摘要：研究對既定條件下壓鑄模具的壓鑄工藝參數(shù)進(jìn)行快速擇定,。新模具調(diào)試生產(chǎn)前, 預(yù)選經(jīng)計(jì)算得出其壓鑄工藝參數(shù), 實(shí)際調(diào)試生產(chǎn)中以此為基礎(chǔ), 在工藝參數(shù)設(shè)置上少走彎路, 快速完成模具調(diào)試, 生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

       壓鑄模具費(fèi)用在壓鑄件成本中占較大比重, 而且壓鑄模具費(fèi)用又是分?jǐn)偟矫總€壓鑄件的成本中去的, 這就需要我們盡量減少不必要的模具生產(chǎn)次數(shù), 以提高壓鑄模具的總體壽命, 盡可能降低壓鑄模具費(fèi)用在每個壓鑄件成本中的分?jǐn)? 創(chuàng)造更大的效益。

　　對于如何提高模具壽命, 我們最常想到的可能有模具采用模具溫度控制系統(tǒng), 模具成型部分定期消應(yīng)力處理和表面強(qiáng)化, 合理的澆注排溢系統(tǒng), 以及在滿足產(chǎn)品要求的同時采用較低的壓力,、速度和溫度等工藝參數(shù)等。但卻往往忽略了新模具的調(diào)試生產(chǎn)過程, 若不對該過程進(jìn)行控制, 甚至有可能模具的生產(chǎn)次數(shù)已經(jīng)達(dá)到首次消應(yīng)力的模次, 卻還未調(diào)試完成, 沒有生產(chǎn)出符合客戶要求的產(chǎn)品, 這就無形中增加了單個壓鑄件的成本,。為了盡量避免這樣的情況發(fā)生, 給以后的生產(chǎn)打好基礎(chǔ), 本文對既定條件下新壓鑄模具壓鑄工藝參數(shù)的預(yù)先快速擇定進(jìn)行研究,。

一、壓鑄機(jī)的選定

　　模具制造之前, 模具的設(shè)計(jì)師應(yīng)同模具的壓鑄工藝師一起確定好所要使用的壓鑄機(jī)并確定好壓室直徑。

通常壓室的選擇方式見表1 

二,、快速先定壓鑄工藝參數(shù)

         以冷室壓鑄機(jī)進(jìn)行鋁合金壓鑄為例,。根據(jù)模具的三維模型，可以得到該產(chǎn)品的每模金屬重G₀ (kg) ,產(chǎn)品凈重G₁ (kg),，集渣槽總重量G₂ (kg),，分型面總投影面積S(m²)，連同已經(jīng)選好的壓鑄機(jī)額定鎖模力T(N),，壓室直徑D₁,，經(jīng)下面的各工藝參數(shù)確定做基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1,、 壓射比壓Po的確定

 壓射時的極限比壓：P_極限=T/S

式中T-壓鑄機(jī)額定鎖模力,；

    S-分型面總投影面積；

Po小于P_極限避免生產(chǎn)中發(fā)生漲模,，并根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu),、外觀及內(nèi)部質(zhì)量要求。同時參照表2確定一個相對較低值,，以降低模具的維修保養(yǎng)頻次,，提高模具的壽命。 

2,、 壓鑄機(jī)的壓射缸增壓后壓強(qiáng)P1的確定

壓射過程完成后,，作用在沖頭和壓射缸活塞上的力相同，即： 

因此,， 

       有實(shí)時控制的壓鑄機(jī)可以直接在其控制電腦內(nèi)設(shè)置P₁,；普通的壓鑄機(jī)基本上為手動調(diào)節(jié)增壓閥開啟程，配合調(diào)整增壓蓄能器的氮?dú)獬涮顗簭?qiáng)來完成設(shè)定,。

3．壓射速度的確定

(1)第一階段 低速壓射V₁,。一般由兩部分構(gòu)成，首先為沖頭由靜止到剛過澆料,，這時需要慢速,，主要是為避免合金液從澆料口溢出，有利于氣體排出,；其次為金屬液繼續(xù)充填到內(nèi)澆道之前(這時的速度要大于前一部分,，見圖1)，主要是為了避免合金液內(nèi)卷氣,，同時要盡量避免合金液提前進(jìn)入型腔,。 

       參考數(shù)據(jù)：一般可以設(shè)為0.1～0.5m／s；薄壁件,、外表裝飾件為0.25-0.35m／s,；高耐壓強(qiáng)度件為0．15-0.25m／s,。

