UG压铸模具设计说明书
日期:2024-11-27 发布者: 新闻中心
       

  压铸模具设计一定要保证能够生产出符合几何形状、尺寸精度、力学性能和表面上的质量要求的压铸件,并最好能够降低机械加工部位和加工余量。

  在保证铸件质量和安全生产的前提下,模具应适应压铸生产的工艺技术要求。应采取了合理、先进、简单的模具结构,减少操作程序,使动作准确可靠,构件刚性良好,易损件拆换方便,便于维修,使得模具具有可靠性和较高的生产效率。

  20世纪90年代,随着家用电器和五金行业的飞跃发展,特别是轿车和摩托车工业的快速的提升,将压铸技术和规模推向前所未有的高度。外资的涌入和乡镇企业的兴起,使得合资、独资压铸企业如雨后春笋,这些新兴的企业以精良的设备和先进的技术,成为压铸工业发展中的一支新生力量。至20世纪90年代末,中国压铸工业职工逾5万名,拥有压铸机共8000余台,年产压铸件30余万吨,产值近100亿元,以年增长8%至12%的势头发展成为一个新兴的产业。

  (1)浇注系统:是沟通模具型腔与压铸机压室的部分,即熔融金属进入型腔的通道。该系统在定模和动模合拢后形成,对填充和压铸工艺十分重要。

  (2)溢流与排气系统:排除压室、浇道和型腔中的气体的通道,一般来说包括排气槽和溢流槽,而溢流槽又是储存冷金属和涂料余烬的处所,一般开设在成型工作零件上。

  (3)成型工作零件:定模镶块和动模镶块合拢后,形成压铸件内外表面的零件称为模具成型工作零件。成型工作零件包括固定镶块、活动镶块和型芯(件27、28、29、30)。

  第一阶段:压射动作开始时,压铸机蓄压罐把大量高压油送到压射缸中,驱动压射活塞前进,并通过连接器使压射冲头前进,从而作用于液态金属上,慢速推动金属液,压射力仅为客服压射冲头与压室和液压缸与活塞之间的摩擦力。

  第二阶段:压射冲头的压射力上升,在模具浇铸系统内浇口的阻力作用下,金属液产生压力峰,使之具备向模具型腔内填充的能力。

  中国的压铸业起步于20世纪50年代初,1958年以后,在航空、仪表、机电等行业开始大量应用压铸件。此后的十年中,中国的压铸技术取得了一定的成就,除掌握了常规压铸生产的基本工艺外,还对一些新工艺进行了探讨,压铸件的应用场景范围逐步扩大。20世纪80年代,中国的压铸技术已达到相当水平,在从国外引进先进压铸机的同时,自行设计和制造出成系列的性能好的压铸机,计算机技术逐渐应用到压铸生产中。

  压铸件和浇注体统与溢流排气系统总重量约为0.9Kg,由压铸件重量初选压铸机型号为J1113E 1250kN卧式冷室压铸机,其主要技术参数如下:

  在21世纪经济全球化浪潮中,产业高质量发展序列的国际分工正在形成。丰富的劳动力资源及巨大的市场决定了中国在国际产业分工中主要处于产品制造的序列,并将在很久内承担国际有色金属铸件及其制品的生产制造业务,世界经济一体化促使国际压铸重心向中国转移已成必然趋势。中国经济的持续增长,特别是汽车工业的加快速度进行发展,正在推动压铸技术进入一个快速地发展的新时代。

  压力铸造(简称压铸)是先进的金属成形方法之一,是实现金属少、无切削的一种有效途径。在现代金属成形工艺领域,压铸已成为金属零件接近最后形状尺寸的精密加工方法,在大批量生产结构较为复杂的精密铸件方面具有其它工艺方法不能够比拟的、独特的优越性。

  国民经济持续发展是中国压铸技术发展和压铸生产增长的根本保障。目前,生产优质、精密、大型压铸件的压铸企业得到了高速的发展,已形成遍布全国的压铸产业集群,压铸件年产量超过86万吨,年产值近400亿元,处于稳步增长的局面。国内外市场对压铸件的巨大需求,为中国压铸业的发展提供了广阔前景。

  (4)材料利用率高。其材料利用率约为60%-80%,毛坯利用率达90%。

  (5)生产率高。压铸机自动化程度高,压铸模具寿命长,易实现压铸件自动化生产。一般冷室压铸平均每班可压铸600-700次;小型热室压铸平均每班可压铸3000-7000次。

  在掌握压铸机的性能和技术规格的基础上,根据压铸件特点,通过设计计算,选择合理压铸机,确定模具安装尺寸,充分的发挥压铸机的效能。

  模具上各种零件应满足机械加工工艺和热处理工艺的要求。选材适当,配合精度选用合理,达到各项技术方面的要求。在条件许可时,模具应尽可能实现标准化、通用化,以缩短设计和制造周期,降低模具成本。

  (7)模具支承与固定零件:包括各种套板、座板、支撑板和垫块等模具结构件,其作用是将模具各部分按一定的规律加以组合和固定,并使模具能够安装到压铸机上(件4、8、9、12、21、24、25、26等)。

  (8)模具加热与冷却系统:因压铸件的形状、结构和质量上的需要,在模具上设置的冷却和加热装置。

  近年来,汽车轻量化,计算机及通信设施的改进,对压铸件的需求激增,为压铸技术的发展注入了前所未有的活力。世界各国政府和企业均投入巨资开展压铸技术和设备的研究,压铸技术获得逐步的提升和完善,新技术不断涌现。目前,该项技术广泛为汽车工业、仪表、电子通信、家电、玩具等产业,生产出形状复杂、薄壁、美观的金属零件,并能满足对产品质量慢慢的升高的要求。随着现代压铸技术的迅速发展,压铸件趋向于大型化或微型化、复杂化、薄壁化和集成化的方向发展,压铸合金的研究开发也使其性能趋于多元化,以适应逐步扩大的压铸件功能和应用领域的需求。

