壓力鍛造是所有鑄造方法中生產速度最快的一種方法,廣泛應用于汽車、摩托車、電子、航天等工業。其中在汽車和摩托車工業中應用得最為廣泛,汽車約占70%,摩托車約占10%。壓鑄模是保證壓鑄件質量的重要工藝裝備,它直接影響著壓鑄件的形狀、 尺寸、精度、表面質量等。設計壓鑄模時,必須全面分析壓鑄件的結構、了解壓鑄機及壓鑄工藝、掌握金屬液的填充性能及考慮經濟效益等因素,才能設計出切合實際并滿足生產要求的壓鑄模。
汽車發動機上的一個零件,材料為YL113,重量為0.49kg,壁厚不均勻,對毛坯內在有較高要求。
兩個孔中,孔1(單邊留有0.4mm加 工余量)為空氣流動的主要通道,其表面質量有嚴格的要求,節氣門軸孔10mm范圍內不允許有氣孔,其余部位直徑為糾.5mm深度為1mm的氣孔數量不允許超過4個。孔2為旁通道的進氣孔,由于該孔不便于機加工,所以需直接型。如何成型的兩個孔,則是模具設計的難點。
由于閥體零件形狀較復雜,所以采用Pro/E軟件進行零件及模具設計。在零件設計模塊中,使用拉伸、旋轉、拔模、倒圓角等工具完成零件的三維模型。
模具設計的重點是選擇分型面和確定內澆口位置,下面將簡單介紹。
通過對零件的結構分析,為了保證脫模方便可靠及金屬液流動順利,并根據零件的具體形狀確定了的主分型面。位于分型面上面的部分為定模,下面的部分為動模。
內澆口位置的確定
澆口位置選取在法蘭盤端面,類型為側澆口。在該方案中,金屬液填充時流程短,并且最先填充主通道,可以大大減少此處氣孔的產生。另外由于主通道對于氣密性要求極高,加工后要求在靠近節氣門軸孔lOrnm距離內不允許有氣孔存在,否則會產生漏氣現象,影響氣體的流量,故內澆口厚度取得較厚(2mm),這樣有利于模具型腔中氣體的排出。
側型和抽芯設計
模具有4個側型和一個抽芯,其配合示意。4個側型采用斜導柱來進行抽動,斜抽芯則采用液壓抽芯器來抽動。
另外,在模具制造過程中必須保證其制造精度, 各個配合面必須配合到位,否則模具容易跑料。特別是對于右側型而言,為了保證斜抽芯能夠順利穿過,必須保證其尺寸精度。
冷卻系統設計
冷卻系統用于冷卻模具,帶走壓鑄生產中金屬液傳遞給模具的過多的熱量,使模具保持熱平衡。從而減少模具熱變形,延長模具壽命,并使生產順利進行和獲得優質鑄件。
在模具設計時,對澆口套、分流錐和高溫熱節區域進行點冷卻或循環水冷卻的方式,以便在壓鑄生產過程中,使模具溫度控制在理想范圍內。
具的工作過程如下:在開模狀態下,首先向動模、定模、側型等噴涂水基涂料;然后合模,通過液壓抽芯器將斜抽芯抽人模具型腔,隨后壓射沖頭將鋁液射人型腔;待鋁液凝固后,液壓抽芯器將斜抽芯抽出模具型腔,然后開模,通過推桿將鑄件頂出,取出鑄件,并利用先回程機構使推桿復位,這樣就完成了一 個工作循環。
模具現已投人大批量生產,在生產過程中,側型 及抽芯動作可靠,各個配合面配合到位,鑄件成型良好。壓鑄件經機加后,沒有氣孔和縮孔等缺陷。實踐證明,該模具是成功的。在模具設計過程中,由于使用了三維軟件來進行設計,大大縮短了模具設計與制造 周期、提高了產品質量、減輕了設計人員的工作強度。