今天給各位分享電瓶摩托變速箱壓鑄模具的知識(shí)，其中也會(huì)對(duì)電瓶摩托變速箱壓鑄模具圖片進(jìn)行解釋?zhuān)绻芘銮山鉀Q你現(xiàn)在面臨的問(wèn)題，別忘了關(guān)注本站，現(xiàn)在開(kāi)始吧！

本文目錄：

• 1、模具在壓鑄機(jī)上是怎么安裝的
• 2、誰(shuí)能解釋清楚汽車(chē)和摩托車(chē)的變速箱齒輪是什么材料做的，為什么使用多年都不壞，電動(dòng)車(chē)為啥壞齒輪
• 3、國(guó)內(nèi)有哪些生產(chǎn)鑄造,模具的公司,請(qǐng)高人指點(diǎn)!
• 4、鑄造模具應(yīng)用狀況 結(jié)構(gòu)形式和發(fā)展趨勢(shì)
• 5、壓鑄模具的制作流程與澆排系統(tǒng)設(shè)計(jì)
• 6、壓鑄模具的最新技術(shù)

模具在壓鑄機(jī)上是怎么安裝的

在模具工程過(guò)程中，工作人員需要把帶有平衡柱的轉(zhuǎn)子疊裝放入動(dòng)模型腔。一旦動(dòng)模和定模發(fā)生合模現(xiàn)象的時(shí)候，這時(shí)候模具內(nèi)部的補(bǔ)償液壓缸就會(huì)自動(dòng)減壓，方便轉(zhuǎn)子疊裝順利進(jìn)入動(dòng)模型腔前端。

在合模完成之后，補(bǔ)償液壓缸則會(huì)自動(dòng)加壓，而補(bǔ)償液壓缸兩側(cè)以及底部的斜滑塊則會(huì)起到關(guān)鍵作用，幫助電機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)疊裝。

這時(shí)候的轉(zhuǎn)子能夠在最短的時(shí)間內(nèi)集結(jié)起來(lái)，減少轉(zhuǎn)子的疊裝時(shí)間，縮短工作時(shí)間。

擴(kuò)展資料

1、在進(jìn)行這一項(xiàng)工作的時(shí)候，要注意的是點(diǎn)澆口的面積大小，這個(gè)面積必須要經(jīng)過(guò)精密的計(jì)算，得出最確切的結(jié)果才能得以繼續(xù)。

2、壓鑄材料、壓鑄機(jī)、模具是壓鑄生產(chǎn)的三大要素，缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機(jī)地加以綜合運(yùn)用，使能穩(wěn)定地有節(jié)奏地和高效地生產(chǎn)出外觀或協(xié)議規(guī)定要求的合格鑄件。

3、壓鑄充填型腔的過(guò)程就是取得壓力，速度，溫度和時(shí)間的動(dòng)平衡的過(guò)程。這些過(guò)程相互制約，又相互聯(lián)系。必須取得平衡才能取得完美的鑄件。

參考資料來(lái)源：百度百科-壓鑄模具

誰(shuí)能解釋清楚汽車(chē)和摩托車(chē)的變速箱齒輪是什么材料做的，為什么使用多年都不壞，電動(dòng)車(chē)為啥壞齒輪

齒輪鋼。齒輪鋼一般有低碳鋼如20#鋼，低碳合金鋼如：20Cr、20CrMnTi等，中碳鋼：35#鋼、45#鋼等，中碳合金鋼：40Cr、42CrMo、35CrMo等，都可以稱(chēng)為齒輪鋼。最常用的是20CrMnTi，滲碳淬火；40Cr，滲碳淬火。至于你的電動(dòng)車(chē)壞齒輪，要看你的電動(dòng)車(chē)及電動(dòng)車(chē)齒輪的產(chǎn)地和生產(chǎn)商。

國(guó)內(nèi)有哪些生產(chǎn)鑄造,模具的公司,請(qǐng)高人指點(diǎn)!

我國(guó)鑄造模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展建議

中國(guó)模協(xié)技術(shù)委員會(huì) 蔡紫金( 執(zhí)筆) 高 鵬( 執(zhí)筆)

中圖分類(lèi)號(hào): TG241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1009- 279X( 2010) S0- 0034- 04

1 我國(guó)鑄造模具目前的狀況和存在的主要

問(wèn)題

1. 1 發(fā)展情況

( 1) 產(chǎn)業(yè)慨況

近年來(lái), 隨著我國(guó)制造業(yè), 特別是汽車(chē)工業(yè)的迅

速發(fā)展, 鑄件市場(chǎng)需求大幅上揚(yáng), 帶動(dòng)了鑄造模具制

造業(yè)的興旺, 生產(chǎn)總量在沖模、塑料模之后排列第三

的鑄造模具約占我國(guó)模具總量的8% , 年銷(xiāo)售額約

80 億元。由于市場(chǎng)對(duì)大型、復(fù)雜、高品質(zhì)、高性能鑄

件的要求, 帶動(dòng)我國(guó)鑄造模具在生產(chǎn)規(guī)模和制造質(zhì)

量以及其技術(shù)水平的提升, 逐步形成了門(mén)類(lèi)齊全、配

套完善和分布廣泛的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。根據(jù)中國(guó)模具工業(yè)

協(xié)會(huì)經(jīng)營(yíng)管理委員會(huì)編制的5全國(guó)模具專(zhuān)業(yè)廠基本

情況6統(tǒng)計(jì), 近4 年來(lái)鑄造模具每年平均增長(zhǎng)速度高

達(dá)24% ( 表1) 。

表1 我國(guó)鑄造模具生產(chǎn)情況匯總

年份

統(tǒng)計(jì)企業(yè)

P個(gè)

產(chǎn) 值

P萬(wàn)元

與上年比

增長(zhǎng)P%

年產(chǎn)值超1 千萬(wàn)元

企業(yè)P個(gè)

2005 64 56 933 25. 90 19

2006 63 70 769 24. 30 24

2007 58 77 764 9. 88 25

2008 68 105 172 35. 24 32

總體來(lái)說(shuō), 中、小型鑄造模具的制作完全可滿(mǎn)足

國(guó)內(nèi)的需求, 大型、復(fù)雜、精密的鑄造模具依賴(lài)進(jìn)口

的狀況得到較大改善; 中、低檔模具供大于求, 大型

且要求高的鑄造模依然進(jìn)口不少( 主要進(jìn)口國(guó)是日

本、韓國(guó)、德國(guó)、意大利、美國(guó)) ; 可喜的是國(guó)內(nèi)使用的

大型、復(fù)雜的鑄造模具已從原先大量引進(jìn)到目前

收稿日期: 2009- 12- 10

作者簡(jiǎn)介: 蔡紫金, 男, 1946 年生, 原廣州型腔模具制造有限公司副

總經(jīng)理、高工, 中國(guó)模協(xié)技術(shù)委員會(huì)委員兼鑄造模技術(shù)部

副主任。

高 鵬, 男, 1952 年生, 兵器集團(tuán)洛陽(yáng)北方企業(yè)集團(tuán)有限

公司副總經(jīng)理, 教授級(jí)高工, 中國(guó)模協(xié)技術(shù)委員會(huì)委員。

國(guó)產(chǎn)替代, 并有少量出口, 且出口量遂年遞增。

( 2) 企業(yè)慨況

我國(guó)鑄造模生產(chǎn)廠點(diǎn)眾多, 規(guī)模都不很大, 以小

型模具企業(yè)為主, 人數(shù)不超過(guò)300人, 年產(chǎn)值超

5 000 萬(wàn)元的企業(yè)很少, 生產(chǎn)效率較高的企業(yè)年人

均生產(chǎn)率也只在20~ 30 萬(wàn)元, 模具的檔次多為中、

低檔。模具使用壽命及制造周期見(jiàn)表2 和表3。

表2 我國(guó)壓鑄模使用壽命 萬(wàn)模次

壓鋁合金

小型中型大型

壓鋅合金壓鎂合金

10~ 20 6~ 15 6~ 10 20~ 15~ 20

表3 鑄造模具制造周期 月

中、小型大型特大型

壓鑄模具2~ 3 3~ 4 4~ 7

低壓鑄造模具1~ 3 3~ 4

重力鑄造模具1~ 3 3~ 4

目前國(guó)內(nèi)所使用的各類(lèi)鑄造模具主要來(lái)自模具

制造專(zhuān)業(yè)廠或隸屬于鑄造企業(yè)的模具車(chē)間( 分廠) 。

專(zhuān)業(yè)制造廠服務(wù)于全社會(huì), 承接著各行業(yè)所需的各

類(lèi)型的鑄造模具。相對(duì)而言, 設(shè)備較先進(jìn), 技術(shù)較優(yōu)