  压铸模是由定模和动模两个主要部分所组成的。定模固定在压铸机定模安装板上,与压铸机压射机构的压室连接。动模安装在压铸机的动模安装板上,并随压铸机动模安装板移动而与定模实现合模或开模。一般压铸模结构及其组成如1-1所示。

  (4)抽芯机构:抽动与开合模方向不一致的活动型芯的机构,合模前、后完成插芯动作,在压铸件推出前完成抽芯动作(由件1、2、3、4、5、6、23构成)。

  (5)推出、复位机构:克服保紧力作用,将压铸件从模具中脱出,并完成推出元件复位的机构(由件10、11、13、14、15、16、19、20构成)。

  (6)导向机构:引导动、定模开模和合模运动的机构(由件22、32构成)。

  (1)压铸时,由于液态金属充填型腔速度高,流态不稳定,压铸件易产生气孔等缺陷,并存在氧化夹杂物,大幅度的降低了产品的质量。

  (3)受压铸模具使用温度和压铸模具常规使用的寿命的限制,高熔点合金的压铸难以用于实际生产。

  压力铸造技术的实质是将熔融的金属在高的压力(常用的压射压力在几兆帕至几十兆帕,甚至高达500MPa)下,在极短的时间(充填时间一般为0.01—0.21s)内,以极高的速度(充填速度一般为0.5—50m/s,甚至高达12m/s)充填模具的型腔内,并在充填完成后,持续地施以高压使之在压力下凝固、结晶。压铸过程原理如图1-16所示。

  压铸模具是保证压铸件质量的重要工艺装备,它直接影响着压铸件的形状、尺寸、精度和表面上的质量等,是压铸生产三要素(压铸合金、压铸模具、压铸机)中最重要的要素。压铸生产的全部过程能否顺顺利利地进行,压铸件质量有无保证,在很大程度上取决于所设计的压铸模具结构合理性和技术先进性。因此,压铸模具设计是一项极其复杂、繁重而又很重要的工作,要求设计者必须对压铸生产全过程中也许会出现的各项工艺因素做综合考虑。

  随着压铸机、压铸工艺、压铸模具及润滑剂等压铸技术的发展,压铸合金经历了从铅到锌、铝、镁、铜,最后到铁合金的发展过程。压铸合金熔点的不断增高,使得压铸件应用场景范围逐步扩大。在工业发达国家中,压铸产品及其市场分配比例约为:交通工具(以汽车工业为主)48%、建筑工程20%、机械装备和仪器11%、电子工业(以计算机产品和电子科技类产品为主)11%。

  压铸产品应用领域的多元性是中国压铸生产特征之一。近年来,中国汽车工业的快速地发展已成为压铸生产持续增长的坚实基础,农用车、摩托车等与汽车并驾齐驱,以及国际汽车巨头向中国大量采购汽车零部件,为中国压铸业提供了更广阔的市场。压铸件的应用领域从汽车压铸件(占压铸件总量的50%左右),向摩托车、农用车、电瓶车、五金灯具、家用电器、电动工具、计算机产品、通讯设备、建筑五金、日用五金、玩具产品以及旅游服务产品等领域不断扩展。

  (1)产品质量好。压铸件的尺寸精度可达IT10-IT13,表面粗糙度值可达Ra0.8-3.2 um,压铸件尺寸稳定,互换性好。

  (2)压铸件组织致密,具有较高的强度和硬度,可压铸形状复杂、轮廓清晰、薄壁、深腔的金属零件。

  第三阶段:压射力继续上升,金属液迅速填充模具型腔,充填压力使金属液充满型腔,并产生第二个压力峰。

  第四阶段:压射系统有增压器对尚未完全凝固的金属进行增压,使金属液在压力作用下凝固,从而获得内部组织致密、轮廓清晰的精密铸件。

  压铸成型工艺过程为:合模——压射、充填——保压、成型——开模、取件——清理、喷涂——合模。

  顶出力/kN Байду номын сангаас00 压射力/kN 85~150

  锁模力的作用主要是为客服反应力,以锁紧模具的分型面,防止金属液飞溅,保证铸件的尺寸精度。锁模力是选用压铸机时首先要确定的参数,按下式计算:

  压铸及其有关技术涉及机械制造、液压传动、材料、冶金、电气、电子、传感器、检测、自动化、计算机、化工等许多学科领域,并正在向边缘学科渗透。压铸生产和压铸技术在工业发达国家中作为一个工业门类而称为压铸工业,该工业随着整个国家工业体系的发展和现代科学技术的进步而飞速发展。

  压铸技术的出现,迄今已有150余年的历史。1904年,H.H .Franklin公司压铸出汽车连杆轴承,从此,刚刚诞生的汽车工业取代印刷业,而成为压铸件的主要用户。1914年,H.H.Doehlet采用气压使金属液沿流道上升而充型的压铸机,可用于铝合金压铸。20世纪20年代,美国的Kipp公司制造出机械化的热室压铸机。随后的C.R oehri制造出冷室压铸机,这一发明是压铸技术的重大进展,使铝合金、黄铜合金的压铸成为现实。20世纪50年代,大型压铸机的诞生,为压铸业开拓了许多新的领域。在汽车工业中,为降低油耗,提高能源的利用率,用铝镁合金压铸件替代钢铁铸件已成为一个重要的发展的新趋势。



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