減速機(jī)鋁壓鑄模具設(shè)計,鋁合金減速機(jī)

博主:adminadmin 2023-06-02 22:12:06 條評論
摘要:今天給各位分享減速機(jī)鋁壓鑄模具設(shè)計的知識,其中也會對鋁合金減速機(jī)進(jìn)行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!本文目錄:1...

今天給各位分享減速機(jī)鋁壓鑄模具設(shè)計的知識,其中也會對鋁合金減速機(jī)進(jìn)行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!

減速機(jī)鋁壓鑄模具設(shè)計,鋁合金減速機(jī)

本文目錄:

  • 1、各位在設(shè)計壓鑄模流道時是如何計算截面積的。
  • 2、壓鑄模具設(shè)計的模具要點有那些?
  • 3、RV減速機(jī)鋁合金壓鑄殼體誰做呢?
  • 4、請教壓鑄模具的主流道怎么設(shè)計?
  • 5、求一個關(guān)于鑄造的論文?
  • 6、提高壓鑄模具壽命的措施

各位在設(shè)計壓鑄模流道時是如何計算截面積的。

壓鑄模澆道的設(shè)計是整個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)、與壓室的充滿度有關(guān),充滿度通常選擇在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)驗選1/3~1/2沖頭直徑,當(dāng)然也有例外的時候,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,也就是通常所說的增速澆道設(shè)計原則。對于特殊壁厚零件,也有選擇減速澆道設(shè)計原則的,但這是特例。計算經(jīng)驗公式為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)計公式有很多,較常用的是A2=Q/vt;其中Q為通過內(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;充填時間的選擇是根據(jù)壓鑄件的平均壁厚來選擇,這個要靠經(jīng)驗,一般在0.01~0.3s不等。由于充填速度及充填時間都要根據(jù)鑄件的特性及經(jīng)驗去選擇,往往設(shè)計選擇不準(zhǔn)確,這樣的話很多場合就會用到另一個經(jīng)驗公式,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內(nèi)澆口的金屬液的總質(zhì)量。為了保證模具不會因為內(nèi)澆口因過大而要燒焊處理,一般情況都會采用可修原則,及內(nèi)澆口先小后大??傊疂驳赖脑O(shè)計不是一成不變的,需要理論及實際經(jīng)驗相結(jié)合才能設(shè)計好,當(dāng)然現(xiàn)在有很多模擬軟件,可以在設(shè)計好之后進(jìn)行模擬充填以判斷澆道設(shè)計的合理性。

壓鑄模具設(shè)計的模具要點有那些?

壓鑄模 壓鑄模是壓鑄生產(chǎn)三大要素之一,結(jié)構(gòu)正確合理的模具是壓鑄生產(chǎn)能否順利進(jìn)行的先決條件,并在保證鑄件質(zhì)量方面(下機(jī)合格率)起著重要的作用。 由于壓鑄工藝的特點,正確選用各工藝參數(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的決定因素,而模具又是能夠正確選擇和調(diào)整各工藝參數(shù)的前提,模具設(shè)計實質(zhì)上就是對壓鑄生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種因素預(yù)計的綜合反映。如若模具設(shè)計合理,則在實際生產(chǎn)中遇到的問題少,鑄件下機(jī)合格率高。反之,模具設(shè)計不合理,例一鑄件設(shè)計時動定模的包裹力基本相同,而澆注系統(tǒng)大多在定模,且放在壓射后沖頭不能送料的灌南壓鑄機(jī)上生產(chǎn),無法正常生產(chǎn),鑄件一直粘在定模上。盡管定模型腔的光潔度打得很光,因型腔較深,仍出現(xiàn)粘在定模上的現(xiàn)象。所以在模具設(shè)計時,必須全面分析鑄件的結(jié)構(gòu),熟悉壓鑄機(jī)的操作過程,要了解壓鑄機(jī)及工藝參數(shù)得以調(diào)整的可能性,掌握在不同情況下的充填特性,并考慮模具加工的方法、鉆眼和固定的形式后,才能設(shè)計出切合實際、滿足生產(chǎn)要求的模具。 剛開始時已講過,金屬液的充型時間極短,金屬液的比壓和流速很高,這對壓鑄模來說工作條件極其惡劣,再加上激冷激熱的交變應(yīng)力的沖擊作用,都對模具的使用壽命有很大影響。 模具的使用壽命通常是指通過精心的設(shè)計和制造,在正常使用的條件下,結(jié)合良好的維護(hù)保養(yǎng)下出現(xiàn)的自然損壞,在不能再修復(fù)而報廢前,所壓鑄的模數(shù)(包括壓鑄生產(chǎn)中的廢品數(shù))。 實際生產(chǎn)中,模具失效主要有三種形式:①熱疲勞龜裂損壞失效;②碎裂失效;③溶蝕失效。 致使模具失效的因素很多,既有外因(例澆鑄溫度高低、模具是否經(jīng)預(yù)熱、水劑涂料噴涂量的多少、壓鑄機(jī)噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內(nèi)澆口速度過快、冷卻水開啟未與壓鑄生產(chǎn)同步、鑄件材料的種類及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、涂料類型等等)。也有內(nèi)因(例模具本身材質(zhì)的冶金質(zhì)量、坯料的鍛制工藝、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、澆注系統(tǒng)設(shè)計的合理性、模具機(jī)(電加工)加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、模具的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等)。 模具若出現(xiàn)早期失效,則需找出是哪些內(nèi)因或外因,以便今后改進(jìn)。 ① 模具熱疲勞龜裂失效 壓鑄生產(chǎn)時,模具反復(fù)受激冷激熱的作用,成型表面與其內(nèi)部產(chǎn)生變形,相互牽扯而出現(xiàn)反復(fù)循環(huán)的熱應(yīng)力,導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)二損傷和喪失韌性,引發(fā)微裂紋的出現(xiàn),并繼續(xù)擴(kuò)展,一旦裂紋擴(kuò)大,還有熔融的金屬液擠入,加上反復(fù)的機(jī)械應(yīng)力都使裂紋加速擴(kuò)展。 為此,一方面壓鑄起始時模具必須充分預(yù)熱。另外,在壓鑄生產(chǎn)過程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中,以免出現(xiàn)早期龜裂失效。同時,要確保模具投產(chǎn)前和制造中的內(nèi)因不發(fā)生問題。因?qū)嶋H生產(chǎn)中,多數(shù)的模具失效是熱疲勞龜裂失效。 ② 碎裂失效 在壓射力的作用下,模具會在最薄弱處萌生裂紋,尤其是模具成型面上的劃線痕跡或電加工痕跡未被打磨光,或是成型的清角處均會最先出現(xiàn)細(xì)微裂紋,當(dāng)晶界存在脆性相或晶粒粗大時,即容易斷裂。而脆性斷裂時裂紋的擴(kuò)展很快,這對模具的碎裂失效是很危險的因素。為此,一方面凡模具面上的劃痕、電加工痕跡等必須打磨光,即使它在澆注系統(tǒng)部位,也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強(qiáng)度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。③熔融失效 前面已講過,常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金,也有純鋁壓鑄的,Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素,它們與模具材料有較好的親和力,特別是Al易咬模。當(dāng)模具硬度較高時,則抗蝕性較好,而成型表面若有軟點,則對抗蝕性不利。但在實際生產(chǎn)中,溶蝕僅是模具的局部地方,例內(nèi)澆口直接沖刷的部位(型芯、型腔)易出現(xiàn)溶蝕現(xiàn)象,以及硬度偏軟處易出現(xiàn)鋁合金的粘模。 壓鑄生產(chǎn)中常遇模具存在的問題注意點: 1、 澆注系統(tǒng)、排溢系統(tǒng) 例(1)對于冷室臥式壓鑄機(jī)上模具直澆道的要求: ① 壓室內(nèi)徑尺寸應(yīng)根據(jù)所需的比壓與壓室充滿度來選定,同時,澆口套的內(nèi)徑偏差應(yīng)比壓室內(nèi)徑的偏差適當(dāng)放大幾絲,從而可避免因澆口套與壓室內(nèi)徑不同軸而造成沖頭卡死或磨損嚴(yán)重的問題,且澆口套的壁厚不能太薄。澆口套的長度一般應(yīng)小于壓射沖頭的送出引程,以便涂料從壓室中脫出。 ② 壓室與澆口套的內(nèi)孔,在熱處理后應(yīng)精磨,再沿軸線方向進(jìn)行研磨,其表面粗糙≤Ra0.2m。 ③ 分流器與形成涂料的凹腔,其凹入深度等于橫澆道深度,其直徑配澆口套內(nèi)徑,沿脫模方向有5斜度。當(dāng)采用涂導(dǎo)入式直澆道時,因縮短了壓室有效長度的容積,可提高壓室的充滿度。 (2)對于模具橫澆道的要求 ① 冷臥式模具橫澆道的入口處一般應(yīng)位于壓室上部內(nèi)徑2/3以上部位,以免壓室中金屬液在重力作用下過早進(jìn)入橫澆道,提前開始凝固。 ② 橫澆道的截面積從直澆道起至內(nèi)澆口應(yīng)逐漸減小,為出現(xiàn)截面擴(kuò)大,則金屬液流經(jīng)時會出現(xiàn)負(fù)壓,易吸入分型面上的氣體,增加金屬液流動中的渦流裹氣。一般出口處截面比進(jìn)口處小10-30%。 ③ 橫澆道應(yīng)有一定的長度和深度。保持一定長度的目的是起穩(wěn)流和導(dǎo)向的作用。若深度不夠,則金屬液降溫快,深度過深,則因冷凝過慢,既影響生產(chǎn)率又增加回爐料用量。 ④ 橫澆道的截面積應(yīng)大于內(nèi)澆口的截面積,以保證金屬液入型的速度。主橫澆道的截面積應(yīng)大于各分支橫澆道的截面積。 ⑤ 橫澆道的底部兩側(cè)應(yīng)做成圓角,以免出現(xiàn)早期裂紋,二側(cè)面可做出5左右的斜度。橫澆道部位的表面粗糙度≤Ra0.4m。 (3)內(nèi)澆口 ① 金屬液入型后不應(yīng)立即封閉分型面,溢流槽和排氣槽不宜正面沖擊型芯。金屬液入型后的流向盡可能沿鑄入的肋筋和散熱片,由厚壁處想薄壁處填充等。 ② 選擇內(nèi)澆口位置時,盡可能使金屬液流程最短。采用多股內(nèi)澆口時,要防止入型后幾股金屬液匯合、相互沖擊,從而產(chǎn)生渦流包氣和氧化夾雜等缺陷。 ③ 薄壁件的內(nèi)澆口厚件要適當(dāng)小些,以保證必要的填充速度,內(nèi)澆口的設(shè)置應(yīng)便于切除,且不使鑄件本體有缺損(吃肉)。 (4)溢流槽 ① 溢流槽要便于從鑄件上去除,并盡量不損傷鑄件本體。 ② 溢流槽上開設(shè)排氣槽時,需注意溢流口的位置,避免過早阻塞排氣槽,使排氣槽不起作用。 ③ 不應(yīng)在同一個溢流槽上開設(shè)幾個溢流口或開設(shè)一個很寬很厚的溢流口,以免金屬液中的冷液、渣、氣、涂料等從溢流槽中返回型腔,造成鑄件缺陷。 2、 鑄造圓角(包括轉(zhuǎn)角) 鑄件圖上往往注明未注圓角R2等要求,我們在開制模具時切忌忽視這些未注明圓角的作用,決不可做成清角或過小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢,使腔內(nèi)氣體順序排出,并可減少應(yīng)力集中,延長模具使用壽命。(鑄件也不易在該處出現(xiàn)裂紋或因填充不順而出現(xiàn)各種缺陷)。例標(biāo)準(zhǔn)油盤模上清角處較多,相對來說,目前兄弟油盤模開的最好,重機(jī)油盤的也較多。 3、 脫模斜度 在脫模方向嚴(yán)禁有人為造成的側(cè)凹(往往是試模時鑄件粘在模內(nèi),用不正確的方法處理時,例鉆、硬鑿等使局部凹入)。 4、 表面粗糙度 成型部位、澆注系統(tǒng)均應(yīng)按要求認(rèn)真打光,應(yīng)順著脫模方向打光。由于金屬液由壓室進(jìn)入澆注系統(tǒng)并填滿型腔的整個過程僅0.01-0.2秒的時間。為了減少金屬液流動的阻力,盡可能使壓力損失少,都需要流過表面的光潔度高。同時,澆注系統(tǒng)部位的受熱和受沖蝕的條件較惡劣,光潔度越差則模具該處越易損傷。 5、 模具成型部位的硬度 鋁合金:HRC46左右 銅:HRC38左右 加工時,模具應(yīng)盡量留有修復(fù)的余量,做尺寸的上限,避免焊接。 壓鑄模具組裝的技術(shù)要求: 1、 模具分型面與模板平面平行度的要求。 2、 導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板垂直度的要求。 3、 分型面上動、定模鑲塊平面與動定模套板高出0.1-0.05mm。 4、推板、復(fù)位桿與分型面平齊,一般推桿凹入0.1mm或根據(jù)用戶要求。 5、模具上所有活動部位活動可靠,無呆滯現(xiàn)象pin無串動。 6、滑塊定位可靠,型芯抽出時與鑄件保持距離,滑塊與塊合模后配合部位2/3以上。 7、澆道粗糙度光滑,無縫。 8、合模時鑲塊分型面局部間隙0.05mm。 9、冷卻水道暢通,進(jìn)出口標(biāo)志。 10、成型表面粗糙度Rs=0.04,無微傷。