良和規(guī)模較大的企業(yè), 是我國(guó)商品鑄造模具的主要

供應(yīng)商, 其實(shí)力和技術(shù)狀況最能反映國(guó)內(nèi)當(dāng)前水平。

星羅棋布、數(shù)量眾多的鑄造模具制造專(zhuān)業(yè)廠絕大部

分是民營(yíng)企業(yè), 它們具有很強(qiáng)的市場(chǎng)適應(yīng)能力和資

本增殖能力, 對(duì)市場(chǎng)需求反映敏捷, 產(chǎn)出大, 生存力

強(qiáng)。相較于其他種類(lèi)模具領(lǐng)域, 外商進(jìn)入較少。

鑄造模具生產(chǎn)廠家集中分布在我國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)

達(dá)省、市及汽車(chē)、摩托車(chē)生產(chǎn)基地。如浙江省有被稱(chēng)

為/ 中國(guó)壓鑄模生產(chǎn)之鄉(xiāng)0的北侖、/ 鑄造模之鄉(xiāng)0的

象山, 分別盛產(chǎn)壓鑄模、重力和低壓鑄造模。廣東省

鑄造模生產(chǎn)主要在廣州、東莞、深圳、佛山等地, 廠點(diǎn)

相對(duì)分散, 由于經(jīng)濟(jì)開(kāi)放較早, 吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)

快, 外向型企業(yè)較多, 模具出口量較大。華東地區(qū)生

產(chǎn)廠家主要集中在上海、蘇州、常州、昆山、南通等

) 34 )

5 電加工與模具62010 年增刊 專(zhuān) 稿

地, 憑著緊靠我國(guó)工業(yè)和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)的地域優(yōu)勢(shì),

發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁, 企業(yè)普遍起點(diǎn)較高, 員工素質(zhì)好, 發(fā)

展勢(shì)頭大。此外工業(yè)基礎(chǔ)較好的長(zhǎng)春、大連、煙臺(tái)、

重慶等地鑄造模的產(chǎn)出也不少。

( 3) 產(chǎn)品慨況

壓鑄模具的產(chǎn)品是鋁、鋅、鎂、銅等合金壓鑄件,

其中鋁合金壓鑄件比例最大, 約占60% , 典型產(chǎn)品

有汽車(chē)變速箱殼體、離合器外殼, 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、摩托

車(chē)曲軸箱、發(fā)動(dòng)機(jī)支架, 電機(jī)罩蓋、機(jī)油濾清器底座

等。

重力、低壓鑄造模具的產(chǎn)品是黑色金屬、鋁、銅

等合金鑄件, 典型的產(chǎn)品有發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、排氣

管、后轎、減速器、曲軸、變速器外殼等。

( 4) 面臨的市場(chǎng)形勢(shì)

鑄造模具的產(chǎn)品應(yīng)用范圍很廣, 幾乎涉及到所

有工業(yè)制造領(lǐng)域, 其中汽車(chē)零件的鑄件以其數(shù)量大、

品種多、要求嚴(yán)名列首位。以壓鑄件為例, 世界各國(guó)

壓鑄的汽車(chē)零件在整個(gè)壓鑄產(chǎn)業(yè)中占有最大的份額

( 表4) 。

表4 各國(guó)汽車(chē)零件壓鑄件占?jí)鸿T總產(chǎn)量之比 %

日本澳大利亞西班牙德國(guó)美國(guó)中國(guó)

80 80 65 65 48 64

目前, 正值我國(guó)汽車(chē)工業(yè)進(jìn)入高速增長(zhǎng)期, 產(chǎn)量

連續(xù)多年大幅度增長(zhǎng), 2009 年產(chǎn)量估計(jì)達(dá)到1 300

萬(wàn)輛, 強(qiáng)烈地增大對(duì)鑄造模具的需求, 可預(yù)測(cè)到未來(lái)

我國(guó)鑄造模的生產(chǎn)仍將獲得主要來(lái)自國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)

的強(qiáng)勁推力。我國(guó)摩托車(chē)生產(chǎn)連續(xù)多年來(lái)產(chǎn)量全球

第一, 年產(chǎn)量在2 000 萬(wàn)輛以上, 摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所需

的中型、復(fù)雜壓鑄模已幾乎全部來(lái)自國(guó)內(nèi)制造。同

時(shí)我國(guó)龐大家電行業(yè)、建筑行業(yè)以及拓展迅猛的通

訊行業(yè)己向鑄造模制造企業(yè)提供了持續(xù)的、穩(wěn)步增

長(zhǎng)的國(guó)內(nèi)巨大的需求市場(chǎng)。此外, 在經(jīng)濟(jì)全球化浪

潮中, 產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程的國(guó)際分工正在形成, 外商基于

成本的壓力在我國(guó)大量采購(gòu)鑄件, 甚至還在中國(guó)設(shè)

立鑄造生產(chǎn)基地, 我國(guó)正承擔(dān)著國(guó)際金屬鑄件及制

品的生產(chǎn)制造任務(wù)。同時(shí)隨著我國(guó)模具質(zhì)量與國(guó)外

差距的逐步縮小, 價(jià)格低廉也驅(qū)使國(guó)外模具采購(gòu)量

劇增, 巨大的海外模具市場(chǎng)的需求對(duì)該產(chǎn)業(yè)的興旺

起著推波助瀾的作用?？深A(yù)測(cè)未來(lái)一段較長(zhǎng)時(shí)間

內(nèi), 我國(guó)鑄造模具產(chǎn)業(yè)無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)際市場(chǎng)發(fā)展

空間都很大。但也應(yīng)清楚地看到, 我國(guó)鑄造模具的

制造水平與國(guó)外還有差距, 受當(dāng)前國(guó)際金融危機(jī)的

影響, 國(guó)際鑄造市場(chǎng)萎縮, 國(guó)外鑄造模具制造業(yè)出現(xiàn)

產(chǎn)能過(guò)剩, 從而加劇了行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng), 加上國(guó)內(nèi)存在

著企業(yè)間無(wú)序的壓價(jià)競(jìng)標(biāo), 良莠不齊的各企業(yè)出口

策略, 給整個(gè)鑄造模具制造產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了不良影響。

1. 2 存在的主要問(wèn)題

( 1) 大型、復(fù)雜的鑄造模具主要還處在模仿、消

化吸收階段, 自主創(chuàng)新的核心技術(shù)不多, 模具的質(zhì)

量、加工的精度、使用的可靠性、穩(wěn)定性及使用壽命

與先進(jìn)工業(yè)國(guó)家比仍有差距, 模具調(diào)試時(shí)間長(zhǎng), 造成

鑄造行業(yè)每年依然大量從國(guó)外引進(jìn)大型高端模具。

( 2) 國(guó)內(nèi)鑄造模具生產(chǎn)廠點(diǎn)數(shù)目很大, 普遍規(guī)

模小, 還沒(méi)有可與國(guó)外同行優(yōu)秀企業(yè)抗衡的高水平

企業(yè), 缺乏領(lǐng)航的企業(yè), 行業(yè)內(nèi)專(zhuān)業(yè)化分工不明顯。

( 3) 企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度較低, 鑄造模具的標(biāo)準(zhǔn)

件商品化生產(chǎn)及使用覆蓋面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于沖模和塑料

模。

( 4) 壓鑄模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)修訂于2004 年3 月

頒布實(shí)施, 但內(nèi)容比較簡(jiǎn)單, 指導(dǎo)力不強(qiáng), 低壓和重

力鑄造模具的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還未制定。

( 5) 模具數(shù)字化設(shè)計(jì)制造是提高鑄造模具生產(chǎn)

