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模具結(jié)構(gòu)對壓鑄件質(zhì)量的影響與改進(jìn)方法
作者:bthhjx1 發(fā)布時間:2016-06-29
內(nèi)容摘要:壓鑄模是進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)的主要工藝裝備,生產(chǎn)過程能否順利進(jìn)行,鑄件質(zhì)量有無,很大程度上取決于模具結(jié)構(gòu)是否合理。在壓鑄生產(chǎn)時,正確的壓鑄工藝是獲得 鑄件的決定因素
壓鑄模是進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)的主要工藝裝備,生產(chǎn)過程能否順利進(jìn)行,鑄件質(zhì)量有無,很大程度上取決于模具結(jié)構(gòu)是否合理。在壓鑄生產(chǎn)時,正確的壓鑄工藝是獲得 鑄件的決定因素,壓鑄模則是正確選擇和調(diào)整工藝參數(shù)的基礎(chǔ)。壓鑄模結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì),直接影響鑄件質(zhì)量。
零件外形尺寸大,形狀復(fù)雜,模具設(shè)計(jì)在630噸壓鑄機(jī)上生產(chǎn)。根據(jù)零件設(shè)計(jì)的模具有7處需抽芯,難度大。經(jīng)試模,發(fā)現(xiàn)存在以下問題:①鑄件表面質(zhì)量差,有冷隔缺陷,充填不足,有縮孔;②3個內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)定位不穩(wěn),頂出機(jī)構(gòu)易折斷;③鑄件變形量較大,質(zhì)量不穩(wěn)定。
模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)
(1)針對問題①對澆注系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。由于原設(shè)計(jì)的澆道為開放式澆道,2,正對內(nèi)澆口處的型腔尺寸較小,金屬液與型腔瞬間碰撞后呈霧狀,粘附于型腔壁上,使隨后進(jìn)入的金屬液不能與它熔合而形成冷豆或冷隔缺陷,降低了表面質(zhì)量。金屬液在流動充填過程中,沿著鑄件較長的一端充填時堵塞了溢流槽,影響整副模具的排氣,而且在末端沒有設(shè)置溢流槽和排氣槽,使得金屬液裹住空氣,不能排氣而形成氣孔及縮孔,影響鑄件質(zhì)量。
改進(jìn)后的模具結(jié)構(gòu)3,原開放式澆道改為導(dǎo)入式狹長澆道。把金屬液引入型腔,在一側(cè)設(shè)計(jì)了由寬到窄的澆道,起到了增壓作用,使金屬液在充填時,既有壓力又有速度。為了使鑄件的外表和內(nèi)在質(zhì)量 穩(wěn)定,在動模較長一端型腔的末端,增設(shè)了溢流槽和排氣槽。這樣,溢流槽可積聚型腔內(nèi)的冷金屬和涂料,也加強(qiáng)了死角部位金屬液的流動,排氣槽又能使型腔內(nèi)氣流順利排出,以引導(dǎo)金屬液的充填。經(jīng)過改進(jìn),對鑄件末端的充填有很大幫助,鑄件表面質(zhì)量明顯提高,氣孔和縮孔現(xiàn)象基本。
(2)針對問題②對抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。原設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)受澆道位置的限制,3個內(nèi)抽芯只能設(shè)計(jì)為各自獨(dú)立的斜推桿頂出機(jī)構(gòu),4、5。靠定位釘定位和推桿頂出,出現(xiàn)了定位不現(xiàn)象。金屬液冷卻后對需抽芯型芯的抱緊力較大,在推出和脫模同時進(jìn)行時,抽芯有一個橫向力,推桿和型芯桿也有一個摩擦力,端面磨損較大,推桿受力后引起變形甚至折斷,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。同時由于鑄件較長一端的2個單獨(dú)推桿內(nèi)抽芯定位不,而造成鑄件較長一端的形狀、型孔位置不穩(wěn)定。
改進(jìn)后的模具在考慮改進(jìn)澆注系統(tǒng)的同時,留出的位置,將2個單獨(dú)的斜推桿內(nèi)抽芯改為一個整體式斜銷內(nèi)抽芯,6。
采用整體式內(nèi)抽芯后,鎖緊力大,抽芯定位,鑄件的形狀誤差基本,解決了型芯位置不穩(wěn)定和推桿磨損、易折斷問題,提高了模具結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而在鑄件另一端的1個單獨(dú)內(nèi)抽芯,抽芯機(jī)構(gòu)改為型芯桿與推出機(jī)構(gòu)同步推出的方案,7。
具體抽芯過程為:當(dāng)模具閉合后,金屬液充填完畢,鑄件成型冷卻,開模,推出機(jī)構(gòu)推動上下頂板帶動導(dǎo)軌向上移動,使型芯桿在動模鑲塊的斜孔內(nèi)滑動,由于型芯桿與推出方向有一角度a,設(shè)推出距離為h,則抽芯距離l=h×tanα。在推出同時,固定型芯桿的滑塊在水平方向也有一移動量s=h×tanα,當(dāng)推出機(jī)構(gòu)推出鑄件一段距離后,設(shè)置在型芯桿上的型芯,逐漸脫離鑄件,完成一次抽芯過程,8。經(jīng)以上改進(jìn),模具結(jié)構(gòu) 為合理,推出、脫模和定位 ,實(shí)用性較強(qiáng),效果較佳。
(3)針對問題③對型芯增加冷卻水管。由于鑄件外形象u型架,壁厚不均勻,短的一端較厚,長的一端較簿,u型架底壁也較厚,因而壓鑄過程中鑄件凝固冷卻不一致,速度不均勻,導(dǎo)致鑄件脫模后變形,不能達(dá)到鑄件的尺寸精度。尤其是在模具工作一段時間后,模具溫升過高,為了鑄件質(zhì)量,只能采用噴涂降溫的方法,降低了生產(chǎn)效率,同時也增加了成本。由于模具一直處于高溫狀態(tài)下,加劇了模具表面的龜裂,縮短了模具的使用壽命。
為了獲得合理的溫度分布,在模具型腔內(nèi)形成一個循環(huán)水流冷卻系統(tǒng),使模具有一個均勻的溫度場。模具的冷卻水道設(shè)置在動、定模溫度較高的型腔區(qū)域。冷卻水道的進(jìn)水口設(shè)置在動模型芯溫度 高、熱量較集中的導(dǎo)入式澆道處,進(jìn)到u型架較短的一側(cè)后,沿著u型架底部,再由u型架較長一端出水,9(a)。水道孔徑為φ10-12mm,距型腔底部約15mm,9(b)。采用循環(huán)式冷卻水道,使得循環(huán)水直接沿著型腔底部降溫,具有冷卻快、、控制比較方便的特點(diǎn),起到了平衡模具溫度的作用,了鑄件的成型質(zhì)量,提高了鑄件質(zhì)量的穩(wěn)定性,還能防止由于溫度過高而產(chǎn)生粘模,延長了模具使用壽命。
結(jié)束語
通過對模具澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和抽芯機(jī)構(gòu)的改進(jìn),降低了維修率,提高了生產(chǎn)效率。模具在使用過程中,壓鑄工藝參數(shù)穩(wěn)定,鑄件質(zhì)量符合要求,達(dá)到了預(yù)期效果。