作者:hacker发布时间:2023-01-15分类:黑客教程浏览:99评论:4
压铸模具设计要点和注意事项
压铸模要求高可靠性和长寿命,与压铸机、压铸工艺有机结合为一个有效的铸件生产系统,优化压铸模具设计、提高工艺水平,为压铸生产提供可靠保证,是大型压铸模设计所追求的方向。
压铸模具结构
通常压铸模具的基本结构包含:融杯、成形镶块、模架、导向件、抽芯机构、推出机构以及热平衡系统等。
压铸模具设计开发流程
模具设计和开发流程,模具设计阶段需要设计人员所做的工作及模具设计的整体思路,其中包含一些与标准认证相关的设计和开发流程,对设计阶段可能产生的缺陷具有一定的预防作用。
压铸模具设计要点
第一,运用快速原型技术和三维软件建立合理的铸件造型,初步确定分型面、浇注系统位置和模具热平衡系统。
按照要求把二维铸件图转化为三维实体数据,根据铸件的复杂程度和壁厚情况确定合理的收缩率(一般取0.05%~0.06%),确定好分型面的位置和形状,并根据压铸机的数据选定压射冲头的位置和直径以及每模压铸的件数,对压铸件进行合理布局,然后对浇注系统、排溢系统进行三维造型。
第二,进行流场、温度场模拟,进一步优化模具浇注系统和模具热平衡系统。
把铸件、浇注系统和排溢系统的数据进行处理以后,输入压铸工艺参数、合金的物理参数等边界条件数据,用模拟软件可以模拟合金的充型过程及液态合金在模具型腔内部的走向,还可进行凝固模拟及温度场模拟,进一步优化浇注系统并确定模具冷却点的位置。模拟的结果以图片和影像的形式表达整个充型过程中液态合金的走向、温度场的分布等信息,通过分析可以找出可能产生缺陷的部位。在后续的设计中通过更改内浇口的位置、走向及增设集渣包等措施来改善充填效果,预防并消除铸造缺陷的产生。
第三,根据3D模型进行模具总体结构设计。
模拟过程进行的同时我们可以进行模具总布置设计,具体包括以下几个方面:
(1)根据压铸机数据进行模具的总布置设计。
在总布置设计中确定压射位置及冲头直径是首要任务。压射位置的确定要保证压铸件位于压铸机型板的中心位置,而且压铸机的四根拉杆不能与抽芯机构互相干涉,压射位置关系到压铸件能否顺利地从型腔中顶出;冲头直径则直接影响压射比的大小,并由此影响到压铸模具所需的锁模力的大小。因此确定好这两个参数是我们设计开始的第一步。
(2)设计成形镶块、型芯。
主要考虑成形镶块的强度、刚度,封料面的尺寸、镶块之间的拼接、推杆和冷却点的布置等,这些元素的合理搭配是保证模具寿命的基本要求。对于大型模具来说尤其要考虑易损部位的镶拼和封料面的配合方式,这是防止模具早期损坏和压铸过程中跑铝的关键,也是大模具排气及模具加工工艺性的需要。图4所示模具成形部分采用10块模块镶拼结构。
(3)设计模架与抽芯机构。
中小型压铸模具可以直接选用标准模架,大型模具必须对模架的刚度、强度进行计算,防止压铸过程中因模架弹性变形而影响压铸件的尺寸精度。抽芯机构设计的关键是把握活动元件间的配合间隙和元件间的定位。考虑模架工作过程中受热膨胀对滑动间隙的影响,大型模具的配合间隙要在0.2~0.3mm之间,成形部分的对接间隙在0.3~0.5mm之间,根据模具的大小及受热情况选用。成形滑块与滑块座之间采用方键定位。抽芯机构的润滑也是设计的重点,这个因素直接影响压铸模具的连续工作的可靠性,优良的润滑系统是提高压铸劳动生产率的重要环节。
(4)加热与冷却通道的布置及热平衡元件的选用。
由于高温液体在高压下高速进入模具型腔,带给模具镶块大量的热量,如何带走这些热量是设计模具时必须考虑的问题,特别是大型压铸模具,热平衡系统直接影响着压铸件的尺寸和内部质量。快速安装及准确控制流量是现代模具热平衡系统的发展趋势,随着现代加工业的发展,热平衡元件的选用趋向于直接选用的设计模式,即元件制造公司直接提供元件的二维和三维数据,设计者随用随选,既能保证元件的质量还能缩短设计周期。