RV減速機(jī)鋁合金壓鑄殼體誰做呢?

杭州萬興減速機(jī)有限公司具有自己的鋁壓鑄工廠,蕭山這邊很多RV減速機(jī)的箱體,都是他們供應(yīng)的

請教壓鑄模具的主流道怎么設(shè)計?

主流道并不是跟非主流相反的主流,而是跟分流道想對應(yīng)的。

可以理解成從注塑機(jī)噴嘴開始到分流道止的熔融塑料的流動通道。

計算壓鑄模具流道的方法:

1、對于大產(chǎn)品,在計算后,最好做一下填充分析,這樣能夠保證成功率;

2、你可以按照書本上的公式和計算方法來計算,結(jié)果也許更有說服力;

3、也可以根據(jù)經(jīng)驗。我們做模具,對于一般的零件,是根據(jù)質(zhì)量來計算澆口和流道德面積,一般:澆口面積a=0.18M 主流道面積A=3a,再根據(jù)產(chǎn)品的不同和一模幾穴來具體安排流道(適用于1Kg一下產(chǎn)品)

總之,在實際應(yīng)用中,知識都是靈活運用的!

可以避免模具和機(jī)器不配合的問題.計算出來的流道總重量 可以用來計算成本,或比較不同流道方案的損耗. 生產(chǎn)成本計算 ...可作為廠內(nèi)上下各部門的溝通工具, 提供專業(yè)化文件, 中文接口,容易使用, 工程人員很快得出初步設(shè)計方案, 減少不必要的。

寧波市北侖仕康機(jī)械有限公司位于模具之鄉(xiāng)——中國浙江寧波北侖,距寧波28km,毗鄰北侖港和杭甬高速公路,交通十分便利。公司專業(yè)設(shè)計制造各類鋅鋁壓鑄模具和壓鑄精加工及成型塑料件生產(chǎn),產(chǎn)品遍及汽車、摩托車、汽油機(jī)、暖氣片、電動工具、通訊、醫(yī)療器械、電子等行業(yè)的模具的開發(fā)研制。

 公司擁有現(xiàn)代化的生產(chǎn)、檢測設(shè)備及雄厚的技術(shù)力量,包括計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng),CNC加工中心,精密數(shù)控銑床,精密磨床,數(shù)控線切割機(jī),三座標(biāo)測量儀、合模機(jī)以及壓鑄、注塑等機(jī)械設(shè)備。

非主流是另類到讓大眾無法接受的意思,打扮方面很多人不知道什么才算非主流,網(wǎng)絡(luò)素材也很多都錯誤命名、指鹿為馬,有很多美女帥哥的網(wǎng)絡(luò)素材其實一點都不非主流,但卻被發(fā)布的人用詞不當(dāng)?shù)卣f成非主流,原因是很多發(fā)布者誤解了非主流的意思,以為是時尚、潮流。殺馬特那種才是非主流的代表和鼻祖,在國內(nèi)說打扮方面時可以劃等號。

請采納或追問

求一個關(guān)于鑄造的論文?

