壓鑄模具
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇壓鑄模具范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
壓鑄模具范文第1篇
中圖分類號：TG699 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）14-0242-01
1 引言
隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，模具工業(yè)己成為國民經(jīng)濟中的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。壓鑄制品廣泛用于汽車、航空、摩托、機床和造船等制造業(yè)，因此對壓鑄模具質(zhì)量與設(shè)計制造效率的要求越來越高。傳統(tǒng)的模具設(shè)計和制造方式，主要是依賴設(shè)計人員和工藝人員的經(jīng)驗。模具設(shè)計是否合理、制品有無缺陷都只有通過試模才能知道。CAE技術(shù)能在計算機上對模具設(shè)計方案進行分析和模擬，預(yù)測設(shè)計中潛在的缺陷，幫助設(shè)計人員修改和優(yōu)化設(shè)計方案，能顯著縮短塑料模具設(shè)計周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并極大地降低生產(chǎn)成本。
2 CAE技術(shù)
CAE 技術(shù)是通過計算機模擬對工程和產(chǎn)品進行全面分析的綜合型計算機技術(shù)，通過計算機模擬CAE 技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)工程和產(chǎn)品存在的設(shè)計缺陷，通過不斷地改進與優(yōu)化實現(xiàn)工程和產(chǎn)品性能的提升和成本的控制，在提高工程和產(chǎn)品功能性的基礎(chǔ)上，提高其可靠性和適用性。
PROCAST軟件就是典型的壓鑄件CAE 技術(shù)的應(yīng)用，該軟件可以模擬整個壓鑄過程對壓鑄成型產(chǎn)品的影響。它主要包括縮孔預(yù)測、裂紋與變形預(yù)測 、裹氣預(yù)測、冷隔及澆不足的預(yù)測、壓鑄模壽命預(yù)測等模塊， 通過模擬與分析可以判斷模具結(jié)構(gòu)的合理性和成型工藝參數(shù)的適宜性。由此得出工藝方案與有關(guān)參數(shù)以及模具結(jié)構(gòu)對制件質(zhì)量的影響，從而達到優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)的目的。PROCAST軟件的基本模塊如下：
（1）熱分析模塊
本模塊進行傳熱計算并包括Procast的所有前后處理功能。傳熱包括傳導(dǎo)、對流和輻射。Procast的前處理用于設(shè)定各種初始和邊界條件，可以準確設(shè)定所有已知的鑄造工藝的邊界和初始條件。Procast的后處理可以顯示溫度、壓力和速度場，但又同時可以將這些信息與應(yīng)力和變形同時顯示。
（2） 流體分析模塊
流體分析模塊可以模擬所有包括充型在內(nèi)的液體和固體流動的效應(yīng)。Procast通過流動方程對流體流動和傳熱進行耦合計算來模擬壓鑄過程。
（3） 應(yīng)力分析模塊
本模塊可以進行完整的熱場、流場和應(yīng)力的耦合計算，可以顯示由于鑄件變形而產(chǎn)生的鑄件和模具的間隙，并進一步確定由于這種間隙的出現(xiàn)而影響的鑄件冷卻時間和模具中產(chǎn)生的熱節(jié)。
（4） 輻射分析模塊
本模塊專用于滿足鑄鐵、鑄鋼件生產(chǎn)的需要。能夠定性和定量地計算固相的轉(zhuǎn)變。通過微觀組織模型計算各相如奧氏體、鐵素體、滲炭體和珠光體的成分以及相應(yīng)的潛熱釋放。
（5） 網(wǎng)格生成模塊Meshcast
Meshcast自動產(chǎn)生有限元網(wǎng)格。這個模塊與CAD軟件的連接是天衣無縫的。它可以讀入標準的CAD文件格式如IGES、Step、STL或者Parsolids。同時，MeshcastTM同時擁有獨一無二的其它性能，例如初級CAD工具、高級修復(fù)工具、不一致網(wǎng)格的生成和殼型網(wǎng)格的生成等。
（6） 反向求解模塊
本模塊適用于科研或高級模擬計算之用，通過反算求解確定邊界條件和材料的熱物理性能。有時模擬計算對這些數(shù)據(jù)有更高的精度要求，這時反算求解可以利用實際的測試溫度數(shù)據(jù)來確定邊界條件和材料的熱物理性能。
3 CAE技術(shù)在注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用
3.1 縮孔預(yù)測
收縮缺陷在鑄造缺陷中占很大比例。縮孔產(chǎn)生的原因是由于凝固收縮過程中液體不能有效地從充型系統(tǒng)和冒口得到補縮造成的縮松由于冒口補縮不足而導(dǎo)致了很大的內(nèi)部收縮缺陷。通過使用可以確認封閉液體的位置，并使用特殊的判據(jù)來確定縮孔縮松是否會在這些敏感區(qū)域內(nèi)發(fā)生，還可以計算出縮孔縮松有關(guān)的補縮長度。在砂鑄中，可以優(yōu)化冒口的位置和大小和絕熱保溫冒口的使用。在壓鑄中， PROCAST軟件可以詳細準確計算模型中的熱節(jié)、冷卻加熱通道的位置和大小以及溢流口的位置。
3.2 裂紋與變形預(yù)測