(5)设计推出机构。
推出机构可分为机械推出和液压推出两种形式,机械推出是利用设备自身的推出机构实现推出动作,液压推出是利用模具自身配备的液压缸实现推出动作。设计推出机构的关键是尽量使推出合力的中心与脱型合力的中心同心,这就要求推出机构要具有良好的推出导向性、刚性及可靠的工作稳定性。对于大型模具来说推出机构的重量都比较大,推出机构的元件与型框间容易因为模具自重而使推杆偏斜,使之出现推出卡滞现象,同时模具受热膨胀对推出机构的影响也特别大,因此推出元件与模框间的定位及推板导柱的固定位置是及其重要的`,这些模具的推板导柱一般要固定在把模板上,把模板、垫铁及模框间用直径较大的圆销或方键定位,这样可以最大限度地消除热膨胀对推出机构的影响,必要时还可以采用滚动轴承和导板来支撑推出元件,同时在设计推出机构时要注意元件间的润滑。北美地区模具设计者通常在动模框的背面增加一块专门的润滑推杆的油脂板,加强对推出元件的润滑。如图5所示,动模框底部增加润滑油板,有油道与推杆过孔相通,工作时加注润滑油,可以润滑推出机构,防止卡滞。
(6)导向与定位机构的设计。
在整个模具结构中导向与定位机构是对模具运行稳定性影响最大的因素,也直接影响到压铸件的尺寸精度。
模具的导向机构主要包括:合模导向、抽芯导向、推出导向,一般导向元件要采用特殊材料的摩擦副,起到减磨和抗磨的作用,同时良好的润滑也是必不可少的,每个摩擦副间都要设置必要的润滑油路。需要特别指出的是特大型滑块的导向结构一般采用铜质导套和硬质导柱的导向形式,配合以良好的定位形式,确保滑块运行平稳,准确到位。
模具定位机构主要包括:动静型间的定位、推出复位定位、成形滑块及滑块座间的定位、型架推出部分与型框间的定位等。动静型间的定位是一种活动性质的定位,配合的准确性要求更高,小型模具可以直接采用成形镶块间的凸凹面定位,大型压铸模具必须采用特殊的定位机构,以消除热膨胀对模具定位精度的影响,另外几种定位结构是元件间的定位,是固定定位,一般采用圆销和方键定位。成形镶块间的凸凹面定位,保证动静型间定位准确,防止模具错边。
一般采用定位块、定位孔、导柱、导套进行的定位,属于精定位。
压力铸造high pressure die casting(简称压铸)的实质是在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型(压铸模具)型腔,并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。
高压和高速充填压铸型是压铸的两大特点。它常用的压射比压是从几千至几万kPa,甚至高达2×105kPa。充填速度约在10~50m/s,有些时候甚至 可达100m/s以上。充填时间很短,一般在0.01~0.2s范围内。
铸件尺寸精度高,一般相当于6~7级,甚至可达4级;表面光洁度好,一般相当 压铸车间
于5~8级;强度和硬度较高,强度一般比砂型铸造提高25~30%,但延伸率 降低约70%;尺寸稳定,互换性好;可压铸薄壁复杂的铸件。例如,当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm;铝合金铸件可达0.5mm;最小铸出孔径为 0.7m 压铸虽然有许多优点,但也有一些缺点,尚待解决。如: 1). 压铸时由于液态金属充填型腔速度高,流态不稳定,故采用一般压铸法,铸件易产生气孔,不能进行热处理; 2). 对内凹复杂的铸件,压铸较为困难; 3).高熔点合金(如铜,黑色金属),压铸型寿命较低; 4).不宜小批量生产,其主要原因是压铸型制造成本高,压铸机生产效率高,小批量生产不经济。 2、压铸应用范围及发展趋势 压铸是最先进的金属成型方法之一,是实现少切屑,无切屑的有效途径,应用很广,发展很快。