本篇文章給大家談?wù)剦鸿T模具流道怎么設(shè)計(jì)，以及壓鑄模具流道設(shè)計(jì)視頻對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。

本文目錄：

• 1、壓鑄工藝及壓鑄模設(shè)計(jì)要點(diǎn)
• 2、壓鑄模具流道設(shè)計(jì)比例
• 3、各位在設(shè)計(jì)壓鑄模流道時(shí)是如何計(jì)算截面積的。
• 4、設(shè)計(jì)壓鑄模流道時(shí)如何計(jì)算截面積？
• 5、流道的設(shè)計(jì)構(gòu)思

壓鑄工藝及壓鑄模設(shè)計(jì)要點(diǎn)

金屬液在通過(guò)澆口時(shí)，其填充方式可分為層流式填充、噴射流填充、霧化流填充三種方式。當(dāng)澆口速度較低時(shí)，填充方式顯層流的狀態(tài)；當(dāng)速度增加，金屬液不再是連續(xù)流出，而是呈粗顆粒狀噴出；當(dāng)速度更高時(shí)，水則會(huì)呈霧狀的細(xì)微顆粒噴出。采用層流填充或霧狀流填充均可產(chǎn)生令人滿(mǎn)意的鑄件，粗顆粒流填充因在填充過(guò)程中熱量損失多而填充不好。一般而言，澆口愈薄，澆口速度愈高才能達(dá)到霧化流的狀態(tài)

金屬液進(jìn)入型腔的流動(dòng)狀態(tài)是由流道和內(nèi)澆口的形式?jīng)Q定的。目前使用較多的流道形式有扇形流道和錐形流道兩種。澆注系統(tǒng)由直澆道，橫澆道和內(nèi)澆道等三部份組成。扇形流道較適合于內(nèi)澆口長(zhǎng)度較短的產(chǎn)品，錐形流道適合于內(nèi)澆口長(zhǎng)度較長(zhǎng)的產(chǎn)品。不管是扇形流道還是錐形流道，從流道開(kāi)始到內(nèi)澆口其截面積應(yīng)該逐漸縮小，才能保證控制合金液的流態(tài)，并防止氣體卷入澆注系統(tǒng)；橫澆道應(yīng)具有一定的長(zhǎng)度，可對(duì)金屬液起到穩(wěn)流和導(dǎo)向作用

設(shè)計(jì)澆口與流道一般要遵守如下原則： 1）.充填最困難的地方優(yōu)先考慮 2). 各澆口大小應(yīng)按其主要充填部份的鑄件體積依比例分配 3). 澆口位置應(yīng)避免設(shè)在液流容易受阻的地方或直接沖擊型芯 4).流道截面積與澆口截面積必須維持平衡 5).流道轉(zhuǎn)彎處或尾部應(yīng)設(shè)突出部位或緩沖包,以起到緩沖及吸收雜質(zhì)的作用 6).避免流道急轉(zhuǎn)彎及截面積突然改變,以免造成亂流卷入空氣 7).流道轉(zhuǎn)彎時(shí),截面積應(yīng)該適度減小,才不會(huì)卷入空氣

為了提高壓鑄件質(zhì)量，在金屬液充填型腔的過(guò)程中應(yīng)盡量排除型腔中的氣體，排除混有氣體和被涂料殘余物污染的前流冷的金屬液，這就需要設(shè)置溢流、排氣系統(tǒng)，包括溢流槽和排氣槽。 溢流槽有如下作用： a、起排出雜物，排出氣體作用； b、保持模具溫度平衡作用； c、改善流動(dòng)方向（引流）作用； d、起頂出平臺(tái)的作用； e、接納第一份冷的金屬流（集渣）作用。

鋅合金溢流槽排渣口深度一般取0.2-0.3mm，溢流槽后部的排氣道深度一般取0.05-0.12mm。 v為了充分排出型腔內(nèi)的氣體，排氣槽的截面積一般為內(nèi)澆口截面積的20%-50%。

壓鑄模具流道設(shè)計(jì)比例

3比1。壓鑄模具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜、細(xì)致的勞動(dòng)，流道設(shè)計(jì)比例可以設(shè)置為3比1，并且從分析總體方案開(kāi)始到完成全部技術(shù)設(shè)計(jì)，往往要經(jīng)過(guò)計(jì)算、繪圖、修改等過(guò)程逐步完善。

