壓鑄模具填充3d過程,壓鑄填充時間怎么選擇合適

博主:adminadmin 2023-07-09 23:00:07 條評論
摘要:本篇文章給大家談談壓鑄模具填充3d過程,以及壓鑄填充時間怎么選擇合適對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。...

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壓鑄模具填充3d過程,壓鑄填充時間怎么選擇合適

本文目錄:

  • 1、想了解下壓鑄模具制作的過程,大概是哪些步驟流程?。?
  • 2、壓鑄工藝過程是什么?
  • 3、壓鑄模具的制作流程與澆排系統(tǒng)設計
  • 4、什么是3D圖檔,壓鑄模具

想了解下壓鑄模具制作的過程,大概是哪些步驟流程???

接到客戶產(chǎn)品圖紙后,召開生產(chǎn)會議,研究工藝方案,做出產(chǎn)品壓鑄工藝分析,與客戶溝通可以修改提高質(zhì)量的地方。方案確定后,由技術部門開始設計壓鑄模具。三維軟件分模,轉(zhuǎn)到CAD進行標注,出圖。圖紙送到工藝部制作工藝,或者直接交給生產(chǎn)管理,他會排工序,然后進行加工。常用的加工手段有:銑、磨、線切割、電火花等等。零件制作完畢匯總到鉗工組,由鉗工組裝模具,并在壓鑄機上試模,技術人員需在場。如果壓鑄出來的鑄件符合客戶標準即可投入生產(chǎn)使用。

壓鑄工藝過程是什么?

傳統(tǒng)壓鑄工藝主要由四個步驟組成,或者稱做高壓壓鑄。這四個步驟包括模具準備、填充、注射以及落砂,它們也是各種改良版壓鑄工藝的基礎。在準備過程中需要向模腔內(nèi)噴上潤滑劑,潤滑劑除了可以幫助控制模具的溫度之外還可以有助于鑄件脫模。然后就可以關閉模具,用高壓將熔融金屬注射進模具內(nèi),這個壓力范圍大約在10到175兆帕之間。當熔融金屬填充完畢后,壓力就會一直保持直到鑄件凝固。然后推桿就會推出所有的鑄件,由于一個模具內(nèi)可能會有多個模腔,所以每次鑄造過程中可能會產(chǎn)生多個鑄件。落砂的過程則需要分離殘渣,包括造模口、流道、澆口以及飛邊。這個過程通常是通過一個特別的修整模具擠壓鑄件來完成的。其它的落砂方法包括鋸和打磨。如果澆口比較易碎,可以直接摔打鑄件,這樣可以節(jié)省人力。多余的造模口可以在熔化后重復使用。通常的產(chǎn)量大約為67%。

高壓注射導致填充模具的速度非???,這樣在任何部分凝固之前熔融金屬就可填充滿整個模具。通過這種方式,就算是很難填充的薄壁部分也可以避免表面不連續(xù)性。不過這也會導致空氣滯留,因為快速填充模具時空氣很難逃逸。通過在分型線上安放排氣口的方式可以減少這種問題,不過就算是非常精密的工藝也會在鑄件中心部位殘留下氣孔。大多數(shù)壓鑄可以通過二次加工來完成一些無法通過鑄造完成的結構,例如鉆孔、拋光。

落砂完畢之后就可以檢查缺陷了,最常見的缺陷包括滯流(澆不滿)以及冷疤。這些缺陷可能是由模具或熔融金屬溫度不足、金屬混有雜質(zhì)、通氣口太少、潤滑劑太多等原因造成。其它的缺陷包括氣孔、縮孔、熱裂以及流痕。流痕是由澆口缺陷、鋒利的轉(zhuǎn)角或者過多的潤滑劑而遺留在鑄件表面的痕跡。

水基潤滑劑被稱作乳劑,是最常用的潤滑劑類型,這是出于健康、環(huán)境以及安全性方面的考慮。不像溶劑型潤滑劑,如果將水中的礦物質(zhì)運用合適的工藝去除掉,它是不會在鑄件中留下副產(chǎn)物的。如果處理水的過程不得當,水中的礦物質(zhì)會導致鑄件表面缺陷以及不連續(xù)性。主要有四種水基潤滑劑:水摻油、油摻水、半合成以及合成。水摻油的潤滑劑是最好的,因為使用潤滑劑時水在沉積油的同時會通過蒸發(fā)冷卻模具的表面,這可以幫助脫模。通常,這類潤滑劑的比例為30份的水混合1份的油。而在極端情況下,這個比例可以達到100:1。