壓鑄在凝固過程中容易產(chǎn)生熱裂，以及冷卻過程中也會產(chǎn)生裂紋。利用PROCAST軟件的熱應(yīng)力分析，可以模擬凝固和隨后冷卻過程中產(chǎn)生的裂紋部位，通過模擬提出新的設(shè)計方案，在未投入制造前將潛在的缺陷降到最低。
3.3 裹氣預(yù)測
金屬液在充型過程中可能會受阻而將氣泡和氧化夾雜物帶入鑄件中，從而會影響鑄件的機械性能。CAE軟件能夠能夠清楚地顯示紊流的存在及流動方向，并對其進行跟蹤。從而達到直接監(jiān)視裹氣的運行軌跡，為設(shè)計合理的澆注系統(tǒng)和溢流孔的位置提供了可靠的依據(jù)。
3.4 冷隔及澆不足的預(yù)測
選取不當?shù)墓に噮?shù)如澆速過慢、型腔過冷、金屬液溫度過低等都會在充型成型過程中導(dǎo)致缺陷的產(chǎn)生。通過傳熱和流動的耦合計算，可以準確得到充型過程中的液體溫度的變化情況。通過CAE軟件可以預(yù)測這些鑄造充型過程中發(fā)生的問題，并隨后便可快速地制定和驗證相應(yīng)的改進方案。
3.5 壓鑄模壽命預(yù)測
熱循環(huán)疲勞會降低壓鑄模的使用壽命。CAE軟件能夠預(yù)測壓鑄模中的應(yīng)力周期和最大抗壓應(yīng)力，結(jié)合與之相應(yīng)的溫度場便可準確預(yù)測模具的關(guān)鍵部位溫度變化周期和區(qū)間，進而優(yōu)化設(shè)計以延長壓鑄模的使用壽命。
4 CAE技術(shù)分析模具的步驟
4.1建立有限元模型
首先要將應(yīng)用CAD 技術(shù)建立的幾何模型從通用的參數(shù)化CAD 軟件輸出到CAE 軟件中，設(shè)定有限元網(wǎng)格形狀、密度、邊界條件等相關(guān)信息后，將模型進行網(wǎng)格化處理，建立起可用于分析的有限元模型。
4.2 模流分析
CAE 軟件在對應(yīng)用CAD 技術(shù)建立的幾何模型有限元網(wǎng)格化處理后，輸入鑄件名稱、牌號和成型過程中所需要的工藝參數(shù)后，對鑄件模擬充型過程及凝固過程，也可以精確地計算冷卻或加熱通道的位置。CAE 分析軟件就能給出鑄件縮孔預(yù)測、裂紋變形預(yù)測、裹氣預(yù)測等信息
4.3 模具的優(yōu)化
根據(jù)CAE 軟件的分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)鑄件模具澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等設(shè)計中存在的缺陷與不足，根據(jù)分析結(jié)果對模具進行相應(yīng)修改后，再應(yīng)用CAE 技術(shù)重新進行分析，并最終優(yōu)化設(shè)計出合適的流道、澆口、冷卻水道等設(shè)計方案。
5 結(jié)束語
壓鑄模具設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，傳統(tǒng)的方式會出現(xiàn)設(shè)計周期長、成本較高等一系列問題，CAE 技術(shù)可以通過模擬來實現(xiàn)對壓鑄模具設(shè)計優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)對不同方案的快速分析，達到對壓鑄模具設(shè)計問題的及時糾正。CAE 技術(shù)實現(xiàn)了模具設(shè)計成本的降低和工作效率的提高。
作者簡介
壓鑄模具范文第2篇
鋁合金連接套壓鑄件三維圖，其形狀特點是圓筒形零件，零件上部外形最大直徑Φ99mm、長28mm處最大壁厚3mm有11處。最小壁厚僅1mm共有10處，約12mm寬，28mm長。這樣的壓鑄件在頂出時極易頂碎，頂出極困難。零件中部有12個方孔，需要12個側(cè)抽芯。下部最大壁厚6.25mm，在內(nèi)孔Φ93mm與Φ80mm孔臺階處有12處小平臺上設(shè)有頂桿。E-E剖視圖中設(shè)在零件中部尺寸25處。此處上部外形由11段Φ99mm和12段Φ95mm圓弧構(gòu)成），下部外形由12段Φ93.5mm和12段Φ92.6mm圓弧構(gòu)成。12個方孔內(nèi)40°斜面內(nèi)孔、槽寬42.5mm和槽寬12.5mm及槽寬8.2mm由動模型芯成形[3-4]。
2模具設(shè)計結(jié)構(gòu)及原理
2.1模具結(jié)構(gòu)
模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。此模具是安裝在J1116壓鑄機上，模具厚度320mm、寬度580mm、高度520mm。動模把模板1通過8個長螺釘2將支撐塊3與中板15連接，中板與動模框16通過8個短螺釘37將動模鑲件14和動模型芯29連接。通過導(dǎo)向軸4將調(diào)整墊5、導(dǎo)向套6、復(fù)位桿8、頂桿9、頂桿壓板10、推管11、頂桿固定板12連接并導(dǎo)向。螺釘13連接頂桿壓板10和頂桿固定板12。動模框16上分別安裝12對限位塊21、斜滑塊22、側(cè)型芯23。側(cè)型芯與定模上的斜導(dǎo)柱18配合。定模框25、斜導(dǎo)柱18、定模鑲件27、澆口套28、直導(dǎo)柱33和定模把模板30由螺釘24連接固定。模具分型面在動模鑲件14和定模鑲件27之間合模接觸平面上。
2.2工作原理
圖3為模具合模狀態(tài)，壓鑄機錘頭壓射、鋁液充滿型腔、凝固冷卻、開模。開模瞬間由于斜導(dǎo)柱18和斜滑塊22孔上面有間隙，所以定模先脫模，然后斜導(dǎo)柱帶動斜滑塊及側(cè)型芯23脫模。在側(cè)型芯完全脫模后，動模在開模的過程中2個頂出軸7對頂桿壓板10有作用力同時傳遞給頂桿9和推管11將零件頂出，然后檢查清理鑄件、模腔、噴涂料、合模。
3零件頂出的設(shè)計