(2)第二階段  高速壓射V₂ 。當(dāng)合金液到達(dá)內(nèi)澆道時,，可以進(jìn)行高速切換,，使得合金液在高壓高速下充填。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：高速壓射速度 ：達(dá)2～4．5m／s以上,，高速射出加速時間t1為0．01 s,，增壓時間t₂ 為0．0ls。

(3)第三階段  金屬液充型結(jié)束前減速,。在充型結(jié)束前增加減速動作,，可以減輕合金液在充型結(jié)束時的沖擊，保護(hù)壓鑄模具,，減少飛邊的產(chǎn)生,；但要注意減速點(diǎn)設(shè)置不宜過早，否則會影響充型效果,。

4．重要壓射速度切換位置的選擇

(1)通常高速壓射起點(diǎn)的位置在Ⅱ (正常速度切換位置,，見圖2)，即合金液到達(dá)內(nèi)澆道時,。

(2)若是表面質(zhì)量要求高的壓鑄件,，可以將切換位置提前在I、Ⅱ之間,。

(3)若是希望減少壓鑄件的局部氣孔,，可以將切換位置滯后到壓鑄件的重要部位之上，即Ⅲ處,，以減少重要部位的氣孔,，增加致密性。但要十分注意防止充型速度過慢導(dǎo)致壓鑄件的冷缺陷,。當(dāng)壓鑄件的重要部位在末端時,，則不應(yīng)使用該方法。

(4)對于大型壓鑄件和大型壓鑄機(jī),，可以將切換位置設(shè)在合金液進(jìn)入型腔30％左右,，以減少氣孔的產(chǎn)生。

(5)切換位置在I以下時卷氣量大,，不推薦,。 

       下面的數(shù)據(jù)計(jì)算是根據(jù)正常速度切換位置為研究對象進(jìn)行的。

L₀為低速壓射行程,，即合金液到達(dá)高速壓射切換位置處的沖頭行程，見圖3,。 

       L₁為高速壓射行程,，即產(chǎn)品凈重G₁ 與排溢系統(tǒng)總重G₂ 之和的合金液在壓室內(nèi)所占的長度,，因此 L₁可以通過計(jì)算得到： 

       上式中合金液的密度ρ，鋁合金液可以按2．65 XlO³kg／m³ 計(jì)算,。

L₂為料柄厚度(經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為30～50mm),。

L=L。 L₁ L₂：,，可以通過澆料燙壓室后經(jīng)測量得到,。

       根據(jù)測量得到的L，計(jì)算得出的 ,，以及自行確定的 ,，可以得到 的值，即確定了高速壓射的切換位置,。

5．增壓壓力的相關(guān)設(shè)定

       冷室壓鑄中,，建壓時間表示增壓壓力的響應(yīng)速度，普通的壓鑄機(jī)通過調(diào)節(jié)增壓速度調(diào)節(jié)手輪來實(shí)現(xiàn),。先進(jìn)的壓鑄機(jī)可以在控制面板上直接設(shè)定增壓壓力和時間的曲線,。

       增壓過程的起點(diǎn)可以通過位置、壓力和速度來觸發(fā),。

       一般來講,，通過設(shè)置位置來觸發(fā)增壓，易于設(shè)置并便于調(diào)節(jié),，該位置設(shè)置的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：沖頭壓鑄行程終點(diǎn)前10～30mm,。

6.  澆注溫度和壓鑄模具溫度的設(shè)定

(1)澆注溫度可根據(jù)合金牌號、壓鑄件的質(zhì)量要求等進(jìn)行沒定(見表3),。 

(2)壓鑄模具溫度可以控制在澆注溫度的1／3左右,，薄壁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的壓鑄件可適當(dāng)提高,，但應(yīng)當(dāng)注意的是,，在開始生產(chǎn)前應(yīng)對模具進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在150～180℃,。

7．持壓時間和留模時間的設(shè)定

鋁合金壓鑄件基于壁厚的持壓時間和留模時間推薦值見表4,。 

       若經(jīng)過上述工藝參數(shù)設(shè)定并根據(jù)壓鑄件進(jìn)行凋整后，沒有達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求,，則需要對模具上的澆注排溢系統(tǒng)進(jìn)行修改調(diào)整,。

三、結(jié)語

       生產(chǎn)出合格壓鑄件的條件很多,，上述的壓鑄工藝參數(shù)選擇僅為其中的一個方面,，如壓鑄模具的澆注排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)，模具的制造精度,，壓鑄機(jī)的狀態(tài),，壓鑄操作者的技術(shù)水平,，以及壓鑄用涂料的選擇等都會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，出現(xiàn)問題時還應(yīng)從多角度,、全方面去考慮,，不要局限于某一方面，這樣才能快速解決問題,。

本文作者：康朋飛

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