可以用于潤滑劑的油包括重油、動物脂肪、植物脂肪以及合成油脂。重質(zhì)殘油在室溫下粘性較高,而在壓鑄工藝中的高溫下,它會變成薄膜。潤滑劑中加入其它物質(zhì)可以控制乳液粘度以及熱學性能。這些物質(zhì)包括石墨、鋁以及云母。其它化學添加劑可以避免灰塵以及氧化。水基潤滑劑中可以加入乳化劑,這樣油基潤滑劑就可以添加進水中,包括肥皂、酒精以及環(huán)氧乙烷。

長久以來,通常使用的溶劑為基礎的潤滑劑包括柴油以及汽油。它們有利于鑄件脫出,然而每次壓鑄過程中會發(fā)生小型爆炸,這導致模腔壁上積累起碳元素。相比水基潤滑劑,溶劑為基礎的潤滑劑更為均勻。

壓鑄模具的制作流程與澆排系統(tǒng)設計

壓鑄是有色金屬成型的一個重要方法之一。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)品開發(fā)的關鍵所在。在壓鑄過程中,由于型腔內(nèi)的金屬液流動狀態(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)的金屬液流動狀態(tài)是相當必要的,而控制型腔內(nèi)的金屬液流動狀態(tài),關鍵在于壓鑄模具澆排系統(tǒng)的設計。

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。應在整個制作過程中前后協(xié)調(diào),不斷反饋與調(diào)整各階段的信息,根據(jù)分析結果,修改設計方案,以期取得實效。筆者從事壓鑄模具開發(fā)多年,就模具制作流程中的相關注意事項總結如下,供同行參考。

(1)要對客戶來圖應進行檢證

根據(jù)壓鑄工藝的特性結合有色金屬的牌號,先進行毛坯方案設計,然后開始模具設計。對有些不符合壓鑄工藝的結構,應及時與客戶溝通,在征求客戶同意的基礎上再行修改。日本三大著名摩托車品牌的研發(fā)部門都是在開發(fā)之初就重點把握圖面檢證這一關,這樣可避免開發(fā)損失、減少開發(fā)時間。

壓鑄模具的設計與有色金屬的牌號有關。特別是ADC6(JIS標準)鋁合金,其澆排系統(tǒng)結構及其拔模斜度與普通鋁合金有所不同,應根據(jù)其流動性差、壓鑄溫度較高等特點適當應對。日本在高強度的零件上已大量應用ADC6鋁合金,而國內(nèi)應用的較少。ADC6鋁合金壓鑄模具常見的問題有: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,在設計過程中應提前應對。

(2)做好模具的檢測

在模具檢測階段,不應單純檢測模具尺寸,更重要的是應檢測壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量。壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量檢測可分外觀檢測、內(nèi)部品質(zhì)檢測及機械性能檢測。檢測的數(shù)據(jù)應符合壓鑄產(chǎn)品的合格率要求、內(nèi)部品質(zhì)標準及機械性能指標。

(3)做好試模

試模階段是驗證模具的關鍵階段,通常初次試模后還要進行修模,修模時針對不良項目逐二進行改善,直至符合客戶要求。

2 壓鑄模具澆排系統(tǒng)的設計

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狀態(tài)和填充方向的重要因素。首先應著眼于澆口位置、澆道形狀,合理設計澆口、澆道、集渣包、溢流槽及排氣道;然后使用CAE軟件對型腔內(nèi)部的溶液流動狀態(tài)進行解析。

2.1澆口設計步驟

內(nèi)澆道及內(nèi)澆口的位置與尺寸,對于填充方式有決定性的影響。內(nèi)澆口設計方法很關鍵。成品設置澆口時,通常按下列步驟進行:

(1)計算內(nèi)澆口截面積。澆口斷面積計算公式:

(2)根據(jù)內(nèi)澆口截面積,設定澆口形狀,然后設置澆口位置,初步設計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,試驗后根據(jù)需要可再擴大),并制成3D數(shù)據(jù)。

(4)根據(jù)制成的3D數(shù)據(jù)進行CAE分析(即流態(tài)解析、溫度場分析)。

(5)對解析結果進行評價。

(6)對不同澆排系統(tǒng)所產(chǎn)生的方案結果進行比較、評價,擇優(yōu)選用。若存在不良現(xiàn)象,應進行方案改進,然后再進行CAE分析,直到取得較滿意的方案。

2.2澆道、排氣系統(tǒng)的設計注意事項

(1)內(nèi)澆口及排氣槽應設置在使金屬液在形

腔里流動狀態(tài)最好,并能充滿型腔內(nèi)各個角落的位置上。設置時盡可能采用一個內(nèi)澆口。如果設計條件不允許,應注意使金屬液的流動相互不受干擾或在型腔內(nèi)不分散地相遇(即引導金屬流順一個方向流動),避免型腔內(nèi)各股金屬液匯合時出現(xiàn)渦流。例如,當壓鑄件尺寸較大時,有時不可能僅從一個內(nèi)澆道獲得所需的內(nèi)澆道截面積,因此必須采用多個內(nèi)澆道。但是應注意到內(nèi)澆道的設置應保證引導金屬液只沿著一個方向流動,以避免型腔內(nèi)各股金屬液匯合而出現(xiàn)渦流。