零件的頂出用推管11和12個Φ4mm頂桿9同時頂出零件，見圖3連接套壓鑄模裝配圖的頂出結(jié)構(gòu)。推管頂在零件的11段Φ99mm壁厚3mm的端面上，12個頂桿分別頂?shù)溅?3mm底部的12個小平臺上，平臺的壁厚6.75mm，確保零件不斷裂、不變形。
4型芯力、零件受力分析及強度校核
零件的上部Φ93mm深28mm最薄弱，截面如圖4。在11段Φ99mm處用推管頂出，在Φ93mm孔底部12個小臺階處用Φ4mm頂桿頂出，零件的頂出力應(yīng)克服最大抽拔力1700.3kN。由于推管和頂桿同時將零件頂出，所以推管的頂出力為850.2kN。每段3mm壁厚處受力F1為77.3kN，每個頂桿的頂出力為F2，每段1mm壁厚處零件鋁合金YL117的抗剪切強度為210kN/mm。推管頂出部分1mm壁厚截面積13mm2，能承受最大剪切力為2730kN。遠大于77.3kN。所以此頂出方案可行。
5容易出現(xiàn)的問題及應(yīng)對措施
連接套壓鑄模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，共有12個側(cè)型芯，通過斜滑塊及斜導(dǎo)柱控制抽芯，并用推管和推桿的聯(lián)合作用實現(xiàn)零件的推出，模具結(jié)構(gòu)新穎，但模具制造精度要求高，壓鑄件在脫模時容易產(chǎn)生裂紋甚至破碎，最大的難點是零件頂出問題的解決。采取具體措施如下：
（1）首先要保證模具主要配合零件的尺寸精度在0.01mm以內(nèi)；
（2）要對側(cè)型芯、動模鑲件、定模鑲件、動模型芯零件表面進行等離子噴涂處理，使側(cè)型芯表面有一層厚度為小于0.005mm高強度的鍍層有利于型芯脫模、防止型芯拉傷、粘鋁、減少零件受力；
（3）嚴格控制開模順序：以保證首先抽拔側(cè)型芯時，模具的其它零件在高精度狀態(tài)下對壓鑄件起到支撐和保護作用；側(cè)型芯完全脫模后，再精確頂出壓鑄件；
壓鑄模具范文第3篇
關(guān)鍵詞：汽車；覆蓋件；沖壓；汽車工業(yè)
中圖分類號：X734.2 文獻標識碼：A
汽車覆蓋件沖壓理論和技術(shù)的發(fā)展將帶來汽車工業(yè)的發(fā)展和相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。
1 汽車鍛造模具技術(shù)
1.1 概述
鍛造模具的主要技術(shù)發(fā)展方向是提高模具設(shè)計水平，采用新型模具材料，使用高效高精度加工手段，以期在模具高壽命的狀態(tài)下實現(xiàn)鍛件高精度。
1.2 未來市場需求及產(chǎn)品
鍛造技術(shù)在汽車工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛，在鐵路、航空、航天、船舶等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也在逐漸增加。預(yù)計未來國內(nèi)汽車工業(yè)和其他行業(yè)仍將保持持續(xù)快速發(fā)展的態(tài)勢，鍛造工業(yè)也將隨之持續(xù)發(fā)展，與此相伴，鍛造模具的需求將會逐漸增加。
1.3 關(guān)鍵技術(shù)
1.3.1 鍛造模具CAD/CAM/CAE 一體化技術(shù)及信息化技術(shù)
（1）現(xiàn)狀。CAD/CAM技術(shù)已廣泛應(yīng)用，CAD/CAM/CAE 一體化技術(shù)應(yīng)用還較少，鍛造模具信息化技術(shù)鮮有使用。（2）挑戰(zhàn)。CAD/CAM/CAE軟件大部分來自國外，價格昂貴，使用不便。成形過程數(shù)值模擬技術(shù)尚需突破。（3）目標。普遍采用CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)，精確化數(shù)值模擬替代傳統(tǒng)工藝調(diào)試，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鍛造模具CAD/CAM/CAE軟件，促進集成PDM、ERP、 MIS系統(tǒng)與Internet平臺的鍛造模具信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛使用。
1.3.2 鍛造模具延壽、快修及再制造技術(shù)
（1）現(xiàn)狀。模具壽命較低，平均壽命熱鍛模6000件，溫鍛模4000件，冷鍛模10000件，鍛造模具快速修復(fù)及再制造技術(shù)剛剛起步。（2）挑戰(zhàn)。國內(nèi)模具材料技術(shù)水平還不高，熱處理和表面處理技術(shù)重視程度不夠，缺乏針對不同工藝條件下的模具技術(shù)細致研究。（3）目標。鍛造模具普遍采用真空熱處理技術(shù)，按需要采用氮化、CVC、PVC等表面處理技術(shù)。熱鍛模采用高強高韌性耐熱合金，依據(jù)變形材料、工藝、變形條件不同使用專門劑，模具壽命2萬件；溫鍛模使用專用溫鍛模具材料，專用溫鍛劑，壽命1萬件。冷鍛模采用硬質(zhì)合金甚至高韌性工業(yè)陶瓷制造，使用無公害綠色劑，壽命10萬件。推廣鍛模快修及再制造技術(shù)，使模具材料消耗大幅度減少。
1.3.3 高速、高效、高精度鍛模加工技術(shù)
（1）現(xiàn)狀。數(shù)控電火花加工和少量轉(zhuǎn)速在12000r/min以上的高速加工中心。（2）挑戰(zhàn)。鍛件精度的提高要求鍛造模具尺寸精度高，表面質(zhì)量好，硬度高。（3）目標。開發(fā)出主軸轉(zhuǎn)速100000r/min專用模具高速加工中心，鍛模工作部分尺寸精度 IT4級，表面粗糙度Ra0.1，可加工硬度60HRC以上。
