真空压铸模具设计方案探讨

发布日期:[10-04-04 11:29:49] 浏览人次:[]

真空压铸模具设计方案探讨

葛晓宏      秦    耘      阎 • 爱米尼哥

摘要:在当今的工业产品中,越来越多的有色金属零件采用了压铸工艺,使得压铸工业呈现出更加广阔的发展前途;同时产品结构更复杂,成品率也要求更高,这无疑对传统的压铸工艺提出了更为严峻的挑战。其中,影响铸件的机械性能,表面质量和气密性等最重要的因素——与气孔有关的缺陷,是最难解决的。

采用真空压铸工艺后,问题转化为压铸模具浇道及排气方案的设计。结合生产示例,探讨交流真空压铸模具设计过程及关键点。

关键词:真空压铸    模具    排气方案    实例验证

引言

与砂型和重力铸造相比,传统压铸件的微观结构不尽人意,主要原因是高速金属流在浇口处的喷射,要比金属缓慢喂入砂型或金属模腔更容易接触型腔内的空气和烟气。真空压铸工艺的重点是尽量减少这种气液接触,因此将型腔内气体有效的排出是真空压铸模具设计的关键。

对于压铸模具,传统排气设计与真空排气设计并无本质区别。只是排气的方式上前者为被动排气,利用金属流动将气体排出,即所谓的正压压射;后者为主动排气,即由采用真空装置,随压射的进行将型腔内的气体抽出,也称为负压压射。就排气效果而言,相差甚远,正确的真空排气应用将会极大降低型腔内的气体含量,从而有效地提高产品的质量。本文将就真空模具方案设计所涉及的一些内容展开讨论,重点是排气方案设计。

1  真空压铸模具设计基础

了解和掌握产品和铸件方面的知识越多,真空模具设计方案越准确。首先要进行的是模具型腔布置,包括确定分型面、模穴数量和布置方式;其次要考虑的是可能的充型位置和方向等。其中最重要是浇口设计。为了确定正确的浇口面积,以下因素必须要先行考虑:

-     铸件大小

-     几何形状,包括壁厚,流动路径,最后充型点,排气点等等

-     优化的模具温度

-     去边操作可行性

-     铸件质量要求,包括整体性和局部性的安全性,气密性,表面处理和机加要求等

-     充型时间

-     浇口速度

其中铸件净重,充型时间,浇口速度是模具设计的最基本计算数据。锌和铝铸件的充型时间请分别参考表一及表二。

表一:锌合金充型时间选择经验数据

铸件净重

壁厚

短流动路径

中流动路径

长流动路径

5克

小于1毫米

5

3

1

大于3毫米

8

4

3

15克

小于1.1毫米

7

5

2

大于3毫米

9

7

5

50克

小于1.2毫米

10

7

4

大于3.5毫米

14

10

7

150克

小于1.2毫米

14

11

8

大于4毫米

17

14

11

500克

小于1.3毫米

18

16

12

大于5毫米

26

21

16

1000克

小于1.5毫米

22

20

15

大于6毫米

32

26

20

表二:铝合金充型时间选择经验数据

铸件净重

壁厚

短流动路径

中流动路径

长流动路径

30克

小于1.1毫米

6

4

2

大于3毫米

10

8

5

100克

小于1.2毫米

10

8

6

大于3.5毫米

17

13

9

500克

小于1.4毫米

24

19

12

大于4毫米

38

28

21

1000克

小于1.6毫米

34

29

22

大于4.5毫米

50

37

30

3000克

小于2毫米

58

50

38

大于5毫米

75

65

53

9000克

小于2.5毫米

94

85

65

大于7毫米

150

110

92

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