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产品技术

模具结构对压铸件质量的影响与改进方法

文章来源:通博娱乐tbet88脱模剂配方人气:0发表时间:2016-06-29 11:23:52

文/浦学西

摘要:通过对模具结构和铸件成型质量的综合分析,阐述了在改进压铸结构、浇注系统、内抽芯和冷却系统的方法和技术要点,排除影响铸件成型质量的不利因素,使模具结构更合理,提高模具的使用寿命,获得优质的合格铸件。

关键词:压铸模、浇注系统、内抽芯、冷却系统

引言

压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备,生产过程能否顺利进行,铸件质量有无保证,很大程度上取决于模具结构是否合理。在压铸生产时,正确的压铸工艺是获得优质铸件的决定因素,压铸模则是正确选择和调整工艺参数的基础。压铸模结构、浇注系统、抽芯机构和冷却系统设计,直接影响铸件质量。

图1所示零件外形尺寸大,形状复杂,模具设计在630吨压铸机上生产。根据零件设计的模具有7处需抽芯,难度大。经试模,发现存在以下问题:①铸件表面质量差,有冷隔缺陷,充填不足,有缩孔;②3个内抽芯机构定位不稳,顶出机构易折断;③铸件变形量较大,质量不稳定。

模具结构改进

(1)针对问题①对浇注系统进行改进。由于原设计的浇道为开放式浇道,如图2所示,正对内浇口处的型腔尺寸较小,金属液与型腔瞬间碰撞后呈雾状,粘附于型腔壁上,使随后进入的金属液不能与它熔合而形成冷豆或冷隔缺陷,降低了表面质量。金属液在流动充填过程中,沿着铸件较长的一端充填时堵塞了溢流槽,影响整副模具的排气,而且在末端没有设置溢流槽和排气槽,使得金属液裹住空气,不能有效排气而形成气孔及缩孔,影响铸件质量。

改进后的模具结构如图3所示,原开放式浇道改为导入式狭长浇道。把金属液引入型腔,在一侧设计了由宽到窄的浇道,起到了增压作用,使金属液在充填时,既有压力又有速度。为了使铸件的外表和内在质量更稳定,在动模较长一端型腔的末端,增设了溢流槽和排气槽。这样,溢流槽可积聚型腔内的冷金属和涂料,也加强了死角部位金属液的流动,排气槽又能使型腔内气流顺利排出,以引导金属液的充填。经过改进,对铸件末端的充填有很大帮助,铸件表面质量明显提高,气孔和缩孔现象基本消除。

(2)针对问题②对抽芯机构进行改进。原设计模具结构受浇道位置的限制,3个内抽芯只能设计为各自独立的斜推杆顶出机构,如图4、5所示。靠定位钉定位和推杆顶出,出现了定位不可靠现象。金属液冷却后对需抽芯型芯的抱紧力较大,在推出和脱模同时进行时,抽芯有一个横向力,推杆和型芯杆也有一个摩擦力,端面磨损较大,推杆受力后引起变形甚至折断,结构不稳定。同时由于铸件较长一端的2个单独推杆内抽芯定位不可靠,而造成铸件较长一端的形状、型孔位置不稳定。

改进后的模具在考虑改进浇注系统的同时,留出一定的位置,将2个单独的斜推杆内抽芯改为一个整体式斜销内抽芯,如图6所示。

采用整体式内抽芯后,锁紧力大,抽芯定位可靠,铸件的形状误差基本消除,解决了型芯位置不稳定和推杆磨损、易折断问题,提高了模具结构的稳定性。而在铸件另一端的1个单独内抽芯,抽芯机构改为型芯杆与推出机构同步推出的方案,如图7所示。

具体抽芯过程为:当模具闭合后,金属液充填完毕,铸件成型冷却,开模,推出机构推动上下顶板带动导轨向上移动,使型芯杆在动模镶块的斜孔内滑动,由于型芯杆与推出方向有一角度a,设推出距离为h,则抽芯距离L=h×tanα。在推出同时,固定型芯杆的滑块在水平方向也有一移动量S=h×tanα,当推出机构推出铸件一段距离后,设置在型芯杆上的型芯,逐渐脱离铸件,完成一次抽芯过程,如图8所示。经以上改进,模具结构更为合理,推出、脱模和定位更可靠,实用性较强,效果较佳。

(3)针对问题③对型芯增加冷却水管。由于铸件外形象U型架,壁厚不均匀,短的一端较厚,长的一端较簿,U型架底壁也较厚,因而压铸过程中铸件凝固冷却不一致,速度不均匀,导致铸件脱模后变形,不能达到铸件的尺寸精度。尤其是在模具工作一段时间后,模具温升过高,为了保证铸件质量,只能采用喷涂降温的方法,降低了生产效率,同时也增加了成本。由于模具一直处于高温状态下,加剧了模具表面的龟裂,缩短了模具的使用寿命。

为了获得合理的温度分布,在模具型腔内形成一个循环水流冷却系统,使模具有一个均匀的温度场。模具的冷却水道设置在动、定模温度较高的型腔区域。冷却水道的进水口设置在动模型芯温度最高、热量较集中的导入式浇道处,进到U型架较短的一侧后,沿着U型架底部,再由U型架较长一端出水,如图9(a)所示。水道孔径为Φ10-12mm,距型腔底部约15mm,如图9(b)所示。采用循环式冷却水道,使得循环水直接沿着型腔底部降温,具有冷却快、效率高、控制比较方便的特点,起到了平衡模具温度的作用,大大改善了铸件的成型质量,提高了铸件质量的稳定性,还能防止由于温度过高而产生粘模,延长了模具使用寿命。

结束语

通过对模具浇注系统、冷却系统和抽芯机构的改进,降低了维修率,提高了生产效率。模具在使用过程中,压铸工艺参数稳定,铸件质量符合要求,达到了预期效果。


 



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