1.3.4 精密多功能數(shù)控有動力鍛造模架技術(shù)
（1）現(xiàn)狀。導(dǎo)柱導(dǎo)套式模架為主，導(dǎo)鎖式模架開始使用，沒有采用自動卡緊裝置。（2）挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)模架功能單一，導(dǎo)向精度差，模架無動力，無液壓系統(tǒng)，無控制系統(tǒng)。（3）目標。帶自動的導(dǎo)軌式模架，導(dǎo)向精確。普遍采用液壓自動夾緊裝置，自帶伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)，有獨立控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)按時序頂料、飛邊托舉等功能。
1.3.5 精密化與復(fù)合化的輔助工序鍛造模具技術(shù)
（1）現(xiàn)狀。輥鍛模、楔橫軋模使用不多，輥鍛工藝多為制坯輥鍛，輥鍛模壽命2萬件左右。沖孔、切邊模和熱校正模分工序、分設(shè)備進行，工件經(jīng)歷變形——校正過程。冷精壓模主要為平面精壓，以矯正工件變形為主。（2）挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)自由鍛制坯形式效率低，能耗大，制坯精度低。沖孔、切邊模熱校正模分工序分設(shè)備進行使生產(chǎn)流程長，操作人員多，鍛件質(zhì)量低。平面冷精壓不能提高鍛件精度。（3）目標。輥鍛模、楔橫軋模在軸類件制坯工序中廣泛使用，輥鍛工藝向預(yù)成形輥鍛發(fā)展，輥鍛模壽命10萬件。沖孔、切邊、熱校正等工序在一臺設(shè)備上以復(fù)合模的方式完成，工件無變形。冷精壓模采用體積精壓，提高鍛件精度1-2級。
2 汽車鑄造模具技術(shù)
2.1 概述
鑄造模具技術(shù)的提高，將對提高鑄件質(zhì)量，發(fā)展新型鑄件，提高近凈加工水平有重要意義。鑄造模具技術(shù)的進步，將為汽車、電力、船舶、軌道交通、航空航天等國家支柱性產(chǎn)業(yè)提供更多精密、復(fù)雜、高質(zhì)量的鑄件，促進我國制造業(yè)整體水平的提升。
2.2 未來市場需求及產(chǎn)品
隨著汽車、摩托車、航空航天等工業(yè)的高速發(fā)展，鑄造模具每年以超過25%以上的速度快速增長，鑄造模具技術(shù)有了很大的進步，但是以轎車鋁合金發(fā)動機缸體為代表的大型、復(fù)雜壓鑄模具主要依靠進口。當前，正值我國汽車、摩托車工業(yè)進入高速增長期，產(chǎn)量連續(xù)多年大幅度增長，可以預(yù)測未來10-20年，我國鑄造模具的生產(chǎn)仍將獲得主要來自汽車工業(yè)的強勁推力而高速增長。在節(jié)能減排的背景下，黑色金屬重力鑄造模具增量將放緩，而鋁鎂合金壓鑄模具、低壓鑄造模具和擠壓鑄造模具將大幅度增長。
2.3 關(guān)鍵技術(shù)
在未來10 - 20年時間內(nèi)，鑄造模具技術(shù)發(fā)展需要解決關(guān)鍵技術(shù)主要有：
2.3.1 CAD/CAM/CAE/CAPP 一體化技術(shù)
（1）現(xiàn)狀。計算機輔助設(shè)計（CAD）和輔助制造（CAM）已經(jīng)開始普遍應(yīng)用于鑄造模具行業(yè)，但是鑄造過程的輔助分析（ CAE）和輔助工藝過程設(shè)計（CAPP）才剛剛起步。（2）挑戰(zhàn)。建立合理有效的鑄造過程分析模型、邊界條件及參數(shù)，是鑄造模具熱平衡、鑄造過程充型和凝固模擬技術(shù)的關(guān)鍵；同時，把鑄造模具從訂單開始，有效地通過網(wǎng)絡(luò)化來組織生產(chǎn)和銷售，是模具企業(yè)信息化面臨的一個挑戰(zhàn)。（3）目標。通過CAD/CAM/CAE/CAPP 一體化技術(shù)在鑄造模具中的應(yīng)用，大大提高鑄造模具的質(zhì)量、縮短制造周期。
2.3.2 高速精密數(shù)值化加工和檢測技術(shù)
（1）現(xiàn)狀。數(shù)控銑和三坐標檢測技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于模具加工，但高速加工剛剛起步。（2）挑戰(zhàn)。亟須解決高速加工設(shè)備的成本、穩(wěn)定性問題以及與之配套的編程和刀具問題。（3）目標。鑄造模具加工精度和光潔度大大提高，加工效率提高3倍以上。
2.3.3 快速制模、快速成形以及逆向工程技術(shù)
（1）現(xiàn)狀。快速制模、快速成形以及逆向工程技術(shù)還未在鑄造模具行業(yè)廣泛應(yīng)用。（2）挑戰(zhàn)。開發(fā)出低成本、高效、穩(wěn)定的快速成型設(shè)備及其成型工藝是其推廣關(guān)鍵。（3）目標。大大提高鑄件和鑄造模具的開發(fā)速度和開發(fā)質(zhì)量。
2.3.4 高壽命模具技術(shù)
（1）現(xiàn)狀。與國外模具相比， 國產(chǎn)鑄造模具壽命普遍較低。（2）挑戰(zhàn)。開發(fā)出高性能的模具新材料和有效的模具熱處理、模具表面處理技術(shù)，是提高模具壽命的關(guān)鍵；同時，在模具制造和使用過程中考慮到鑄造模具的熱平衡，也有利于提高鑄造模具壽命。（3）目標。使我國鑄造模具的壽命與發(fā)達國家相當。
參考文獻
[1]. 汽車覆蓋件模具設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京： 機械工業(yè)出版社.2012.