隨意推薦兩篇,謹(jǐn)供參考

1、國內(nèi)外鑄造生產(chǎn)線設(shè)計生產(chǎn)中的問題及解決辦法

一.概述

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,近年來對鑄件的要求越來越高,特別是汽車發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋類鑄件,不僅要求材質(zhì)好,而且還要求尺寸精度高、表面光法、重量輕。為此,作為影響鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵工部件造型工部,紛紛采用新的工藝和設(shè)備,以滿足鑄件質(zhì)量和產(chǎn)量的要求。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國引進(jìn)的高壓造型線、氣沖造型線、靜壓造型線已有60條左右;國內(nèi)自己設(shè)計制造的高壓造型線、氣沖造型線已有70余條。

從使用情況來看,這些造型線確實為我國的鑄件產(chǎn)量和質(zhì)量的提高起了很重要的作用,但與我們的希望來比,還很不夠。進(jìn)口線的實際生產(chǎn)率一般在設(shè)計能力的5080%,國產(chǎn)線現(xiàn)在使用的估計只占50%,而在這50%中,開動率也較低,出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因是多方面的,歸納起來大概有以下幾方面。

二.存在問題

1.設(shè)計存在的問題

由于造型線設(shè)備復(fù)雜,動作多,邏輯性強(qiáng),因此,設(shè)計中就難免有考慮不周的地方,特別是造型線設(shè)計的初期,問題更多,比如:材質(zhì)選用不合理,元件選用不當(dāng),邏輯關(guān)系不強(qiáng)等。這就決定了我國早期的高壓線多數(shù)運行狀況不太理想。比如:某大廠在70年代初期設(shè)計了一條高壓造型線,制造安裝后一直沒有使用,其主要原因是:設(shè)計時許多輔機(jī)上的垂直液壓缸原始位置設(shè)在中間位置,由于國產(chǎn)液壓閥的泄漏,致使許多輔機(jī)不能處在原始位置;運行部件沒有考慮制造的誤差及液壓泄漏,經(jīng)常相碰,該聯(lián)鎖的電器上也沒有聯(lián)鎖,放了這么多年,給工廠帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失,聽說最近要拆掉。國內(nèi)如此,國外的造型線也同樣存在設(shè)計上的不足,比如某廠引進(jìn)一條高壓造型線,由于設(shè)計時沒有考慮砂箱走邊的檢測及清掃,以至砂箱的進(jìn)翻箱機(jī)時經(jīng)??ㄋ溃踔涟逊錂C(jī)頂壞。還有一家廠引進(jìn)的靜壓造型線在設(shè)計時工藝性考慮的不周,使上箱在下箱上邊翻箱,從而導(dǎo)致造好的下箱內(nèi)腔掉進(jìn)砂子,造成鑄件缺陷。

2.設(shè)備可靠性差

影響設(shè)計可靠性的因素主要有設(shè)計、制造、安裝、生產(chǎn)管理、維修等。

設(shè)計中零件選用不當(dāng),材質(zhì)選用不合理,是影響可靠性的重要原因之一,過去著重強(qiáng)調(diào)了國產(chǎn)化和降低成本,因此,元器件全為國產(chǎn)件。但由于國產(chǎn)無器件質(zhì)量不過關(guān),嚴(yán)重影響了造型線的開動率。比如:由于機(jī)械傳動的誤差,會導(dǎo)致轉(zhuǎn)運車上的軌道與冷卻道軌道對不準(zhǔn),致使輸送器小車和砂箱脫軌,造成較長時間的停車;同樣規(guī)格的密封件,國產(chǎn)的只能用3~6個月,而進(jìn)口的能用12年;同樣的管接頭,國產(chǎn)的就漏油,進(jìn)口的就不漏油,僅此一項,某一條造型線嚴(yán)懲時每年將漏油200多噸,價值100多萬元;由于接近開關(guān)發(fā)訊不準(zhǔn),也常導(dǎo)致誤動作造成停車;液壓閥及氣動閥的泄漏和精度不高,也是影響造型線開動率的主要因素。比如某廠造型機(jī)的控制不僅有電器聯(lián)鎖,而且有氣動聯(lián)鎖,氣動控制管路的管子是81的,連接的管接頭較多,由于管接頭及氣閥的漏氣,常使控制氣路壓力降低,不能使氣閥動作,為此,不得不冒險將部分聯(lián)鎖取消。

制造質(zhì)量的好壞,也將影響造型線的開動率,包括內(nèi)在質(zhì)量和尺寸精度。比如:由于加工精度達(dá)不到要求,造成設(shè)備移動部分和固定部分相碰,定位不準(zhǔn)等故障;由于元件的材質(zhì)或熱處理達(dá)不到要求,將影響設(shè)備的使用壽命和可靠性;由于液壓系統(tǒng)的清理不干凈,導(dǎo)致油液污染,使閥卡死的現(xiàn)象也經(jīng)常出現(xiàn)。我到過一個現(xiàn)場,兩臺主機(jī)的工作臺同樣是球鐵的,一臺球化好了,用了幾年就沒問題,而另一臺,沒有多久就壞了,斷面象馬蜂窩似的。再如,某廠引進(jìn)的氣沖線96年投產(chǎn)以來,主機(jī)工作臺油缸已更換了三次,第一次沒過保質(zhì)期就壞了,結(jié)果索賠了一臺,此后,每兩三年更換一次。另外,電線接頭長時間使用后引起松動,也導(dǎo)致壞電路二三次。安裝不按規(guī)范,偷工減料,也是造成可靠性差的重要原因之一。比如:安裝時對管子不按規(guī)范進(jìn)行清洗,該氬弧焊的用普通焊代替,造成管子里邊有焊渣;該裝管夾的地方不裝或少裝,造成管子震動,管接頭松動,時間一長開始漏油;該用RVV軟線的地方,用KVV代替,宜造成斷路;該用螺栓固定的地方一焊了之,等等。

3.維修困難

由于設(shè)計人員現(xiàn)場經(jīng)驗不足,設(shè)計出來的設(shè)備往往只注意功能性,而沒有注意維修容易,比如有些易損件或耐磨件,在制造廠裝配時依次可以裝上,但如果使用過程中磨損了,需要更換,則必須大卸八塊,才能換上。這樣,既費時,又影響了整個設(shè)備的精度。再如,過去將濾網(wǎng)放在泵的吸油口,并埋在油箱內(nèi),由于油的污染,經(jīng)常要對濾網(wǎng)進(jìn)行清理,但清理一次濾網(wǎng)必須先把油抽干凈,而不是將濾網(wǎng)放在回油管上,清洗更換都方便。在閥箱里或多管平行的地方,安裝管夾時,沒有留出足夠的維修空間,一旦一根管子漏油,必須選把別的管子拆掉,才能擰緊,形象地說,就跟栽蔥的一樣。制造過程中不注意質(zhì)量,零件嚴(yán)重超差,也是造成維修困難的一個重要原因。比如一個零件與另一個零件為過度配合,由于加工超差,裝配時變成了過盈配合,一旦零件出了問題需更換時,就很難取出。還有,經(jīng)常拆裝的缸端管接頭,不用球鉸接頭,而用端直角接頭,從而給維修帶來困難。安裝時只顧管子、電線走向,而忽略維修的可能性的情況也是常有的,比如,有些設(shè)備距地溝壁有一定的距離,本來是作為維修空間用的,但安裝時不注意,覺得走管子或電纜橋架挺方便的,就裝上了,但使用維修時就叫苦了。

4.生產(chǎn)任務(wù)不足,成本較高

在市場經(jīng)濟(jì)的今天,鑄件成本的高低顯得越來越重要了。近幾年來,由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)和民營鑄造企業(yè)的蓬勃發(fā)展以及城市的環(huán)境保護(hù)要求,再加上鄉(xiāng)鎮(zhèn)和民營鑄造企業(yè)的成本較低,企業(yè)經(jīng)營靈活,這些企業(yè)的鑄件在市場上的份額越來越大,從而導(dǎo)致一些具有造型線的大中型企業(yè)生產(chǎn)能力不足。例如:現(xiàn)在許多廠愛“開三停四”,一個月上半個月的班,由原來的兩班或三班改為單班,經(jīng)常放長假等。造型線的運行成本較高,也是影響使用的一個因素。如果開動造型線,必須所有設(shè)備開動,包括相關(guān)工部的設(shè)備,這樣,用電量較大,同時,所有人員都得到崗,再加上漏油損失,在產(chǎn)量少的情況下,開機(jī)將很不劃算。比如:有一個廠原來產(chǎn)量很大,上了一條氣沖造型線,后來,產(chǎn)量銳減,開動造型線明顯不劃算,再加上實行成本核算,只好將造型線封存,改為地面造型。

5.管理不善

沒有通盤計劃,各自為政的現(xiàn)象嚴(yán)重,致使一些企業(yè)不考慮自己的實際情況,盲目上馬,但后來由于資金不足,產(chǎn)品不對路等原因,造成雖已有較大投入,但尚未形成生產(chǎn)能力而閑置著的設(shè)備數(shù)量也不少。

企業(yè)內(nèi)部管理不善,主要表現(xiàn)為:維修人員責(zé)任不明確,沒有明確的設(shè)備維修制度,備件采購和維修脫節(jié),維修人員素質(zhì)較低,工資待遇差等。經(jīng)??吹竭@樣的現(xiàn)象:操作工上班時維修工在休息,操作工下班了維修工也下班了,至少設(shè)備是否需要備件,是否帶病工作,是束需要維修,沒有人去管,只有設(shè)備實在開不動了,才去修理,而這時換上的備件往往又不合適。比如某廠造型線上的備件是由設(shè)備科來組織,線上該備什么,備多少,基本不與維修人員通氣,買來的備件也不與造型線上實際使用的實物對照,因此,常常出現(xiàn)原來是24伏的閥,更換時變成了220伏;應(yīng)該是內(nèi)控內(nèi)泄閥,更換時變成了內(nèi)控外泄閥;加工的備件更換時才發(fā)現(xiàn)超差等現(xiàn)象,從而影響生產(chǎn)。