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

(3)金屬液流程應盡可能短而均勻。

(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)澆道在流動過程中應圓滑過渡,盡可能避免急轉(zhuǎn)與流動沖擊。

(6)多腔時對澆道截面積應按各腔容積比進

行分段減少。

(7)型腔中的空氣和潤滑劑揮發(fā)的氣體,應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不應將氣體留在盲孔內(nèi)或過早地堵塞排氣槽。

(8)金屬流束不應在散熱不良處形成熱沖擊。

(9)對帶有筋的壓鑄件,應盡可能地讓金屬流順筋的方向流動。

(10)應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,應在內(nèi)澆道上設置隔離帶,避免熱沖擊。

(11)通常內(nèi)澆道愈寬愈厚,非均勻流動的危險也愈大。應盡量不要采用過厚的內(nèi)澆口,避免切除內(nèi)澆道時產(chǎn)生變形。

(12)型腔的排氣

溢流槽是為了排除鑄造時最初噴入的金屬液,并且使模具的溫度一致。溢流槽設在鑄型容易存氣的位置,作為排出氣體用,改善金屬液的流動狀態(tài),將金屬液導向型腔的各個角落,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。設計時應注意:

①排氣槽的總截面積應大致相當于內(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)金屬液流動狀態(tài)而確定的。排氣槽最好設計成彎曲狀,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于型腔的排氣是非常重要的。通??刂圃?.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)的氣體可順頸部開出的排氣槽由型腔底部排出。

⑤排氣槽的粗糙度也不應忽視,應保持較高的光潔度,避免在使用過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。對壓鑄件氣孔度要求高的場合,通常選定在70%左右,這樣帶入壓鑄件的氣體就會大幅度減少,對系統(tǒng)排氣也是有利的。

2.3流動解析評價與對策

(1)模具設計過程中,應盡可能讓金屬流順一個方向流動,流動解析后,發(fā)現(xiàn)型腔中出現(xiàn)渦流時,應當改變內(nèi)澆口導入角或改變尺寸,以排除渦流現(xiàn)象。

(2)金屬液交匯時,在停止流動前還要讓金屬液繼續(xù)流動一段距離。所以在交匯處的型腔外應增設溢流槽和集渣包,以使過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)針對不同部位填充速度不一時,應調(diào)整內(nèi)澆口的厚度或?qū)挾?必要時逐漸加大),達到填充速度基本一致的目的,但應盡可能通過加寬內(nèi)澆道來實現(xiàn)。

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

(5)對于薄壁壓鑄件,必須選用較短的填充時間進行壓鑄。所以應通過加大內(nèi)澆道的截面積來減少填充時間,以達到較好的表面質(zhì)量。

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

3 結 論

壓鑄模具的制作流程是一個CAD/CAE/CAM/CAT融合的過程,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)設計應遵循上述設計步驟和注意事項,并進行分析和評價,將避免許多不良現(xiàn)象產(chǎn)生。在當今具備CAE分析手段的時代,在內(nèi)澆道設計初期,將總結出的經(jīng)驗先行考慮進澆排系統(tǒng),結合CAE手段,通過分析、改善、提升,勢必起到事半功倍的作用。

什么是3D圖檔,壓鑄模具

3D圖檔,就是用UG、PROE、SOLIDWORKS(這3個是常用的三維機械設計軟件)等三維設計軟件,繪制的三維造型圖檔。

壓鑄模具由于型腔比較復雜,現(xiàn)在的模具設計制造廠家,幾乎全部用三維設計軟件設計壓鑄模的零件圖紙。

步驟:

1、先用三維設計軟件繪制壓鑄件的毛坯造型;

2、對壓鑄件的毛坯造型進行分模,設計出壓鑄模的動模鑲塊、定模鑲塊、滑塊、鑲件和型芯等零部件;

3、壓鑄模的型腔部分三維設計完畢,模架部分可以三維設計,也可以用AUTOCAD等二維設計軟件進行二維設計(現(xiàn)在,比較先進的壓鑄模廠家,型腔和模架全部都用三維設計了,而且是模塊化的。AUTOCAD也有三維模塊,但是用的人很少);

4、對三維設計的零件,復雜的型腔鑲塊進行加工中心編程加工,簡單的模架部分,出二維零件圖,去車銑刨磨加工生產(chǎn)。

壓鑄模設計中,用三維軟件設計的零件圖紙和裝配圖紙,就是壓鑄模具的三維(3D)圖檔。

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