)行 氮化處理（硬度≥1000HV）以提高耐腐蝕性和耐磨性。

避免材質(zhì)缺陷：鋼材需無氣孔、夾渣，確保熱處理后組織均勻，防止模具早期開裂。

2. 導(dǎo)熱性與熱疲勞強(qiáng)度

良好導(dǎo)熱性可快速散熱，降低模具熱負(fù)荷，減少熱變形。設(shè)計(jì)時(shí)需考慮冷卻系統(tǒng)與材料導(dǎo)熱系數(shù)匹配（如銅合金鑲件輔助散熱）。

二、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1. 分型面設(shè)計(jì)

原則：應(yīng)位于鑄件輪廓處，鋁鑄件企業(yè)便于脫模和排氣，避免鑄件表面損傷。

形式：

平面分型：結(jié)構(gòu)簡單，適用于形狀規(guī)則鑄件。

曲面分型：適應(yīng)復(fù)雜輪廓，需注意合模精度，防止飛邊。

配合間隙：分型面配合間隙≤0.05mm，避免鋁液竄入形成飛邊，增加后處理難度。

2. 型腔與型芯設(shè)計(jì)

尺寸精度：需考慮鋁合金 鑄造收縮率（通常取 0.8%-1.2%），預(yù)留加工余量（一般為 0.5-2mm）。

表面粗糙度：型腔表面粗糙度 Ra≤0.8μm，減少鑄件粘模風(fēng)險(xiǎn)，提高表面光潔度。

脫模斜度：

外壁：3°-5°（便于鑄件脫離型腔）；

內(nèi)壁：5°-7°（補(bǔ)償鑄件收縮對型芯的包緊力）。

3. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

類型選擇：

頂注式：充型快，易產(chǎn)生飛濺和氧化夾雜，適用于簡單鑄件；

底注式：充型平穩(wěn)，利于排氣和除渣，廣泛應(yīng)用于復(fù)雜鑄件；

側(cè)注式：介于兩者之間，需配合溢流槽控制鋁液流向。

澆口尺寸：截面積需匹配壓鑄機(jī)壓射速度，避免鋁液流速過高產(chǎn)生渦流（理想流速 5-15m/s）。

溢流槽與排氣槽：

溢流槽用于收集冷污金屬液和氣體，位置應(yīng)設(shè)在型腔末端或厚壁處；

排氣槽深度 0.05-0.1mm，寬度 5-20mm，確保氣體快速排出，避免鑄件氣孔。

三、冷卻與加熱系統(tǒng)

1. 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目的：控制模具溫度（通常保持在 180-250℃），鋅合金壓鑄縮短生產(chǎn)周期，提高鑄件尺寸精度。

形式：

直通式水道：簡單易加工，適用于小型模具；

螺旋式水道：環(huán)繞型芯或型腔，冷卻均勻，用于大型模具；

隔板式水道：通過隔板增強(qiáng)水流擾動(dòng)，提高散熱效率。

注意事項(xiàng)：水道距型腔表面距離為 3-5 倍孔徑，避免局部過熱或冷隔。

2. 加熱系統(tǒng)

對于復(fù)雜鑄件或高熔點(diǎn)鋁合金，需在模具初始生產(chǎn)前預(yù)熱至 150-200℃，防止鋁液激冷產(chǎn)生冷隔或裂紋，可采用電加熱棒或熱油循環(huán)加熱。

四、脫模與排氣設(shè)計(jì)

1. 脫模機(jī)構(gòu)

頂出系統(tǒng)：

頂桿直徑 φ4-φ12mm，布置需均勻，避免鑄件變形；

頂桿間距≤50mm，頂出行程需確保鑄件完全脫離模具（一般比鑄件高度長 10-20mm）。

側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)：適用于帶側(cè)孔或凸臺(tái)的鑄件，采用斜銷或油缸驅(qū)動(dòng)，抽芯角度一般≤25°，避免模具磨損。

2. 排氣設(shè)計(jì)

除分型面排氣槽外，可在型腔深處設(shè)置 排氣塞（間隙 0.03-0.05mm）或利用頂桿間隙排氣，確保氣體排出速度大于鋁液充型速度。

五、模具強(qiáng)度與精度

1. 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

模架需足夠剛性，避免合模時(shí)變形。關(guān)鍵部位（如型芯根部、型腔轉(zhuǎn)角）需設(shè)計(jì) 圓角過渡（R≥2mm），減少應(yīng)力集中。

對于大型模具，需進(jìn)行 有限元分析（FEA），驗(yàn)證型腔、型芯在高壓下的變形量（允許變形≤0.03mm）。

2. 配合精度

導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合間隙≤0.02mm，確保合模準(zhǔn)確，避免錯(cuò)型導(dǎo)致鑄件尺寸超差。

滑塊與滑槽配合間隙 0.01-0.03mm，防止鋁液滲入影響抽芯動(dòng)作。

六、其他關(guān)鍵要點(diǎn)

1. 表面處理

模具表面可進(jìn)行 PVD 鍍層（如 TiN、TiCN），大型鋁鑄件廠家厚度 2-5μm，硬度達(dá) 2000HV 以上，減少粘模和磨損，延長模具壽命（可提高 30%-50%）。

2. 標(biāo)準(zhǔn)化與互換性

采用標(biāo)準(zhǔn)模架（如 DME、HASCO 標(biāo)準(zhǔn)），關(guān)鍵零件（頂桿、導(dǎo)柱等）需具有互換性，便于快速維修和更換。

3. 試模與優(yōu)化

首次試模需記錄參數(shù)（如壓射壓力、模具溫度、充型時(shí)間），根據(jù)鑄件缺陷（如縮孔、流痕）調(diào)整澆口位置、冷卻系統(tǒng)或脫模斜度，直至合格。