锌合金压铸锥形浇道系统设计方法

发布日期:[10-03-23 11:09:00] 浏览人次:[]

锌合金压铸锥形浇道系统设计方法

锌合金压铸浇注系统目前流行采用锥形浇道(见图1),锥形浇道系统是应用水力学的一个基本原理,通过不断收缩的由喷嘴到内浇道的截面积,可以控制流体的速度,减少流道内压力的损失,并获得高的内浇道速度,缩短充填时间。这种设计还可以有效地降低空气混入浇注系统,以减少产生铸件气孔缺陷。相比于传统的浇注系统设计,锥形流道比较轻巧,节省金属,并在试模阶段不需要太多的修改,使用证明的确有助于生产高品质的压铸件。

1.选择整体前流的填充形式

浇注系统设计的第一步是需要确定金属液以什么样的方式进入型腔并充填型腔,以锌合金压铸最理想的方式是整体前流,雾状充填,即让金属液有一个稳定饿流动前沿(整体前流),快速、均匀地填充整个型腔,将型腔内的气体通过排气道排出模外,并避免金属回流产生涡流。雾状充填可把气体打碎成极微小的气泡,均匀弥散在压铸件中,通常不影响力学性能。图2所示的填充状态,箭头示意金属液进入型腔的方向。

2.金属液进入型腔的射流方向(射流角度)

(1)射流方向

在锥形浇道中,金属液通过内浇道进入型腔,都是呈一定角度的,而不是直角射入,射流的角度由两个分速度决定(见图3):a、金属液沿横浇道方向前进的水平分速度;b、由金属压力作用产生的垂直分速度。

(2)作用

选择射流角度可以控制金属液进入型腔的方向。设计模具时,决定内浇道的截面积,选择合适的角度,试模时,发现问题,可以从这两方面进行调整、修正。锌合金充型速度一般是40m/s左右,在高压高速的作用下,金属液开始进入型腔是以喷射流充形,在填充过程中受到碰撞、摩擦、阻力等不断损耗时,喷射流变成压力流,因此,喷射流充填的部位比由压力流充填的部位的表面质量要好,而缺陷的产生,尤其是花纹易出现于压力流充填的部位。

(3)射流角度确定

为了使进入型腔的金属液按设想的方向迅速填充各部位,不留下死角,需确定射流角度。根据铸件的几何形状,以及所需要的射流方向来定,一般在25°-50°。

方法一:射流角度由(横浇道面积Ain)/(内浇道面积Ag)的比率而定(见图5中曲线)。

Ain-内浇道始端横浇道的面积(见图3)

Ag-内浇道截面积

例如Ain/Ag=1.0时,射流角度为45°。(见图5)

方法二:通过流道的位置设计来获得所需的射流方向。如在流道某些部位做成弯位,以改变金属的射流方向,如图4的浇道设计。从图2中箭头所示,可以看到,在浇道不同的位置上,金属液进入型腔的射流方向是不同的。

射流角度是随着横浇道和内浇口截面积的变化而变化。控制射流角度,可改善铸件某一部位的欠铸情况,利于排气。

3.从直浇道到内浇道的设计

整个浇注系统采用变截面形式,即从直浇道向内浇道逐渐收缩,以保证金属液连续保持充满浇注系统,最大限度减少涡流卷气。

喷嘴出口处浇道截面积比分流锥形流道入口截面积大10%。

(1)直浇道

Ⅰ、直浇道截面积的收缩率在5%-10%;(见图7)。

Ⅱ、从直浇道到横浇道弯位,顺着金属液流动的方向把截面积缩减10%-30%(见图8)。当转弯半径R<10mm,缩减30%;当R>15mm,缩减10%,转弯半径越大,阻力越少,压力损耗越小。

(2)横浇道

采用梯形截面积形状(图9),横浇道和内浇道的连接部分往往作成10°-45°的角度,有利于增强散热,特别是模具两半都有型腔时,梯形截面形状可以增进流动效率,减少因摩擦造成的压力损失。

(3)三角连接区设计

三角区的主要作用是将一条主流道分为两支流道,或将一模多腔分别填充,也可以将一个型腔分成几个区域填充。三角区域范围几何形状及尺寸良好的设计:是使浇道截面积朝金属液流动逐渐减缩。分支弯

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