6.各工部不匹配

由于國內(nèi)外鑄造設(shè)備的標(biāo)定生產(chǎn)率與實際相差很大,所以,經(jīng)常導(dǎo)致鑄造車間各工部不匹配,從而影響造型線的開動率,據(jù)不完全統(tǒng)計,一般造型線由于各工部不匹配而占停機(jī)時間約為30-50%左右。例如有一個廠,在車間設(shè)計時引進(jìn)了一條造型線,但其它工部選用國產(chǎn)設(shè)備,投入使用后出現(xiàn)兩個問題:一是其它工部設(shè)備故障率高,嚴(yán)重影響了造型線的開動率,使造型線處于半停產(chǎn)狀態(tài);二是混砂能力不夠,國產(chǎn)混砂機(jī)的混砂能力在實際實用中只能達(dá)到名義能力的一半左右,而設(shè)計時按名義能力考慮,因此,造成這樣的后果。該車間這樣生產(chǎn)了大概三、四年,廠里下決心又對砂處理工部進(jìn)行了改造,目前,使用情況良好。

三.解決問題的辦法

要想將一條造型線用好,無非要作好“防”和“備”兩方面的工作,“防”是防止問題的出現(xiàn),“備”是防不勝防時,出現(xiàn)問題了要有所準(zhǔn)備,將問題盡快解決。但要做到這兩點,必須在以下方面下功夫。

1.加強(qiáng)學(xué)習(xí),吸引國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗,以防為主

設(shè)計人員的素質(zhì)直接影響到造型線的水平,只有設(shè)計水平提高了,才有可能制造出好的造型線。為此,設(shè)計人員必須掌握國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,并不斷總結(jié)經(jīng)驗,逐步提高,使設(shè)計水平從“小學(xué)”提高到“大學(xué)”。近年來,我國鑄造設(shè)備設(shè)計人員已充分意識到這一點,通過他們的努力,再加上生產(chǎn)實踐、消化吸引國外先進(jìn)的工藝和技術(shù),我國鑄造設(shè)備設(shè)計水平大大提高,他們不僅具有了設(shè)計出高水平造型線的能力,而且具有現(xiàn)場動手的能力,通過不斷改進(jìn),已設(shè)計出多條布置合理,性能可靠的造型自動線。這些改進(jìn)有:工藝方面:由氣動微震改為高壓造型,再發(fā)展為氣沖造型、靜壓造型、觸頭式動力撞擊造型等。使設(shè)備越來越簡單,工藝性越來越好。可靠性方面:過去造型線控制用順控器控制,設(shè)備又龐大,故障又多,維修也困難,但有了PC以后,我們馬上用在造型線控制上,目前,基本上沒有人說電器有問題了;過去輔機(jī)及轉(zhuǎn)運車為了實現(xiàn)慢--快--慢的動作,用子母電機(jī)或行程閥控制,現(xiàn)在有了調(diào)頻電機(jī)和比例閥,很容易就解決了,可靠性也得到了提高;過去動作檢測發(fā)訊用行程開關(guān),現(xiàn)在用接近開關(guān)或編碼器;過去由于油溫過高,常使密封件容易老化,產(chǎn)生漏油等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響造型線的開動,針對這一原因,現(xiàn)在增加了液壓油冷卻面積,改變溢流閥型號,使無負(fù)荷時泄荷,而不是溢流,減少產(chǎn)生熱量的原因,降低落同溫;活塞式蓄能器改為囊式蓄能器,性能可靠,動作靈敏;將不可靠的國產(chǎn)元件改為進(jìn)口元件等。維修方面:一條造型線再好也不可能一點問題沒有,但出了問題很難解決,設(shè)計水平就不能說很高,為此,設(shè)計人員也下了很大功夫。便好:過去液壓系統(tǒng)出了故障,必須先把系統(tǒng)卸荷,回油完了再維修,現(xiàn)在將閥箱帶在設(shè)備上,并在進(jìn)出油口各加一個截止閥,維修時閥一關(guān)就行了,十分方便;還有,經(jīng)常拆裝的較大零件,設(shè)計時直接設(shè)計上兩個吊裝孔,使維修變的十分方便。專業(yè)設(shè)計方面:過去許多大廠車間設(shè)計由自己的技術(shù)人員來完成,但由于受專業(yè)和實際經(jīng)驗的限制,設(shè)計完成后問題較多,特別是各工部不匹配的現(xiàn)象普遍存在。因此,鑄造項目最好不要請非專業(yè)的技術(shù)人員來設(shè)計,要請專業(yè)的設(shè)計院所來設(shè)計,這樣,就會少出錯或不出錯,不走彎路。

2.強(qiáng)化質(zhì)量意識,提高產(chǎn)品質(zhì)量

“質(zhì)量就是生命”這句話我們大家都很熟悉,但在實際中對質(zhì)量的認(rèn)識還很不夠,還應(yīng)該加強(qiáng),使每一個員工意識到?jīng)]有質(zhì)量,就沒有生存。一切操作按規(guī)范進(jìn)行,絕對禁止為了一點小利進(jìn)行偷工減料的行為。過去經(jīng)常有這樣的事,圖紙歸圖紙,加工歸加工,加工的人不看圖紙要求,設(shè)備做成什么就是什么,比如端直通管接頭的螺紋孔,由于要靠組合墊密封,圖紙上螺紋孔和端面的锪平面有垂直度要求,但機(jī)加工工人是不管的,甚至不锪平,所以,容易造成漏油。還有多個螺釘固定的設(shè)備,往往有幾個螺釘孔對不上,因此,把螺釘磨成絲錐一樣擰進(jìn)去或不擰。當(dāng)然,經(jīng)過這么多年的生產(chǎn)實踐,許多廠已意識到質(zhì)量的重要性,加工手段也提高了許多,比如現(xiàn)在許多廠用專機(jī)或加工中心加工砂箱,過去自己制造的油缸現(xiàn)在也外協(xié)到專業(yè)油缸廠制造。另外,必須提高基礎(chǔ)件的質(zhì)量,過去同樣12.9級的螺釘固定液壓閥,進(jìn)口的就不漏油,國產(chǎn)的就漏油。減速機(jī)內(nèi)的齒輪,要求是硬齒面,耐實際是軟齒面,用不了多外就壞,等等。

3.加強(qiáng)管理,健全維修制度,有備無患

首先上級主管部門要根據(jù)企業(yè)的具體情況,決定是否要上造型線,把好第一關(guān),避免上了一半而中途下馬,經(jīng)國家和企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。如果上了造型線,企業(yè)內(nèi)部必須加強(qiáng)管理,與造型線有關(guān)人員必須責(zé)、權(quán)、利分明,誰出了問題,誰負(fù)責(zé)任,誰來解決。要有嚴(yán)格的管理制度,注意各工部之間的匹配,注意人材的培養(yǎng)和合理利用。再好的一條線,如果管理維修跟不上,也不可能用好。因此,必須重視維修人員的素質(zhì)。維修人員必須對造型線非常了解,明白每一個零件的用途,平時要進(jìn)行預(yù)檢預(yù)修及巡檢,出了故障能很快正確地判斷并及時排除。我到過一個現(xiàn)場,維修人員沒見過造型線的液壓原理圖,對全線的動作原理不清楚,因此,出了故障手忙腳亂,最后搗鼓一通能用為止,究竟出了什么問題,怎樣解決卻不清楚。因此,大大影響了開動率。象這種狀況,以后必須改進(jìn)。備品備件的管理對自動化流水生產(chǎn)線來說,顯得特別重要,建議此項工作由專人管理。備件清單的提供要與造型線上的需要一致,進(jìn)貨后要與造型線核對,并分類保管,保管條件要符合材質(zhì)的要求,定期對備件進(jìn)行檢查,對過期的零件清理出去,及時補(bǔ)充新的零件。要做到造型線使用的備品備件隨時能準(zhǔn)確無誤地提供,從而,確保造型線正常運轉(zhuǎn)??傊?,要用好一條造型,不是一件簡單的事,幾十臺設(shè)備、一、二百個點,每天都毫無差錯地運行,不僅要從設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、維修、備品備件等造型線本身方面來下工夫,而且要從生產(chǎn)管理、各工部協(xié)調(diào)匹配、正確確定工藝參數(shù)等方面下功夫。隨著技術(shù)水平、制造水平,加上設(shè)計人員的設(shè)計水平和使用者管理水平的不斷提高,國產(chǎn)造型線一定能制造好,使用好。

