压铸模具简单介绍及模具设计注意事项之一(仅供参考)

开篇一张图,其余全靠编系列之压铸模具。金属液在通过浇口时,其填充方式可分为层流式填充、喷射流填充、雾化流填充三种方式。当浇口速度较低时,填充方式显层流的状态;当速度增加,金属液不再是连续流出,而是呈粗颗粒状喷出;当速度更高时,水则会呈雾状的细微颗粒喷出。采用层流填充或雾状流填充

关键词:压铸模具;模具设计

压铸模具:
压铸模具
压铸模具

压铸模具是铸造液态模锻的一种方法,一种在专用的压铸模锻机上完成的工艺。压铸材料、压铸机、模具是压铸生产的三大要素,缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用,使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件,甚至优质铸件的过程。

一、压铸成型的基本介绍展开

压铸成型的工艺过程
工艺过程
压铸工艺过程

压铸成型基本工艺过程:金属液先低速或高速铸造充型进模具的型腔内,模具有活动的型腔面,它随着金属液的冷却过程加压锻造,既消除毛坯的缩孔缩松缺陷,也使毛坯的内部组织达到锻态的破碎晶粒。毛坯的综合机械性能得到显著的提高。

金属液在通过浇口时,其填充方式可分为层流式填充、喷射流填充、雾化流填充三种方式。当浇口速度较低时,填充方式显层流的状态;当速度增加,金属液不再是连续流出,而是呈粗颗粒状喷出;当速度更高时,水则会呈雾状的细微颗粒喷出。采用层流填充或雾状流填充均可产生令人满意的铸件,粗颗粒流填充因在填充过程中热量损失多而填充不好。一般而言,浇口愈薄,浇口速度愈高才能达到雾化流的状态。

金属液进入型腔的流动状态是由流道和内浇口的形式决定的。目前使用较多的流道形式有扇形流道和锥形流道两种。浇注系统由直浇道,横浇道和内浇道等三部份组成。扇形流道较适合于内浇口长度较短的产品,锥形流道适合于内浇口长度较长的产品。不管是扇形流道还是锥形流道,从流道开始到内浇口其截面积应该逐渐缩小,才能保证控制合金液的流态,并防止气体卷入浇注系统;横浇道应具有一定的长度,可对金属液起到稳流和导向作用。

压铸成型的金属材料介绍
模流分析
模流分析

压铸件所采用的合金主要是有色合金,至于黑色金属(钢、铁等)由于模具材料等问题,较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛,锌合金次之。

常见压铸用合金材料收缩率,如下表(仅供参考):

合金分类 受阻收缩率 混合收缩率 自由收缩率
铅合金 0.2~0.3% 0.3~0.4% 0.4~0.5%
低熔点合金 锡合金 锌合金 0.3~0.4% 0.4~0.6% 0.6~0.8%
低熔点合金 铝硅系 0.3~0.5% 0.5~0.7% 0.7~0.9%
压铸有色合金 铝合金 铝铜系 铝镁系 0.5~0.7% 0.7~0.9% 0.9~1.1%
高熔点合金 铝锌系镁合金 0.5~0.7% 0.7~0.9% 0.9~1.1%
说明:待确认

常见压铸用合金材料建议成型温度,如下表(仅供参考):

合金分类 铸件平均壁厚≤3mm 铸件平均壁厚>3mm
结构简单 结构复杂 结构简单 结构复杂
铝合金 铝硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 610-650℃
铝铜系 630-660℃ 660-700℃ 600-640℃ 630-660℃
铝镁系 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
铝锌系 590-620℃ 620-660℃ 580-620℃ 600-650℃
锌合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃
镁合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
铜合金 普通黄铜 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃
硅黄铜 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃
说明:①浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量;②锌合金的浇铸温度不能超过450℃,以免晶粒粗大。

二、压铸模具的典型结构展开

压铸模具的典型结构
压铸模架
压铸模架

一般情况下,压铸模具所用模架都是定制的,成本比较高,交期比较长。随着压铸件需求量的增加,不少模具标准件厂商开始提供压铸专用模架。

模具标准件厂商龙记集团就推出了多款压铸专用标准模架,适合160吨至500吨冷室机使用,满足压铸业缩短货期及减省成本要求。

三、压铸模具的设计方法和设计程序展开

一般设计过程:
  1. 研究分析产品图样,了解压铸件用途、使用状况、外观要求,特别是关键部位尺寸精度要求以及所使用的材料品种及成型工艺性能。
  2. 按压铸件的生产批量,确定压铸模的类型。如压铸件批量较大,选用固定式压铸模结构;压铸件批量较小,采用移动式压模结构。
  3. 构思几种模具结构方案进行比较,采用容易制造、便于操作,能确保成型压铸件品质的模具结构。根据压铸件的大小、形状和嵌件多少及精度要求,确定采用压铸模还是传递模,采用封闭式压铸模还是半封闭式压铸模结构等。
  4. 选定分型面。在选择分型面时,表面粗糙度要求较细微的型面,一定不要作为分型面。
  5. 设计凸、凹模,要进行必要的尺寸计算,标注公差要合理。
  6. 确定模架尺寸。根据所设计的凸模与凹模确定模架及固定板外形尺寸,强度要合适。
  7. 确定导向形式,设计其大小尺寸和安装固定方法。
  8. 确定上、下模定位方式和结构形式及尺寸。
  9. 计算压模所需的电功率大小,设计电热元件。
  10. 设计卸模与零件出模卸件装置,要力求受力均衡。

四、与压铸模具相关的工艺术语展开

压力铸造:die casting

将熔融合金在高温、高压条件下填充模具型腔,并在高压下冷却凝固成型的铸造方法。

压铸模具:die-casting

压力铸造成型工艺中,用以成型铸件所用的模具。

锁模力:locking force

在充型过程中,为使动、定模相互紧密闭合而施加在模具上的力。

压力中心:pressure center

在平行于锁模力方向上,熔融合金传递给模具的压力合力的作用点。

投影面积:project area

模具型腔、浇注系统及溢流系统在垂直于锁模力方向上投影的面积总和。

浇注系统:casting system

熔融合金在压力作用下充填模具型腔的通道,包括:直浇道,横浇道和内浇口。

直浇道:sprue

从模具浇注系统入口至横浇道之间的通道。

横浇道:runner

从模具浇注系统的直浇道末端至内浇口之间的通道。

内浇口:gate

熔融合金进入模具型腔的入口。

溢流槽:overflow well

在模具中用以排溢、容纳氧化物及冷污熔融合金或用以积聚熔融合金以提高模具局部温度的凹槽(渣包)。

浇口套:sprue bush

形成直浇道的圆套形零件。(料筒)

分流锥:sprue spreader

正对直浇道装配,使熔融合金分流,并能平稳地改变流向的圆锥形零件。

导流块:baffle

能使熔融合金在模具浇注系统中平稳的改变流向的零件。

排气槽:air vent

为使压铸过程中型腔内的气体排出模具而设计的气流沟槽。

排气塞:venting plug

为使压铸过程中型腔内的气体排出模具,带有微孔或沟槽的金属塞。

排气板:venting plate

为使压铸过程中型腔内的气体排出模具,开有排气槽的板件。(排气块)

隔流板:plug baffle

为改变冷却水的流向而在模具冷却通道内设置的板件。

冷环却:cooling ring

在浇口套外设置的环形冷却水套。(水套)

结束语展开

待完善...

参考引用:
  1. 《模具设计手册》
  2. 《机械设计手册》
  3. 360百科:https://baike.so.com/

责任编辑:Andrew