關(guān)于間接擠壓鑄造模具設(shè)計的分析和探討

摘 要：在整個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中，種類繁多的模具是進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)時非常重要的工藝裝備。它的重要性主要體現(xiàn)為，模具技術(shù)水平不僅僅直接影響工藝技術(shù)是否可以正確實施，還深刻影響著相應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量水平以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。所以，設(shè)計人員除了應(yīng)該熟知擠壓鑄造工藝要領(lǐng)之外，更加應(yīng)該學(xué)會科學(xué)合理地確定結(jié)構(gòu)參數(shù)，進(jìn)而能夠正確進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：模具結(jié)構(gòu)；模具設(shè)計；擠壓鑄造

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791 (2010)12(a)-0000-00

一般而言，間接擠壓鑄造大多數(shù)采用液壓機(jī)作為鑄造設(shè)備。間接擠壓鑄造的工作原理不同于傳統(tǒng)的壓鑄機(jī)，因此，它在進(jìn)行模具設(shè)計的過程中，必須要結(jié)合液壓機(jī)的特征來進(jìn)行設(shè)計。

1.間接擠壓鑄造的優(yōu)點

間接擠壓鑄造相對于直接式擠壓鑄造的最大優(yōu)點優(yōu)點就是，它可以鑄造出具有較薄壁厚和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制件。但是在日常的工業(yè)生產(chǎn)中，不是全部的制件的生產(chǎn)都適用于擠壓鑄造方法，然后如果條件允許，并不制約其使用功能的話，為了降低模具的復(fù)雜程度、便于生產(chǎn)，則我們可以通過改變制件局部結(jié)構(gòu)的方法來使其適合利用擠壓鑄造方法來進(jìn)行生產(chǎn)。

通常情況下，對制件成型性影響最大的因素便是制件壁厚的大小，因此必須要嚴(yán)格控制制件的壁厚。如果壁厚過薄，會顯著提升成型時的流動阻力；此時，如果制件的規(guī)模較大而且結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜則就很難充滿型腔，制件即便可以成型，也不能夠保證其質(zhì)量，此時就不如利用壓鑄工藝生產(chǎn)更加節(jié)約。然而假如壁厚過厚，首先是增加了生產(chǎn)成本，浪費(fèi)了原料，不僅如此，還會延長制件的冷卻時間與成型時間，進(jìn)而限制了單位時間內(nèi)的產(chǎn)出，同時，壁厚過厚非常容易產(chǎn)生縮松與縮孔等質(zhì)量問題。

我們鋁合金制件為例，它的壁厚控制在4毫米至25毫米之間為最佳，并且，壁厚的最厚處和最薄處的比例不應(yīng)該超過3:1。同時，需要特別注意的是，在制件截面形狀變化劇烈的地方，例如相交面的接合處、厚和薄的交接處等，這些部位的應(yīng)力具非常大，因此，需要把應(yīng)力集中的尖角位置制作為圓角，借此分散其應(yīng)力，防止由于應(yīng)力過于集中導(dǎo)致模具和制件出現(xiàn)裂紋等問題。

間接擠壓鑄造具有非常廣泛的應(yīng)用空間，例如，進(jìn)行鎂合金零件加工時，應(yīng)用間接擠壓鑄造方法也非常合適。采用全封閉式氣壓定量輸送裝置，有效避免鎂合金液在轉(zhuǎn)運(yùn)、澆注過程中發(fā)生氧化和燃燒反應(yīng)；采用N2或Ar排除擠壓模型腔中的空氣，特別是擠壓活塞上部定量室中的空氣，能有效防止鎂合金液在擠壓模中及在擠壓成形流動過程中與空氣發(fā)生作用；設(shè)計獨(dú)立的高溫銅加熱器對擠壓活塞和定量室澆口套的加熱保溫及兩者之間選取適當(dāng)?shù)呐浜祥g隙，對鎂合金的擠壓成形十分重要；控制擠壓充填速度、擠壓力，合理布置排氣及溢流槽，能有效避免擠壓鑄造缺陷，提高擠壓件的鑄造品質(zhì)。

2.間接擠壓鑄造模具設(shè)計的流程

雖然設(shè)計習(xí)慣的不同、設(shè)計風(fēng)格的不同、設(shè)計思路的不同以及設(shè)計者對模具設(shè)計熟練程度的不同均是影響間接擠壓鑄造模具設(shè)計流程的重要因素，但是，均需要遵循以下最為基本的設(shè)計流程。

第一，了解并熟悉零件實物或者零件圖紙，并據(jù)此進(jìn)行工藝分析。需要了解并熟悉的主要內(nèi)容有：結(jié)構(gòu)特點、材料特性、尺寸精度、壁厚、圓角、孔等，并對以上內(nèi)容進(jìn)行分析。

第二，基于以上分析來選取分模面和澆道的位置。

第三，壓機(jī)規(guī)格及壓室容量的確定。主要內(nèi)容包括，確定脹型力、壓機(jī)行程、鎖模力以及壓室容量等。

第四，成型條件的確定。需要明確的具體內(nèi)容包括：速度參數(shù)、溫度參數(shù)、時間參數(shù)以及壓力參數(shù)。

第五，模具結(jié)構(gòu)的確定。具體需要確定的內(nèi)容有：模體部分、導(dǎo)向部分、吊裝部分、成型部分、抽芯機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、推出或卸料機(jī)構(gòu)、排溢系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及加熱系統(tǒng)等。

3.模具裝配與模具外形、安裝尺寸的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1模具裝配的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

第一，動模或者定模的底板表面和分模面之間的平行度誤差均有嚴(yán)格的要求，具體見表1。

第二，分模面上鑲塊的密合程度必須符合要求，局部間隙必須嚴(yán)格控制在0.05mm以內(nèi)，同時，鑲塊必須高于套板平面，但是高出距離應(yīng)該保持在0.05mm以內(nèi)。

第三，將分模面和導(dǎo)柱導(dǎo)套之間垂直度的誤差控制在20mm長度內(nèi)小于0.05mm的水平內(nèi)。

第四，包括斜銷與滑塊的配合、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合、型芯推桿、卸料扳、復(fù)位桿等在內(nèi)的全部活動部分的動作必須可靠、靈活，不能夠出現(xiàn)嚙合卡死的現(xiàn)象。

第五，滑塊在開模后應(yīng)定位可靠。合模時，滑塊斜面與楔緊塊的斜面應(yīng)壓緊，且具有一定的預(yù)應(yīng)力。

3.2模具外形、安裝尺寸的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

第一，各模板的邊緣應(yīng)倒角或倒圓，安裝面應(yīng)光滑平整，不應(yīng)有突出的螺釘頭、銷釘、毛剌等。

第二，分模面上所有制造過程中的工藝孔、螺釘孔都應(yīng)阻塞，并且與分模面平齊。

第三，安裝部位的尺寸，如U型槽或壓邊應(yīng)符合所選用壓機(jī)規(guī)格，在動、定模上應(yīng)分別設(shè)計吊裝用螺釘孔。

總之，間接擠壓鑄造模具設(shè)計與直接擠壓鑄造模具設(shè)計存在著很大的差異，因此，設(shè)計人員除了應(yīng)該熟知擠壓鑄造工藝要領(lǐng)之外，更加應(yīng)該學(xué)會科學(xué)合理地確定結(jié)構(gòu)參數(shù)，進(jìn)而能夠正確進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

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