壓鑄模具設(shè)計(jì)加工,壓鑄模具設(shè)計(jì)加工工藝
今天給各位分享壓鑄模具設(shè)計(jì)加工的知識(shí),其中也會(huì)對(duì)壓鑄模具設(shè)計(jì)加工工藝進(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、壓鑄模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)
- 2、壓鑄模具加工處理工藝都有哪些
- 3、壓鑄模具的制作流程與澆排系統(tǒng)設(shè)計(jì)
壓鑄模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)
壓鑄模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)
壓鑄模要求高可靠性和長(zhǎng)壽命,與壓鑄機(jī)、壓鑄工藝有機(jī)結(jié)合為一個(gè)有效的鑄件生產(chǎn)系統(tǒng),優(yōu)化壓鑄模具設(shè)計(jì)、提高工藝水平,為壓鑄生產(chǎn)提供可靠保證,是大型壓鑄模設(shè)計(jì)所追求的方向。
壓鑄模具結(jié)構(gòu)
通常壓鑄模具的基本結(jié)構(gòu)包含:融杯、成形鑲塊、模架、導(dǎo)向件、抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)以及熱平衡系統(tǒng)等。
壓鑄模具設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程
模具設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)流程,模具設(shè)計(jì)階段需要設(shè)計(jì)人員所做的工作及模具設(shè)計(jì)的整體思路,其中包含一些與標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證相關(guān)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)流程,對(duì)設(shè)計(jì)階段可能產(chǎn)生的缺陷具有一定的預(yù)防作用。
壓鑄模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)
第一,運(yùn)用快速原型技術(shù)和三維軟件建立合理的鑄件造型,初步確定分型面、澆注系統(tǒng)位置和模具熱平衡系統(tǒng)。
按照要求把二維鑄件圖轉(zhuǎn)化為三維實(shí)體數(shù)據(jù),根據(jù)鑄件的復(fù)雜程度和壁厚情況確定合理的收縮率(一般取0.05%~0.06%),確定好分型面的位置和形狀,并根據(jù)壓鑄機(jī)的數(shù)據(jù)選定壓射沖頭的位置和直徑以及每模壓鑄的件數(shù),對(duì)壓鑄件進(jìn)行合理布局,然后對(duì)澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)進(jìn)行三維造型。
第二,進(jìn)行流場(chǎng)、溫度場(chǎng)模擬,進(jìn)一步優(yōu)化模具澆注系統(tǒng)和模具熱平衡系統(tǒng)。
把鑄件、澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以后,輸入壓鑄工藝參數(shù)、合金的物理參數(shù)等邊界條件數(shù)據(jù),用模擬軟件可以模擬合金的充型過(guò)程及液態(tài)合金在模具型腔內(nèi)部的走向,還可進(jìn)行凝固模擬及溫度場(chǎng)模擬,進(jìn)一步優(yōu)化澆注系統(tǒng)并確定模具冷卻點(diǎn)的位置。模擬的結(jié)果以圖片和影像的形式表達(dá)整個(gè)充型過(guò)程中液態(tài)合金的走向、溫度場(chǎng)的分布等信息,通過(guò)分析可以找出可能產(chǎn)生缺陷的部位。在后續(xù)的設(shè)計(jì)中通過(guò)更改內(nèi)澆口的位置、走向及增設(shè)集渣包等措施來(lái)改善充填效果,預(yù)防并消除鑄造缺陷的產(chǎn)生。
第三,根據(jù)3D模型進(jìn)行模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
模擬過(guò)程進(jìn)行的同時(shí)我們可以進(jìn)行模具總布置設(shè)計(jì),具體包括以下幾個(gè)方面:
