模具設(shè)計(jì)影響鋁壓鑄件的質(zhì)量
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。今天小編來(lái)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(lèi)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(jiǎn)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(wú)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(wú)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)＞?，在試?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(guó)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(guò)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(wú)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(lái)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(jiǎn)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(lèi)及其特性，還要考慮壓鑄機(jī)的類(lèi)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(lái)的金屬液過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)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(wèn)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﹣?lái)保證產(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(guò)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?chē)m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。