各位在設(shè)計(jì)壓鑄模流道時(shí)是如何計(jì)算截面積的。

壓鑄模澆道的設(shè)計(jì)是整個(gè)壓鑄模成功與否的關(guān)鍵，流道分為直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口等幾個(gè)部分。以冷室壓鑄機(jī)的鋁合金壓鑄模具為例，直澆道的選擇與生產(chǎn)的鑄造壓力選擇有關(guān)、與壓室的充滿(mǎn)度有關(guān)，充滿(mǎn)度通常選擇在30%~70%之間，而沖頭的直徑則要看鑄件的總的投影面積及現(xiàn)有壓鑄機(jī)的鎖模力大小而定，直澆道的厚度經(jīng)驗(yàn)選1/3~1/2沖頭直徑，當(dāng)然也有例外的時(shí)候，根據(jù)鑄件的不同而形式也不同。橫澆道的截面積設(shè)計(jì)原則是根據(jù)從直澆道至內(nèi)澆口逐步縮小的原則，也就是通常所說(shuō)的增速澆道設(shè)計(jì)原則。對(duì)于特殊壁厚零件，也有選擇減速澆道設(shè)計(jì)原則的，但這是特例。計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式為A1=(3~4)A2；D=(5~8)T；W=A1/D+tg@D；其中A1為橫澆道面積；A2為內(nèi)澆口面積；D為橫澆道厚度；T為內(nèi)澆口厚度；W為內(nèi)澆口寬度；@取10~15；內(nèi)澆口的面積設(shè)計(jì)公式有很多，較常用的是A2=Q/vt；其中Q為通過(guò)內(nèi)澆口的金屬液的質(zhì)量(g)；為金屬液的密度(g/cm3)；v為內(nèi)澆口處金屬液的速度(m/s)；t為型腔的充填時(shí)間(s)；內(nèi)澆口的速度選擇原則為：鋁合金20~60；鋅合金30~50；鎂合金40~90；銅合金20~50；充填時(shí)間的選擇是根據(jù)壓鑄件的平均壁厚來(lái)選擇，這個(gè)要靠經(jīng)驗(yàn)，一般在0.01~0.3s不等。由于充填速度及充填時(shí)間都要根據(jù)鑄件的特性及經(jīng)驗(yàn)去選擇，往往設(shè)計(jì)選擇不準(zhǔn)確，這樣的話很多場(chǎng)合就會(huì)用到另一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，即日本的尾關(guān)公式：A2=(3~5)倍√總重量(g)；這里的總重量為通過(guò)內(nèi)澆口的金屬液的總質(zhì)量。為了保證模具不會(huì)因?yàn)閮?nèi)澆口因過(guò)大而要燒焊處理，一般情況都會(huì)采用可修原則，及內(nèi)澆口先小后大?？傊疂驳赖脑O(shè)計(jì)不是一成不變的，需要理論及實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合才能設(shè)計(jì)好，當(dāng)然現(xiàn)在有很多模擬軟件，可以在設(shè)計(jì)好之后進(jìn)行模擬充填以判斷澆道設(shè)計(jì)的合理性。

設(shè)計(jì)壓鑄模流道時(shí)如何計(jì)算截面積？

設(shè)計(jì)壓鑄模流道，最常用“逆向流量法”。

壓鑄模流道，有如下只要部位，直澆道、橫澆道、分支橫澆道和內(nèi)澆口，他們之間截面積關(guān)系要滿(mǎn)足如下比例，可以保證減少卷入空氣。

直澆道：橫澆道：∑分支橫澆道：∑內(nèi)澆口=1.15(1.15(1.15X))：1.15(1.15X)：1.15X：1X。

所以所謂“逆向流量法”，就是首先確定內(nèi)澆口截面積，其他部位的截面積就可以確定了。

內(nèi)澆口截面積如下確定：根據(jù)鑄件的壁厚，查壓鑄手冊(cè)，可以得到一個(gè)t填充時(shí)間，根據(jù)填充時(shí)間的參數(shù)，用公式：

內(nèi)澆口截面積（長(zhǎng)*寬）=鑄件帶料柄總體積/(內(nèi)澆口合金速度*填充時(shí)間)

就可以獲得內(nèi)澆口截面積的數(shù)據(jù)。

流道的設(shè)計(jì)構(gòu)思

異型材擠出機(jī)頭流道的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

異型材模具一般采用此結(jié)構(gòu)，整個(gè)流道采用流線型，無(wú)任何死角，避免造成物料的滯留分解。按照物料流動(dòng)過(guò)程可分為4個(gè)區(qū)域：

（1）發(fā)散段

將螺桿擠出的熔體由旋轉(zhuǎn)流動(dòng)變?yōu)榉€(wěn)定的平衡流動(dòng)，并且通過(guò)分流錐，熔體截面形狀由擠出機(jī)出口處的圓形向制品形狀逐漸轉(zhuǎn)變。