劉小龍

2、淺談如何提高壓鑄模壽命

材料自身存在的缺陷、維修和保養(yǎng)的方法都是會影響壓鑄模的壽命的。本文從后者來介紹如果提高壓鑄模的壽命,并列舉了壓鑄模常見的故障原因及排除方法。

壓鑄模由于生產(chǎn)周期長、投資大、制造精度高,故造價較高,因此希望模具有較高的使用壽命。但由于材料、機(jī)械加工等一系列內(nèi)外因素的影響,導(dǎo)致模具過早失效而報廢,造成極大的浪費。

壓鑄模失效形式主要有:尖角、拐角處開裂、劈裂、熱裂紋(龜裂)、磨損、沖蝕等。造成壓鑄模失效的主要原因有:材料自身存在的缺陷、加工、使用、維修以及熱處理的問題。

1、材料自身存在的缺陷

眾所周知,壓鑄模的使用條件極為惡劣。以鋁壓鑄模為例,鋁的熔點為580-740℃,使用時,鋁液溫度控制在650-720℃。在不對模具預(yù)熱的情況下壓鑄,型腔表面溫度由室溫直升至液溫,型腔表面承受極大的拉力。開模頂件時,型腔表面承受極大的壓應(yīng)力。數(shù)千次的壓鑄后,模具表面便產(chǎn)生龜裂等缺陷。

由此可知,壓鑄使用條件屬急熱急冷。模具材料應(yīng)選用冷熱疲勞抗力、斷裂韌性、熱穩(wěn)定性高的熱作模具鋼。H13(4Cr5MoV1Si)是目前應(yīng)用較廣泛的材料,據(jù)介紹,國外80%的型腔均采用H13,現(xiàn)在國內(nèi)仍大量使用3Cr2W8V,但3Cr2W8VT_藝性能不好,導(dǎo)熱性很差,線膨脹系數(shù)高,工作中產(chǎn)生很大熱應(yīng)力,導(dǎo)致模具產(chǎn)生龜裂甚至破裂,并且加熱時易脫碳,降低模具抗磨損性能,因此屬于淘汰鋼種。馬氏體時效鋼適用于耐熱裂而對耐磨性和耐蝕性要求不高的模具。鎢鉬等耐熱合金僅限于熱裂和腐蝕較嚴(yán)重的小型鑲塊,雖然這些合金即脆又有缺口敏感性,但其優(yōu)點是有良好的導(dǎo)熱性,對需要冷卻而又不能設(shè)置水道的厚壓鑄件壓鑄模有良好的適應(yīng)性。因此,在合理的熱處理與生產(chǎn)管理下,H13仍具有滿意的使用性能。

制造壓鑄模的材料,無論從哪一方面都應(yīng)符合設(shè)計要求,保證壓鑄模在其正常的使用條件下達(dá)到設(shè)計使用壽命。因此,在投入生產(chǎn)之前,應(yīng)對材料進(jìn)行一系列檢查,以防帶缺陷材料造成模具早期報廢和加工費用的浪費。常用檢查手段有宏觀腐蝕檢查、金相檢查、超聲波檢查。

(1) 宏觀腐蝕檢查。主要檢查材料的多孔性、偏柝、龜裂、裂紋、非金屬夾雜以及表面的錘裂、接縫。

(2) 金相檢查。主要檢查材料晶界上碳化物的偏析、分布狀態(tài)、晶料度以及晶粒間夾雜等。

(3) 超聲波檢查。主要檢查材料內(nèi)部的缺陷和大小。

2、壓鑄模的加工、使用、維修和保養(yǎng)

模具設(shè)計手冊中已詳細(xì)介紹了壓鑄模設(shè)計中應(yīng)注意的問題,但在確定壓射速度時,最大速度應(yīng)不超過100m/S。速度太高,促使模具腐蝕及型腔和型芯上沉積物增多;但過低易使鑄件產(chǎn)生缺陷。因此對于鎂、鋁、鋅相應(yīng)的最低壓射速度為27、18、12m/s,鑄鋁的最大壓射速度不應(yīng)超過53m/s,平均壓射速度為43m/s。

在加工過程中,較厚的模板不能用疊加的方法保證其厚度。因為鋼板厚1倍,彎曲變形量減少85%,疊層只能起疊加作用。厚度與單板相同的2塊板彎曲變形量是單板的4倍。另外在加工冷卻水道時,兩面加工中應(yīng)特別注意保證同心度。如果頭部拐角,又不相互同心,那么在使用過程中,連接的拐角處就會開裂。冷卻系統(tǒng)的表面應(yīng)當(dāng)光滑,最好不留機(jī)加工痕跡。

電火花加工在模具型腔加工中應(yīng)用越來越廣泛,但加工后的型腔表面留有淬硬層。這是由于加工中,模具表面自行滲碳淬火造成的。淬硬層厚度由加工時電流強(qiáng)度和頻率決定,粗加工時較深,精加工時較淺。無論深淺,模具表面均有極大應(yīng)力。若不清除淬硬層或消除應(yīng)力,在使用過程中,模具表面就會產(chǎn)生龜裂、點蝕和開裂。消除淬硬層或去應(yīng)力可用:①用油石或研磨去除淬硬層;②在不降低硬度的情況下,低于回火溫度下去應(yīng)力,這樣可大幅度降低模腔表面應(yīng)力。

模具在使用過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鑄造工藝流程。在工藝許可范圍內(nèi),盡量降低鋁液的澆鑄溫度,壓射速度,提高模具預(yù)熱溫度。鋁壓鑄模的預(yù)熱溫度由100~130℃提高至180~200℃,模具壽命可大幅度提高。

焊接修復(fù)是模具修復(fù)中一種常用手段。在焊接前,應(yīng)先掌握所焊模具鋼型號,用機(jī)械加工或磨削消除表面缺陷,焊接表面必須是干凈和經(jīng)烘干的。所用焊條應(yīng)同模具鋼成分一致,也必須是干凈和經(jīng)烘干的。模具與焊條一起預(yù)熱(H13為450℃),待表面與心部溫度一致后,在保護(hù)氣下焊接修復(fù)。在焊接過程中,當(dāng)溫度低于260℃時,要重新加熱。焊接后,當(dāng)模具冷卻至手可觸摸,再加熱至475℃,按25mm/h保溫。最后于靜止的空氣中完全冷卻,再進(jìn)行型腔的修整和精加工。模具焊后進(jìn)行加熱回火,是焊接修復(fù)中重要的一環(huán),即消除焊接應(yīng)力以及對焊接時被加熱淬火的焊層下面的薄層進(jìn)行回火。

模具使用一段時間后,由于壓射速度過高和長時間使用,型腔和型芯上會有沉積物。這些沉積物是由脫模劑、冷卻液的雜質(zhì)和少量壓鑄金屬在高溫高壓下結(jié)合而成。這些沉積物相當(dāng)硬,并與型芯和型腔表面粘附牢固,很難清除。在清除沉積物時,不能用噴燈加熱清除,這可能導(dǎo)致模具表面局部熱點或脫碳點的產(chǎn)生,從而成為熱裂的發(fā)源地。應(yīng)采用研磨或機(jī)械去除,但不得傷及其它型面,造成尺寸變化。

經(jīng)常保養(yǎng)可以使模具保持良好的使用狀態(tài)。新模具在試模后,無論試模合格與否,均應(yīng)在模具未冷卻至室溫的情況下,進(jìn)行去應(yīng)力回火。當(dāng)新模具使用到設(shè)計壽命的1/6~1/8時,即鋁壓鑄模10000模次,鎂、鋅壓鑄模5000模次,銅壓鑄模800模次,應(yīng)對模具型腔及模架進(jìn)行450—480℃回火,并對型腔拋光和氮化,以消除內(nèi)應(yīng)力和型腔表面的輕微裂紋。以后每12000~15000模次進(jìn)行同樣保養(yǎng)。當(dāng)模具使用50000模次后,可每25000~30000模次進(jìn)行一次保養(yǎng)。采用上述方法,可明顯減緩由于熱應(yīng)力導(dǎo)致龜裂的產(chǎn)生速度和時間。

在沖蝕和龜裂較嚴(yán)重的情況下,可對模具表面進(jìn)行滲氮處理,以提高模具表面的硬度和耐磨性。但滲氮基體的硬度應(yīng)在35-43HRC,低于35HRC時氮化層不能牢固與基體結(jié)合,使用一段時間后會大片脫落:高于43HRC,則易引起型腔表面凸起部位的斷裂。滲氮時,滲氮層厚度不應(yīng)超過0.15mm,過厚會于分型面和尖銳邊角處發(fā)生脫落。

3、熱處理

熱處理的正確與否直接關(guān)系到模具使用壽命。由于熱處理過程及工藝規(guī)程不正確,引起模具變形、開裂而報廢以及熱處理的殘余應(yīng)力導(dǎo)致模具在使用中失效的約占模具失效比重的一半左右。