企業(yè)整體水平的有效技術(shù)手段, 其中三維設(shè)計(jì)和計(jì)

算機(jī)仿真模擬分析技術(shù)的應(yīng)用, 顯示出越來(lái)越大的

優(yōu)越性。目前國(guó)內(nèi)完全實(shí)現(xiàn)CADPCAMPCAE 一體

化的鑄造模具制造企業(yè)極少, 且所選用的軟件主要

依靠進(jìn)口, 三維設(shè)計(jì)和CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平和普及

程度遠(yuǎn)不及國(guó)內(nèi)塑料模具廠家。

( 6) 目前國(guó)產(chǎn)的熱作模具鋼性能和穩(wěn)定性仍未

盡人意, 制造出口模具和要求高的鑄造模具時(shí)基本

還是選用進(jìn)口鋼材, 很大程度上影響模具企業(yè)的市

場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 我國(guó)鑄造模具與國(guó)際先進(jìn)水平的主要差距

( 1) 我國(guó)鑄造模具制造歷史短、經(jīng)驗(yàn)不足

鑄造模具主要服務(wù)于汽車(chē)工業(yè), 國(guó)外已有幾十

年歷史, 我國(guó)近十年才初具規(guī)模, 其需求的大型、復(fù)

雜、精密鑄造模具設(shè)計(jì)與制作經(jīng)驗(yàn)不足, 目前基本還

處在學(xué)習(xí)模仿階段, 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的大多是以造復(fù)

制模為主, 創(chuàng)新不多。制造過(guò)程中普遍存在質(zhì)量控

制不夠嚴(yán)謹(jǐn)、制造精度較差, 以及設(shè)計(jì)中對(duì)模具的熱

平衡分析、冷卻系統(tǒng)設(shè)置、零件的快換、安裝的快捷、

生產(chǎn)的安全性等考慮欠周全。盡管各種鑄件產(chǎn)品的

模具國(guó)內(nèi)基本都已能制造, 對(duì)于難度較大的模具上

規(guī)模的廠家都有承接的勇氣, 但往往因尺寸不到位、

) 35 )

專(zhuān) 稿 5 電加工與模具62010 年增刊

調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)、使用故障率高和壽命不理想使用戶(hù)缺

乏采購(gòu)信心。以汽車(chē)的心臟) ) ) 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體壓鑄模

具為例, 我國(guó)從事缸體壓鑄件生產(chǎn)的廠家不下20

家, 但現(xiàn)運(yùn)行的模具幾乎全部從日、歐、美引進(jìn)。德

國(guó)一家專(zhuān)業(yè)模具廠, 早在1984 年開(kāi)始就已生產(chǎn)缸體

壓鑄模具, 先后已生產(chǎn)了超過(guò)50 多套, 而我國(guó)近3

年才有國(guó)產(chǎn)的缸體壓鑄模具問(wèn)世, 至今各廠產(chǎn)出累

計(jì)也不過(guò)10 套左右。

( 2) 裝備及相應(yīng)配套的差距

國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家規(guī)模稍大的模具廠家往往擁

有數(shù)量較多的大型、中型5 軸或3 軸高速加工中心

機(jī)床, 配備多臺(tái)精度高的檢測(cè)設(shè)備, 熱處理配套專(zhuān)業(yè)

廠擁有承載大、10 Par 以上的真空爐進(jìn)行鑲塊的熱

處理, 有些模具廠還設(shè)有專(zhuān)供試模的車(chē)間, 同時(shí), 熱

模鋼( 部分經(jīng)過(guò)3D 鍛造) 、優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)件及配件供應(yīng)

暢通。同比國(guó)內(nèi)的模具廠家上述關(guān)鍵設(shè)備無(wú)論數(shù)

量、檔次和規(guī)格都存在較大差距, 而且制造出口的鑄

造模具和大型的高端模具幾乎全要吃/ 洋飼料0 $ $

運(yùn)用國(guó)外軟件進(jìn)行設(shè)計(jì), 使用進(jìn)口機(jī)床、刀具、檢測(cè)

設(shè)備進(jìn)行加工及檢測(cè), 購(gòu)買(mǎi)進(jìn)口的熱作鋼材, 安裝在

模具體上的標(biāo)準(zhǔn)件和各類(lèi)配件也要進(jìn)口, 因而模具

制造成本大。

( 3) 人才的差距

國(guó)內(nèi)企業(yè)中掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才不能滿(mǎn)足

發(fā)展需要, 模具高級(jí)技術(shù)人才、高技能的員工、企業(yè)

管理人員及外經(jīng)外貿(mào)人才短缺, 人才緊缺導(dǎo)致企業(yè)

間爭(zhēng)相挖聘, 影響了模具企業(yè)的發(fā)展和穩(wěn)定。尤其

缺乏優(yōu)秀的復(fù)合人才, 如: 精通技術(shù)的經(jīng)營(yíng)者、精通

技術(shù)工藝的管理者、能熟練運(yùn)用信息化技術(shù)進(jìn)行設(shè)

計(jì)及分析、了解鑄造工藝及相關(guān)設(shè)備原理、掌握調(diào)試

修復(fù)處理技術(shù)的設(shè)計(jì)師。國(guó)外模具企業(yè)中從事管理

和技術(shù)工作人員比例往往較高( 25% ~ 35% ) , 員工

質(zhì)量意識(shí)強(qiáng), 社會(huì)上有較完善的專(zhuān)科教育和技能培

訓(xùn), 企業(yè)內(nèi)強(qiáng)化對(duì)員工的崗位培訓(xùn)。近期日本對(duì)未

來(lái)幾年模具的發(fā)展技術(shù)倡導(dǎo):/ 可以不依賴(lài)于技能的

模具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)0, 這意味著技術(shù)型的模具工程

人員要求數(shù)目更多和水平更高。

( 4) 技術(shù)指標(biāo)上的差距( 表5)

表5 國(guó)內(nèi)、外鑄造模具技術(shù)指標(biāo)對(duì)照表

國(guó)際先進(jìn)水平國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平國(guó)內(nèi)一般水平

型腔加工精度Pmm 0. 01~ 0. 03 0. 02~ 0. 05 0. 05~ 0. 08

型位表面粗糙度RaPLm 0. 2~ 0. 4 0. 4~ 0. 8 0. 8~ 1. 6

制

造

周

期

P

月

壓鑄模

重力、低壓鑄造模

中、小型1~ 2 2~ 3 2~ 4

大型2~ 3 3~ 4 4~ 6

特大型3~ 5 4~ 7

中、大型2~ 3 2~ 4 3~ 5

使

用

壽

命

P

萬(wàn)次

壓鑄模( 中型)

壓鑄Zn 30~ 100 20~ 30 10~ 20

壓鑄Al 12~ 25 10~ 15 5~ 8

壓鑄Mg 20 15~ 20

壓鑄Cu 3 1~ 3 0. 3~ 1

3 我國(guó)鑄造模具的發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)

貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀, 依靠技術(shù)創(chuàng)新, 推廣應(yīng)用

現(xiàn)代信息化技術(shù)提升企業(yè)的設(shè)計(jì)、加工和管理水平,

加大投資力度, 提高企業(yè)的裝備水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力,

突出做強(qiáng)骨干企業(yè), 推動(dòng)鑄造模具產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康

快速發(fā)展。在/ 十二五0 期間, 保持鑄造模具年產(chǎn)量

兩位數(shù)的增幅, 培育造就3~ 5 家年產(chǎn)值超億元企

業(yè)。大型、復(fù)雜鑄造模具開(kāi)發(fā)制造水平及模具使用

壽命達(dá)到目前國(guó)際先進(jìn)工業(yè)國(guó)家水平; 做到中、小型

鑄造模具完全滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要, 大型鑄造模具國(guó)

內(nèi)配套率超過(guò)70% , 并增加模具出口量。

4 產(chǎn)品和技術(shù)等方面的發(fā)展重點(diǎn)和重大課題

( 1) 鑄造成形理論和技術(shù)的系統(tǒng)研究

目前, 鑄造模具的設(shè)計(jì)理論和技術(shù)發(fā)展制約著

水平的進(jìn)一步提升, 模具澆注系統(tǒng)、排渣排氣系統(tǒng)、

補(bǔ)縮系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)上普遍還處在仿效和類(lèi)推

的做法, 往往造成設(shè)計(jì)失誤, 或加大模具的調(diào)試難度

和難以提高鑄件合格率。/ 十二五0期間應(yīng)加快和系

統(tǒng)研究金屬鑄造成形理論、順序凝固精確控溫技術(shù)、

) 36 )