壓鑄模具范文第4篇
（1.福州大學(xué)；2.福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福州 350003）
摘 要：近年來，隨著我國汽車、電子等行業(yè)的迅速發(fā)展，對鎂合金壓鑄件的需求也不斷的增長.本文主要講述鎂合金齒輪箱產(chǎn)品研發(fā)過程中壓鑄模的設(shè)計理念和生產(chǎn)方面的經(jīng)驗.該模具在制造的過程中，應(yīng)用鎂合金壓鑄工藝，采取主澆道環(huán)型結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔采用分型結(jié)構(gòu)，設(shè)計了4個滑塊，3個方向抽芯.實驗結(jié)果顯示，該模具不僅壓鑄件成形好，壓鑄的缺陷也會相對減少，模具的壽命也會增加.
關(guān)鍵詞 ：鎂合金；模具設(shè)計；壓鑄工藝；齒輪箱
中圖分類號：TC292 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2015）01-0148-02
面對競爭日益激烈的市場競爭，對鎂合金壓鑄的要求也越來越嚴格，使得設(shè)計者們被動的不斷地提高著產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短著研發(fā)時間.在不存在特殊原因的情況下，鎂合金的產(chǎn)品與其他合金的鑄件設(shè)計有許多的相似之處.但又要做到在設(shè)計中既要突出鎂合金的特征與優(yōu)勢又要避免容易出現(xiàn)的問題，就需要壓鑄件與模具相互適應(yīng)，充分發(fā)揮出鎂合金的優(yōu)點，確保獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品.
1 鎂合金的發(fā)展現(xiàn)狀
鎂合金與目前正在使用的相對較多的材料相比，具有密度小、比強度高、以及良好的壓鑄工藝性、導(dǎo)熱性、減振性、電磁屏蔽性、可回收利用等特點.能夠滿足不同行業(yè)的需求，供求量很大，作為輕質(zhì)合金材料未來的前景不可限量，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于社會生產(chǎn)中.許多國家已經(jīng)利用鎂合金做出了重大的研究，將其定義為二十一世紀的重要戰(zhàn)略材料.
因為鎂合金的許多優(yōu)點和無法取代的特點，讓鎂合金的需求量大幅度上升，鎂合金壓鑄件在汽車產(chǎn)業(yè)制造中占有比例很大；亞太地區(qū)市場約占16‰、北美市場約占50‰、歐洲市場約占25‰、其他地區(qū)約占9‰.
而我國的鎂合金產(chǎn)業(yè)雖然才發(fā)展不久，但自在90年代以后，我國的汽車、電子、通訊等領(lǐng)域發(fā)展已經(jīng)得到了很大程度上的提高.在如今這個科技發(fā)展迅速的時代，只有不斷的研發(fā)創(chuàng)新才不會落后.我國作為鎂資源生產(chǎn)大國、存儲量占世界的22.5‰，年產(chǎn)量截止到2001年底全國50余家鎂企業(yè)的產(chǎn)量僅達10萬噸.通過不斷的努力，我國的鎂工業(yè)從鎂產(chǎn)品的進口國變身成為世界最重要的產(chǎn)品出口國.
2 壓鑄模設(shè)計
鎂合金齒輪箱結(jié)構(gòu)如圖1所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，要求模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，為保證成型質(zhì)量，要有合理的澆注系統(tǒng)，較大的澆道面積，較高的填充速度和較短的充填時間.
2.1 壓鑄機的選擇
對于鎂合金鑄件的生產(chǎn)環(huán)境的溫度、不論是熱室壓鑄機還是冷室壓鑄機都和生產(chǎn)出的鑄件的壁厚有關(guān).通常情況下，為了保證壁薄的，小于1kg的鑄件則需要熱室壓鑄機，大件的基本選用冷室壓鑄機.該齒輪箱采用700T冷室壓鑄機進行壓鑄成型.
2.2 模具設(shè)計
由于鎂合金有著很好的壓鑄工藝性能，在生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該相對地把鎂合金的優(yōu)點和不可代替的優(yōu)勢融合進去，并且選用適合鎂合金的工藝參數(shù)和模具設(shè)計標準.與鋁合金不同的是，因為熔化的鎂合金不易與鋼鐵融合，所以使模具的使用壽命得到了延長.至于其他的，例如熱學(xué)約650℃和機械力學(xué)比壓對模具的沖壓與加工鋁的時候都有些相同.現(xiàn)在我們可以做到壓鑄件壁薄至0.6mm的薄壁件.因為鎂合金的液體可以再模具腔內(nèi)迅速凝固、要求充型時間短，壓射沖頭的速度比鋁高出30%.