（2）分流段

此段中的分流支架將流動(dòng)分為幾個(gè)特征一致的簡(jiǎn)單單元流道，使熔體流動(dòng)行為更加穩(wěn)定，從而保證制品的均勻性。

（3）壓縮段

使物料產(chǎn)生一定的壓縮比，以保證有足夠的擠壓力，消除由于支撐筋而產(chǎn)生的熔接痕，從而使制品塑化均勻，密實(shí)度良好，內(nèi)應(yīng)力小。壓縮角不能過(guò)大，否則容易引起內(nèi)應(yīng)力加大，造成擠出不穩(wěn)定，使制品表面粗糙，降低外觀質(zhì)量。

（4）定型段

口模定型段除了賦予制品規(guī)定的形狀外，還提供適當(dāng)?shù)臋C(jī)頭壓力，使制品具有足夠的密度，并進(jìn)一步消除由支承筋產(chǎn)生的熔接痕及由于分流變截面等原因一而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 2.1基本原則

在進(jìn)行流道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)基本原則：

（1）型材重心軸線應(yīng)位于螺桿的軸線上。

（2）流道應(yīng)漸變，不應(yīng)急劇擴(kuò)大或縮小，不得有“死點(diǎn)”和臺(tái)階，并遵守物料流動(dòng)行為。

（3）應(yīng)有足夠的壓縮比，消除結(jié)合縫。

（4）保證物料從機(jī)頭等速擠出。

（5）熔體進(jìn)入機(jī)頭直至從模唇擠出時(shí)，必須盡可能恒定加速，直至在成型區(qū)之前達(dá)到所要求的出口速度。

2.2設(shè)計(jì)方法

2.2.1定型段口模流道

（1）口模間隙：型材壁厚不單單取決于口模間隙，還取決于擠出機(jī)對(duì)物料的塑化性能、擠出壓力、擠出溫度、物料性能、熔體離模膨脹和牽引收縮等，這些條件任何一個(gè)發(fā)生變化，都很影響壁厚的變化，很難用理論來(lái)計(jì)算。對(duì)于異型材制品中經(jīng)常使用的HPVC材料，制品壁厚與口模間隙的關(guān)系為：式中：

hs/hm=1.1～1.2(1)

hs——制品壁厚；

hm——口模間隙。

擠出速度較高時(shí)取小值，反之取大值。

（2）口模流道的外圍尺寸與制品外圍尺寸。對(duì)于HPVC材料：

As/Am=0.80.93sm（2）

Hs/Hm=0.90.97（3）式中：

As——制品寬度；

Hs——口模流道外圍寬度；

H?！破犯叨?；

Hm——口模流道外圍高度。

（3）型芯尺寸：根據(jù)口模型腔外圍尺寸及口模間隙，可得到型芯各部分的尺寸。

（4）定型段流道長(zhǎng)度：異型材擠出口模定型段主要由寬度、高度不同的矩形狹縫流道組成，可以按照所示經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

主流道：L1=(30-40)1，（4）

內(nèi)筋流道：L2=L1/（1/2）n+1（5）式中：

L1——主間隙定型段長(zhǎng)度；

L2——內(nèi)筋定型段長(zhǎng)度；

1——主間隙；

2——內(nèi)筋間隙；

n——非牛頓指數(shù)。

2.2.2壓縮段流道

壓縮比。及壓縮角夢(mèng)：壓縮比是支承板和口模板型腔橫截面的面積比，一定的壓縮比能保證足夠的擠壓力，使塑化均勻，減小內(nèi)應(yīng)力。

一般壓縮比取3-7，壓縮角取15～20度

2.2.3分流段流道

經(jīng)過(guò)分流錐的配料后，在支撐板中又由支撐筋分成許多小腔進(jìn)一步分割。此段流道為平直區(qū)，長(zhǎng)度一般在高速擠出時(shí)取5060mm，型腔尺寸是根據(jù)壓縮比設(shè)計(jì)的最大型腔和型體外圍決定。在強(qiáng)度允許的條件下，支撐筋最大截面尺寸應(yīng)盡量小，從而減少其對(duì)料流的影響。2.2.4分流錐

分流錐的作用是將供料區(qū)的材料全部按比例分配到各個(gè)區(qū)域，角度在70度以?xún)?nèi)，物料流動(dòng)性越好，角度取值越大，以便形成背壓，使物、料進(jìn)一步塑化。

