盒型壓鑄件的澆口方案研究

張妍

摘 要：盒型壓鑄件是通訊電子產品中搭載電路板，保護電路板的重要元件，提供支撐、電磁屏蔽、導熱、密封等功能。但由于產品結構復雜，高向落差比較大，散熱筋片的高寬比較大，局限了重量。因此盒型零件的模具設計、開發、制造極為困難。為了解決這類零件在壓鑄技術方面所面臨的困難，提升壓鑄件的成品率，利用計算機輔助設計CAE，提升壓鑄技術與模具開發的能力，CAE是模具開發中不可或缺的輔助工具。該文將通過對壓鑄件實例的模流分析及生產實踐的研究，探討此類零件的開發設計方案。

關鍵詞：盒型壓鑄件 澆口 模流分析

中圖分類號：TG249 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0058-01

近年來，壓鑄工藝得到廣泛的應用，包括汽車、電子、電器等各行業均大量使用了鋁、鋅、銅、鎂等合金的壓鑄產品。鋁合金的壓鑄產品大量應用于通訊產品上，這些產品大都在注重外觀與表面質量的同時，因導熱的要求，對壓鑄件的內部質量的要求也相對提高，欲生產出精密的鋁合金鑄件必須依靠精密的壓鑄模具設計制造及適當的壓鑄條件，兩者缺一不可。若是壓鑄條件不理想，即使有再精密的壓鑄模具設計亦難造出優良品質的壓鑄成品。而鋁合金壓鑄件的制品中，以往常出現的壓鑄缺陷包括：欠鑄、氣孔、冷隔、氣泡、流痕等，后續的加工處理費用常常會占有壓鑄件總成本50%（或更高），而影響鋁合金壓鑄內外部品質的因素有很多，原因很復雜，常常是多項因素共同造成的。

1 澆口布置的重要性

充型中，隨著填充時間的增多，路程的延長，金屬液沿著型腔壁面流動的著力點經常改變，遇到型芯和厚大突出部分又要發生分流流向改變，形成互相沖擊，造成金屬液回轉、折回、紊亂、裹入氣體，所有這些現象，都要在不同程度上降低金屬液填充速度，溫度。另一方面填充過程一開始就伴隨著金屬液溫度下降、粘度上升，甚至沿型壁表面接觸生成晶體，金屬液成為二相混合物，從而降低填充能量，能量下降是一種固有的因素，合理設計澆注系統能減少能量下降，減少能量損耗也就是提高了充型能量，合理地使用壓鑄機所給與的能量。制造外觀合格的產品。優質的澆口設計，就要減少動能的損耗，穩定在壓鑄件工藝所要求的填充速度值上，減少金屬液渦流，防止金屬液紊亂而發生缺陷。

2 盒型零件的主流澆口布置方案

（1）法蘭邊進料（沿側壁）：該方案從法蘭邊斜向進料，與側壁方向接近平行，目的是將鋁水直接導入到底面和散熱筋。

（2）法蘭邊進料（垂直于側壁）：該方案從法蘭邊垂直于側壁進料。

（3）底板進料：底板進料方案因分型改變，需在澆口側引入一個滑塊來改變分型線，結構上只能將將F面作為動模，C面作為定模。

3 研究方法與步驟

3.1 產品

該文選取6種通訊產品作為案例進行分析，其中：產品1和2澆口布置在法蘭邊，產品結構優化后澆口沿側壁平行方向沖型；產品3和4澆口布置在法蘭邊，由于產品結構問題，鋁水直沖側壁；產品5和6為底板進料方案。如圖1。

3.2 模流分析流程

產品模型-澆口方案-模流分析條件設定-模擬計算-結果輸出-分析結果[4]。

3.3 實物缺陷與模流分析對比。

將實物的缺陷與模流分析預測結果進行對比，對模流分析預測準確性進行判別，并比較各種類型澆口方案的優缺點。

4 研究結果及分析

4.1 模流分析結果

產品1和2：從模流分析結果可以看出，當從法蘭進料，且沖型方向沿側壁進行時，散熱筋和底板上的進料速度保持一致，填充比較均勻。減少因底板和散熱筋的裹氣造成的氣孔、欠鑄等缺陷。

產品3和4：從模流分析結果可以看出，當從法蘭進料，但沖型方向與側壁直沖時，因側壁的反彈，造成大量鋁水沖向散熱筋，又因底板上有各種形狀對鋁水流動造成阻礙，因此散熱筋的充填速度過快，造成底板裹氣，產生氣孔缺陷，且組織不致密。

產品5和6：從模流分析結果可以看出，當從底板進料時，因鋁水直沖底板，因此底板的充填速度過快，在散熱筋部造成裹氣，散熱筋將會出現大量的欠鑄（由裹氣造成）和氣泡缺陷。

4.2 產品實物缺陷

產品1和2：散熱筋和底板無明顯缺陷。

產品3和4：底板明顯氣孔缺陷。

產品5和6：散熱筋冷隔、欠鑄和氣泡。

5 結論及探討

依據以上分析我們可以通過表格對各種方案及實物表現進行對比，如表1。

從表1可清晰地看出，法蘭邊進料且平行于側壁為該類產品的最佳填充方案，可以以均衡的速度填充底板和散熱筋，避免出現因裹氣造成的氣孔、疏松、氣泡、欠鑄等缺陷。因此在澆口位置選擇上，此為最佳方案。

實際布置澆口時，還需考慮產品的實際結構調整內澆口的方向和流量匹配。例如如果底板上有比較多的填充阻礙特征（凸臺、臺階等），則需加強相應部位的流量和流速，從以上模流分析也可看出，各個產品的內澆口都根據產品結構做了調整，甚至增加補充澆口。

參考文獻

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