(1)根據(jù)壓鑄機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行模具的總布置設(shè)計(jì)。
在總布置設(shè)計(jì)中確定壓射位置及沖頭直徑是首要任務(wù)。壓射位置的確定要保證壓鑄件位于壓鑄機(jī)型板的中心位置,而且壓鑄機(jī)的四根拉桿不能與抽芯機(jī)構(gòu)互相干涉,壓射位置關(guān)系到壓鑄件能否順利地從型腔中頂出;沖頭直徑則直接影響壓射比的大小,并由此影響到壓鑄模具所需的鎖模力的大小。因此確定好這兩個(gè)參數(shù)是我們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)始的第一步。
(2)設(shè)計(jì)成形鑲塊、型芯。
主要考慮成形鑲塊的強(qiáng)度、剛度,封料面的尺寸、鑲塊之間的拼接、推桿和冷卻點(diǎn)的布置等,這些元素的合理搭配是保證模具壽命的基本要求。對(duì)于大型模具來(lái)說(shuō)尤其要考慮易損部位的鑲拼和封料面的配合方式,這是防止模具早期損壞和壓鑄過(guò)程中跑鋁的關(guān)鍵,也是大模具排氣及模具加工工藝性的需要。圖4所示模具成形部分采用10塊模塊鑲拼結(jié)構(gòu)。
(3)設(shè)計(jì)模架與抽芯機(jī)構(gòu)。
中小型壓鑄模具可以直接選用標(biāo)準(zhǔn)模架,大型模具必須對(duì)模架的剛度、強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算,防止壓鑄過(guò)程中因模架彈性變形而影響壓鑄件的尺寸精度。抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是把握活動(dòng)元件間的配合間隙和元件間的定位。考慮模架工作過(guò)程中受熱膨脹對(duì)滑動(dòng)間隙的影響,大型模具的配合間隙要在0.2~0.3mm之間,成形部分的對(duì)接間隙在0.3~0.5mm之間,根據(jù)模具的大小及受熱情況選用。成形滑塊與滑塊座之間采用方鍵定位。抽芯機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn),這個(gè)因素直接影響壓鑄模具的連續(xù)工作的可靠性,優(yōu)良的潤(rùn)滑系統(tǒng)是提高壓鑄勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要環(huán)節(jié)。
(4)加熱與冷卻通道的布置及熱平衡元件的選用。
由于高溫液體在高壓下高速進(jìn)入模具型腔,帶給模具鑲塊大量的熱量,如何帶走這些熱量是設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮的問(wèn)題,特別是大型壓鑄模具,熱平衡系統(tǒng)直接影響著壓鑄件的尺寸和內(nèi)部質(zhì)量??焖侔惭b及準(zhǔn)確控制流量是現(xiàn)代模具熱平衡系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),隨著現(xiàn)代加工業(yè)的發(fā)展,熱平衡元件的選用趨向于直接選用的設(shè)計(jì)模式,即元件制造公司直接提供元件的二維和三維數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)者隨用隨選,既能保證元件的質(zhì)量還能縮短設(shè)計(jì)周期。
(5)設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)。
推出機(jī)構(gòu)可分為機(jī)械推出和液壓推出兩種形式,機(jī)械推出是利用設(shè)備自身的推出機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)推出動(dòng)作,液壓推出是利用模具自身配備的液壓缸實(shí)現(xiàn)推出動(dòng)作。設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵是盡量使推出合力的中心與脫型合力的中心同心,這就要求推出機(jī)構(gòu)要具有良好的推出導(dǎo)向性、剛性及可靠的工作穩(wěn)定性。對(duì)于大型模具來(lái)說(shuō)推出機(jī)構(gòu)的重量都比較大,推出機(jī)構(gòu)的元件與型框間容易因?yàn)槟>咦灾囟雇茥U偏斜,使之出現(xiàn)推出卡滯現(xiàn)象,同時(shí)模具受熱膨脹對(duì)推出機(jī)構(gòu)的影響也特別大,因此推出元件與??