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模具設計影響鋁壓鑄件的質量

2017-7-11 13:10:53

學技術的發展，對壓鑄件產品的安全性和造型美觀的要求不斷提高。根據使用的不同，對零件的質量的評價有所不同。今天小編來給大家講講模具設計是怎么影響鋁壓鑄件質量的。如何生產出高質量的零件，對節約材料、能源和縮短制造工時，提高經濟效益都有很大的意義。
一.影響壓鑄件質量的因素
影響壓鑄件質量的因素很多，如壓鑄機類型及質量、壓鑄件幾何結構及技術要求的合理性、模具的結構及操作人員的技術水平等。
1.壓鑄件的設計
設計者應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，然后根據使用要求及工作環境選擇適當的材質，了解其材質壓鑄性能等。在設計時，要特別注意在滿足使用要求的前提下，盡量使壓鑄件結構簡單。壁厚適當均勻，且留有必要的出模斜度，否則會導致壓鑄件上出現凹坑、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合理，否則會對模具設計、模具加工、工藝條件的制定和管理造成不必要的麻煩，又會造成大量的不合格產品。
2.模具結構、加工精度及模具材料的選擇
壓鑄件是由模具壓鑄的，無疑模具的設計、加工、模具材料的選擇等與產品質量有密切關系。模具結構不合理，無論從工藝上采取何種措施，都很難使產品合格。
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等，都會影響產品的質量及模具壽命。
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，通常選用材料的平均收縮率。對于高精度的壓鑄件，設計模具時，選用材料收縮率應特別注意，必要時，可以先作試驗模具，在試驗模具上取得需要的數據之后，再著手設計和制造用于大量生產的模具。
4.壓鑄工藝的制定和執行
壓鑄工藝的制定和執行，與模具、壓鑄設備的質量、操作人員的技術水平有關。在國內現有壓鑄設備條件下，對壓鑄工藝參數還難于實現穩定、可靠、精確的控制。實現基本控制壓鑄工藝是將壓鑄設備、壓鑄材料和模具等要素組合并加以運用的過程。對工藝及主要參數不嚴執行，會使壓鑄件發生縮松、變形、欠鑄、尺寸不合格等。
二.壓鑄件質量與模具的關系
模具是壓鑄件的主要工具，因此，在設計模具時，應盡量注意使模具總體結構及模具零件結構合理，便于制造，便于使用，安全可靠。要使模具在壓鑄中不變形，金屬液在模內流動穩定，能均勻地使鑄件冷卻，能全自動壓鑄而無故障。此外，要根據生產批量、材質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構要合理
從強度的觀點來看，把模具零件設計成整體的好，堅固耐用，在使用中不易損壞，不易變形。但是，如果壓鑄件形狀復雜，模具零件也復雜，會使模具加工困難，加工的精度不高。若把模具零件做成組合式，則加工大為簡化，易獲得高的加工精度，進而可獲得高質量的壓鑄件。
2.型腔數的決定
決定型腔數，要考慮設備能力、模具加工的難易、生產批量大小、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、幾何形狀復雜時，最好一模一腔。小型鑄件根據情況而定。
3.澆注系統的設計
澆注系統不僅是液體金屬充填壓鑄型的通道，還對熔體的流動速度和壓力的傳遞以及排氣條件、壓鑄型熱平穩等因素有調節作用，所以，設計澆注系統必須分析鑄件的結構特點、技術要求、合金種類及其特性，還要考慮壓鑄機的類型及特點等，這樣才能設計合理的澆注系統。
4.排氣系統設計
模具應設有足夠溢流范圍的溢流槽和排氣通道，這對保證產品質量很重要。人們常常忽視溢流通道由進來的金屬液過早堵死的現象。要采用合理的結構，使金屬液先流進溢流槽的較深的部位，保證排氣孔在最長時間內一直是通的。此外，溢流槽應設有頂料桿，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量的一個重要因素。模溫不當，不但影響壓鑄件的內外質量(如鑄件產生氣孔、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，使壓鑄模出現龜裂，使鑄件表面形成難以清除的網狀毛刺，影響壓鑄件的外觀質量。以鋁合金為例，合金溫度在670-710℃澆入鑄型。在長期生產實踐中，總結得出模具最佳溫度應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有利于獲得優質高產鑄件。
模具一般都不用氣體或電加熱，而采用預熱冷卻裝置，這些裝置是按照要求用油作介質，對模具進行預熱和冷卻的。
6.成型零件尺寸的決定
計算壓鑄零件尺寸時，選用壓鑄材料的收縮率要符合實際，不然會導致生產的產品不合格。必要時，通過試驗模具實測之后，再計算壓鑄件的尺寸。對于高精度的產品，甚至要把模具壓鑄零件材料的熱膨脹以及產品壓鑄后保存、使用環境對產品尺寸精度的影響考慮在內。
7.分型面位置的決定
分型面的位置，會影響到模具加工、排氣、產品脫模等。通常，分型面會在產品上留下一條痕跡線，影響產品的表面質量及尺寸精度。因此，設計分型面位置時，除考慮到產品脫模、模具加工、排氣等問題外，可把分型面位置放在產品表面質量要求不高，或尺寸精度不高的地方。
8.模具不能變形
往往由于模具結構不合理或模具材料選用不當，造成模具在使用中裂口、變形，進而導致產品不合格，為此，在設計模具時，必須采取適當的措施來保證產品的質量。
通常，壓鑄時，模具內壓力為70-100MPa，為使模具不變形錯位，型腔要充分厚，安裝型芯的板及墊板要充分厚，必要時墊板下可以增加支墊。型芯與型腔要安裝可靠，型芯與安裝孔側面粗糙度要合適，粗糙度不能太低，穿通孔型芯應兩邊固定，以防止產品一邊壁厚，一邊壁薄。對產品上盲孔的型芯，也應從進料口部位、數量及型芯加固上想辦法，使型芯受力均衡。
對壓鑄模可對型腔、墊板進行強度校核。對型腔壁厚進行強度、剛度校核，對墊板進行剛度校核。除在模具結構上采取某些保證措施之外，還得選用變形小、強度好的模具材料。另外，模具導柱與導套之間存在間隙，或導柱、導套在使用過程中的磨損都會影響到產品的質量。特別是尺寸精度高的產品，為了保證產品精度，可在分型面上設置動、定模錐面配合部分，或者在型腔周圍適當的地方設置2-4個定位桿，起定位及增強作用，以防止動、定模錯位，這對大型、大批量生產用模更為重要。
推出系統應設置導柱，以防止推桿等工作不平穩，受單側磨損，保證產品受力均勻，頂出時不使產品變形。

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