5 電加工與模具62010 年增刊 專(zhuān) 稿

鑄造過(guò)程中氣體分布及排放機(jī)理、快速凝固技術(shù)。

(2) 加快對(duì)新型、特殊成形工藝的鑄造模具的

研發(fā)

目前國(guó)內(nèi)對(duì)于一些有特殊性能要求的優(yōu)質(zhì)鑄

件, 如高強(qiáng)度件, 高耐磨性件、薄壁件及高氣密性鑄

件的模具研究甚少, 無(wú)法滿(mǎn)足軍工、航天、航空等行

業(yè)需求, 這部分鑄造模具國(guó)外還未達(dá)到完全成熟階

段。加快對(duì)新型、特殊工藝鑄造模具的研發(fā), 在這些

領(lǐng)域中與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平接近同步發(fā)展, 最有利

于搶占高端鑄造模具制高點(diǎn), 從而帶動(dòng)一般模具技

術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量提升, 制造出具有特色的、有核心技術(shù)

的模具。其中真空壓鑄、半固態(tài)金屬鑄造、金屬擠壓

鑄造、金屬液鍛所需模具的開(kāi)發(fā)、研究及其推廣是重

點(diǎn)課題。

( 3) 加快對(duì)新材料應(yīng)用的鑄造模具的研發(fā)

充分利用我國(guó)鎂合金資源的優(yōu)勢(shì), 拓展鎂合金

壓鑄件的應(yīng)用。開(kāi)展鎂合金壓鑄生產(chǎn)工藝的研究、

以鎂合金替代其他金屬的大型壓鑄件可行性探討,

以及相關(guān)模具的技術(shù)研究, 本課題重點(diǎn)應(yīng)圍繞大型

鎂合金壓鑄模具的研發(fā)。

( 4) 攻克鑄造模具制造的關(guān)鍵技術(shù)

目前我國(guó)鑄造模具制造水平與國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)

家的最明顯差距在使用壽命上, 有些關(guān)鍵的先進(jìn)制

造技術(shù)還沒(méi)有很好掌握, 應(yīng)對(duì)下列課題進(jìn)行研究: 模

具使用過(guò)程中充分發(fā)掘耐熱鋼材的性能; 型位鑲件

失效分析及提高鑄造模具使用壽命的研究; 厚度大

于200 mm 的熱作鋼熱處理淬透性的研究; 鑄造模

具鑲塊表面處理技術(shù)的研究等。

( 5) 大型、復(fù)雜、精密壓鑄模的研發(fā)與制造

鑄造模具中的大型、復(fù)雜、精密汽車(chē)壓鑄模目前

依然大量進(jìn)口, 影響到汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展, 應(yīng)對(duì)進(jìn)口模

具進(jìn)行分析、消化和模仿, 可抓住目前急需的和難度

大的典型模具開(kāi)展攻關(guān): 展開(kāi)橋車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體壓鑄

模具的研發(fā)制造; 自動(dòng)波汽車(chē)變速箱壓鑄模具的研

發(fā)制造。

5 我國(guó)鑄造模具的發(fā)展建議

( 1) 建議通過(guò)企業(yè)自身的發(fā)展壯大以及政府的

扶持, 做強(qiáng)行業(yè)骨干企業(yè), 在/ 十二五0期間重點(diǎn)培育

和造就3~ 5 家年產(chǎn)值超億元企業(yè), 開(kāi)展難度大、高

端鑄造模具的開(kāi)發(fā)和攻關(guān), 增強(qiáng)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

( 2) 建議繼續(xù)大力支持有關(guān)高等院校和科研機(jī)

構(gòu)加速對(duì)鑄造模具CAE 軟件的研究和開(kāi)發(fā), 特別要

聯(lián)合鑄造行業(yè)生產(chǎn)廠家和相應(yīng)模具的制造廠家共同

開(kāi)發(fā), 以鼓勵(lì)推廣應(yīng)用, 在經(jīng)濟(jì)政策上應(yīng)給予以適當(dāng)

的扶持, 并在應(yīng)用過(guò)程中不斷完善和提高。起步不

算太早的日本、韓國(guó)在鑄造CAE 軟件開(kāi)發(fā)的做法,

以及黃巖、寧波地區(qū)通過(guò)地方資助推廣應(yīng)用國(guó)產(chǎn)塑

料模具CAE 軟件的經(jīng)驗(yàn)很值得借鑒。

( 3) 建議在/ 十二五0期間, 發(fā)揮模具工業(yè)協(xié)會(huì)

的作用, 組織力量, 參考北美鑄造學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)和ISO

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn), 對(duì)壓鑄模具的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行第二次修訂,

并著手制定低壓鑄造模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和重力鑄造模具

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

( 4) 建議國(guó)家在鋼鐵行業(yè)中重點(diǎn)扶持2~ 3 個(gè)

生產(chǎn)廠點(diǎn), 這些廠點(diǎn)只能做到/ 小、專(zhuān)、精0。加速提

升冶煉、鍛造技術(shù), 進(jìn)行新模具鋼種的研發(fā), 熱切期

待市場(chǎng)能提供鑄造模具行業(yè)所需的質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的國(guó)產(chǎn)

耐熱模具鋼材。

( 5) 為提高行業(yè)整體技術(shù)水平, 建議國(guó)家或鑄

造模具制造廠家相對(duì)集中的地區(qū)建立鑄造模具技術(shù)

研究所、熱處理中心、鋼材表面處理中心、鑄造模具

試模基地、鑄造模具檢測(cè)和鑒定中心等技術(shù)研究和

服務(wù)的平臺(tái)。

2009 年廣東省特種加工學(xué)會(huì)年會(huì)在深圳隆重舉辦

2010 年1 月9 日, 由廣東省機(jī)械工程學(xué)會(huì)特種加工分會(huì)主辦、深圳福斯特?cái)?shù)控機(jī)床有限公司承辦的2009 年

廣東省特種加工學(xué)會(huì)年會(huì)在深圳隆重舉行。廣東省特種加工學(xué)會(huì)的理事、會(huì)員代表、特邀嘉賓等近百人參加了會(huì)

議。廣東省機(jī)械工程學(xué)會(huì)徐宏佳秘書(shū)長(zhǎng), 廣東省機(jī)械工程學(xué)會(huì)特種加工分會(huì)理事長(zhǎng)、廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

院長(zhǎng)郭鐘寧教授分別作了熱情洋溢的講話(huà)。

年會(huì)上, 專(zhuān)家學(xué)者們就當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展方向和研究成果做了精彩的專(zhuān)題報(bào)告, 年會(huì)承辦單位深圳福

斯特公司就公司產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展向與會(huì)代表作了介紹, 南京明可達(dá)、廣州南灃、北京奧恒達(dá)等企業(yè)的代表作了技術(shù)

發(fā)展的發(fā)言。

年會(huì)主辦方組織專(zhuān)家、代表參觀了福斯特公司的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)并觀摩了新產(chǎn)品演示。

( 深圳福斯特?cái)?shù)控機(jī)床有限公司)

) 37 )

專(zhuān) 稿 5 電加工與模具62010 年增刊

鑄造模具應(yīng)用狀況 結(jié)構(gòu)形式和發(fā)展趨勢(shì)

“十五”期間中國(guó)鑄造市

場(chǎng)呈現(xiàn)良好趨勢(shì),2005年全國(guó)

鑄件總量達(dá)到1800萬(wàn)噸左右,

球墨鑄件在總產(chǎn)量中的比重

提高到20%-25%,即320萬(wàn)-

400萬(wàn)噸;隨著轎車(chē)產(chǎn)量的增

加,有色鑄造件產(chǎn)量接近200

萬(wàn)噸;今后國(guó)際市場(chǎng)需求也將

保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),全球?qū)χ?/p>

國(guó)鑄件的年需求量約為4000

萬(wàn)噸左右,其中球墨鑄鐵和有

色合金鑄件需求量增長(zhǎng)迅速,

鑄造模具產(chǎn)值將超過(guò)百億元

人民幣。

一、國(guó)內(nèi)外鑄造模具企業(yè)

比較

全國(guó)鑄造模具生產(chǎn)企業(yè),

大體可以分成以下幾類(lèi):第一

類(lèi)為鑄造模具專(zhuān)業(yè)廠(包括合

資和獨(dú)資企業(yè)),這些企業(yè)設(shè)

備先進(jìn),技術(shù)優(yōu)良,是鑄造模

具行業(yè)的主力;第二類(lèi)是鑄造

專(zhuān)業(yè)廠的模具車(chē)間;第三類(lèi)是

近年來(lái)發(fā)展迅速的私營(yíng)和民

營(yíng)模具廠,這類(lèi)企業(yè)規(guī)模不

大,數(shù)量眾多,各有分工,協(xié)同

作戰(zhàn),分布在江浙、廣東一帶,

其中有些廠已經(jīng)具備了一定

的實(shí)力;第四類(lèi)是兼做鑄造模

具的其他一些模具廠?？傊?