蜷g的定位及推板導(dǎo)柱的固定位置是及其重要的`,這些模具的推板導(dǎo)柱一般要固定在把模板上,把模板、墊鐵及??蜷g用直徑較大的圓銷(xiāo)或方鍵定位,這樣可以最大限度地消除熱膨脹對(duì)推出機(jī)構(gòu)的影響,必要時(shí)還可以采用滾動(dòng)軸承和導(dǎo)板來(lái)支撐推出元件,同時(shí)在設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)要注意元件間的潤(rùn)滑。北美地區(qū)模具設(shè)計(jì)者通常在動(dòng)??虻谋趁嬖黾右粔K專(zhuān)門(mén)的潤(rùn)滑推桿的油脂板,加強(qiáng)對(duì)推出元件的潤(rùn)滑。如圖5所示,動(dòng)??虻撞吭黾訚?rùn)滑油板,有油道與推桿過(guò)孔相通,工作時(shí)加注潤(rùn)滑油,可以潤(rùn)滑推出機(jī)構(gòu),防止卡滯。
(6)導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
在整個(gè)模具結(jié)構(gòu)中導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)是對(duì)模具運(yùn)行穩(wěn)定性影響最大的因素,也直接影響到壓鑄件的尺寸精度。
模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要包括:合模導(dǎo)向、抽芯導(dǎo)向、推出導(dǎo)向,一般導(dǎo)向元件要采用特殊材料的摩擦副,起到減磨和抗磨的作用,同時(shí)良好的潤(rùn)滑也是必不可少的,每個(gè)摩擦副間都要設(shè)置必要的潤(rùn)滑油路。需要特別指出的是特大型滑塊的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)一般采用銅質(zhì)導(dǎo)套和硬質(zhì)導(dǎo)柱的導(dǎo)向形式,配合以良好的定位形式,確保滑塊運(yùn)行平穩(wěn),準(zhǔn)確到位。
模具定位機(jī)構(gòu)主要包括:動(dòng)靜型間的定位、推出復(fù)位定位、成形滑塊及滑塊座間的定位、型架推出部分與型框間的定位等。動(dòng)靜型間的定位是一種活動(dòng)性質(zhì)的定位,配合的準(zhǔn)確性要求更高,小型模具可以直接采用成形鑲塊間的凸凹面定位,大型壓鑄模具必須采用特殊的定位機(jī)構(gòu),以消除熱膨脹對(duì)模具定位精度的影響,另外幾種定位結(jié)構(gòu)是元件間的定位,是固定定位,一般采用圓銷(xiāo)和方鍵定位。成形鑲塊間的凸凹面定位,保證動(dòng)靜型間定位準(zhǔn)確,防止模具錯(cuò)邊。
壓鑄模具加工處理工藝都有哪些
定模:固定在壓鑄機(jī)定模安裝板上,有直澆道與噴嘴或壓室聯(lián)接
動(dòng)模:固定在壓鑄機(jī)動(dòng)模安裝板上,并隨動(dòng)模安裝板作開(kāi)合模移動(dòng)合模時(shí),閉合構(gòu)成型腔與澆鑄系統(tǒng),液體金屬在高壓下充滿(mǎn)型腔;開(kāi)模時(shí),動(dòng)模與定模分開(kāi),借助于設(shè)在動(dòng)模上的推出機(jī)構(gòu)將鑄件推出.
二).壓鑄模結(jié)構(gòu)根據(jù)作用分類(lèi)
型腔:外表面直澆道(澆口套)
成型零件二)澆注系統(tǒng)模澆道(鑲塊)
型芯:內(nèi)表面內(nèi)澆口
余料
(三)導(dǎo)準(zhǔn)零件:導(dǎo)柱;導(dǎo)套
(四)推出機(jī)構(gòu):推桿(頂針),復(fù)位桿,推桿固定板,推板,推板導(dǎo)柱,推板導(dǎo)套.
(五)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu):凸臺(tái);孔穴(側(cè)面),鍥緊塊,限位彈簧,螺桿.
(六)排溢系統(tǒng):溢澆槽,排氣槽.
(七)冷卻系統(tǒng)
