壓鑄模具適應性改進設(shè)計及保護措施分析

劉志祥

摘 要：系統(tǒng)分析了壓鑄模具的適應性改進設(shè)計，并提出了一系列模具保護措施，以期為相關(guān)單位的研究提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：壓鑄模具；改進設(shè)計；保護措施；脫模劑

中圖分類號：TG231 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.131

所謂“壓鑄模具”，是指在專用壓鑄模鍛機上鑄造液態(tài)模鍛的方法。隨著壓鑄自動化進程的不斷推進，壓鑄模具的改進設(shè)計變得越來越重要。但在改進過程中，需要采取有效的模具保護措施。因此，本文就壓鑄模具適應性改進設(shè)計及其保護措施進行了探討。

1 壓鑄模具的適應性改進

在模具的生產(chǎn)中，預防模具故障是一項長期且困難的工作，任何問題都會在自動化生產(chǎn)過程中埋下安全隱患，進而生產(chǎn)出大量的廢品，為企業(yè)造成不必要的經(jīng)濟損失。因此，相關(guān)工作人員必須在設(shè)計階段完善模具設(shè)計。

1.1 液壓缸替換斜導柱

在壓鑄模具的自動化生產(chǎn)中，包含脫模劑噴涂環(huán)節(jié)。目前，常用的噴霧機多為兩軸伺服系統(tǒng)噴霧機和老式的銅管噴頭式噴霧機。噴涂系統(tǒng)的噴頭在模具分型后，從模具頂部垂直進入，并根據(jù)控制系統(tǒng)的指令，以一定的速度上、下移動噴頭，對模具的動模、定模表面進行脫模劑噴涂和吹氣動作。由于噴頭從模具頂部進入會影響噴霧機的正確動作，甚至損壞噴霧機，因此，需要用液壓缸抽芯裝置替換斜導柱抽芯裝置，如圖1所示。

由于自動噴霧機是按設(shè)定好的程序噴涂的，所以，其噴涂的靈活性較差，無法持續(xù)噴涂某一部位。特別是對于大型滑塊而言，開模后滑塊背面的型芯會被遮擋，無法實現(xiàn)有效噴涂，如圖2所示。因此，需要在模具滑塊部位適當增加“內(nèi)噴涂”系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對滑塊背面的補充噴涂。

1.2 優(yōu)化冷卻系統(tǒng)

模具的溫度是非常重要的壓鑄工藝參數(shù)之一，它會影響鑄件的外觀、填充時間、填充速度、壓力傳遞等。因此，正確、恒定的模具溫度是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件、提高生產(chǎn)率、降低廢品率和延長模具壽命的基本前提。自動化生產(chǎn)加快了模具生產(chǎn)的速度，加之自動噴涂時間比人工噴涂時間短，導致模具在生產(chǎn)時的溫度較高。因此，自動化生產(chǎn)中對壓鑄模具冷卻系統(tǒng)的要求非常嚴格，冷卻水道的布置、點冷卻的設(shè)置必須科學、合理，以往設(shè)置直通式冷卻水道或不設(shè)置冷卻水道的方法已無法滿足新形勢下的模具生產(chǎn)要求。

在設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，設(shè)計人員必須詳細了解壓鑄模具的工藝參數(shù)。在整個鑄造過程中，注入模具中的金屬液是唯一的熱量來源。因此，設(shè)計人員必須考慮壓鑄模能否起到“散熱器”的作用，并詳細計算金屬液釋放的熱量和模具冷卻系統(tǒng)吸收的熱量。當壓鑄模具釋放的熱量、冷卻流體循環(huán)帶走的熱量與不斷澆注的金屬液釋放的熱量趨于一致時，壓鑄模具可達到熱平衡。

為了使冷卻系統(tǒng)的設(shè)計最優(yōu)化，可采用壓鑄CAE軟件模擬計算，并優(yōu)化原有的冷卻系統(tǒng)，確保模具的溫度均衡、一致。

1.3 提升模具型芯的可靠性

要想提升模具型芯的可靠性，可從模具型芯的彎曲斷裂和模具型芯的后退現(xiàn)象入手。

對于模具型芯的彎曲斷裂現(xiàn)象，可采取以下解決措施：①嚴格控制型芯的長徑比，以降低其彎曲的可能性。②模具內(nèi)澆口不可直接對準模具型芯。③盡量縮小型芯孔口部的倒角，避免使用臺階型芯，從而消除應力集中現(xiàn)象，如圖3所示。④采用優(yōu)質(zhì)的鋼材、合適的熱處理工藝，從而提高型芯的質(zhì)量。⑤處理型芯表面，減小其抱緊力。

一般情況下，型芯的尾部由1個內(nèi)六角錐端緊定螺釘固定，但在型芯使用的過程中，螺釘可能會松動或在更換型芯后未被擰緊，導致型芯后退。針對該問題，常用的解決方法是使用2個內(nèi)六角錐端緊定螺釘固定型芯的尾部，并加強對模具的檢查和驗收，從而確保型芯在生產(chǎn)過程中不后退。

1.4 提升頂出系統(tǒng)的穩(wěn)定性

模具頂出系統(tǒng)的設(shè)計涉及的計算內(nèi)容較多，多數(shù)情況下，模具廠會憑借經(jīng)驗設(shè)置頂出桿的數(shù)量、直徑和頂出板的厚度，且不校核頂出桿的穩(wěn)定性、變形量，導致在使用過程中常出現(xiàn)頂出桿彎曲、斷裂的現(xiàn)象，進而損毀模具。因此，為了滿足壓鑄模具自動化生產(chǎn)的要求，相關(guān)人員必須核對頂出桿的穩(wěn)定性、受推面積等。此外，頂出板回程限位塊的設(shè)置也非常重要。目前，多數(shù)回程限位塊采用圓形限位，限位塊與頂出板的接觸面積較小，長期使用后，限位塊常發(fā)生變形的情況，進而導致頂出板限位不可靠、頂出桿痕跡高出鑄件表面，嚴重影響了后續(xù)機械加工定位的可靠性，甚至導致鑄件報廢。因此，在頂出桿的設(shè)置中，應盡可能地避免鑄件黏在鑄模上，必要時應設(shè)置自動向頂出桿注油的輔助裝置，以免出現(xiàn)頂出桿卡殼的情況，從而確保鑄件的順利頂出。

2 模具的保護措施

壓鑄模具的自動化生產(chǎn)存在以下缺陷：①工作人員難以及時發(fā)現(xiàn)殘缺的模具；②模具或渣包黏在鑄模上或未完全掉落，進而導致模具損壞；③如果模具或渣包未完全掉落，則可能在下一次生產(chǎn)中出現(xiàn)模具廢料傷人的事故。

因此，在確保模具具有穩(wěn)定性的同時，還要采取一些必要的模具保護措施。比如，采用帶有檢測器的壓鑄模具、商品化的多功能模具監(jiān)視保護系統(tǒng)。該系統(tǒng)可檢測模具表面是否殘留有異物或存在滑塊錯位的情況，壓鑄成形后，可檢測模具是否黏在鑄模上、是否符合預期成形的要求，從而快速判定模具是否合格，有效解決在溫度較高的自動工作狀態(tài)下人工難以發(fā)現(xiàn)的問題，避免因再次合模而造成二次損失。

3 結(jié)束語

綜上所述，壓鑄模具的適應性改進設(shè)計在模具生產(chǎn)中有較大的現(xiàn)實意義。因此，相關(guān)工作人員需要采取有效的模具保護措施，從而提升壓鑄模具自動化生產(chǎn)的效率。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