鑄造模具生產(chǎn)企業(yè)呈多元化,

并向高水平發(fā)展,這也是中國(guó)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的必然趨勢(shì)。

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的模具廠

大體分為獨(dú)立的模具廠和隸

屬于一些大的集團(tuán)公司的模

具廠,一般規(guī)模都不大,但專(zhuān)

業(yè)化程度高,技術(shù)水平高,生

產(chǎn)效率極高。

國(guó)外模具企業(yè)一般不超

過(guò)100人,多數(shù)在50人以下。在

人員結(jié)構(gòu)上,設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、

營(yíng)銷(xiāo)人員超過(guò)30%,管理人員

在5%以下。年人均產(chǎn)值超過(guò)

100萬(wàn)元人民幣,最高能達(dá)到

200多萬(wàn)元人民幣。國(guó)內(nèi)模具

企業(yè)中一些私營(yíng)、合資企業(yè)人

員結(jié)構(gòu)和國(guó)外差不多,但一些

國(guó)企的人員結(jié)構(gòu)還不盡合理,

在年人均產(chǎn)值上差距還很大,

多數(shù)在10~20萬(wàn)元人民幣,少

數(shù)能達(dá)到40萬(wàn)元人民幣。

國(guó)外模具企業(yè)對(duì)人員素

質(zhì)要求較高,技術(shù)人員一專(zhuān)多

能,一般能獨(dú)立完成從工藝到

工裝的設(shè)計(jì);操作人員具備多

種操作技能;營(yíng)銷(xiāo)人員對(duì)模具

的了解和掌握很深。國(guó)內(nèi)模具

企業(yè)分工較細(xì),缺乏綜合素質(zhì)

較高的人員。

國(guó)外模具企業(yè)CAD/

CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用比較

廣泛,逆向工程、快速原型制

造鑄造模具使用也比較多。國(guó)

內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家

在這方面和國(guó)外差距已經(jīng)不

大,有些已經(jīng)達(dá)到國(guó)外水平,

但一些中小型模具企業(yè)與國(guó)

外的差距還是很大。不過(guò)在模

具材料方面,隨著國(guó)外技術(shù)的

引進(jìn)和中國(guó)自身研發(fā)能力的

提高,差距在逐漸縮小。

在模具的價(jià)格和制造周

期上,國(guó)外模具價(jià)格一般是國(guó)

內(nèi)模具的5～10倍,制造周期是

2～3倍(一般把模具的調(diào)試時(shí)

間也算在制造周期之內(nèi)),在

這兩方面應(yīng)該說(shuō)國(guó)內(nèi)模具企

業(yè)還是具有一定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的。

二、鑄造模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)

中國(guó)雖然是鑄造大國(guó),但

遠(yuǎn)非鑄造強(qiáng)國(guó),中國(guó)鑄造工藝

水平、鑄件質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指

標(biāo)等較之先進(jìn)國(guó)家還有很大

差距。鑄造工藝方法以砂型鑄

造為主,其中手工、半機(jī)械化

造型仍占很大比例,但近年來(lái)

中國(guó)壓鑄工業(yè)發(fā)展迅速,每年

保持7%～10%的增長(zhǎng)速度。中

國(guó)的汽車(chē)工業(yè)也正在成長(zhǎng)過(guò)

程中,為了減輕汽車(chē)重量,轎

車(chē)的鋁、鎂輕金屬用量將進(jìn)一

步增長(zhǎng),這就對(duì)壓鑄件提出了

更高的質(zhì)量要求。中國(guó)鑄造工

藝裝備同先進(jìn)國(guó)家相比還有

一定差距。20世紀(jì)90年代以

前,鑄造模具的設(shè)計(jì)使用計(jì)算

機(jī)的很少,制造也主要以普通

萬(wàn)能設(shè)備為主。進(jìn)入90年代,

巨大的市場(chǎng)需求,特別是汽

車(chē)、摩托車(chē)業(yè)的快速發(fā)展,極

大地推進(jìn)了中國(guó)鑄造模具業(yè)

的發(fā)展。同時(shí)隨著合資和獨(dú)資

企業(yè)的介入,國(guó)外先進(jìn)的模具

設(shè)備和制造技術(shù)的引進(jìn),促使

國(guó)產(chǎn)鑄造模具設(shè)計(jì)和制造技

術(shù)水平逐步提高,一些企業(yè)已

經(jīng)具備設(shè)計(jì)和制造大型精密

模具的能力,如一汽鑄造有限

公司鑄造模具廠設(shè)計(jì)制造的

一套3400t壓鑄機(jī)用的壓鑄模

具,總重達(dá)33.5t,是目前國(guó)產(chǎn)

壓鑄模中最大的模具。

20世紀(jì)90年代以來(lái),鑄造

模具業(yè)在設(shè)計(jì)和制造方面的

主要變化有:

(1)模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)

水平提高,高新技術(shù)在模具的

設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用,已成為

快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保

證。CAD/CAM/CAE的應(yīng)用,

顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提

升模具工業(yè)的優(yōu)越性,CAD/CAM/CAE已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的

技術(shù)。CAD/CAM一體化技術(shù)已在鑄造

模具業(yè)中廣泛使用,目前二維設(shè)計(jì)使用

的軟件主要是AutoCAD,三維設(shè)計(jì)使用

的軟件比較多,主要有Pro/E、UG、Cima-

tron等。

目前一汽鑄造模具廠的3D設(shè)計(jì)已

達(dá)到95%以上,在三維設(shè)計(jì)后使用三維

虛擬裝配檢測(cè)技術(shù)對(duì)裝配干涉進(jìn)行檢

查,保證了模具設(shè)計(jì)質(zhì)量,確保了設(shè)計(jì)和

工藝的合理性。三維數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)CAM軟件

編輯,NC代碼直接傳輸?shù)綌?shù)控設(shè)備上進(jìn)

行模具加工。數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用,保證

了模具零件的加工精度和質(zhì)量,大大提

高了模具的準(zhǔn)確率和生產(chǎn)效率。CAE技

術(shù)也在逐步運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中,運(yùn)

用CAE技術(shù)模擬金屬的充填過(guò)程、分析

冷卻過(guò)程、預(yù)測(cè)成形過(guò)程中可能發(fā)生的

缺陷以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前期的凝固模擬,大

大優(yōu)化了工藝設(shè)計(jì),縮短了試驗(yàn)時(shí)間。一

汽鑄造有限公司鑄造模具廠在一些大型

復(fù)雜模具,如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、變速箱

殼體模具的設(shè)計(jì)中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用CAE技

術(shù)對(duì)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬分析,工藝成

品率得到極大提高。

(2)銑削加工是型腔模具加工的重要

手段。高速加工(High Speed Machining,

簡(jiǎn)稱(chēng)HSM)是以高切削速度、高進(jìn)給速

度和高加工質(zhì)量為主要特徵的加工技

術(shù),具有工件溫升低、切削力小、加工平

穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高(為普通銑

削加工的5～10倍)及可加工硬材料(可達(dá)