目前压铸合金不再局限于有色金属的锌、铝、镁和铜,而且也逐渐扩大用来压铸铸铁和铸钢件。 压铸件的尺寸和重量,取决于压铸机的功率。由于压铸机的功率不断增大,铸件形尺寸可以从几毫米到1~2m;重量可以从几克到数十公斤。国外可压铸直径为 2m,重量为50kg的铝铸件。压铸件也不再局限于汽车工业和仪表工业,逐步扩大到其它各个工业部门,如农业机械、机床工业、电子工业、国防工业、计算 机、医疗器械、钟表、照相机和日用五金等几十个行业。在压铸技术方面又出现了真空压铸、加氧压铸、精速密压铸以及可溶型芯的应用等新工艺。
编辑本段压铸机
压铸机的类型
压铸机一般分为热压室压铸机和冷压室压铸机两大类。冷压室压铸机按其压室结构和布置方式分为卧式压铸机和立式压铸机(包括全立式压铸机)两种。 热压室压铸机(简称热空压铸机)压室浸在保温溶化坩埚的液态金属中,压射部件不直接与机座连接,而是装在坩埚上面。这种压铸机的优点是生产工序简单,效率 高;金属消耗少,工艺稳定。但压室,压射冲头长期浸在液体金属中,影响使用寿命。并易增加合金的含铁量。热压室压铸机目前大多用于压铸锌合金等低熔点合金 铸件,但也有用于压铸小型铝、镁合金压铸件。 冷室压铸机的压室与保温炉是分开的。压铸时,从保温炉中取出液体金属浇入压室后进行压铸。
压铸机的选择
实际生产中并不是每台压铸机都能满足压铸各种产品的需要,而必须根据具体情况进行选用,一般应从下述两方面进行考虑: 1)按不同品种及批量选择 在组织多品种,小批量生产时,一般要选用液压系统简单,适应性强,能快速进行调整的压铸机,在组织少品种大量生产时,要选用配备各种机械化和自动化控制机构的高效率压铸机;对单一品种大量生产的铸件可选用专用压铸机。 2) 按铸件结构及工艺参数选择 铸件外形寸尺,重量、壁厚等参数对选用压铸机有重要影响。 铸件重量(包括浇注系统和溢流槽)不应超过压铸机压定的额定容量,但也不能过小,以免造成压铸机功串的浪费。一般压铸机的额定容量可查说明书。 压铸机都有一定的最大和最小型距离,所以压型厚度和铸件高度要有一定限度,如果压铸型厚度或铸件高度太大就可能取不出铸件。
编辑本段压铸工艺
在压铸生产中,压铸机、压铸合金和压铸型是三大要素。压铸工艺则是将三大要素作有权的组合并加以运用的过程。使各种工艺参数满足压铸生产的需要。
压力和速度的选择
压射比压的选择,应根据不同合金和铸件结构特性确定。对充填速度的选择,一般对于厚壁或内部质量要求较高的铸件,应选择较低的充填速度和高的增压压力;对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件,应选择较高的比历和高的充填速度。
浇注温度
浇注温度是指从压定进入型腔时液态金属的平均温度,由于对压室内的液态金属温度测量不方便,一般用保温炉内的温度表示。 浇注温度过高,收缩大,使铸件容易产生裂纹、晶粒粒大、还能造成粘型;浇注源度过低,易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。因此浇注温度应与压力、压铸型温度及充填速度同时考虑。
压铸型的温度
铸压型在使用前要预热到一定温度,一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。 在连续生产中,压铸型温度往往升高,尤其是压铸高熔点合金,升高很快。温度过高除使液态金属产生粘型外,铸件冷却缓慢,使晶粒粗大。因此在压铸型温度过高时,应采期冷却措施。通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。
充填、持压和开型时间
