压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备
压铸件的质量和生产率,很大程度上取决于型模具结构的合理性和技术上的先进性。在设计和制造模具过程中,充分利用一切模具设计的知识和实践经验,会达到更好的使用效果。
压铸型(模)设计
压铸型(模)是进行压铸生产的主要工艺装备。压铸件的质量和生产率,在很大程度上取决于型(模)具结构的合理性和技术上的先进性。在设计和制造型(模)具过程中,充分利用一切型(模)具设计的知识和实践经验,会达到更好的使用效果。
压铸型(模)设计概述
一、设计的依据
1、产品分析
根据产品的零件图、压铸合金种类、技术要求,了解产品的用途、产品的批量、产品的经济价值、产品的装配关系、产品的压铸和后加工过程。站在压铸型(模)设计和制造角度上,对产品进行压铸工艺分析,使其符合压铸工艺、压铸件结构的要求。在型(模)具设计过程中,为满足产品的要求而选择相应的压铸工艺和型(模)具各种参数。对于作结构用途的产品,需要保证其机械强度、致密性、尺寸精度;而对于作装饰用途的产品,则对外表面质量要求更高。因此对产品作细致的分析,是型(模)具设计的基础。
2、压铸机选用
产品的质量,要靠压铸机所能提供的压铸能量来满足压铸型(模)所需的充型能量,以生产出合乎要求的优质压铸件。
型(模)具结构、安装尺寸、锁模力、相关的参数都必须与所选用的压铸机相匹配。
传统的方法是根据锁模力选用压铸机。根据压铸件的投影面积,所需要的比压,计算出所需要的锁模力,确定选用多大吨位的压铸机最合适。以充分发挥压铸机的能力和生产效率。
新的方法是以压射能量为基础选用压铸机。应用压射系统的最大金属静压与流量的关系PQ2图,根据压铸件需要的压射能量,压铸机所能提供的压射能量,把压铸机和压铸型(模)组成一个压铸系统,这个系统具有较大的“柔性”,能在尽可能大的范围内调整工艺参数,以适应多变的生产条件,获得优质压铸件。
3、技术经济性合理
在保证压铸件质量和安全生产的前提下,使型(模)具结构尽量简化,型(模)具材料选择合理,型(模)具制造技术先进,制造周期短,型(模)具使用寿命长。型(模)具的经济效益体现在型(模)具的寿命上,而决定型(模)具寿命的最主要的因素是:型(模)具材料、热处理、压铸生产过程控制。
4、标准化设计
参照压铸型(模)生产制造的国家标准进行设计,选用型(模)具零部件时尽可能采用标准化、通用化、系列化。在设计中应采用如下标准:
GB8844~86 压铸型(模)技术条件
GB4678~84 压铸型(模)零件
GB4678~84 压铸型(模)零件技术条件
二、型(模)具制造工艺流程
型(模)具制造工艺流程如图4-1所示。
三、压铸型(模)总体设计的主要内容
1、根据对型(模)具结构初步分析得出的方案,布置分型面、型腔位置、浇注系统和排气系统。
2、确定成型部分的分割,镶块、型芯的组合和固定方式。
3、计算抽芯力,确定抽芯机构及其主要部分尺寸。
4、确定动、定模镶块和动、定模套板的外形尺寸。
5、确定导向和定位的形式,导柱、导套的位置和尺寸。
6、确定推出结构的形式,推杆、复位杆的位置,各部分的尺寸。
7、型(模)具冷却系统设计。
8、按现有的标准选定有关零部件、料块、标准模架、模套、模座等。
9、型(模)具总厚度、外形轮廓尺寸、安装尺寸与压铸机允许的尺寸相符合。
10、计算型(模)具的胀型力,复核锁模力。
四、压铸型(模)基本结构
压铸型(模)由模体和模架构成。图4-2为一种最常见的压铸型(模)基本结构。
模体:型腔——型芯、镶块
浇注系统——浇口套、直浇道、横浇道、内浇口
溢流排气系统——溢流槽、排气槽