壓鑄模型腔均由優(yōu)質(zhì)合金鋼制成,這些材料價格較高,再加上加工費用,成本是較高的。如果由于熱處理不當(dāng)或熱處理質(zhì)量不高,導(dǎo)致報廢或壽命達(dá)不到設(shè)計要求,經(jīng)濟(jì)損失世大。因此,在熱處理時應(yīng)注意以下幾點:

(1) 鍛件在未冷至室溫時,進(jìn)行球化退火。

(2) 粗加工后、精加工前,增設(shè)調(diào)質(zhì)處理。為防止硬度過高,造成加工困難,硬度限制在25-32HRC,并于精加工前,安排去應(yīng)力回火。

(3) 淬火時注意鋼的臨界點Ac1和AC3及保溫時間,防止奧氏體粗化?;鼗饡r按20mm/h保溫,回火次數(shù)一般為3次,在有滲氮時,可省略第3次回火。

(4) 熱處理時應(yīng)注意型腔表面的脫碳與增碳。脫碳會記過迅速引起損傷、高密度裂紋;增碳會降低冷熱疲勞抗力。

(5) 氮化時,應(yīng)注意氮化表面不應(yīng)有油污。經(jīng)清洗的表面,不允許用手直接觸摸,應(yīng)戴手套,以防止氮化表面沾有油污導(dǎo)致氮化層不勻。

(6) 兩道熱處理工序之間,當(dāng)上一道溫度降至手可觸摸,即進(jìn)行下道,不可冷至室溫。

提高壓鑄模具壽命的措施

提高壓鑄模具壽命的措施

致使壓鑄模失效的主要原因是:①熱脹冷縮的交變應(yīng)力,長期頻繁的反復(fù)循環(huán),在模具表面出現(xiàn)熱疲勞龜裂紋;②由于熱應(yīng)力及機(jī)械應(yīng)力引起的模具整體開裂、破損;③在壓射力和熱應(yīng)力的作用下,模具會在強(qiáng)度最薄弱處萌生裂紋,使型腔碎裂;④化學(xué)腐蝕、機(jī)械磨損、沖刷侵蝕、熔損侵蝕造成的模具侵蝕;⑤受到鎖模、插芯壓力和充填壓力作用使模具產(chǎn)生的塑性變形。這些模具失效缺陷出現(xiàn)的原因是復(fù)雜多樣的,下邊從實際應(yīng)用方面探討一些提高壓鑄模具壽命的措施。

1 壓鑄模具材料的選用

為提高熱沖擊韌度,目前常用的H13鋼的化學(xué)成分純凈度要求為:優(yōu)級鋼S 含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)要小于0.005%;超級H13 鋼要求S 含量小于0.003%;P含量小于0.015%。鋼的晶界無共晶碳化物夾雜,大塊狀的共晶碳化物和雜質(zhì)強(qiáng)度極小,不能抵抗熱疲勞,降低了鋼材的塑性,是龜裂發(fā)生的起源點。要使用電渣重熔爐的精煉鋼,它不僅純凈度高,還具有組織致密、優(yōu)良的熱疲勞抗力、抗熱裂性好、優(yōu)良的韌性及塑性,優(yōu)良的拋光性、較好的異向同性等性能。鋼材的均一性要求材料的組織要均勻,鋼坯具備任意方向力學(xué)性能同性,不要有縱、橫、深方向的性能差異。

正確選用模具材料,采用高強(qiáng)度合金材料可以提高模具使用壽命。優(yōu)選用瑞典8407、德國2344、美國H13 (4Gr5MoVlSi)、日本SKD61 材料。日本日立的DAC55、ZHD435 在高硬度時有很好的韌性及抗高溫強(qiáng)度,模具壽命也很高。

2 壓鑄模具的熱處理

采用不同的熱處理工藝會使壓鑄模品質(zhì)性能不一樣。H13 模具鋼的熱處理工藝和熱處理后的金相組織應(yīng)參照北美壓鑄學(xué)會(NADCA 207—2003)的規(guī)定。建議由模具鋼材生產(chǎn)商負(fù)責(zé)模具的熱處理,避免因為材料和熱處理的廠家不同而引起品質(zhì)不同。

H13 鋼采用高壓液氮氣冷高真空爐淬火為好,可以有效防止模具表面的脫碳、氧化、變形和開裂。把淬火溫度升高到1020~1050℃,根據(jù)模塊材料的尺寸大小,和各個零部件要求的強(qiáng)度和韌性,適當(dāng)控制溫度和保溫時間,使合金碳化物充分溶人奧氏體,這樣可以減少模具因熱處理碳化物溶解不充分,殘留在晶界之間而造成的模具龜裂。但要注意鋼的臨界點Acl和Ac3及保溫時間,防止奧氏體粗化。淬火后用不同溫度分3 次回火,特別注意回火的效果,如果還要進(jìn)行氮化處理,可以減少一次回火處理。

模具加工時產(chǎn)生的切削應(yīng)力、電火花放電變質(zhì)層的應(yīng)力、和壓鑄時產(chǎn)生的熱疲勞應(yīng)力,可以通過退火來減輕或消除。模具應(yīng)定期退火處理消除應(yīng)力:第一次去應(yīng)力退火應(yīng)安排在淬火之前(退火溫度700~750℃),第二次去應(yīng)力退火應(yīng)安排在試模合格后的量產(chǎn)之前,再在壓鑄1 萬模、3 萬模時各退火處理一次,氮化一次可以代替一次退火處理。對H13 鋼退火消除應(yīng)力的溫度比淬火時最后一次回火的溫度低20~40℃,保溫時間為1.0~1.5 h。

合理選擇模具的硬度(HRC),美國AISI H13 ESR類材料用于壓鑄模具,如果硬度偏低,易出現(xiàn)粘模和早期龜裂,如果硬度太高又可能開裂,所以一般建議:鋅合金壓鑄模硬度(HRC)為47~52;中、小型的鋁、鎂合金壓鑄模為46~48;尺寸大的鋁、鎂合金鑄件和比較厚或形狀復(fù)雜件的模具,應(yīng)適當(dāng)降低硬度(HRC)為44~46。日立的DAC55、ZHD435 及一勝百的DIEVAR鋼在高硬度時有很好的韌性及高溫強(qiáng)度,應(yīng)用時硬度(HRC)可以比H13 提高2~4。

對壓鑄模的型腔表面容易出現(xiàn)粘模的部位和所有的型芯,應(yīng)選用氮化、碳氮共滲等表面強(qiáng)化處理,以減少粘模或侵蝕。目前使用日本的KANUC 處理的比較多。如需氮化,型面的氮化層總深度應(yīng)低于0.2~0.3mm,應(yīng)根據(jù)鑄件壁厚由厚到薄控制在0.04~0.08mm,且應(yīng)無化合物白亮層,防止過厚的白亮層碎裂后引起模具龜裂。對容易粘模部位的零件,可以每壓鑄1~2 萬模進(jìn)行一次氮化等表面處理。當(dāng)模具壓鑄8~10 萬模次之后,由于硬度降低容易出現(xiàn)粘模時,也可以進(jìn)行氮化處理。每次退火和氮化之前、后都要對模具表面進(jìn)行拋光處理。為防止模具型腔在量產(chǎn)之前出現(xiàn)氧化銹蝕,在試模合格后,應(yīng)對模具進(jìn)行530~560℃保溫1.5~2.0 h 的`預(yù)氧化熱處理。

3 壓鑄模具的設(shè)計

壓鑄件壁厚應(yīng)盡量均勻(一般小件厚度為2.51mm,中件厚度為3.01 mm,大件厚度為4.01mm),棱角過渡要有圓角或斜坡以減小應(yīng)力集中,可使用筋條結(jié)構(gòu)消除鑄件形成的熱節(jié)。過厚的壓鑄件內(nèi)部組織晶粒粗大,會形成氣孔、縮松、氧化、內(nèi)部裂紋,并伴隨有應(yīng)力源產(chǎn)生,以致其強(qiáng)度和耐用性能會低于加強(qiáng)筋輔助結(jié)構(gòu)形成的產(chǎn)品。

模具的易龜裂部位和易損傷部位盡量采取鑲件結(jié)構(gòu),損壞后便于維修和更換。但成型零件上的鑲拼孔,包括型芯孔至模具的邊緣或附近的另一孔的距離不要太小,并且鑲拼孔的內(nèi)角要有較大的圓倒角,以免成為模具早期龜裂的薄弱部位。

提高模具設(shè)計剛性,要分析模具型腔各個部位的受力情況。型腔受到的力有合金液充填時的壓力、脹型力、沖擊力,還有脫模時的拉力、摩擦力,溫度高低變化產(chǎn)生的熱應(yīng)力,開合模、抽插芯時受到的壓力、拉力、預(yù)緊力等。設(shè)計時要使模具中各組件、各部位都具有足夠的厚度、寬度,使模具有足夠的剛性以承受各種應(yīng)力。還要使這些受力達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶?這一點很重要),以防止模具變形、開裂。制造時注意模具的細(xì)薄截面、模塊的凹角根部是模具出現(xiàn)斷裂的敏感部位,要保證其配合精度,如果模塊配合的預(yù)緊力過大,它會把合模力集中到一點上,這是模具出現(xiàn)大面積斷裂的主要因素。