(八)支承零件:定模;動(dòng)模座板,墊塊(裝配,定位,安裝作用) [編輯本段]壓鑄模采購(gòu)選擇信譽(yù)好、技術(shù)高、經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)業(yè)壓鑄模具廠制造模具。壓鑄模是一種特殊的精密機(jī)械,那些專(zhuān)業(yè)壓鑄模具廠,他們有適合生產(chǎn)壓鑄模具的精密機(jī)床,能確保模具尺寸精度;他們有經(jīng)驗(yàn)豐富的高級(jí)模具技師,技師的豐富經(jīng)驗(yàn)是壓鑄模具實(shí)用好用的保證;他們與材料供應(yīng)商和熱處理廠有密切的關(guān)系,他們有完善的售后服務(wù)體系……。良好的模具設(shè)計(jì)與制造是壓鑄模具長(zhǎng)壽命、低故障、高效率的基礎(chǔ)。低價(jià)位的劣質(zhì)壓鑄模,將會(huì)以壓鑄生產(chǎn)中表現(xiàn)出的低生產(chǎn)效率、高故障,讓您浪費(fèi)很多昂貴的壓鑄工時(shí),花去更多的金錢(qián)。 [編輯本段]壓鑄模安裝模具安裝調(diào)整工應(yīng)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格上崗
⑴、模具安裝位置符合設(shè)計(jì)要求,盡可能使模具漲型力中心與壓鑄機(jī)距離最小,這樣可能使壓鑄機(jī)大杠受力比較均勻。
⑵、經(jīng)常檢查模具起重吊環(huán)螺栓、螺孔和起重設(shè)備是否完好,確保重吊時(shí)人身、設(shè)備、模具安全。
⑶、定期檢查壓鑄機(jī)大杠受力誤差,必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
⑷、安裝模具前徹底擦凈機(jī)器安裝面和模具安裝面。檢查所用頂桿長(zhǎng)度是否適當(dāng),所有頂棒長(zhǎng)度是否等長(zhǎng),所用頂棒數(shù)量應(yīng)不少于四個(gè),并放在規(guī)定的頂棒孔內(nèi)。
⑸、壓板和壓板螺栓應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和精度,避免在使用中松動(dòng)。壓板數(shù)量應(yīng)足夠多,最好四面壓緊,每面不少于兩處。
⑹、大型模具應(yīng)有模具托架,避免在使用中模具下沉錯(cuò)位或墜落。
⑺、帶較大抽芯的模具或需要復(fù)位的模具也可能需要?jiǎng)印⒍7珠_(kāi)安裝。
⑻、冷卻水管和安裝應(yīng)保證密封。
⑼、模具安裝后的調(diào)整。調(diào)整合模緊度。調(diào)整壓射參數(shù):快壓射速度、壓射壓力、增壓壓力、慢壓射行程、快壓射行程、沖頭跟出距離、推出行程、推出復(fù)位時(shí)間等。調(diào)整后在壓室內(nèi)放入棉絲等軟物,做兩次模擬壓射全過(guò)程,檢查調(diào)整是否適當(dāng)。
⑽、調(diào)整合模到動(dòng)、定模有適當(dāng)?shù)木嚯x,停止機(jī)器運(yùn)行,放入模具預(yù)熱器。
⑾、把保溫爐設(shè)定在規(guī)定溫度,配置好規(guī)定容量的舀料勺。 [編輯本段]壓鑄模的正確使用制定正確的壓鑄工藝,壓鑄工正確熟練的操作和高質(zhì)量的模具維修,對(duì)提高生產(chǎn)效率,保證壓鑄件質(zhì)量,降低廢品率,減少模具故障,延長(zhǎng)模具壽命致關(guān)重要。
(一)制定正確的壓鑄工藝
壓鑄工藝是一個(gè)壓鑄工廠技術(shù)水平的體現(xiàn),他能把壓鑄機(jī)特性、模具特性、鑄件特性、壓鑄合金特性等生產(chǎn)要素正確的結(jié)合起來(lái),以最低的成本,生產(chǎn)滿(mǎn)足客戶(hù)要求的壓鑄產(chǎn)品。因此,必須重視壓鑄工藝工程師的選拔和培訓(xùn)。壓鑄工藝工程師是壓鑄生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)總負(fù)責(zé)人,除制定正確的壓鑄工藝,根據(jù)生產(chǎn)要素變化及時(shí)修訂壓鑄工藝外,還負(fù)責(zé)對(duì)模具安裝調(diào)整工、壓鑄操作工、模具維修工的培訓(xùn)和提高。
⑴、確定最合理的生產(chǎn)率,規(guī)定每一次壓射周期的循環(huán)時(shí)間。過(guò)低的生產(chǎn)率固然不利于提高經(jīng)濟(jì)效益,過(guò)高的生產(chǎn)率往往以犧牲模具壽命和鑄件合格率為代價(jià),算總帳細(xì)帳經(jīng)濟(jì)益可能更差。
⑵、確定正確的壓鑄參數(shù)。在確保鑄件符合客戶(hù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的前提下,應(yīng)使壓射速度、壓射壓力、合金溫度最低。這樣,有利于降低機(jī)器、模具負(fù)荷,降低故障,提高壽命。根據(jù)壓鑄機(jī)特性、模具特性、鑄件特性、壓鑄鋁合金特性等腰三角形,確定快壓射速度、壓射壓力、增壓壓力、慢壓射行程、快壓射行程、沖頭跟出距離、推出行程、保壓時(shí)間、推了復(fù)位時(shí)間、合金溫度、模具溫度等。