60HRC)等諸多優(yōu)點(diǎn),因而在模具加工

中日益受到重視。高速加工技術(shù)引入模具工業(yè),提高了模具精度,大大縮短了模

具制造時(shí)間。研究表明,對(duì)于一般復(fù)雜程

度的模具,HSM加工時(shí)間可減少30%以

上。

目前,模具企業(yè)為了縮短制模周期、

提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,采用高速切削加工技

術(shù)越來(lái)越多。HSM一般主要用于大、中

型模具加工,如汽車(chē)覆蓋件模具、壓鑄

模、大型塑料模具等曲面加工,其曲面加

工精度可達(dá)0.01mm。在生產(chǎn)中采用數(shù)控

高速銑削技術(shù),可大大縮短制模時(shí)間。經(jīng)

高速銑削精加工后的模具型面,僅需略

加拋光便可使用,節(jié)省了大量修磨、拋光

時(shí)間。

增加數(shù)控高速銑床,是模具企業(yè)設(shè)

備投資的重點(diǎn)之一。

(3)電火花加工在鑄造模具制造中是

不可缺少的工藝方法。電火花加工對(duì)于

淬火后的深、小型腔的加工仍是有效的

方案。日本沙迪克公司的直線電動(dòng)機(jī)伺

服驅(qū)動(dòng)的數(shù)控電火花成型機(jī)床具有驅(qū)動(dòng)

反應(yīng)快、傳動(dòng)及定位精度高、熱變形小等

優(yōu)點(diǎn)。瑞士夏米爾公司的電火花成型機(jī)

具有的P-E3自適應(yīng)控制系統(tǒng)、PCE能量

控制系統(tǒng)及自動(dòng)編程專(zhuān)家系統(tǒng),在鑄造

模具制造中有其不可替代的作用。

(4)精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展,對(duì)

檢測(cè)設(shè)備的要求越來(lái)越高?，F(xiàn)在精密模

具的精度已達(dá)2～3m,鑄造模具的精度

要求也達(dá)到10～20m。目前國(guó)內(nèi)廠家使

用較多的檢測(cè)設(shè)備有意大利、美國(guó)、德國(guó)

等具有數(shù)字化掃描功能的三坐標(biāo)測(cè)量

機(jī)。如一汽鑄造有限公司鑄造模具設(shè)備

廠擁有德國(guó)生產(chǎn)的1600mm1200mm坐標(biāo)測(cè)量機(jī),具有數(shù)字化掃描功能,可以

實(shí)現(xiàn)從測(cè)量實(shí)物到建立數(shù)學(xué)模型,輸出

NC代碼,最終實(shí)現(xiàn)模具制造的全過(guò)程,

成功地實(shí)現(xiàn)逆向工程技術(shù)在模具制造中

的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。這方面的設(shè)備還包括:英

國(guó)雷尼紹公司的高速掃描儀(CYCLON

SERIES2),該掃描儀可實(shí)現(xiàn)激光測(cè)頭和

接觸式測(cè)頭優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),激光掃描精度為

0.05mm,接觸式測(cè)頭掃描精度達(dá)

0.02mm。

利用逆向工程制作模具,具有制作

周期短、精度高、一致性好及價(jià)格低等許

多優(yōu)點(diǎn)。

(5)快速原型制造鑄造模具已進(jìn)入實(shí)

用階段,LOM、SLS等方法應(yīng)用的可靠性

和技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水

平。

(6)模具毛坯快速制造技術(shù)。主要有

干砂實(shí)型鑄造、負(fù)壓實(shí)型鑄造、樹(shù)脂砂實(shí)

型鑄造等技術(shù)。

(7)用戶(hù)要求模具交付期越來(lái)越短、

模具價(jià)格越來(lái)越低。為了保證按期交貨,

有效地管理和控制成本已成為模具企業(yè)

生存和發(fā)展的主要因素。采用先進(jìn)的管

理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)集成化管理,對(duì)于模具

企業(yè),特別是規(guī)模較大的模具企業(yè),已是

一項(xiàng)極待解決的任務(wù)。如一汽鑄造模具

廠基本上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理,從生

產(chǎn)計(jì)劃、工藝制定,到質(zhì)檢、庫(kù)存、統(tǒng)計(jì)、

核算等,普遍使了計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng),廠內(nèi)

各部門(mén)可通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)共享信息。

利用信息技術(shù)等高新技術(shù)改造模具

企業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)已成為必然。

三、鑄造模具用材料

鑄造模具用材料可分別選用木材、

可加工塑料、鋁合金、鑄鐵、鋼材等。

木模目前仍廣泛應(yīng)用于手工造型或

單件小批量生產(chǎn)中,但隨著環(huán)境保護(hù)要

求和木材加工性能差的限制,取而代之

的將是實(shí)型鑄造。實(shí)型鑄造以泡沫塑料

板材為材料,裁減粘貼成模樣,然后澆注

而成鑄件,該方法較之用木模,周期短、

費(fèi)用低。

塑料模的應(yīng)用呈上升趨勢(shì),尤其是

可加工塑料的應(yīng)用日益廣泛。

鋁合金模由于重量輕尺寸精度較高,

因此應(yīng)用較廣泛。但近來(lái)應(yīng)用有減少趨

勢(shì),部分已被塑料模和鑄鐵模所取代。

壓鑄模具的制作流程與澆排系統(tǒng)設(shè)計(jì)

壓鑄是有色金屬成型的一個(gè)重要方法之一。壓鑄件的質(zhì)量好壞80%取決于壓鑄模具。制作好壓鑄模具是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵所在。在壓鑄過(guò)程中，由于型腔內(nèi)的金屬液流動(dòng)狀態(tài)不同，可能產(chǎn)生冷隔、花紋、氣孔、偏析等不良現(xiàn)象。所以控制型腔內(nèi)的金屬液流動(dòng)狀態(tài)是相當(dāng)必要的，而控制型腔內(nèi)的金屬液流動(dòng)狀態(tài)，關(guān)鍵在于壓鑄模具澆排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 壓鑄模具的制作流程

上述流程是壓鑄模具制作的大致流程，但并非一成不變。應(yīng)在整個(gè)制作過(guò)程中前后協(xié)調(diào)，不斷反饋與調(diào)整各階段的信息，根據(jù)分析結(jié)果，修改設(shè)計(jì)方案，以期取得實(shí)效。筆者從事壓鑄模具開(kāi)發(fā)多年，就模具制作流程中的相關(guān)注意事項(xiàng)總結(jié)如下，供同行參考。

(1)要對(duì)客戶(hù)來(lái)圖應(yīng)進(jìn)行檢證

根據(jù)壓鑄工藝的特性結(jié)合有色金屬的牌號(hào)，先進(jìn)行毛坯方案設(shè)計(jì)，然后開(kāi)始模具設(shè)計(jì)。對(duì)有些不符合壓鑄工藝的結(jié)構(gòu)，應(yīng)及時(shí)與客戶(hù)溝通，在征求客戶(hù)同意的基礎(chǔ)上再行修改。日本三大著名摩托車(chē)品牌的研發(fā)部門(mén)都是在開(kāi)發(fā)之初就重點(diǎn)把握?qǐng)D面檢證這一關(guān)，這樣可避免開(kāi)發(fā)損失、減少開(kāi)發(fā)時(shí)間。

壓鑄模具的設(shè)計(jì)與有色金屬的牌號(hào)有關(guān)。特別是ADC6(JIS標(biāo)準(zhǔn))鋁合金，其澆排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其拔模斜度與普通鋁合金有所不同，應(yīng)根據(jù)其流動(dòng)性差、壓鑄溫度較高等特點(diǎn)適當(dāng)應(yīng)對(duì)。日本在高強(qiáng)度的零件上已大量應(yīng)用ADC6鋁合金，而國(guó)內(nèi)應(yīng)用的較少。ADC6鋁合金壓鑄模具常見(jiàn)的問(wèn)題有：模具壽命短;脫模阻力大，易變形、拉模，工件頂出易產(chǎn)生裂紋;流動(dòng)性差，易產(chǎn)生花紋、冷隔;模具突出部位易產(chǎn)生裂紋等，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)提前應(yīng)對(duì)。

(2)做好模具的檢測(cè)

