壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)中重要的工藝設(shè)備。金屬液在壓鑄模具中冷卻凝固,最終形成壓鑄件。壓鑄件的形狀、尺寸、質(zhì)量,以及壓鑄生產(chǎn)的順暢性都與壓鑄模具密切相關(guān),因此正確合理地設(shè)計壓鑄模具至關(guān)重要。
一、壓鑄模具的基本結(jié)構(gòu)
常用的壓鑄模具由兩個半模組成,分別稱為定模和動模。也有更復(fù)雜的壓鑄模具,不止兩個半模。 壓鑄模具組成部分的作用如下:
(1)直澆道 連通壓室或至橫澆道,包括澆口套和分流錐等。
(2)澆注系統(tǒng) 合金液進(jìn)入型腔的通道,包括內(nèi)澆道、橫澆道及直澆道等。
(3)型腔 在鑲塊上形成壓鑄件的幾何形狀。
(4)抽芯機(jī)構(gòu) 完成活動型芯的抽出及插入動作,包括滑道、滑塊、油缸及斜杠等。
(5)排溢系統(tǒng) 排氣體及存儲冷金屬殘渣等。
(6)溫度控制系統(tǒng) 控制壓鑄模具的溫度,包括冷卻水管和加熱油管等。
(7)頂出機(jī)構(gòu) 將壓鑄件從型腔中頂出,包括頂桿等。
(8)動???連接及固定動模部件,包括套板、支撐板等。
二、壓鑄模具的設(shè)計
設(shè)計壓鑄模具要注意以下幾個要點(diǎn):
(1)要盡可能地采用先進(jìn)簡單的結(jié)構(gòu),保證動作穩(wěn)定可靠、方便日常維護(hù)、維修。
(2)要考慮澆注系統(tǒng)的可修改性,在調(diào)試過程中可以進(jìn)行必要的修改。
(3)合理選用各種公差、縮尺及加工余量,保證可靠的模件配合及要求的壓鑄件精度。
(4)選用合適的模具材料和可靠的熱處理工藝,確保壓鑄模具的使用壽命。
(5)應(yīng)具有足夠的剛度及強(qiáng)度,能夠承受鎖模壓力和漲型力,壓鑄生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生變形。
(6)盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)化的壓鑄模具零件,改善經(jīng)濟(jì)性及互換性。
三、壓鑄工藝系統(tǒng)設(shè)計
模具大框設(shè)計好后,就進(jìn)入了澆注系統(tǒng)的設(shè)計,早先都是看二維或三維圖樣根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來做這一部分的。在生產(chǎn)過程中根據(jù)產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量來調(diào)整內(nèi)澆道的位置和方向。
壓鑄工藝要求模擬達(dá)到的效果如下:
(1)合金液應(yīng)同時到達(dá)內(nèi)澆道處。
(2)在填充過程中合金液應(yīng)平穩(wěn)填充。
(3)填充過程中不能出現(xiàn)卷氣或紊流現(xiàn)象。
(4)填充完成前,合金液不能將集渣包過道封死。
(5)從填充過程中所產(chǎn)生的冷金屬不能存在鑄件內(nèi),應(yīng)全部被驅(qū)趕到集渣包里。
根據(jù)填充模擬和粒子追蹤模擬,以及壓鑄工藝的要求,模具澆道和集渣包的位置和大小都要做到相應(yīng)優(yōu)化;根據(jù)凝固模擬和鑄件的壁厚,模具內(nèi)冷卻水和加熱油管,以及點(diǎn)冷卻的位置能夠確定;根據(jù)模具沖蝕模擬可以確定模具的哪些地方需要重點(diǎn)噴涂。通過模擬分析,在設(shè)計時解決了澆口和集渣包手動優(yōu)化的過程,這樣就節(jié)省了模具制造時憑經(jīng)驗(yàn)所產(chǎn)生偏差造成的模具修改過程。