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隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)壓鑄件產(chǎn)品的安全性和造型美觀的要求不斷提高。根據(jù)使用的不同,對(duì)零件的質(zhì)量的評(píng)價(jià)有所不同。今天迅思?jí)鸿T小編來給大家講講模具設(shè)計(jì)是怎么影響鋁壓鑄件質(zhì)量的。
如何生產(chǎn)出高質(zhì)量的零件,對(duì)節(jié)約材料、能源和縮短制造工時(shí),提高經(jīng)濟(jì)效益都有很大的意義。
一.影響壓鑄件質(zhì)量的因素
影響壓鑄件質(zhì)量的因素很多,如壓鑄機(jī)類型及質(zhì)量、壓鑄件幾何結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求的合理性、模具的結(jié)構(gòu)及操作人員的技術(shù)水平等。
1.壓鑄件的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)者應(yīng)首先充分了解用戶的使用要求及工作條件,壓鑄件的受力情況,然后根據(jù)使用要求及工作環(huán)境選擇適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì),了解其材質(zhì)壓鑄性能等。在設(shè)計(jì)時(shí),要特別注意在滿足使用要求的前提下,盡量使壓鑄件結(jié)構(gòu)簡單。壁厚適當(dāng)均勻,且留有必要的出模斜度,否則會(huì)導(dǎo)致壓鑄件上出現(xiàn)凹坑、氣孔、縮松、欠鑄、拉痕、裂紋、變形等缺陷。
壓鑄件尺寸精度的要求應(yīng)合理,否則會(huì)對(duì)模具設(shè)計(jì)、模具加工、工藝條件的制定和管理造成不必要的麻煩,又會(huì)造成大量的不合格產(chǎn)品。
2.模具結(jié)構(gòu)、加工精度及模具材料的選擇
壓鑄件是由模具壓鑄的,無疑模具的設(shè)計(jì)、加工、模具材料的選擇等與產(chǎn)品質(zhì)量有密切關(guān)系。模具結(jié)構(gòu)不合理,無論從工藝上采取何種措施,都很難使產(chǎn)品合格。
此外,模具材料、模具的加工精度、表面粗糙度、加工痕跡、熱處理的微小裂口、氮化層厚度以及模具裝配不當(dāng)?shù)?,都?huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量及模具壽命。
3.鑄件材料的收縮率
鑄件材料的收縮率,一般以平均百分率或以有一定變化范圍的百分率形式給出時(shí),通常選用材料的平均收縮率。對(duì)于高精度的壓鑄件,設(shè)計(jì)模具時(shí),選用材料收縮率應(yīng)特別注意,必要時(shí),可以先作試驗(yàn)?zāi)>撸谠囼?yàn)?zāi)>呱先〉眯枰臄?shù)據(jù)之后,再著手設(shè)計(jì)和制造用于大量生產(chǎn)的模具。
4.壓鑄工藝的制定和執(zhí)行
壓鑄工藝的制定和執(zhí)行,與模具、壓鑄設(shè)備的質(zhì)量、操作人員的技術(shù)水平有關(guān)。在國內(nèi)現(xiàn)有壓鑄設(shè)備條件下,對(duì)壓鑄工藝參數(shù)還難于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠、精確的控制。實(shí)現(xiàn)基本控制壓鑄工藝是將壓鑄設(shè)備、壓鑄材料和模具等要素組合并加以運(yùn)用的過程。對(duì)工藝及主要參數(shù)不嚴(yán)執(zhí)行,會(huì)使壓鑄件發(fā)生縮松、變形、欠鑄、尺寸不合格等。
二.壓鑄件質(zhì)量與模具的關(guān)系
模具是壓鑄件的主要工具,因此,在設(shè)計(jì)模具時(shí),應(yīng)盡量注意使模具總體結(jié)構(gòu)及模具零件結(jié)構(gòu)合理,便于制造,便于使用,安全可靠。要使模具在壓鑄中不變形,金屬液在模內(nèi)流動(dòng)穩(wěn)定,能均勻地使鑄件冷卻,能全自動(dòng)壓鑄而無故障。此外,要根據(jù)生產(chǎn)批量、材質(zhì)情況等合理地選用適宜的模具材料。
1.模具及模具零件的結(jié)構(gòu)要合理
從強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看,把模具零件設(shè)計(jì)成整體的好,堅(jiān)固耐用,在使用中不易損壞,不易變形。但是,如果壓鑄件形狀復(fù)雜,模具零件也復(fù)雜,會(huì)使模具加工困難,加工的精度不高。若把模具零件做成組合式,則加工大為簡化,易獲得高的加工精度,進(jìn)而可獲得高質(zhì)量的壓鑄件。
2.型腔數(shù)的決定
決定型腔數(shù),要考慮設(shè)備能力、模具加工的難易、生產(chǎn)批量大小、鑄件的精度要求等。特別是多型腔模具,由于模具加工難度大,尺寸精度誤差大,流道配置不易取得均衡,各型腔鑄件性能就不一致。壓鑄件要求精度高、幾何形狀復(fù)雜時(shí),最好一模一腔。小型鑄件根據(jù)情況而定。
3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)不僅是液體金屬充填壓鑄型的通道,還對(duì)熔體的流動(dòng)速度和壓力的傳遞以及排氣條件、壓鑄型熱平穩(wěn)等因素有調(diào)節(jié)作用,所以,設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)必須分析鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、合金種類及其特性,還要考慮壓鑄機(jī)的類型及特點(diǎn)等,這樣才能設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)。