在模具檢測(cè)階段，不應(yīng)單純檢測(cè)模具尺寸，更重要的是應(yīng)檢測(cè)壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量。壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)可分外觀檢測(cè)、內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)及機(jī)械性能檢測(cè)。檢測(cè)的數(shù)據(jù)應(yīng)符合壓鑄產(chǎn)品的合格率要求、內(nèi)部品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及機(jī)械性能指標(biāo)。

(3)做好試模

試模階段是驗(yàn)證模具的關(guān)鍵階段，通常初次試模后還要進(jìn)行修模，修模時(shí)針對(duì)不良項(xiàng)目逐二進(jìn)行改善，直至符合客戶(hù)要求。

2 壓鑄模具澆排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在壓鑄模具澆排系統(tǒng)中，澆口位置、澆道形狀是控制溶液的流動(dòng)狀態(tài)和填充方向的重要因素。首先應(yīng)著眼于澆口位置、澆道形狀，合理設(shè)計(jì)澆口、澆道、集渣包、溢流槽及排氣道;然后使用CAE軟件對(duì)型腔內(nèi)部的溶液流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行解析。

2.1澆口設(shè)計(jì)步驟

內(nèi)澆道及內(nèi)澆口的位置與尺寸，對(duì)于填充方式有決定性的影響。內(nèi)澆口設(shè)計(jì)方法很關(guān)鍵。成品設(shè)置澆口時(shí)，通常按下列步驟進(jìn)行：

(1)計(jì)算內(nèi)澆口截面積。澆口斷面積計(jì)算公式：

(2)根據(jù)內(nèi)澆口截面積，設(shè)定澆口形狀，然后設(shè)置澆口位置，初步設(shè)計(jì)溢流槽及集渣包位置。

(3)制作不同的澆口方案(通常先使內(nèi)澆道截面積小一些，試驗(yàn)后根據(jù)需要可再擴(kuò)大)，并制成3D數(shù)據(jù)。

(4)根據(jù)制成的3D數(shù)據(jù)進(jìn)行CAE分析(即流態(tài)解析、溫度場(chǎng)分析)。

(5)對(duì)解析結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(6)對(duì)不同澆排系統(tǒng)所產(chǎn)生的方案結(jié)果進(jìn)行比較、評(píng)價(jià)，擇優(yōu)選用。若存在不良現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行方案改進(jìn)，然后再進(jìn)行CAE分析，直到取得較滿(mǎn)意的方案。

2.2澆道、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

(1)內(nèi)澆口及排氣槽應(yīng)設(shè)置在使金屬液在形

腔里流動(dòng)狀態(tài)最好，并能充滿(mǎn)型腔內(nèi)各個(gè)角落的位置上。設(shè)置時(shí)盡可能采用一個(gè)內(nèi)澆口。如果設(shè)計(jì)條件不允許，應(yīng)注意使金屬液的流動(dòng)相互不受干擾或在型腔內(nèi)不分散地相遇(即引導(dǎo)金屬流順一個(gè)方向流動(dòng))，避免型腔內(nèi)各股金屬液匯合時(shí)出現(xiàn)渦流。例如，當(dāng)壓鑄件尺寸較大時(shí)，有時(shí)不可能僅從一個(gè)內(nèi)澆道獲得所需的內(nèi)澆道截面積，因此必須采用多個(gè)內(nèi)澆道。但是應(yīng)注意到內(nèi)澆道的設(shè)置應(yīng)保證引導(dǎo)金屬液只沿著一個(gè)方向流動(dòng)，以避免型腔內(nèi)各股金屬液匯合而出現(xiàn)渦流。

(2)金屬液流柬應(yīng)盡可能少地在型腔內(nèi)轉(zhuǎn)彎，以便使金屬液能達(dá)到壓鑄件的厚壁部位。

(3)金屬液流程應(yīng)盡可能短而均勻。

(4)內(nèi)澆道截面積向著內(nèi)澆道方向逐漸縮小，以減少氣體卷入，有利于提高壓鑄件的致密性。

(5)內(nèi)澆道在流動(dòng)過(guò)程中應(yīng)圓滑過(guò)渡，盡可能避免急轉(zhuǎn)與流動(dòng)沖擊。

(6)多腔時(shí)對(duì)澆道截面積應(yīng)按各腔容積比進(jìn)

行分段減少。

(7)型腔中的空氣和潤(rùn)滑劑揮發(fā)的氣體，應(yīng)由流入的金屬液推到排氣槽處，然后從排氣槽處逸出型腔。特別是金屬液的流動(dòng)不應(yīng)將氣體留在盲孔內(nèi)或過(guò)早地堵塞排氣槽。

(8)金屬流束不應(yīng)在散熱不良處形成熱沖擊。

(9)對(duì)帶有筋的壓鑄件，應(yīng)盡可能地讓金屬流順筋的方向流動(dòng)。

(10)應(yīng)避免金屬液直接沖刷容易損壞的模具部分和型芯。不可避免時(shí)，應(yīng)在內(nèi)澆道上設(shè)置隔離帶，避免熱沖擊。

(11)通常內(nèi)澆道愈寬愈厚，非均勻流動(dòng)的危險(xiǎn)也愈大。應(yīng)盡量不要采用過(guò)厚的內(nèi)澆口，避免切除內(nèi)澆道時(shí)產(chǎn)生變形。

(12)型腔的排氣

溢流槽是為了排除鑄造時(shí)最初噴入的金屬液，并且使模具的溫度一致。溢流槽設(shè)在鑄型容易存氣的位置，作為排出氣體用，改善金屬液的流動(dòng)狀態(tài)，將金屬液導(dǎo)向型腔的各個(gè)角落，以得到良好的鑄造表面。排氣槽有連接在溢流槽與集渣包前面的，也有與型腔直接連接的。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：

①排氣槽的總截面積應(yīng)大致相當(dāng)于內(nèi)澆道截面積。

②分型面上的排氣槽的位置是根據(jù)型腔內(nèi)金屬液流動(dòng)狀態(tài)而確定的。排氣槽最好設(shè)計(jì)成彎曲狀，而不是直通狀，以防止金屬液外噴傷人。分型面上的排氣槽的深度通常為0.05～0.15mm;位于型腔內(nèi)的排氣槽深度通常為0.3～0.5mm;位于模具邊緣的排氣槽深度通常為0.1～0.15mm。排氣槽的寬度一般為5～20mm。

③頂針與推桿的排氣間隙對(duì)于型腔的排氣是非常重要的。通常控制在0.0l～0.02mm，或放大到不產(chǎn)生毛刺為止。

④固定式型芯的排氣也是一有效的排氣方法，案例如圖2所示。通常在型芯周邊單邊控制有0.05～0.10mm的間隙，并在型芯定位頸部開(kāi)出寬、厚各l～1.5mm的排氣槽，這樣型腔內(nèi)的氣體可順頸部開(kāi)出的排氣槽由型腔底部排出。

⑤排氣槽的粗糙度也不應(yīng)忽視，應(yīng)保持較高的光潔度，避免在使用過(guò)程中被涂料粘連臟物而造成堵塞，影響排氣。

(13)壓鑄熔杯的`填充率盡可能選高些。對(duì)壓鑄件氣孔度要求高的場(chǎng)合，通常選定在70%左右，這樣帶入壓鑄件的氣體就會(huì)大幅度減少，對(duì)系統(tǒng)排氣也是有利的。

2.3流動(dòng)解析評(píng)價(jià)與對(duì)策

(1)模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)盡可能讓金屬流順一個(gè)方向流動(dòng)，流動(dòng)解析后，發(fā)現(xiàn)型腔中出現(xiàn)渦流時(shí)，應(yīng)當(dāng)改變內(nèi)澆口導(dǎo)入角或改變尺寸，以排除渦流現(xiàn)象。

(2)金屬液交匯時(shí)，在停止流動(dòng)前還要讓金屬液繼續(xù)流動(dòng)一段距離。所以在交匯處的型腔外應(yīng)增設(shè)溢流槽和集渣包，以使過(guò)冷的金屬液及空氣化合物流入溢流槽和集渣包，讓后續(xù)金屬液清潔、常溫。