分流錐應(yīng)盡量短，從而減少對(duì)料流分配的影響。

2.2.5內(nèi)筋流道

前面已經(jīng)介紹了內(nèi)筋定型段長(zhǎng)度的計(jì)算公式，下面對(duì)內(nèi)筋的供料形式做簡(jiǎn)單介紹。

通常內(nèi)筋的壁厚為0.9-1.5mm之間，而外壁一般為1.8-3.0mm之間。對(duì)于不同外壁厚的型材，其供料腔的大小也不同，設(shè)計(jì)中應(yīng)保證內(nèi)筋的供料壓力足夠。確定內(nèi)筋供料腔的大小可參照外壁供料的壓縮比，預(yù)設(shè)內(nèi)筋供料壓縮比與外壁相同。根據(jù)內(nèi)筋的成型縫隙和預(yù)設(shè)的壓縮比得到初步的內(nèi)筋供料腔大小，再考慮物料的粘彈性對(duì)物料流動(dòng)的影響，適當(dāng)調(diào)整內(nèi)筋供料腔，保讓內(nèi)筋供料腔的物料流速接近外壁供料腔，通常要稍慢一點(diǎn)。這樣，就得到了內(nèi)筋供料腔的大小。 下面以常用的60平開(kāi)扇梃為例說(shuō)明異型材擠出模頭流道的設(shè)計(jì)思路，并用SolidWorks2003軟件建立其三維立體模型。

將整個(gè)流道分為4段：發(fā)散段長(zhǎng)為115mm，分流段長(zhǎng)60mm，壓縮段長(zhǎng)20mm，定型段長(zhǎng)60mm。其整體流道尺寸如圖2所示。

按照前文所述的設(shè)計(jì)思路，其關(guān)鍵尺寸的具體設(shè)計(jì)如下。

3.1口模尺寸

由圖4可見(jiàn)，口模流道的外圍尺寸及口模間隙都較原制品尺寸發(fā)生了一定的變化。由于異型材擠出過(guò)程中物料流動(dòng)的復(fù)雜性，其口模尺寸的確定并非單純的擴(kuò)大或縮小，而是要考慮多方面的因素，需要不斷的試模、修模，以便能夠獲得最佳的擠出效果。

3.2定型段流道的長(zhǎng)度確定

主流道：L1=(30-40)1，

內(nèi)筋流道：L2=L1/（1/2）n+1

此例中，1=2mm，取L1=60mm

n=0.3，占2=1mm，取L2=24mm

3.3壓縮段流道及分流段尺寸的確定

取壓縮角為15度，壓縮比為4，壓縮段長(zhǎng)度為20mm；分流段長(zhǎng)度取60mm，適用于高速擠出，其型腔尺寸同壓縮段入口處截面相同，只是增加了幾個(gè)支撐筋，在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的情況下，支撐筋的尺寸盡量小。其截面尺寸圖如圖5。

3.4三維立體模型的建立

本例用SolidWorks2003軟件建立其三維模型，如圖6所示。

SolidWorks2003軟件是美國(guó)SolidWorks公司開(kāi)發(fā)的基于Windows平臺(tái)的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，其最大特點(diǎn)是采用全新的Windows操作界面，草圖繪制靈活，并且有強(qiáng)大的特征建模能力，從而能大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。

通過(guò)對(duì)流道三維模型的建立，可以將形成的.STEP203文件導(dǎo)入分析軟件，如polyflow軟件，有利于對(duì)流道內(nèi)物料的壓力、速度或剪切應(yīng)力做模擬分析，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

沿物料的擠出方向，截取A、B、C、D四個(gè)流道截面，其截面圖如圖6中a、b、c、b。

從圖6中可以看出，異型材擠出成型機(jī)頭流道是一個(gè)由開(kāi)始的圓形逐步過(guò)渡到擠出制品型坯形狀的過(guò)程。其具體尺寸的計(jì)算可參照前文所述內(nèi)容，由于異型材擠出過(guò)程的復(fù)雜性，很難用理論來(lái)計(jì)算，所以設(shè)計(jì)中存在很多的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，例如前后支撐板長(zhǎng)度選為60mm，這樣適用于目前應(yīng)用較為廣泛的高速擠出。 由于異型材截面的復(fù)雜性及多樣性，其機(jī)頭流道設(shè)計(jì)目前還依賴(lài)大量的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而增加了試模、修模，延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，增加了生產(chǎn)成本。在本文總結(jié)的機(jī)頭流道設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上輔以先進(jìn)的模具流道分析軟件，如FLOW2000、POLYFLOW等進(jìn)行分析，將會(huì)使模具產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到一個(gè)全新的技術(shù)水平。

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