為了較好的預(yù)防模具出現(xiàn)整體變形。正確設(shè)計模具型腔的受力中心位置,使其盡量靠近壓鑄機(jī)的受力中心。動模背后的兩個墊塊要盡量支撐在模具的型腔鑲塊上,不要只支撐在型腔鑲塊外的套板上;動模背后中間的支撐柱或支撐塊的支撐面積要足夠大,否則會使支撐塊的端面(甚至使壓鑄機(jī)的模具安裝板面),容易被壓變形而失去支撐的效果。

模具上有凹角的部位容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。產(chǎn)品轉(zhuǎn)角處盡量要有較大的過渡圓角,避免出現(xiàn)窄而深的凹角、凹槽。鋁、鎂合金壓鑄模具的型腔轉(zhuǎn)角半徑應(yīng)大于1.0 mm,表面粗糙度要小,避免圓角處早期開裂。在內(nèi)澆口附近,盡量加大圓角半徑,能夠較好的延緩模具早期龜裂紋的出現(xiàn)。合理選用鑲塊、活動滑塊組合結(jié)構(gòu),避免模塊上出現(xiàn)較銳的尖角;并使鑲拼接觸密封面的結(jié)合面積要比較大,要使滑塊出現(xiàn)退讓時,也不會出現(xiàn)鋁水從密封面竄入到滑塊的導(dǎo)滑槽里;為防止運動卡滯,滑塊的側(cè)面使用斜面配合。

正確設(shè)計澆注系統(tǒng),設(shè)計內(nèi)澆口的位置和充填流向時,盡量防止高速充填的鋁水正面噴射沖擊到型壁或型芯。設(shè)計內(nèi)澆口截面大小時,如果選用的壓射充填速度太高,有大量的動能減速后轉(zhuǎn)變成熱能傳遞到模具上,使模具溫度升高,促使模具出現(xiàn)粘模、龜裂、沖蝕缺陷。壓鑄鋁水的最大充填速度不應(yīng)超過56m/s,充填速度以≤46 m/s 為好。設(shè)計內(nèi)澆口的厚度時,在保證產(chǎn)品表面品質(zhì)的情況下,還是選用厚而大一點的內(nèi)澆口為好,這樣可以增加流量,又不增加對模具的沖擊力。

要正確選擇各組件的配合公差和表面粗糙度,因模具受熱不均勻和膨脹不均勻,會使配合公差產(chǎn)生變化,會使部件運動失靈而導(dǎo)致模具表面損傷,也會使動、定模套板之間的合模間隙增加,引起飛邊和飛料。為防止飛料,在分型面上,動、定模型腔鑲塊平面應(yīng)比動定模套板平面略高,一般在0~0.080 mm 范圍內(nèi),特別要求緊密合模后,動、定模套板的間隙要在0.030~0.100mm 范圍內(nèi)。在套板上的排氣道最淺處的深度為0.12~0.15 mm,它一定要包括合模后動、定模套板的間隙。只有這樣才能防止飛邊、飛料和粘模。盡量讓套板各部位的分型面與模塊的分型面一致,從模塊到套板一樣平齊,減少分型面的臺階,便于排氣和防止飛邊粘模。

盡量不要在內(nèi)澆口附近的型腔平面上設(shè)置產(chǎn)品的字樣、標(biāo)記和頂桿。這些都會引起模具過早的龜裂,也會使字樣標(biāo)記過早的變得不清晰。

盡量利用-Q2圖,使模具能夠很好的與壓鑄機(jī)進(jìn)行匹配,提高產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率,延長模具的使用壽命。

4 壓鑄模具的冷卻和加熱系統(tǒng)的設(shè)計

為了能夠調(diào)控模具溫度,防止模具變形和龜裂,一定要給模具設(shè)計冷卻、加熱溫控系統(tǒng)。通常在模具模塊的內(nèi)部開設(shè)(6~12)mm孔徑的管道,在型芯和模塊中開設(shè)(3~12)mm 冷卻孔,通水進(jìn)行冷卻,通熱油進(jìn)行加熱。在沒有模溫機(jī)的壓鑄廠,也可以使用電加熱管(要控制發(fā)熱溫度≤400℃) 和測溫儀置模具,進(jìn)行自動加熱來預(yù)熱模具。

在型腔模塊的背面,加工出(6~8)mm 的孔,此孔要距離型腔表面(255)mm,要距離冷卻水或加熱油通道在50 mm 以上,插入熱電偶連接在壓鑄機(jī)的測溫儀器上。

在模具的橫澆道、分支澆道、內(nèi)澆口附近,在鑄件厚壁處的型腔、型芯等模具吸收熱量比較多的部位要通水冷卻。對薄壁處的型腔,對遠(yuǎn)離內(nèi)澆口的滑塊抽芯,和模具型腔的一些吸收熱量少、散熱快的部位,要設(shè)計用熱油或用電加熱管加熱模具。一般通入的熱油溫度為200~350℃。注意模具的冷卻水通道距離模具表面或模具轉(zhuǎn)角要有足夠的距離,以避免這些部位的型面出現(xiàn)早期龜裂或開裂。

模具每個進(jìn)水管接頭要有開關(guān),能控制冷卻水的流量,以便調(diào)節(jié)模具各部位的溫度。冷卻水管道里出現(xiàn)的銹蝕和集垢,會影響模具的冷卻效果,要及時清除。模具外接的管道和接頭建議使用銅材和不銹鋼材質(zhì),以防生銹后堵塞管道。

5 壓鑄模具的制造加工對模具壽命的影響

模具制造的尺寸精度和配合精度要高,密封接觸的配合面,必須密封配合,密封接觸的面積要大,防止鋁液鉆入。盡量避免人為因素造成的燒焊修補(bǔ)處理,因模具燒焊修補(bǔ)過的部位,很容易出現(xiàn)龜裂。

電脈沖放電加工后的型腔表面會產(chǎn)生出一個變質(zhì)層,這一層的化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能( 強(qiáng)度、硬度、韌性) 等都發(fā)生了改變,變質(zhì)層又硬又脆,并有應(yīng)力和大量的微裂紋,會引起模具早期龜裂;電脈沖或線切割放電精細(xì)加工時,應(yīng)盡量采用低的電流及高的頻率,以減小模具表面的過燒深度。使用好的電火花專用油液,可以起到?jīng)_洗、冷卻、潤滑、絕緣、防電離和減輕變質(zhì)層的作用。放電時浸油比沖油能更好地減輕變質(zhì)層。無論變質(zhì)層深淺,它在模具表面均有極大的應(yīng)力,若不消除其白亮層和殘余應(yīng)力,在使用過程中,模具表面就會較早的產(chǎn)生龜裂、沖蝕和開裂。

模具型腔精加工時,走刀量要小,不要留下刀痕,必要時需留下打磨拋光的余量。模具型腔的所有表面,即使沒有留下加工刀痕的表面,都要進(jìn)行一次打磨拋光,用以消除刀具加工或放電加工產(chǎn)生的硬化層和白亮層。但要注意,打磨時不要讓模具局部過熱,以防燒傷模具表面和降低模具的硬度。消除硬化層、白亮層和去除應(yīng)力的方法有:①用油石打磨、研磨拋光、化學(xué)溶蝕去除;②噴 玻 璃丸的方法既可以去除表面熔化凝固層,消除殘余拉應(yīng)力,還可以形成壓應(yīng)力,是目前延緩龜裂的好方法;③在不降低硬度的情況下,低溫回火也可大幅度降低模具的表面應(yīng)力。模具型腔表面拋光時,粗糙度要以產(chǎn)品而定:①薄壁、表面要求光亮的產(chǎn)品表面位置,型腔表面要適當(dāng)拋光,表面粗糙度Ra 為0.2~0.4m;②厚壁、表面要求一般的產(chǎn)品表面處,型腔表面可拋光,表面粗糙度Ra 為0.4~0.8m;③一般不要求拋光為鏡面,要使脫模劑能在模具表面均勻附著,但刀痕一定要拋光,以免模具過早的出現(xiàn)龜裂;④要注意交叉打磨,模具表面打磨過的痕跡,不要有明顯的打磨方向。