實踐表明，鑄件的抗拉強度與第二級壓射速度有著直接的關(guān)系.主要因素是：短的充型時間和充型期間產(chǎn)生的漩渦.壓鑄模噴涂的頻繁，表面會有噴涂材料的微粒和氧化物，會改變?nèi)芤涸趦?nèi)澆口的速度，大約在90—100m/s.這樣的改變，就會減少內(nèi)澆口速度造成的破損.
2.3 鎂合金壓鑄模特點
（1）充型時間比鋁短30%，（2）內(nèi)澆口的速度為90—100m/s，（3）斜度小，（4）模具溫度在220℃—240℃（需要用模具控制器），（5）鎂的流動性好，邊角固定好，對模具塑固要求高.
2.4 鎂合金壓鑄模的應(yīng)用
近些年我國的大型成套設(shè)備中，齒輪是最關(guān)鍵的部分之一.通過引進相關(guān)的技術(shù)和不斷的創(chuàng)新，也代表著制造業(yè)的發(fā)展水平的高精度，以及在這方面所取得成就.從發(fā)展趨勢上看，是在不斷的進步，占據(jù)主導(dǎo)地位，并會持續(xù)相當長的發(fā)展階段.
由圖2結(jié)構(gòu)圖所示.鎂合金的齒輪箱的壓鑄由動模套版、頂出機構(gòu)、動模型芯、定模型芯、抽芯滑板、定模板套、動模固定板和澆道等部分組成.該模具大體還是選取了鋁合金壓鑄模的結(jié)構(gòu)成分，但又做了一定程度的改變，突出了鎂合金的特點與優(yōu)勢.做了一些大膽的創(chuàng)新.
首先，在模具的澆道上做了一定的改變：選取厚度為8～16mm，寬度為18～28mm的增壓型環(huán)型主澆道，以保證在填充的過程中速度得到了提升.由于齒輪箱的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)置的輔助澆道可以減少充填的時間，流動的阻礙減少，甚至減少了噴濺、冷隔、紊流等缺陷.
其次，根據(jù)齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜這一特點，也做了一些設(shè)計.設(shè)計成4個抽芯的結(jié)構(gòu)方式;滑塊之間的距離為0.03mm以內(nèi)；銷子與模具內(nèi)孔之間的距離為0.012以內(nèi)，模具的制作工藝精度高達GBIT6級.此外，選取內(nèi)腔結(jié)合處不用去毛刺的直接加工的分型結(jié)構(gòu)，可以大大的減輕成本負擔(dān)，還可以保證壓鑄產(chǎn)品的質(zhì)量與速度.
3 壓鑄工藝設(shè)計與工藝
壓鑄是鎂合金鑄造的最主要的成形工藝.世界上鎂合金鑄件總數(shù)的93﹪是通過壓鑄工藝成形的.這最主要的原因就是鎂的壓鑄工藝工藝性能很好.
對于鎂合金齒輪的成分分析見表1.鎂合金具有的一系列特征使得鎂合金零件的壓鑄工藝與鋁合金的壓鑄工藝有著顯著的不同.與鋁合金比較來說.鎂合金有著低比熱容和低相變潛熱、低動力學(xué)粘度、高流動性、凝固時間短等特點.選取填充速快，更節(jié)約時間的充填時間的壓鑄工藝，與鎂合金進行綜合研究和生產(chǎn).
3.1 真空壓鑄
真空壓鑄是指在壓鑄的過程將腔內(nèi)的氣體抽出，減少壓鑄件內(nèi)的氣孔和溶解氣體，從而達到提高鑄件質(zhì)量的目的.由于鎂合金在凝固的過程易產(chǎn)生枝晶，被枝晶占據(jù)的地方會因阻礙液體形成負壓，析出有利位置.因為鎂合金中的疏松對氣孔的形成起著幫助作用，
3.2 充氧壓鑄
充氧壓鑄又叫做無氣孔壓鑄.在金屬液充型前，在型腔內(nèi)沖入氧氣或者其他氣體，來替換腔內(nèi)的空氣.金屬液體進入腔內(nèi)時，會與活性氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成金氧化物微粒，這種微粒分散在墻內(nèi)，分解了存在的空氣，使壓鑄件可以通過熱處理強化，使鑄件比普通鑄件的塑造效果更明顯.而普通鎂合金是無法進行力學(xué)性能測試的.
3.3 擠壓鑄造
北美壓鑄協(xié)會對擠壓鑄造的解釋是：運用低的充型速度和最小的運動，達到金屬液體在高壓下凝固的目的.高精度的從而獲得鑄造工藝.充型壓力高是擠壓鑄造最突出的特點.比重力金屬型鑄造要高幾個級別，而對鑄件造成的影響：合金與鑄型間的傳熱系數(shù)的增加；減少腔內(nèi)金屬液體中的氣體析出，從而提高鑄件的密度與質(zhì)量.
3.4 半固態(tài)鑄造
雖然有了擠壓鑄造、常規(guī)鑄造、充氧鑄造等方式可以塑造出高質(zhì)量、快速度、復(fù)雜多樣的鎂合金鑄件，但也很難逃脫在生產(chǎn)過程中遇到的各種問題，所以必須過熱保證合金液的流動來克服眾多的問題.例如，鎂合金的氧化燃燒，這主要是利用半固態(tài)有充型平穩(wěn)、金屬液氧化損失較少、無金屬噴濺可進行熱處理、鑄件壽命長等特點.
