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      鋅合金材質(zhì)冷室壓鑄模具設(shè)計(jì)

      2019-06-30 10:27:44張景黎曹著名賈俊良
      企業(yè)科技與發(fā)展 2019年9期

      張景黎 曹著名 賈俊良

      【摘 要】根據(jù)鑄件制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對制件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和成型工藝的分析,設(shè)計(jì)了鋅合金冷室壓鑄模具。壓鑄模具一模成型一腔,采用側(cè)澆口和頂桿頂出。通過對制件的分析,根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)批量、制件的使用范圍及使用壽命的要求,對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了反復(fù)優(yōu)化,使用UG軟件完成了模具設(shè)計(jì),文章對模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

      【關(guān)鍵詞】鋅合金壓鑄模具;成型結(jié)構(gòu)分析;關(guān)鍵零件設(shè)計(jì)

      【中圖分類號】TG233 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688(2019)09-0075-02

      0 引言

      金屬殼體壓鑄件是汽車的配件,要求表面光整,無氣孔、疏松及砂眼。產(chǎn)品壓鑄成型后,除手工去毛刺外,不能夠有任何機(jī)械加工,壓鑄件成型后進(jìn)行時效處理、洗凈后噴漆處理。

      1 壓鑄產(chǎn)品圖

      壓鑄件二維和三維結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。技術(shù)要求:{1}材料為鋅合金;{2}冷室壓鑄成型;{3}壓鑄件的成型精度等級為IT4級;{4}鑄件表面粗糙度為Ra12.5 μm。

      2 結(jié)構(gòu)特征分析及成型工藝性分析

      2.1 結(jié)構(gòu)特征分析

      從整體結(jié)構(gòu)分析,該鑄件為殼體類壓鑄件,鑄件的壁厚度為5 mm,壁厚不均勻,部分鑄件整體比較厚,中間有54個孔。該壓鑄件為形狀復(fù)雜的精密件。

      2.2 工藝性能分析

      根據(jù)鑄件的材料性質(zhì)及成型的特性,確定鑄件的精度等級要求為IT4;其中,鑄件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo),包括缺料、溢料與飛邊、凹陷與縮癟、氣孔、翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是鑄件表面粗糙度的決定性因素,通常要比鑄件高出一個等級。鑄件表面粗糙度值為3.2 μm。

      3 殼體模具結(jié)構(gòu)圖

      根據(jù)上述分析,設(shè)計(jì)了鋅合金殼體制件的壓鑄模具結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2、圖3所示。

      動作原理:鑄件在壓鑄機(jī)的開模力的驅(qū)動下,鑄件模具沿著分型面分開,整體動模部分移動,壓鑄機(jī)中心頂桿帶動動模頂出底板,帶動14根頂針向前移動,頂動殼體鑄件,使鑄件從模具中脫離。模具復(fù)位后,準(zhǔn)備下一次注射。

      4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

      4.1 模具成型件數(shù)的確定

      通過計(jì)算和合理的分析,整體型腔數(shù)目為一模一件,便于模具成型,這樣可以簡化模具的造價,布局能夠簡化模具結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品的質(zhì)量。鋅合金殼體制件特點(diǎn):壁厚、通孔多,共有25個φ6 mm的通孔。

      4.2 分型面的確定

      根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)分析,鋅合金殼體制件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在結(jié)構(gòu)上確定其細(xì)孔由鑲針成型,因此分型面設(shè)計(jì)在鑄件中部,鑲針都固定在動模部分,保證動模型芯的包緊力大于定模型腔的包緊力,使制件強(qiáng)制留于動模。

      4.3 澆注系統(tǒng)的確定

      該鑄件是一個殼體零件,鑄件中部是2個凹槽,凹槽內(nèi)有26個細(xì)孔。該鑄件的澆口在設(shè)計(jì)時選用側(cè)澆口,開設(shè)在鑄件的中心。選用進(jìn)料方式為側(cè)面進(jìn)料(如圖3所示),這樣的設(shè)計(jì)能夠保證合金流入鑄件型腔均勻,在澆道對面開了4個冒口和排氣槽,杜絕了鑄件內(nèi)出現(xiàn)氣泡和熔接不良的現(xiàn)象,保證了鑄件的質(zhì)量。

      4.4 脫出結(jié)構(gòu)的確定

      根據(jù)殼體的結(jié)構(gòu),在殼體的四周上均勻分布頂桿,其尺寸為14×φ8 mm,在鑄件的對稱孔處均勻分布頂桿,其尺寸為12×φ5 mm,在模具的冒口處及澆道處均勻分布頂桿,其尺寸為6×φ8 mm,使鑄件在脫出時頂出力均勻分布,使薄壁鑄件及澆注系統(tǒng)能夠完全從鑄造模具順利脫出(如圖4所示)。

      4.5 成型結(jié)構(gòu)的確定

      成型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的合理性直接決定了壓鑄件的精度和表面質(zhì)量。本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用定模鑲塊與動模鑲塊及活動型芯成型。澆注系統(tǒng)、溢流排氣系統(tǒng)也加工在成型零件上。在壓鑄過程中,成型制件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件成型過程中受到壓鑄機(jī)給予內(nèi)部型腔的壓、高速充模的摩擦,容易發(fā)生磨損、變形和開裂,導(dǎo)致成型零件的破壞。設(shè)計(jì)壓鑄模成型零件要考慮壓鑄模的使用壽命,其結(jié)構(gòu)形式直接影響成型件的質(zhì)量。

      根據(jù)鋅合金殼體制件的使用功能,該鑄件表面設(shè)計(jì)2個凹槽,凹槽內(nèi)由54個φ5 mm組成,對稱分布,所以模具成型結(jié)構(gòu)采用鑲拼的結(jié)構(gòu)形式,其動模設(shè)計(jì)54鑲針和動模整體鑲拼(如圖5、圖6所示);鑄件表面的凹槽由動模鑲塊成型,上表面由定模鑲塊成型,54細(xì)孔由鑲針成型。

      5 結(jié)語

      在鋅合金殼體制件壓鑄模具設(shè)計(jì)與制造過程中,應(yīng)在滿足使用條件下對鑄件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?,使鑄件設(shè)計(jì)更加合理化。在投入生產(chǎn)制造之前,使用了企業(yè)壓鑄模具的模流分析軟件對內(nèi)部成型系統(tǒng)分析,對預(yù)知的問題提前分析并具體解決,達(dá)到了一次試模成功;完成了設(shè)計(jì)與制造的任務(wù),達(dá)到了客戶的成品要求。

      參 考 文 獻(xiàn)

      [1]模具使用技術(shù)叢書編委會.壓鑄模設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

      [2]賴華清.壓鑄工藝及模具[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

      [3]張景黎.NM-園射流盤注塑模具設(shè)計(jì)[J].科技通報,2017(8).

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