1)充填时间 自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止,所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积的大小和复杂程度。对大而简单的铸件,充填时间要相对长 些,对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。充填时间与内浇口的截面积大小或内浇口的宽度和厚度有密切关系,必须正确确定。 2)持压和开型时间 从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时,继续在压射冲头作用下的持续时间,称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。 持压后应开型取出铸件。从压射终了到压铸打开的时间,称为开型时间,开型时间应控制准确。开型时间过短,由于合金强度尚低,可能在铸件顶出和自压铸型落下 时引起变形;但开型时间太长,则铸件温度过低,收缩大,对抽芯和顶出铸件的阻力亦大。一般开型时间按铸件壁厚1毫米需3秒钟计算,然后经试任调整。
压铸用涂料
压铸过程中,为了避免铸件与压铸型焊合,减少铸件顶出的摩擦阻力和避免压铸型过分受热而采用涂料。对涂料的要求: 1) 在高温时,具有良好的润滑性; 2) 挥发点低,在100~150℃时,稀释剂能很快挥发; 3) 对压铸型及压铸件没有腐蚀作用; 4) 性能稳定在空气中稀释剂不应挥发过决而变稠; 5) 在高温时不会析出有害气体; 6) 不会在压铸型腔表面产生积垢。
铸件清理
铸件的清理是很繁重的工作,其工作量往往是压铸工作量的10~15倍。因此随压铸机生产率的提高,产量的增加,铸件清理工作实现机械化和自动化是非常重要的。 1)切除浇口及飞边 切除浇口和飞边所用的设备主要是冲床,液压机和摩擦压力机,在大量生产件下,可根据铸件结构和形状设计专用模具,在冲床上一次完成清理任务。 2)表面清理及抛光 表面清理多采用普通多角滚筒和震动埋入式清理装置。对批量不大的简单小件,可用多角清理滚筒,对表面要求高的装饰品,可用布制或皮革的抛光轮抛光。对大量生产的铸件可采用螺壳式震动清理机。 清理后的铸件按照使用要求,还可进行表面处理和浸渍,以增加光泽,防止腐蚀,提高气密性。m;最小螺距为0.75mm。
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访客 评论于 2023-01-15 07:41:21 回复
金属的锌、铝、镁和铜,而且也逐渐扩大用来压铸铸铁和铸钢件。 压铸件的尺寸和重量,取决于压铸机的功率。由于压铸机的功率不断增大,铸件形尺寸可以从几毫米到1~2m;重量可以从几克到数十公斤。国外可压铸直径为 2m,重量为50kg的
访客 评论于 2023-01-15 07:51:36 回复
我们可以进行模具总布置设计,具体包括以下几个方面: (1)根据压铸机数据进行模具的总布置设计。 在总布置设计中确定压射位置及冲头直径是首要任务。压射位置的确定要保证压铸件位于压铸机型板的中心位置,而且压铸机的四根拉杆不能与抽芯
访客 评论于 2023-01-15 13:59:30 回复
时间1)充填时间 自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止,所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积的大小和复杂程度。对大而简单的铸件,充填时间要相对长 些,对复杂
访客 评论于 2023-01-15 08:23:06 回复
尺寸精度。抽芯机构设计的关键是把握活动元件间的配合间隙和元件间的定位。考虑模架工作过程中受热膨胀对滑动间隙的影响,大型模具的配合间隙要在0.2~0.3mm之间,成形部分的对接间隙在0.3~0.5mm之间,根据模具的大