3.5 填充時間
對于鎂合金，填充時間要短，保壓的作用就是讓壓力傳遞給還沒有凝固的液體，通過高壓結(jié)晶獲取高質(zhì)量的壓鑄件.除此以外，因為鎂合金的特殊性的緣故，在利用鎂合金進行壓鑄制造產(chǎn)品時，在其開發(fā)以及生產(chǎn)的過程中，還應(yīng)該對鎂合金的生產(chǎn)中的其他一些工序進行多加注意，其中，在生產(chǎn)過程中，鎂合金的熔化、保溫以及壓鑄和對鎂合金的后續(xù)加工以及對鎂合金的處理等過程中都應(yīng)該采取一定的安全防護措施，這樣才能更加保證產(chǎn)品的質(zhì)量.
3.6 安全操作
鎂具有易燃易爆的特性、因此在生產(chǎn)過程中、必須有較強的安全意識.在生產(chǎn)時基本保護用品必須佩帶齊全，如、工作服、安全帽、口罩、防護模具等等.為穿戴齊全不可靠近.鎂合金生產(chǎn)中涂料不易噴放過多，以免引發(fā)危險.設(shè)計員者們應(yīng)時刻注意著，以免造成不必要的傷亡.
4 結(jié)語
根據(jù)多年的設(shè)計鋁、鋅等多種金屬產(chǎn)業(yè)以及多年壓鑄生產(chǎn)積累下來的經(jīng)驗，現(xiàn)在已經(jīng)自主設(shè)計了鎂合金齒輪壓鑄模的一系列工序，并且已經(jīng)按照成功的設(shè)計制造出了模具.經(jīng)過多方面的實際檢驗，制造的模具有效使用時間長的特點.制定的鎂合金齒輪箱壓工藝十分合理，并且在穩(wěn)定性上也超出世面上的其他產(chǎn)品的平均水平，而且在壓鑄成型的質(zhì)量以及表面的質(zhì)量上也比世面上的許多同類型產(chǎn)品高出許多，而且利用我公司的自主設(shè)計的工序成產(chǎn)制造出的產(chǎn)品的成品率也比以往的工序生產(chǎn)制造出產(chǎn)品的成品率提高了不少.
——————————
參考文獻：
〔1〕張玉海,閻峰云,黃曉鋒.AM60B鎂合金壓鑄工藝的研究[J].鑄造，2011(04).
〔2〕李遠發(fā),洪艷,況志強,饒輝.鎂合金DVD蓋壓鑄模具設(shè)計[J].特種鑄造及有色合金,2011(04).
〔3〕程曉宇,熊守美.AM50鎂合金壓鑄件致密性與壓鑄工藝研究[J].鑄造,2011(07).
壓鑄模具范文第5篇
【關(guān)鍵詞】模具制造；數(shù)控加工；數(shù)控車削技術(shù)；數(shù)控銑削技術(shù)
1、模具的數(shù)控加工
1）模具數(shù)控加工的特點
（1）模具的制造是單件生產(chǎn)。每一副模具都是一個新的項目，有著不同的結(jié)構(gòu)特點，每一個模具的開發(fā)都是一項創(chuàng)造性的工作。
（2）模具的開發(fā)并非最終產(chǎn)品，而是為新產(chǎn)品的開發(fā)服務(wù)，一般企業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)在數(shù)量上、時間上并不固定，從而造成模具生產(chǎn)的隨機性強、計劃性差，包括客戶變動大、產(chǎn)品變化多，因此對模具制造企業(yè)的人員有更高的要求，要求模具企業(yè)的員工必須能快速反應(yīng)，也就是要有足夠的基礎(chǔ)知識和實踐經(jīng)驗。
（3）模具制造要快速。新產(chǎn)品的開發(fā)周期越來越短，而模具又是新產(chǎn)品開發(fā)費時最多的項目之一，模具開發(fā)的周期隨之縮短，因此模具從報價到設(shè)計制造過程都要有很快捷的反應(yīng)。特別是模具制造過程必須要快，才能達到客戶的要求。因此就要求模具的加工工序應(yīng)高度集成，并優(yōu)化工藝過程，在最短的加工工藝流程中完成模具的盡量多的加工。
（4）模具結(jié)構(gòu)不確定。模具需要按制件的形狀和結(jié)構(gòu)要素進行設(shè)計，同時由于模具所形成的產(chǎn)品往往是新產(chǎn)品，所以在模具開發(fā)過程中需要有更改，或者在試模后，對產(chǎn)品的形狀或結(jié)構(gòu)作調(diào)整，而這些更改需要進行重新加工。
（5）模具加工的制造精度要求高。為了保證成形產(chǎn)品的精度，模具加工的誤差必須時行有效控制，否則模具上的誤差將在產(chǎn)品上放大。模具的表面粗糙度要求高，注塑模具或者壓鑄模具，為了達到零件表面的光潔，以及為了使熔體在模具內(nèi)流動順暢，必須有較低的表面粗糙度值。
2）模具數(shù)控加工的技術(shù)要點
（1）模具為單件生產(chǎn)，很少有重復(fù)開模的機會。因此，數(shù)控加工的編程工作量大，對數(shù)控加工的編程人員和操作人員就有更高的要求。
（2）模具的結(jié)構(gòu)部件多，而且數(shù)控加工工作量大。模具通常有模架、型腔、型芯、鑲塊或滑塊、電極等部件，需要通過數(shù)控加工成形。
（3）模具的型腔面復(fù)雜，而且對成形產(chǎn)品的外觀質(zhì)量影響大，因此在加工腔型表面時必須達到足夠的精度，盡量減少、最好能避免模具鉗工修整和手工拋光工作。
（4）模具部件一般需要多個工序才能完成加工，應(yīng)盡量安排在一次安裝下全部完成，這樣可以避免因多次安裝造成的定位誤差并減少安裝時間。通常模具成形部件會有粗銑、精銑、鉆孔等加工，并且要使用不同大小的刀具進行加工，合理安排加工次序和選擇刀具就成了提高效率的關(guān)鍵因素之一。