抽芯机构——活动型芯、滑块、斜销、锲紧块
导向部分——导柱、导套
模体部分——套板、座板、支承板
冷却系统
模架:推出机构——推杆、推板、固定板、导柱、导套、限位钉
复位机构——复位杆
模架——模脚、垫块、座板
1-限位块 2-六角螺钉 3-弹簧 4-螺栓 5-螺母 6-斜销 7-滑块 8-楔紧块 9-定模套板 10-销 11-活动型芯 12-定模座板 13-定模镶块 14-型芯 15-动模镶块 16-螺钉 17-浇口套 18-导柱 19-动模套板 20-导套 21-浇道镶块 22-螺钉 23、25、30-推杆 24-支承板 26-限位钉 27-螺钉 28-推板导套 29-推板导柱 31-复位杆 32-推板 33-推杆固定板 34-垫块 35-动模座板
在实际生产中,型(模)具结构形式有很多种,设计型(模)具时主要是根据铸件的特点,确定设计方案,再对有关的构件进行合理的计算,选择和布置。图3为FATA公司镁合金轿车门压铸型(模)、图4为PETRONI公司铝合金油箱压铸型(模)、图5为广东高要鸿图工业公司铝合金缸盖压铸型(模)。
浇注系统设计
浇注系统是引导金属液以一定的方式填充型腔,它对金属液的流动方向、压力传递、填充速度、填充时间、排气条件、模温分布都起着重要的控制和调节作用;同时也是决定压铸件表面质量和内部质量的重要因素。
要获得高质量压铸件及取得最大的压铸效率,必须设计出优良的浇注系统,这个系统使型腔内的金属液流程顺畅,并能使压力损失减到最低程度,残存空气能顺利排出,以最经济的方法生产高品质的铸件
一、浇注系统对填充的影响
金属液在压铸过程中的充型状态是由压力、速度、时间、温度、排气等因素综合作用形成的,因而浇注系统与压力传递、合金流速、填充时间、凝固时间、型(模)具温度、排气条件有着密切的关系。
压力传递一方面要保证内浇口处金属液以高压、高速
填充型腔,另一方面又要保证在流道和内浇口截面内的金属液先不凝固,以保证传递最终压力。这样就需要最佳的流道和内浇口设计,最小的压力损失。
内浇口面积过大或过小都会影响填充过程,过大的内浇口填充时间长,金属过早凝固,甚至填充不足,过小的内浇口又会使喷射加剧,增加热量损失,产生涡流并卷入过多气体,减短型(模)具寿命。
气体的排出主要取决于金属液的流动速度与流动方向,以及排溢系统的开设能否使气体顺畅排出。排气是否良好,将直接影响铸件的外形和强度。
型(模)具温度的控制对铸件的质量产生很大的影响,同时影响生产的速度和效率,内浇口的合理设计能对型(模)具的温度分布起着重要的调节作用。
型(模)具寿命除了取决于良好的钢材外,又与型(模)具的工作状态有关,良好的浇注系统设计也是为了使型(模)具各部分热平衡处于最佳状态,而不是恶劣的状态下,这样才能得到压铸工艺的最大经济效益。
二、分析浇口位置
型(模)具结构的合理性首先是浇注系统的合理性,因为当浇注系统的结构和布局确立后,就为型(模)具的总体设计提供了依据。
1、根据压铸件的形状和结构,选择从铸件哪个位置入水,目的是得到良好的成型。入水的位置尽可能使金属液的流程短,阻力小,压力损耗小,使填充时间短,从而保证增压压力有效作用。实际生产中越是复杂的铸件,可供选择的位置越少,对浇口的形状、尺寸更讲究,并留有修正的余地。
2、分析从所选择的位置入水,金属液进入型腔的流动方向,角度会是怎么样?如果是多个浇口进水,就要分析多股液流汇合之处,可能会发生什么问题,应采取什么措施,并在试模过程中验证,对浇口进行修正。
3、气体从哪里排?哪里会卷气?应考虑溢流槽、排气槽的位置。
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