(3)針對(duì)不同部位填充速度不一時(shí)，應(yīng)調(diào)整內(nèi)澆口的厚度或?qū)挾?必要時(shí)逐漸加大)，達(dá)到填充速度基本一致的目的，但應(yīng)盡可能通過(guò)加寬內(nèi)澆道來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(4)流動(dòng)解析后發(fā)現(xiàn)填充滯后的部位，也可增設(shè)內(nèi)澆道。

(5)對(duì)于薄壁壓鑄件，必須選用較短的填充時(shí)間進(jìn)行壓鑄。所以應(yīng)通過(guò)加大內(nèi)澆道的截面積來(lái)減少填充時(shí)間，以達(dá)到較好的表面質(zhì)量。

(6)對(duì)于致密性要求高的厚壁壓鑄件，必須保證有效地進(jìn)行排氣。應(yīng)選用中等的填充時(shí)間進(jìn)行壓鑄。故應(yīng)對(duì)內(nèi)澆道的截面進(jìn)行調(diào)整，以取得相應(yīng)的填充時(shí)間，獲得較好的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。

3 結(jié) 論

壓鑄模具的制作流程是一個(gè)CAD/CAE/CAM/CAT融合的過(guò)程，其間融合得越好，壓鑄件產(chǎn)品的品質(zhì)越高、制造成本就越低。壓鑄模具澆排系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循上述設(shè)計(jì)步驟和注意事項(xiàng)，并進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，將避免許多不良現(xiàn)象產(chǎn)生。在當(dāng)今具備CAE分析手段的時(shí)代，在內(nèi)澆道設(shè)計(jì)初期，將總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)先行考慮進(jìn)澆排系統(tǒng)，結(jié)合CAE手段，通過(guò)分析、改善、提升，勢(shì)必起到事半功倍的作用。

壓鑄模具的最新技術(shù)

各種壓鑄模具表面處理新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但總的來(lái)說(shuō)可以分為以下三個(gè)大類(lèi)：

(1)傳統(tǒng)熱處理工藝的改進(jìn)技術(shù)；

(2)表面改性技術(shù)，包括表面熱擴(kuò)滲處理、表面相變強(qiáng)化、電火花強(qiáng)化技術(shù)等；

(3)涂鍍技術(shù)，包括化學(xué)鍍等。

壓鑄模具是模具中的一個(gè)大類(lèi)。隨著我國(guó)汽車(chē)摩托車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，壓鑄行業(yè)迎來(lái)了發(fā)展的新時(shí)期，同時(shí)，也對(duì)壓鑄模具的綜合力學(xué)性能、壽命等提出了更高的要求。國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝認(rèn)為，要滿(mǎn)足不斷提高的使用性能需求僅僅依靠新型模具材料的應(yīng)用仍然很難滿(mǎn)足，必須將各種表面處理技術(shù)應(yīng)用到壓鑄模具的表面處理當(dāng)中才能達(dá)到對(duì)壓鑄模具高效率、高精度和高壽命的要求。在各種模具中，壓鑄模具的工作條件是較為苛刻的。壓力鑄造是使熔融金屬在高壓、高速下充滿(mǎn)模具型腔而壓鑄成型，在工作過(guò)程中反復(fù)與熾熱金屬接觸，因此要求壓鑄模具有較高的耐熱疲勞、導(dǎo)熱性耐磨性、耐蝕性、沖擊韌性、紅硬性、良好的脫模性等。因此，對(duì)壓鑄模具的表面處理技術(shù)要求較高。

1、傳統(tǒng)熱處理工藝的改進(jìn)技術(shù)

傳統(tǒng)的壓鑄模具熱處理工藝是淬火-回火，以后又發(fā)展了表面處理技術(shù)。由于可作為壓鑄模具的材料多種多樣，同樣的表面處理技術(shù)和工藝應(yīng)用在不同的材料上會(huì)產(chǎn)生不同的效果。史可夫提出針對(duì)模具基材和表面處理技術(shù)的基材預(yù)處理技術(shù)，在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)不同的模具材料提出適合的加工工藝，從而改善模具性能，提高模具壽命。熱處理技術(shù)改進(jìn)的另一個(gè)發(fā)展方向，是將傳統(tǒng)的熱處理工藝與先進(jìn)的表面處理工藝相結(jié)合，提高壓鑄模具的使用壽命。如將化學(xué)熱處理的方法碳氮共滲，與常規(guī)淬火、回火工藝相結(jié)合的NQN(即碳氮共滲-淬火-碳氮共滲復(fù)合強(qiáng)化，不但得到較高的表面硬度，而且有效硬化層深度增加、滲層硬度梯度分布合理、回火穩(wěn)定性和耐蝕性提高，從而使得壓鑄模具在獲得良好心部性能的同時(shí)，表面質(zhì)量和性能大幅提高。

2、表面改性技術(shù)

表面熱擴(kuò)滲技術(shù)

這一類(lèi)型中包括有滲碳、滲氮、滲硼以及碳氮共滲、硫碳氮共滲等。

滲碳和碳氮共滲

滲碳工藝應(yīng)用于冷、熱作和塑料模具表面強(qiáng)化中，都能提高模具壽命。如3Cr2W8V鋼制的壓鑄模具，先滲碳、再經(jīng)1140～1150℃淬火，550℃回火兩次，表面硬度可達(dá)HRC56～61，使壓鑄有色金屬及其合金的模具壽命提高1.8～3.0倍。進(jìn)行滲碳處理時(shí)，主要的工藝方法有固體粉末滲碳、氣體滲碳、以及真空滲碳、離子滲碳和在滲碳?xì)夥罩屑尤氲匦纬傻奶嫉矟B等。其中，真空滲碳和離子滲碳則是近20年來(lái)發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，該技術(shù)具有滲速快、滲層均勻、碳濃度梯度平緩以及工件變形小等特點(diǎn)，將會(huì)在模具表面尤其是精密模具表面處理中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

滲氮及有關(guān)的低溫?zé)釘U(kuò)滲技術(shù)

這一類(lèi)型中包括滲氮、離子滲氮、碳氮共滲、氧氮共滲、硫氮共滲以及硫碳氮、氧氮硫三元共滲等方法。這些方法處理工藝簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)滲溫度較低一般為480～600℃、工件變形小，尤其適應(yīng)精密模具的表面強(qiáng)化，而且氮化層硬度高、耐磨性好，有較好的抗粘模性能。

3Cr2W8V鋼壓鑄模具，經(jīng)調(diào)質(zhì)、520～540℃氮化后，使用壽命較不氮化的模具提高2～3倍。美國(guó)用H13鋼制作的壓鑄模具，不少都要進(jìn)行氮化處理，且以滲氮代替一次回火，表面硬度高達(dá)HRC65～70，而模具心部硬度較低、韌性好，從而獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。氮化工藝是壓鑄模具表面處理常用的工藝，但當(dāng)?shù)瘜映霈F(xiàn)薄而脆的白亮層時(shí)，無(wú)法抵抗交變熱應(yīng)力的作用，極易產(chǎn)生微裂紋，降低熱疲勞抗力。因此，在氮化過(guò)程中，要嚴(yán)格控制工藝，避免脆性層的產(chǎn)生。國(guó)外提出采用二次和多次滲氮工藝。采用反復(fù)滲氮的辦法可以分解容易在服役過(guò)程中產(chǎn)生微裂紋的氮化物白亮層，增加滲氮層厚度，并同時(shí)使模具表面存在很厚的殘余應(yīng)力層，使模具的壽命得以明顯提高。此外還有采用鹽浴碳氮共滲和鹽浴硫氮碳共滲等方法。這些工藝在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛，在國(guó)內(nèi)較少見(jiàn)。如TFI+ABI工藝，是在鹽浴氮碳共滲后再于堿性氧化性鹽浴中浸漬。工件表面發(fā)生氧化，呈黑色，其耐磨性、耐蝕性、耐熱性均得到了改善。經(jīng)此方法處理的鋁合金壓鑄模具壽命提高數(shù)百小時(shí)。再如法國(guó)開(kāi)發(fā)的硫氮碳共滲后進(jìn)行氮化處理的oxynit工藝，應(yīng)用于有色金屬壓鑄模具則更具特點(diǎn)。

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