（5）模具的精度要求高。通常模具公差范圍在達到成形產(chǎn)品的1/5～1/10，而在配合處的精度要求更高。只有達到足夠的精度，才能保證不溢料，所以在進行數(shù)控加工時必須嚴格控制加工誤差。
（6）模具通常是“半成品”，還需要通過模具鉗工修理或其他加工，如電火花加工等，因此在加工時，要考慮到后續(xù)工序的加工方便，如為后續(xù)工序提供便于使用的基準等。
（7）模具材料通常要用到很硬的鋼材，如壓鑄模具所用的H13鋼材，通常在熱處理后，硬度會達到52～58HRC，而鍛壓模具的硬度更高。所以數(shù)控加工時必須采用高硬度的硬質(zhì)合金刀具，選擇合理的切削用量進行加工，有條件的最好用高速銑削來加工。
（8）模具電極的加工。模具加工中，對于尖角、肋條等部位，無法用機加工加工到位。另外某些特殊要求的產(chǎn)品，需要進行電火花加工，而電火花加工要用到電極。電極加工時需要設(shè)置放電間隙。模具電極通常采用純銅或石墨，石墨具有易加工、電加工速度快、價格便宜的特點，但在數(shù)控加工時，石墨粉塵對機床的損害極大，要有專用的吸塵裝置或者浸在液體中進行加工，需要用到專用數(shù)控石墨加工中心。
（9）標準化是提高效率、縮短加工時間的有效途徑。對于模具而言，盡量采用標準件，可以減少加工工作量。同時在模具設(shè)計制造過程中，使用標準的設(shè)計方法，如將孔的直徑標準化、系列化，可以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。
2、數(shù)控加工在模具制造中的應(yīng)用
1）模具的數(shù)控加工技術(shù)按其能量轉(zhuǎn)換形式不同可分為：
（1）數(shù)控機械加工技術(shù)。模具制造中常常用到的如數(shù)控車削技術(shù)、數(shù)控銑削技術(shù)，這些技術(shù)正在朝著高速切削的方向發(fā)展。
（2）數(shù)控電加工技術(shù)，如數(shù)控電火花加工技術(shù)、數(shù)控線切割技術(shù)。
（3）數(shù)控特種加工技術(shù)。包括新興的、應(yīng)用還不廣泛的各種數(shù)控加工技術(shù)，通常是利用光能、聲能、超聲波等來完成加工的，如快速原型制造技術(shù)等。
這些加工方式為現(xiàn)代模具制造提供了新的工藝方法和加工途徑，豐富了模具的生產(chǎn)手段。但應(yīng)用最多的是數(shù)控銑床及加工中心；數(shù)控線切割加工與數(shù)控電火花加工在模具數(shù)控加工中應(yīng)用也非常普遍；而數(shù)控車床主要用于加工模具桿類標準件，以及回轉(zhuǎn)體的模具型腔或型芯；數(shù)控鉆床的應(yīng)用也可以起到提高加工精度和縮短加工周期的作用。
在模具數(shù)控制造中，應(yīng)用數(shù)控加工可以起到提高加工精度、縮短制造周期、降低制造成本的作用，同時由于數(shù)控加工的廣泛應(yīng)用，可以降低對模具鉗工經(jīng)驗的過分依賴。因而數(shù)控加工在模具中的應(yīng)用給模具制造帶來了革命性的變化。當前，先進的模具制造企業(yè)都以數(shù)控加工為主來制造模具，并以數(shù)控加工為核心進行模具制造流程的安排。
2）數(shù)控車削加工
數(shù)控車削在模具加工中主要用于標準件的加工，各種桿類零件如頂尖、導(dǎo)柱、復(fù)位桿等。另外，在回轉(zhuǎn)體的模具中，如瓶體、盆類的注塑模具，軸類、盤類零件的鍛模，沖壓模具的沖頭等，也使用數(shù)控車削進行加工。
3）數(shù)控銑削加工
數(shù)控銑削在模具加工中應(yīng)用最為廣泛，也最為典型，可以加工各種復(fù)雜的曲面，也可以加工平面、孔等。對于復(fù)雜的外形輪廓或帶曲面的模具，，如電火花成形加工用電極、注塑模、壓鑄模等，都可以采用數(shù)控銑削加工。
4）數(shù)控電火花線切割加工
對于微細復(fù)雜形狀、特殊材料模具、塑料鑲拼型腔及嵌件、帶異形槽的模具，都可以采用數(shù)據(jù)電火花線切割加工。線切割主要應(yīng)用在各種直壁的模具加工，如沖壓模具中的凹凸模，注塑模中的鑲塊、滑塊，電火花加工用電極等。
5）數(shù)控電火花成形加工
模具的型腔、型孔，包括各種塑料模、橡膠模、鍛模、壓鑄模、壓延拉深模等，可以采用數(shù)控電火花成形加工。
總之，模具具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型面復(fù)雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點。應(yīng)用數(shù)控加工模具可以大副度提高加工精度，減少人工操作，提高加工效率，縮短模具制造周期。同時，模具的數(shù)控加工具有一定的典型性，比普通產(chǎn)品的數(shù)控加工有更高的要求。
參考文獻
[1]邱言龍.模具鉗工實用技術(shù)手冊[M].北京:中國電力出版社,2010.01
[2]劉洪璞.模具鉗工實用技能[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.01
[3]張能武.模具工常用技術(shù)手冊[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2008.10
