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      壓鑄模具澆排系統的研究

      放大字體  縮小字體 發布日期:2017-06-29  來源:網絡
      核心提示:壓鑄是有色金屬成型的一個重要手段之一。在壓鑄過程中,由于型腔內的金屬液流動狀態不同,可能產生冷隔、花紋、氣孔、偏析等不
             壓鑄是有色金屬成型的一個重要手段之一。在壓鑄過程中, 由于型腔內的金屬液流動狀態不同,可能產生冷隔、花紋、氣孔、偏析等不良現象。為了防止這些不良現象,控制型腔內的金屬液流動狀態是相當必要的。而控制型腔內的金屬液流動狀態,關鍵就在于壓鑄模具澆排系統的研究與設計。
             1、壓鑄模具的制作流程
             壓鑄模具制作CADCAECAMCAT流程。
             2、壓鑄模具澆排系統的設計
             在壓鑄模具澆排系統的研究中,其澆口位置、形狀是控制溶液的流動狀態和填充方向的重要因素。首先著眼于澆口位置、澆道形狀,進行設計澆口及澆道和集渣包、溢流槽、排氣道;然后使用CAE軟件進行型腔內部的溶液流動狀態進行解析。內澆道及內澆口的位置與尺寸,對于填充方式有決定性的影響。
             2.1 內澆口的設計
             成品設置澆口時,通常按下列程序進行:
             ① 澆口斷面積計算公式:A=U/(vt):制品體積(cIn。)
             A:澆口斷面積(cm2)
             v: 澆口鋁溶液速度(cm/s)
             T:填充時間(s)
            ②計算出內澆口截面積。
            ③根據內澆口截面積,設定澆口形狀,然后設置澆口位置,初部設計液流槽及集渣包位置。
            ④制作不同的澆口方案(通常先使內澆道截面積小一些,試驗后需要時可再擴大),制成3D數據。
            ⑤根據制成的3D數據進行CAE分析(即流態解析)。
            ⑥針對解析結果進行評價。
            ⑦評價后若存在不良現象,應進行方案改善,然后再進行CAE分析,直到取得較滿意的方案。
           2.2 澆道、排氣系統設計
           內澆口應設置在使金屬液在形腔里流動狀態最好、排氣充、型腔內各個角落都能充滿金屬液的位置。盡可能采用一個內澆口。如果需要多個內澆口,應注意使金屬液的流動相互不受干擾或在型腔內不分散地相遇(即引導金屬流順一個方向流動),避免型腔內各股金屬液匯合時出現渦流。當壓鑄件尺寸較大時,有時不可能僅從一個內澆道獲的所需的內澆道截面積,因此必須采用多個內澆道。但是應注意到內澆道的設置應保證引導金屬液只沿著一個方向流動, 以避免型腔內各股金屬液匯合時出現渦流。
             金屬液流束應盡可能少地在型腔內轉彎,以便使金屬液能達到壓鑄件的厚壁部位。
             金屬液流程應盡可能短而均勻。
             內澆道截面積向著內澆道方向逐漸縮小, 以減少氣體卷人,有利于提高壓鑄件的致密性。內澆道在流動過程中應園滑過渡,盡可能避免急轉與流動沖擊。
             多腔時對澆道截面積應按各腔容積比進行分段減少。
             型腔中的空氣和潤滑劑揮發的氣體,應由流人的金屬液推到排氣槽處,然后從排氣槽處逸出型腔。特別是金屬液的流動不應將氣體留在盲孔內和過早地堵塞排氣槽。
             金屬流束不應在散熱不良處形成熱沖擊。對帶有筋的壓鑄件,應盡可能地讓金屬流順筋的方向流動。
       應避免金屬液直接沖刷容易損壞的模具部分和型芯。不可避免時,應在內澆道上設定出隔離帶,避免熱沖擊。
       通常內澆道愈寬愈厚,非均勻流動的危險也愈大。同時應盡量不要采用過厚的內澆口;避免切除內澆道時產生變形。
              2.3 型腔的排氣
              溢流槽是為了排除鑄造時最初噴入的金屬液,并且使模具的溫度一致。液流槽設在鑄型容易存氣的位置,作為排出氣體用,改善金屬液的流動狀態,把金屬液導向型腔的各個角落,以得到良好的鑄造表面。排氣槽有連接在溢流槽與集渣包前面的,也有與型腔直接連接的。
       排氣槽的總截面積應大致相當于內澆道截面積。
              分型面上的排氣槽的位置是根據型腔內金屬液流動狀態而確定的。排氣槽最好是“不直通的”而是“彎曲的”,防止金屬液外噴傷人。分型面上的排氣槽的深度通常為0.05mm-0.15mm;位于型腔內的排氣槽深度通常為0.3mm~0.5mm;位于模具邊緣的排氣槽深度通常為0.1mm~0.15mm;排氣槽的寬度一般為5mm~20mm。
             頂針與推桿的排氣間隙對于型腔的排氣非常重要,通??刂圃?.01mm-0.02mm,或放大到不產生毛刺為止。
             固定式型芯的排氣也是一有效的排氣方法。通常在型芯周邊單邊控制有0.05mm-0.08mm的間隙,讓型芯定位頸部開出排氣槽寬、厚各lmm-2mm,將型腔內的氣體順頸部開出排氣槽由型腔底部排出。排氣槽的粗糙度也不應忽視,應保持較高的光潔度,避免在使用過程中被涂料粘連臟物而堵塞,影響排氣。
             3.流動解析評價與對策
             模具設計過程中,應盡可能讓金屬流順一個方向流動,流動解析后,發現型腔中出現渦流時,應當改變內澆口導人角或改變尺寸,以期排除渦流狀態。
             金屬液交匯時,在停止流動前還要讓金屬液繼續流動一段距離;從而在交匯處的型腔外應增設溢流槽和集渣包,將過冷的金屬液及空氣化合物流入溢流槽和集渣包;讓后續金屬液清潔、常溫。
             針對不同部位填充速度不一時,應調整內澆口的厚度或寬度(必要時逐漸加大),達到填充速度基本一致的目的,但應盡可能通過加寬內澆道來實現。
             流動解析后發現填充滯后的部位,也可增設內澆道。對于薄壁壓鑄件,必須選用較短的填充時間進行壓鑄;從而應通過加大內澆道的截面積來減少填充時間,以大到較好的表面質量。
              對于致密性要求高的厚壁壓鑄件,必須保證有效地進行排氣。應選用中等的填充時問進行壓鑄。故應對內澆道的截面進行調整, 以取得相應的填充時問,獲得較好的表面質量和內部質量。
             總之,在壓鑄模具設計過程中,要注意避免許多不良現象產生。即便在當今具備CAE分析手段的時代,在內澆道設計初期,將總結出的經驗先行考慮進澆排系統,進行有機的結合,分析、改善、提升,勢必起到事半功倍的作用。
       

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