6 壓鑄工藝和生產(chǎn)操作對壓鑄模具壽命的影響

增加壓鑄鋁合金中的鐵含量,可以有效地減輕粘模程度,一般要求鋁合金的鐵含量≤1.5%,實際生產(chǎn)中鋁水的鐵含量控制在0.65%~0.90%范圍內(nèi)為好。在壓鑄過程中鋁液溫度波動應(yīng)在10℃之內(nèi),ADCl2鋁合金春、秋季澆注溫度建議小于660℃,冬、夏季溫度可以上下變化10℃,這樣可以消除季節(jié)性的缺陷。模具內(nèi)澆口附近容易龜裂、侵蝕,遠(yuǎn)離內(nèi)澆口的部位不容易龜裂、侵蝕,這主要是因為在內(nèi)澆口附近,高溫的鋁水傳遞給模具的熱量比較多,致使模具溫度比較高。所以在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的前提下,應(yīng)盡量降低鋁水的澆注溫度。

在滿足成形情形下,盡量使用比較低的低速壓射速度和高速壓射速度。充填速度過高會造成粘模、沖蝕、龜裂;當(dāng)?shù)退賶荷渌俣容^高使金屬液包裹較多的氣體時,氣體在高速壓射進(jìn)入型腔中的低壓區(qū)會膨脹,氣體膨脹產(chǎn)生爆破,氣體帶動鋁液以很高的速度沖擊、侵蝕型腔表面,造成型腔表面氣蝕缺損(這種氣蝕在溢流槽澆口處也會出現(xiàn)),被氣蝕的表面也會有裂紋產(chǎn)生。

在滿足成形良好的條件下,盡可能選用較小的壓力??梢杂^察殼形和圓形產(chǎn)品,在模具壓鑄幾萬模之后,在產(chǎn)品同一部位的外表面比內(nèi)表面龜裂紋大出很多,這說明在相同的條件之下,模具受到鋁液包裹擠壓與膨脹拉伸的力量方向不同,致使模具出現(xiàn)龜裂的缺陷大小相差很大;特別是在模具型腔的凹角處,拉伸和熱應(yīng)力都會集中在這里,凹角處會過早的出現(xiàn)龜裂和開裂裂紋;而在模具的凸角和型芯表面受到擠壓和熱沖擊力,雖然會出現(xiàn)粘模,但出現(xiàn)應(yīng)力集中情況很小,模具不容易出現(xiàn)龜裂。可見鋁液壓力的大小和受力方向?qū)δ>啐斄训挠绊懯呛艽蟮?,有時為了配套不容易出現(xiàn)龜裂模塊的壽命,可以采用比較好的模具材料或熱處理的方法,來提高容易龜裂模塊的壽命。

壓鑄時模具表面溫度由100℃上升到610℃,比200℃上升到610℃容易引起龜裂,表面溫度由200℃上升到680℃,比200℃上升到610℃更容易引起龜裂;模具在500℃以上保持6 s比保持3 s也是更容易引起龜裂,所以一定要使模具承受的溫度低、溫差變化量比較小、處于高溫的時間短。一般產(chǎn)品壓鑄開模后的2~3 s時測量模具表面的溫度(或用熱電偶測量模具內(nèi)部溫度) 應(yīng)不高于澆注的合金液溫度的40%~45%,即鋁合金模具溫度應(yīng)小于320℃,以200~280℃為好。合模時模具表面的溫度應(yīng)不低于合金澆注溫度的20%,一般以130~210℃為好。

壓鑄鋁合金模具預(yù)熱至180~300℃再澆注壓射,比用鋁液直接澆注壓射來預(yù)熱模具,能延緩模具表面龜裂紋的出現(xiàn)。因為用鋁液直接澆注壓射來預(yù)熱模具,模具表面承受到的溫度差比較大。模具預(yù)熱后壓鑄的前10~20 模鑄件,要使用低速壓射,以減小鋁液與模具接觸的緊密程度,降低熱量傳遞給模具的速度,達(dá)到緩慢加熱的目的。

壓鑄操作時均勻噴涂脫模劑,可以減輕鋁液對模具的粘模和磨損。為了防止脫模劑對模具激冷,冬天對水基脫模劑要預(yù)熱到20~30℃為好。噴脫模劑要形成霧狀,噴嘴應(yīng)距型面(2010)cm,斜向模面角度155的效果最好。不可噴涂過多脫模劑,噴涂時間控制在0.5~2.5 s 之間;禁止噴灑、澆灌式的噴涂,以防對模具表面急速的激冷??梢圆捎脛?、定模多次交換噴涂的方法,以減小激冷的速度。另外,鑄件頂出后,要在頂桿頭部噴涂上涂料得到潤滑之后再退回,以防頂桿運動卡滯。

對許多模具,常用噴 玻 璃丸、陶瓷丸或用微電脈沖打磨加粗模具某些部位的粗糙度,甚至在模具表面修出間隔在0.5~1.5 mm細(xì)小的網(wǎng)狀筋條。這樣不僅能防止龜裂延長模具壽命,還能減小鋁液的流動速度,消除產(chǎn)品表面的冷隔和花紋;能提高模具表面的吸熱速度,使產(chǎn)品表面急速凝固,又因模具表面快速吸熱增加了模具表面的溫度,加快涂料和水的揮發(fā),消除水的殘留,能防止鑄件出現(xiàn)氣泡和發(fā)黑。

7 壓鑄模的使用和維護(hù)保養(yǎng)

模具在安裝時,動、定模每半模至少要安裝6 個壓板螺栓,如果每半模只安裝4 個壓板螺栓,只要有一個螺栓松動,其他3 個螺栓受力嚴(yán)重失衡,螺栓就會很快被拉變形或拉斷,甚至?xí)霈F(xiàn)模具被拉而掉下來的事故。

壓鑄過程中,要及時打磨拋光模具型腔的粘模痕跡,但要注意不要用硬的工具鑿傷或敲傷模具。當(dāng)模具型腔表面粗糙度變大后,要進(jìn)行很好的拋光處理。當(dāng)產(chǎn)品全部或部分粘模在模具型腔里時,要由有經(jīng)驗的模具修理人員來處理,以防壓鑄工處理時損壞模具。

每班給模具滑塊、導(dǎo)柱、頂桿涂一次潤滑油,每班檢查疏通模具的冷卻水通道,使其暢通和密封。每班觀察模具的分型面和滑塊的密封配合情況,對模具的飛邊和披縫一定要早發(fā)現(xiàn)、早修理,以防其致使模具出現(xiàn)嚴(yán)重的壓傷、凹陷、變形及飛料的缺陷。

當(dāng)模具停產(chǎn)不使用時,最好在壓鑄最后一模之后,不要給模具再噴刷涂料,如果已經(jīng)噴涂了涂料,也要用壓縮空氣吹干凈模具表面和深腔里的殘留水分,以防模具生銹。每批生產(chǎn)完成后,或在每生產(chǎn)一萬模時,要對模具進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。每次保養(yǎng)時,需涂紅丹粉檢查模具的變形和密封配合情況,消除間隙防止飛料,消除模塊或滑塊受力不均衡,防止模塊壓壞、爆裂。保養(yǎng)后要給模具型腔、抽芯滑塊、頂桿、導(dǎo)柱,分型面等涂防銹油。

模具已經(jīng)出現(xiàn)小范圍的沖蝕、掉塊、缺損、裂紋缺陷后,在不能做成鑲件更換時,只有給模具用氬弧焊修補(bǔ)。為有效地防止壓鑄模具焊補(bǔ)后容易出現(xiàn)龜裂,焊補(bǔ)時首先要選用模具鋼材制造廠家指定使用的氬弧焊焊條,并注意區(qū)分在模具淬火處理前后使用的焊條規(guī)格有可能不一樣。對模具進(jìn)行氬弧焊之前,先要把模具龜裂等缺陷修磨掉呈現(xiàn)出金屬基體,使用電熱爐預(yù)熱模塊達(dá)到300~450℃(若使用乙 炔 氧焊的火焰慢慢烘烤預(yù)熱模具,由于預(yù)熱的范圍小,不一定達(dá)到要求的溫度范圍,溫度也不均勻,對防止焊補(bǔ)后出現(xiàn)龜裂沒有明顯的效果。)并把表面清理干凈之后再進(jìn)行氬弧焊,防止焊補(bǔ)時出現(xiàn)氣孔;當(dāng)模具溫度高于475℃時要停止焊補(bǔ),讓模具降溫后再焊;焊接時注意,一定要隔行焊補(bǔ),不要一行挨一行焊補(bǔ),這樣可以較好的降低焊接時產(chǎn)生的升溫和應(yīng)力。淬火之后的焊補(bǔ),再在低于淬火回火溫度以下20~50℃,保溫2~3h 去應(yīng)力退火(淬火之前的焊補(bǔ),退火溫度是750℃)這樣可以很好的消除焊接時產(chǎn)生的應(yīng)力。

對于模具表面粘附的涂料燒結(jié)集碳,除用油石和砂紙拋光外,用氣動噴投 玻 璃丸或噴陶瓷丸的方法,不僅能均勻有效的清除掉集碳,還不影響模具的尺寸精度。

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