⑶、使用水基涂料,必須制訂嚴(yán)格詳細(xì)的噴涂工藝。涂料品牌,涂料與水的比例,模具每一個(gè)部位的噴涂量(或噴涂時(shí)間)和噴涂順序,壓縮空氣壓力,噴槍與成型表面的距離,噴涂方向與成型表面的角度等。
⑷、根據(jù)壓鑄模實(shí)際確定正確的模具冷卻方案。正確的模具冷卻方案對(duì)生產(chǎn)效率、鑄件質(zhì)量、模具壽命有極大的影響。方案應(yīng)規(guī)定冷卻水開(kāi)戶(hù)方法,壓鑄幾個(gè)模次開(kāi)始冷卻,相隔幾個(gè)模次分幾次把冷卻水閥門(mén)開(kāi)到規(guī)定開(kāi)度。點(diǎn)冷卻系統(tǒng)的冷卻強(qiáng)度應(yīng)由壓鑄工藝工程師現(xiàn)場(chǎng)調(diào)定,配合噴涂達(dá)到模具熱平衡。
⑸、規(guī)定對(duì)不同滑動(dòng)動(dòng)部位,如沖頭、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、抽芯機(jī)構(gòu)、推桿、復(fù)位桿等部位的不同潤(rùn)滑頻率。
⑹、制訂每一個(gè)壓鑄件的壓鑄操作規(guī)程,并培訓(xùn)和監(jiān)督壓鑄工按規(guī)程操作。
⑺、根據(jù)模具復(fù)雜程度和新舊程度,確定適當(dāng)?shù)哪>哳A(yù)防性維修周期。適當(dāng)?shù)哪>哳A(yù)防性維修周期應(yīng)當(dāng)是模具使用中將要出現(xiàn)故障而還沒(méi)有出現(xiàn)故障的壓鑄模次。模具使用中已經(jīng)出現(xiàn)故障,不能繼續(xù)生產(chǎn),被迫進(jìn)行修理,不是被提倡的方法。
⑻、根據(jù)模具復(fù)雜程度、新舊程度和粘模危險(xiǎn)程度,確定模塊消除應(yīng)力周期(一般5000—15000模次進(jìn)行一次)和是否需要進(jìn)行表面出理。如氮化處理,氮化層深度。0.33,最大0.55。
(二)實(shí)施正確的壓鑄操作壓鑄工應(yīng)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格后上崗
⑴、嚴(yán)格執(zhí)行壓鑄工操作規(guī)程,嚴(yán)格控制第一模次的循環(huán)時(shí)間,其誤差應(yīng)小于10%。穩(wěn)定的壓鑄循環(huán)時(shí)間,對(duì)一個(gè)鑄工廠的綜合效益至關(guān)重要。對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、模具壽命、故障率等都有決定性影響。
⑵、嚴(yán)格執(zhí)行模具冷卻方案,模具冷卻是提高生產(chǎn)效率、鑄件質(zhì)量、模具壽命,減少模具故障的有效方法。但是,錯(cuò)誤的水冷卻操作,將對(duì)模具造成致命傷害。停止壓鑄生產(chǎn),必須立即關(guān)閉冷卻水。
⑶、澆柱撇潭、舀鋁、澆柱動(dòng)作規(guī)范,做到舀入的金屬液不含氧化皮,澆入壓室的金屬液最少波動(dòng)。手工澆注澆入量誤差控制在2—3%以?xún)?nèi)。
⑷、清模及時(shí)清除積留在分型面、型腔、型芯、澆道、溢流槽、排氣道等處的金屬肖積垢,防止合模時(shí)壓塌模具表面,堵塞排氣道,或造成合模不嚴(yán)。清模時(shí)禁止使用鋼制工具接觸成型表面。
⑸、噴涂噴涂是最重要、難度最大的壓鑄操作之一,必須嚴(yán)格按噴涂工藝操作。不正確的噴涂會(huì)使產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定和模具早期限損壞。
⑹、按規(guī)定及時(shí)對(duì)滑動(dòng)部位進(jìn)行潤(rùn)滑。
⑺、隨時(shí)注意合模緊度,經(jīng)常檢查模具壓板壓緊情況和模具托架支撐情況,防止在使用中模具下沉或墜落。
⑻、完成一個(gè)模具維修周期的模次,或完成規(guī)定的生產(chǎn)批量后停止生產(chǎn),要保留最后一個(gè)壓鑄產(chǎn)品(最好帶澆、排系統(tǒng)),與模具一起送修。
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。
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