專業(yè)鋁合金壓鑄廠闡述一副壓鑄模具的順利投產(chǎn)是一個壓鑄件成功開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)旗国,而澆道系統(tǒng)的良好設計是保證壓鑄模具正常生產(chǎn)的前提枯怖。特別是一些有特殊要求(如氣密性、表面粗糙度等)的產(chǎn)品能曾,批量生產(chǎn)時度硝,這些特殊要求往往成了考核一個壓鑄模具成功與否的關(guān)鍵指標。我們在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)寿冕,雖然影響壓鑄件特殊要求質(zhì)量的因素較多塘淑,但澆口位置的設置往往是一個不可忽視的環(huán)節(jié),不恰當?shù)臐部谖恢迷O置會造成一副模具的整體報廢蚂斤,或者模具生命周期大打折扣存捺。專業(yè)鋁合金壓鑄廠現(xiàn)在以生產(chǎn)實踐中壓鑄模澆口位置的設置對壓鑄件質(zhì)量的影響做一簡要的闡述。
壓鑄件澆道系統(tǒng)的設計需要通過對鑄件的結(jié)構(gòu)分析曙蒸,并確定各種要求以后進行捌治。設計澆注系統(tǒng)的一般過程是:
(1)選擇澆口的位置。
(2)考慮引導金屬流的流向纽窟。
(3)劃分澆口的股數(shù)肖油。
(4)設置澆道的形狀和尺寸。
(5)確定內(nèi)澆道的截面積臂港。
在實際設計中森枪,除澆口位置的選擇是首先考慮的一步外视搏,上述順序只是一個大概考慮的步驟,先后次序并不是十分嚴格县袱。其實浑娜,上述這幾方面是互相影響、互相制約的式散。在考慮后一個步驟時筋遭,很可能要對前一個步驟已作的設計進行改變和調(diào)整。因此暴拄,必須根據(jù)具體情況全面地加以綜合考慮漓滔,從而設計出符合要求的澆注系統(tǒng)。由于澆道系統(tǒng)的設計對壓鑄件質(zhì)量影響的因素較多乖篷,本文僅就涉及澆口位置的選擇對壓鑄件質(zhì)量的影響進行討論响驴。
一、 澆口位置的選擇原則
在模具設計時撕蔼,澆口位置的選擇豁鲤,往往受到合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)和形狀罕邀、壁厚變化、收縮變形养距、機型類別(臥式诉探、立式),以及鑄件的使用要求等方面的限制棍厌,因此對壓鑄件來說肾胯,理想的澆口位置是很少的。在這些需要考慮的因素中耘纱,只能以滿足最主要的需求來確定澆口位置敬肚,特別是一些特殊的需要。專業(yè)鋁合金壓鑄廠對澆口位置首先受到壓鑄件外形所限定束析,同時還要考慮其他一些因素艳馒。一般來講需要注意以下幾個方面的問題。
(1)澆口位置應取在金屬液填充流程最短员寇、流至型腔各部位的距離盡量相近的部位弄慰,使填充路徑減少曲折和避免過多的迂回。建議盡量采用中心澆口蝶锋。
(2)澆口位置放在壓鑄件壁厚最厚的部位有利于最終壓力的傳遞陆爽。同時,澆口開設在厚壁部位扳缕,對內(nèi)澆道厚度的增加也留有余地慌闭。
(3)澆口位置應使型腔溫度場的分布符合工藝要求别威,盡量滿足金屬液流至最遠端的填充條件。
(4)澆口位置取在金屬液流進入型腔不起旋渦且排氣順暢的部位驴剔,有利于型腔內(nèi)氣體的排除省古。生產(chǎn)實踐中,要排除出全部氣體是十分困難的仔拟,但針對鑄件形狀設法盡量多地排除氣體則是設計時應考慮的問題衫樊。排氣問題對有氣密性要求的鑄件應特別引起重視。
(5)對于框形鑄件利花,澆口位置可以放在鑄件投影范圍內(nèi)(見圖1)科侈,若單個澆口填充良好,沒必要采用多股澆口炒事。
(6)澆口位置盡可能取在金屬液流不正面沖擊型芯的部位臀栈,應避免使金屬流撞擊型芯(或型壁)。因為撞擊型芯后挠乳,金屬液動能耗散劇烈权薯,同時也易形成分散液滴與空氣相混,使鑄件缺陷增多睡扬。型芯被沖蝕后盟蚣,產(chǎn)生粘模,嚴重時卖怜,被沖蝕的部位形成凹陷屎开,影響鑄件脫模。
(7)澆口位置應設置在鑄件成形后容易去除或沖切澆口的部位马靠。
(8)對有氣密性要求或不允有氣孔存在的壓鑄件奄抽,內(nèi)澆道應設置在金屬液最終都能保持壓力的部位。
二甩鳄、專業(yè)鋁合金壓鑄廠澆口位置影響壓鑄件質(zhì)量的實例
2.汽車空調(diào)壓縮機下殼體
如圖2所示逞度,是一款汽車空調(diào)壓縮機的下殼體,該產(chǎn)品采用ADC12 合金妙啃,在DCC400壓鑄機上生產(chǎn)档泽,沖頭直徑70mm,產(chǎn)品凈重1040 g揖赴,渣包重量267 g茁瘦,模具溫度180~220℃,鋁液溫度650~680℃储笑。
經(jīng)過幾次小批量生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)甜熔,在圖2所示的三個部位會出現(xiàn)數(shù)量不等的漏氣現(xiàn)象,綜合漏氣比例甚至高達20%~30%突倍。雖然一些滲漏的產(chǎn)品件后續(xù)經(jīng)過浸滲處理能達到客戶的檢驗標準腔稀,但是每次的浸滲費用較高盆昙,導致生產(chǎn)成本大幅上升,模具無法投入正常的生產(chǎn)焊虏。
為改善這一狀況淡喜,我們對幾次試制的壓鑄工藝進行了認真的計算分析,對該模具來說诵闭,原有的壓鑄工藝參數(shù)基本上都調(diào)整到了最佳的狀態(tài)炼团,是否是由于模具澆排系統(tǒng)的原因造成的這一問題呢?隨即疏尿,我們便采用目前流行的壓鑄模擬流動分析軟件對該模具的填充過程做模流分析瘟芝,如圖3所示。
從模流填充圖上褥琐,我們可以看出锌俱,由于澆口開在產(chǎn)品件的端面上,在金屬液填充時敌呈,圖2所示的漏氣部位B和C兩處贸宏,恰好是金屬液填充最末端所在的部位,由于這個產(chǎn)品的底部較厚磕洪,圓周的桶壁厚度較薄吭练,金屬液填充的末端在最后的增壓階段無法得到有效的補縮,內(nèi)部存在組織疏松析显,最終造成鑄件在此處漏氣鲫咽,氣密性不合格。
由上述分析可知叫榕,該模具的澆口位置設置欠妥浑侥,導致了鑄件氣密性檢測不合格姊舵,通過調(diào)整工藝參數(shù)僅能夠?qū)β獾谋壤鸬叫》纳莆铮荒軓母旧辖鉀Q鑄件漏氣的問題。為徹底解決下殼體的漏氣問題括丁,我們決定對該模具的澆口位置進行更改荞下,更改澆道位置后的鑄件三維毛坯如圖4所示。
同時史飞,我們對新的設計方案做了模擬填充分析尖昏,結(jié)果如圖5所示。