4.排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
模具應(yīng)設(shè)有足夠溢流范圍的溢流槽和排氣通道,這對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量很重要。人們常常忽視溢流通道由進(jìn)來的金屬液過早堵死的現(xiàn)象。要采用合理的結(jié)構(gòu),使金屬液先流進(jìn)溢流槽的較深的部位,保證排氣孔在最長時(shí)間內(nèi)一直是通的。此外,溢流槽應(yīng)設(shè)有頂料桿,以排除溢流槽中的金屬。
5.模具溫度
壓鑄模的溫度是影響鑄件質(zhì)量的一個(gè)重要因素。模溫不當(dāng),不但影響壓鑄件的內(nèi)外質(zhì)量(如鑄件產(chǎn)生氣孔、縮孔、疏松、粘膜、晶粒粗大等缺陷),還影響鑄件尺寸精度,甚至鑄件變形,使壓鑄模出現(xiàn)龜裂,使鑄件表面形成難以清除的網(wǎng)狀毛刺,影響壓鑄件的外觀質(zhì)量。以鋁合金為例,合金溫度在670-710℃澆入鑄型。在長期生產(chǎn)實(shí)踐中,總結(jié)得出模具最佳溫度應(yīng)控制在澆入鑄型溫度的40%。鋁合金壓鑄模溫度為230-280℃,模具溫度在這一范圍內(nèi)有利于獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)鑄件。
模具一般都不用氣體或電加熱,而采用預(yù)熱冷卻裝置,這些裝置是按照要求用油作介質(zhì),對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱和冷卻的。
6.成型零件尺寸的決定
計(jì)算壓鑄零件尺寸時(shí),選用壓鑄材料的收縮率要符合實(shí)際,不然會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品不合格。必要時(shí),通過試驗(yàn)?zāi)>邔?shí)測(cè)之后,再計(jì)算壓鑄件的尺寸。對(duì)于高精度的產(chǎn)品,甚至要把模具壓鑄零件材料的熱膨脹以及產(chǎn)品壓鑄后保存、使用環(huán)境對(duì)產(chǎn)品尺寸精度的影響考慮在內(nèi)。
7.分型面位置的決定
分型面的位置,會(huì)影響到模具加工、排氣、產(chǎn)品脫模等。通常,分型面會(huì)在產(chǎn)品上留下一條痕跡線,影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量及尺寸精度。因此,設(shè)計(jì)分型面位置時(shí),除考慮到產(chǎn)品脫模、模具加工、排氣等問題外,可把分型面位置放在產(chǎn)品表面質(zhì)量要求不高,或尺寸精度不高的地方。
8.模具不能變形
往往由于模具結(jié)構(gòu)不合理或模具材料選用不當(dāng),造成模具在使用中裂口、變形,進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品不合格,為此,在設(shè)計(jì)模具時(shí),必須采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀WC產(chǎn)品的質(zhì)量。
通常,壓鑄時(shí),模具內(nèi)壓力為70-100MPa,為使模具不變形錯(cuò)位,型腔要充分厚,安裝型芯的板及墊板要充分厚,必要時(shí)墊板下可以增加支墊。型芯與型腔要安裝可靠,型芯與安裝孔側(cè)面粗糙度要合適,粗糙度不能太低,穿通孔型芯應(yīng)兩邊固定,以防止產(chǎn)品一邊壁厚,一邊壁薄。對(duì)產(chǎn)品上盲孔的型芯,也應(yīng)從進(jìn)料口部位、數(shù)量及型芯加固上想辦法,使型芯受力均衡。
對(duì)壓鑄模可對(duì)型腔、墊板進(jìn)行強(qiáng)度校核。對(duì)型腔壁厚進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核,對(duì)墊板進(jìn)行剛度校核。除在模具結(jié)構(gòu)上采取某些保證措施之外,還得選用變形小、強(qiáng)度好的模具材料。另外,模具導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間存在間隙,或?qū)е?、?dǎo)套在使用過程中的磨損都會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。特別是尺寸精度高的產(chǎn)品,為了保證產(chǎn)品精度,可在分型面上設(shè)置動(dòng)、定模錐面配合部分,或者在型腔周圍適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置2-4個(gè)定位桿,起定位及增強(qiáng)作用,以防止動(dòng)、定模錯(cuò)位,這對(duì)大型、大批量生產(chǎn)用模更為重要。
推出系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置導(dǎo)柱,以防止推桿等工作不平穩(wěn),受單側(cè)磨損,保證產(chǎn)品受力均勻,頂出時(shí)不使產(chǎn)品變形。
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