壓鑄模具設計應注意的一般問題
摘要:壓鑄(zhu)(zhu)生(sheng)產(chan)時,壓鑄(zhu)(zhu)模(mo)型腔表面(mian)受金屬液高壓、高速的沖刷、劇烈的熱交換、復雜金屬流動多種因素影(ying)響壓鑄(zhu)(zhu)件(jian)質量、模(mo)具(ju)使用(yong)壽命(ming)。因此設計、制造一副既(ji)能(neng)確保壓鑄(zhu)(zhu)件(jian)質量,又能(neng)經久耐(nai)用(yong)的壓...
壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)模由于生產周期(qi)長、投資大、制造精度高、造價高,壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)模的工作條件苛刻,壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)生產時,壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)模型腔表(biao)面(mian)除了受金(jin)屬液高壓、高速的(de)(de)沖刷外,還存在著在劇(ju)烈(lie)的(de)(de)熱交換,金(jin)屬流動(dong)情況復雜,多(duo)種因(yin)素影響壓鑄件質量、模(mo)具使用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)。因(yin)此設計、制(zhi)造一副(fu)既能確(que)保壓鑄件質量,又能經(jing)久耐用(yong)(yong)的(de)(de)壓鑄模(mo)具,成為模(mo)具設計、制(zhi)造企(qi)業追求的(de)(de)目標。根據壓鑄生產(chan)工藝特點,以及生產(chan)實(shi)踐總結。模(mo)具設計、零件機械(xie)加工(gong)、零件(jian)熱處理、模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)裝配、模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)使用等因素是影響壓鑄件(jian)質量、模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)使用壽命的(de)主要(yao)因素。
本文(wen)從模具設(she)計方面入手,淺談(tan)壓鑄模具設(she)計質量評價。
1、保證壓鑄件質量(liang)穩(wen)定。
模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)設(she)(she)計(ji)(ji)前廣(guang)泛(fan)聽取(qu)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)制造(zao)和(he)壓(ya)(ya)鑄(zhu)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)人員各方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意見。模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)設(she)(she)計(ji)(ji)時(shi)(shi),應(ying)充(chong)分(fen)(fen)了解壓(ya)(ya)鑄(zhu)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)用途和(he)與其它結(jie)構(gou)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)配關系,以(yi)便于分(fen)(fen)清(qing)主次,突(tu)出模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重點,以(yi)獲得(de)符合(he)(he)技術(shu)要(yao)求和(he)使(shi)(shi)用要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)鑄(zhu)件。模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)設(she)(she)計(ji)(ji)應(ying)充(chong)分(fen)(fen)體現壓(ya)(ya)鑄(zhu)成型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優越(yue)性(xing)能(neng)(neng),盡(jin)量壓(ya)(ya)鑄(zhu)成型(xing)出符合(he)(he)壓(ya)(ya)鑄(zhu)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou),如孔、槽、側凹(ao)、側凸等部(bu)位,避免不(bu)(bu)必要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)后加工(gong)。必要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)與壓(ya)(ya)鑄(zhu)件設(she)(she)計(ji)(ji)方(fang)探(tan)討壓(ya)(ya)鑄(zhu)件設(she)(she)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)理性(xing):如使(shi)(shi)用一(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壁厚;拔模(mo)(mo)(mo)斜度;側壁、肋條(tiao)、凸起物(wu)部(bu)等交合(he)(he)部(bu)分(fen)(fen)采用較大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)圓角;尖銳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外角應(ying)用倒圓或倒角來消除(chu),以(yi)減(jian)少模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)失(shi)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)性(xing)及(ji)減(jian)少維修;應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)(neng)避免倒鉤,因為它們會要(yao)求對(dui)零(ling)(ling)件進行加工(gong),或者(zhe)需要(yao)在模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)中使(shi)(shi)用往復性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)芯滑塊;讓主要(yao)尺(chi)寸(cun)與壓(ya)(ya)鑄(zhu)模(mo)(mo)(mo)構(gou)件有關,而不(bu)(bu)要(yao)越(yue)過分(fen)(fen)模(mo)(mo)(mo)線。由(you)于零(ling)(ling)件在頂(ding)出模(mo)(mo)(mo)和(he)固定(ding)模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩處構(gou)件不(bu)(bu)對(dui)稱,要(yao)使(shi)(shi)得(de)壓(ya)(ya)鑄(zhu)模(mo)(mo)(mo)分(fen)(fen)界(jie)線兩邊達到同樣精(jing)度是非(fei)常困難。模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)設(she)(she)計(ji)(ji)人員要(yao)掌握(wo)壓(ya)(ya)鑄(zhu)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)特(te)性(xing),充(chong)分(fen)(fen)發揮壓(ya)(ya)鑄(zhu)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)功能(neng)(neng)和(he)生(sheng)產能(neng)(neng)力。模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)安裝(zhuang)應(ying)方(fang)便、可(ke)靠。
