一模多腔壓鑄模設(shè)計(jì)改進(jìn)

談永忠

（航空工業(yè)貴陽萬江航空機(jī)電有限公司，貴州貴陽 550018）

1 撥桿鑄件工藝分析

撥桿為鋅合金鑄件，采用熱式壓鑄成型工藝，材料為ZDC2，平均料厚1.3mm，如圖1所示。

圖1 鑄件圖

鑄件工藝分析：

（1）該鑄件空間角度多，2.5°±0.5°、2.6°±0.5°、35±0.1mm和2±0.1mm等尺寸要求較嚴(yán)。

（2）該鑄件最大外形在鑄件中心線，從最大外形線分模，動、定模型芯、型腔形狀差異不大，當(dāng)模具開模時(shí)，需要考慮保證鑄件留在動模。

2 原模具方案分析

2.1 排樣分析

由于原鑄件上下脫模斜度都只有0.5°，導(dǎo)致分模后鑄件在動、定模脫模力差異不大，從而鑄件會粘定模，為了讓鑄件采用留在動模，由頂桿將鑄件頂出，完成模具動作一個(gè)循環(huán)，故采用滑塊方式將鑄件壓在動模上，鑄件方可正常頂出，滑塊機(jī)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 滑塊機(jī)構(gòu)

為了使流到流動平衡，鑄件同時(shí)鑄滿，設(shè)計(jì)每腔流道的流程時(shí)，需要考慮等長，但做了滑塊機(jī)構(gòu)，所以模具最多只能排4腔，排位圖如圖3所示。

圖3 模具排位圖

2.2 模具方案優(yōu)缺點(diǎn)

1模4腔方案優(yōu)點(diǎn)：

（1）便于保證模具尺寸。模具總體尺寸小，模架大小300×350×300mm，型腔外形尺寸為220×140mm，加工中心加工和放電加工時(shí)易保證精度。

（2）利于填充成型。4腔流道流程等長，4 腔同步鑄滿。

（3）便于鑄件取出?；瑝K機(jī)構(gòu)保證鑄件開模時(shí)留在動模。

一模4腔方案缺點(diǎn)：

（1）能耗較高，機(jī)床利用率低。熱式壓鑄機(jī)DAW125S，每班1,000模共產(chǎn)出4,000件鑄件。壓鑄機(jī)電機(jī)功率15kJ，每萬件鑄件機(jī)床能耗約1.08×109J。

（2）鑄件外觀差?；瑝K頭部成型，鑄件有接痕，影響鑄件外觀。

3 改進(jìn)模具方案

3.1 鑄件優(yōu)化

為提高生產(chǎn)模具生產(chǎn)效率，需要排1 模多腔。通過1 模4 腔方案分析可知，因?yàn)橛谢瑝K機(jī)構(gòu)所以最多排4 腔。如果想排超過4 腔，就不能有滑塊機(jī)構(gòu)。故提出以下改進(jìn)方法：

（1）鑄件動、定模拔模斜度設(shè)置不同。與設(shè)計(jì)人員協(xié)商后，重新設(shè)置鑄件脫模角度如圖4所示，將動模部分鑄件的脫模角度改為單邊0.5°，定模部分鑄件的脫模角度改為單邊1°。

圖4 鑄件拔模斜度

（2）動、定模型芯、型腔拋光方式不同。并且拋光要求定模要求用800#砂紙拋光，動模用400#砂紙拋光，并到達(dá)相應(yīng)光潔度，以確保開模后鑄件留在動模。

通過以上兩個(gè)改進(jìn)方式，使鑄件在動模包緊力比定模大，開模時(shí)，鑄件留在動模，便于機(jī)械手自動取料，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。從而取消滑塊機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一模多腔排樣。

3.2 1模12腔模具排位

熱式壓鑄機(jī)型號為DAW125S，為了提高產(chǎn)能，盡可能排一模多腔，該設(shè)備格林柱間距離為450×450mm，最大鎖模力125t?？傻媚＞咦畲笸庑纬叽鐬?50×400mm，通過計(jì)算單個(gè)鑄件的投影面積和重量，最多可排位12腔，排位如圖5所示。

圖5 模具排位及安裝圖

3.3 澆鑄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

模具腔數(shù)多，既要保證金屬溶液在型腔中流動順暢，又要確保每個(gè)鑄件同時(shí)開始填充，同時(shí)填充完成，這樣壓鑄時(shí)2級提速和增壓作用在每個(gè)鑄件效果盡可能一致，從而能保證每個(gè)鑄件內(nèi)部組織致密，外觀良好。如圖6所示，橫流道由大寬變窄，以確保遠(yuǎn)端流速加快，并考慮重力影響調(diào)整支流道口入口寬度，上方支流道口入口寬度大于下方支流道口入口寬度，基于anyPRE壓鑄模流分析軟件，通過反復(fù)模流模擬，和細(xì)微修改流道，最終到達(dá)圖7的理想結(jié)果。

圖6 澆注系統(tǒng)

圖7 模流分析

3.4 模具加工工藝優(yōu)化

（1）原加工工藝問題。

如圖8 所示，鑄件有一處小孔，直徑φ2.8mm，之前鑄件在孔分型面碰穿處總有毛刺。因?yàn)榉中兔媸钱愋畏中兔?，不能利用磨加工方式?zhǔn)確加工到位，模具型腔加工完后需要鉗工配模，以保證上下模具貼合。但是φ2.8mm 凸臺面積太小，打磨機(jī)的打磨砂輪直徑大于φ2.8mm的凸臺，φ2.8mm凸臺面容易打出倒圓，造成模具沒有貼合，從而鑄件孔內(nèi)形成飛邊。

圖8 孔分型面

（2）加工工藝改進(jìn)。

考慮鉗工操作困難，將工藝次序進(jìn)行調(diào)整，如表1所示，將電火花工序調(diào)整到配模之后，配模時(shí)成了大面對碰，不存在操作困難，保證了上下模具貼合，配模完成后再電火花加工型腔。改進(jìn)后鑄件孔內(nèi)無飛邊及無錯(cuò)位，得到了合格鑄件，如圖9所示。

表1 改進(jìn)工藝路線

圖9 效果圖

3.5 模具結(jié)構(gòu)

模具整體結(jié)構(gòu)，如圖10所示。

1.澆口套 2.定模型腔 3.導(dǎo)柱 4.復(fù)位桿5.復(fù)位彈簧套 6.頂桿 7.分流錐 8.動模型芯

4 結(jié)束語

通過改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)，同一生產(chǎn)設(shè)備，同一樣的能耗條件下，產(chǎn)量由班產(chǎn)4,000 件提升至12,000 件，提高了2 倍，且流道重量占比降低。設(shè)計(jì)模具時(shí)需要結(jié)合實(shí)際，充分考慮加工工藝，提高生產(chǎn)效率和減低能耗。