淺析鋁合金零部件壓鑄模具創新設計及先進制造

王道欣

山東華盛中天機械集團股份有限公司

淺析鋁合金零部件壓鑄模具創新設計及先進制造

王道欣

山東華盛中天機械集團股份有限公司

鋁合金零部件壓鑄模具中的一些設計的缺陷會導致各類鑄造缺陷的產生，同時也會影響模具壽命及壓鑄生產效率。如今，鋁合金零部件壓鑄模具的生產引進了非常多創新技術，例如鋁合金零部件壓鑄模具動、定模框整體設計；壓鑄模具頂出機構的改革性設計；壓鑄模具型芯的快換設計；壓鑄模具滑塊的改革設計等等這些最具創新的設計以及先進的制造技術都對于解決上述問題非常有效。

壓鑄模具；缺陷；創新設計

引言

鋁在地殼中是含量最為豐富的金屬，便隨著提煉鋁技術的突飛猛進，鋁制品早已經進入千家萬戶，鋁制品性價比高，性能良好，易于塑造，工業生產量不斷加大。如今鋁合金零部件產品也越來越多的用到工業產品中，越來越多的大型設備機械產品都選擇用鋁合金來制作，特別是鋁合金零部件壓鑄模具應用及其廣泛。鋁合金零部件壓鑄模具耐腐蝕，耐高溫，熔點高，得到了越來越多的壓鑄行業的青睞，但是國內鋁合金零部件壓鑄模具行業興起較晚，相比較國外同行業還有很長的路要走，國內鋁合金零部件壓鑄模具顯現主來的主要問題集中在制造周期長、壽命短、制造精度不夠等方面，在一些精密儀器制造行業，多數都是通過進口獲得高精度的鋁合金壓鑄模具。因此，近年來國內的研究人員一直致力于鋁合金零部件壓鑄模具創新設計及先進制造等領域的研究，希望能夠突破關鍵技術壁壘，真正的提高國內鋁合金零部件壓鑄模具的制造精度，同時通過優化制造步驟盡力減少制作流程縮短制造周期，并且也在鋁合金零部件壓鑄模具創新設計方面花費大量的精力，希望切實提升國內鋁合金壓鑄模具的使用壽命。

一、鋁合金零部件壓鑄模具基本結構

目前鋁合金壓鑄模具的形式主要有兩種，一種是整體的，一種是鑲拼的。這兩種模具的形式各有利弊。

整體式模具的型腔是一體的，需要鑄造的模具可以一次成型。并且制造的模具因為是一體的，零部件沒有縫隙，整體性較好。不過整體式模具只是適用于一些結構簡單，制造精度不高的鋁合金零部件，對于一些復雜的要求精度很高的零部件是沒有辦法完成的。

鑲拼式壓鑄磨具還要分為兩種，一種是整體式鑲拼、還有一種是分體式鑲拼。這兩種形式的模具都是針對的是多腔模具。多腔模具需要有多塊模具組合加以套板固定之后才能使用。

二、鋁合金零部件壓鑄模具動、定模框整體設計新方法

隨著科技的進步，一些先進的數字化技術被運用于鋁合金零部件壓鑄模具上。通過數字化CNC加工技術的應用，大大提升了鋁合金零部件壓鑄模的制作精度，并且還大大的縮短了模具制作的時間周期和模具使用的使命。數字化的應用還對于壓鑄生產過程中出現的故障進行及時的檢查和維修。

鋁合金零部件壓鑄模具動、定模框整體設計借助數字化利用模具成型時候的不同冷卻點，通過計算機加以控制，在模具的動、定模鑲塊背面與模框背面配做打不同深度的孔。通過計算機精確控制孔的深度，采用動抽芯滑塊改變鑄造脫模的方向，依照模具設計，模具型腔比較深的為動模,模具型腔比較淺的是定模。深淺不同的動、定模具使模頂的有效脫離，減少鋁合金零部件的變形，同時也可以有效的避免鑄造過程中瞬間冷卻對于鋁合金零部件帶來的沖擊，減少零部件上因為熱脹冷縮帶來的一些裂紋。

三、鋁合金零部件壓鑄模具頂出機構的改革性設計

上文中提到采用動抽芯滑塊改變鑄造脫模的方向，設計的深淺不同的動、定模具可以使模頂的有效脫離，減少鋁合金零部件的變形。的確，壓鑄模具頂出機構的設計并不是這么簡單。其中也存在著非常先進的改革設計。

在摸頂的脫離過程中，還需要考慮模腳的設計，通常模腳垂直安裝，并且被固定在模板上，模腳的高度和寬度設計合理都是為了上鑄造的零部件在脫離的時候能夠減少損耗。

模具頂出板的設計根據技術，頂出板也是垂直安裝，同時需要一些頂板柱子作為支撐，頂板柱的存在能夠有效的固定頂板，鑄造出來的零部件不易變形。在一些生產時候，頂出板設計中還存在頂出板復位和頂出板預復位這樣的設計，復位的結構是已知模具的高度做出的最為精確的鑄造，而頂出板預復位則是要根據頂出孔的位置來做相應的調整。

四、鋁合金零部件壓鑄模具型芯的快換設計

鋁合金零部件壓鑄模具型芯在使用過程中需要不斷的更換，這是因為在鋁合金零部件壓鑄模具動、定模框整體設計中需要采用動抽芯滑塊改變鑄造脫模的方向，這些方向需要不斷的快速變換，則壓鑄模具型芯就需要不斷的快速更換。

如今具體的操作方法是，在制作模具動、定模的時候在模框的后面做一些不同的螺絲孔，這些螺絲孔通過模框和壓鑄模具型芯相互連接。然后采用專用內六角止頭螺釘來固定住壓鑄模具型芯。提前預備多種不同的壓鑄模具型芯就可以在操作過程中轉換專用內六角止頭螺釘來改變壓鑄模具型芯。這樣的快速變換不需要時時刻刻的更換，只是提前做好了充足的準備，保證鑄造脫模的方向改變的準確。

五、鋁合金零部件壓鑄模具滑塊的改革設計

鋁合金零部件壓鑄模具滑塊的改革設計主要是因為這些滑塊在模具的鑄造過程中不斷的經歷熱脹冷縮并且還會隨時的與模具框之間形成摩擦，而改變滑塊的形狀，讓模具的外形不在精確，容易造成滑塊在運動中突然卡死，終止整個鑄造的過程。因此，在模具制造的過程中在壓鑄模具滑塊的兩邊增加了兩個額外的鑲條，這些鑲條兩邊做少量的斜度,底部做上沉臺,這樣就可以保證滑塊與其他零部件配合部分有足夠的膨脹間隙，從而減少滑塊和零部件不停運動之間的摩擦，減少損耗，防止滑塊卡死。

六、總結

總的來說，通過壓鑄模具的創新設計可以有效減少鋁合金零部件的各類鑄造缺陷，提高模具的使用壽命和壓鑄生產效率，易于實現壓鑄生產的自動化。

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