2、結(jie)構合理。
結構先進合理,操作方便,有較高的(de)壓鑄效率,實現(xian)充模快(kuai)、開模快(kuai)、脫(tuo)模機構靈活可靠(kao)以及(ji)自(zi)動化程度高等(deng)特點。
(1)合理選擇模具的分型面。
根據壓鑄件形狀和結構特點,合理確定分型面是模具設計中的重要環節。分型面的選擇在很大程度上影響模具結構的復雜程度。分型面選擇原則:
①分型面力求簡單和易于加工。
②有利于簡化模具結構。
③應容易保證壓鑄件的精度要求。
④分型面應有利于填充成型。
⑤開模時盡量使壓鑄件留在動模一側。
(2)澆注系統、排溢系統的布置
在整個金屬液充填壓住模具型腔的過程中,澆注系統與排溢系統是一個不可分割的整體,共同對充填過程起著控制作用,是決定壓鑄件質量的重要因素。澆注系統、排溢系統的總體布局,應根據壓鑄件的結構特點、幾何形狀、型腔的排氣條件等工藝因素,并結合所選用壓鑄機的形式,對直澆道、橫澆道以及內澆口的位置、形式、尺寸、導流方向、排溢系統的設置等進行綜合考慮,并初步確定。特別是內澆口的位置和形式,是決定金屬液的填充效果和壓鑄件質量的重要因素。設計澆注系統時,要盡量防止金屬液正面沖擊或沖刷型芯,減少澆口流入處受到的沖蝕。盡量避免澆口、溢流槽、排氣槽靠近導柱、導套和抽芯機構,以免金屬液竄入。壓鑄模具模流分析軟件應用有助于澆注系統、排溢系統的設計與布置。通過CAE模流分析,能夠分析澆注系統設計是否合理,能夠分析模具溫度的平衡問題和熱應力的存在情況,能夠分析出缺陷的位置和產生壓鑄缺陷的原因。根據分析結果對澆注系統進行修改,使模具設計和產品品質水平有效提高。
(3)脫模(mo)方式選擇
在一(yi)般情況(kuang)下(xia),壓(ya)(ya)鑄成型(xing)后,在分型(xing)時(shi),壓(ya)(ya)鑄件留在動(dong)(dong)模(mo)(mo)一(yi)側(ce)。為使壓(ya)(ya)鑄件在不損壞、不變形的(de)(de)狀(zhuang)態下(xia)順利脫(tuo)(tuo)(tuo)模(mo)(mo),應(ying)根據壓(ya)(ya)鑄件的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)(gou)特點,選擇正確合理(li)的(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)模(mo)(mo)方式(shi),并(bing)確定(ding)推(tui)出部(bu)位和(he)復位桿的(de)(de)位置(zhi)、尺(chi)寸。對于(yu)復雜的(de)(de)壓(ya)(ya)鑄件,在一(yi)次(ci)推(tui)出動(dong)(dong)作后,不能完全脫(tuo)(tuo)(tuo)模(mo)(mo)時(shi),應(ying)采用二次(ci)或多次(ci)脫(tuo)(tuo)(tuo)模(mo)(mo)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou),并(bing)確定(ding)分型(xing)次(ci)數和(he)多次(ci)脫(tuo)(tuo)(tuo)模(mo)(mo)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)(gou)形式(shi)及(ji)動(dong)(dong)作順序(xu)。壓(ya)(ya)鑄件的(de)(de)側(ce)凹凸的(de)(de)部(bu)位應(ying)采用側(ce)抽(chou)(chou)(chou)(chou)芯(xin)(xin)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)。設置(zhi)側(ce)抽(chou)(chou)(chou)(chou)芯(xin)(xin)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)應(ying)在經濟實用的(de)(de)基礎上選用。如(ru)果(guo)產品批(pi)量不大(da),可(ke)選用簡單的(de)(de)側(ce)抽(chou)(chou)(chou)(chou)芯(xin)(xin)形式(shi);如(ru)采用手動(dong)(dong)抽(chou)(chou)(chou)(chou)芯(xin)(xin)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)和(he)活動(dong)(dong)型(xing)芯(xin)(xin)的(de)(de)模(mo)(mo)外(wai)抽(chou)(chou)(chou)(chou)芯(xin)(xin)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou),可(ke)在開(kai)模(mo)(mo)后再用人(ren)工(gong)脫(tuo)(tuo)(tuo)芯(xin)(xin)。當必須借(jie)用開(kai)模(mo)(mo)力或外(wai)力驅動(dong)(dong)的(de)(de)側(ce)抽(chou)(chou)(chou)(chou)芯(xin)(xin)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)時(shi),在計算抽(chou)(chou)(chou)(chou)芯(xin)(xin)力后,可(ke)選擇適宜的(de)(de)側(ce)抽(chou)(chou)(chou)(chou)芯(xin)(xin)機(ji)(ji)構(gou)(gou)(gou)并(bing)確定(ding)主(zhu)要(yao)結(jie)構(gou)(gou)(gou)件的(de)(de)尺(chi)寸.
(4)零件的結構與尺寸
根據壓鑄合金的性能和壓鑄件的結構特點確定壓射比壓,并結合壓鑄件的投影面積和型腔深度,測算并確定:
①型腔的側壁厚度;
②支承板的厚度;
③確定型腔板、動模板、動模座板、定模座板的厚度以及相關尺寸;
④確定模具導向形式位置和主要尺寸;
⑤確定壓鑄模的定位方式、安裝位置和固定形式;
⑥確定各結構件的連接和固定形式,將各種結構件組合成一體;
⑦確定模具溫度調節方式,布置冷卻或加熱管道的位置和尺寸。
對于較復雜的成型零件,應重點考慮符合實際的加工方法,是采用普通的加工方法,還是采用特殊的加工方法。當因加工設備所限,必須采用傳統的加工方法時,應考慮怎樣分拆、鑲拼才更易于加工、拋光,更能避免熱處理的變形,以保證組裝的尺寸精度。相對移動部位的配合精度,應考慮模具溫度變化帶來的影響。應選用適宜的移動公差,在模具溫度較高的壓鑄環境下,仍能移動順暢、靈活可靠地實現各移動功能。