一副鋁合金壓鑄模具的順利投產(chǎn)是一個鋁合金壓鑄件成功開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而澆道系統(tǒng)的良好設(shè)計是保證鋁合金壓鑄模具正常生產(chǎn)的前提。特別是一些有特殊要求(如氣密性、表面粗糙度等)的產(chǎn)品,批量生產(chǎn)時,這些特殊要求往往成了考核一個鋁合金壓鑄模具成功與否的關(guān)鍵指標(biāo)。在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),雖然影響鋁合金壓鑄件特殊要求質(zhì)量的因素較多,但澆口位置的設(shè)置往往是一個不可忽視的環(huán)節(jié),不恰當(dāng)?shù)臐部谖恢迷O(shè)置會造成一副鋁合金壓鑄模具的整體報廢,或者模具生命周期大打折扣。
鋁合金壓鑄件澆道系統(tǒng)的設(shè)計需要通過對鑄件的結(jié)構(gòu)分析,并確定各種要求以后進行。設(shè)計澆注系統(tǒng)的一般過程是:
(1)選擇澆口的位置。
(2)考慮引導(dǎo)金屬流的流向。
(3)劃分澆口的股數(shù)。
(4)設(shè)置澆道的形狀和尺寸。
(5)確定內(nèi)澆道的截面積。
在實際設(shè)計中,除澆口位置的選擇是首先考慮的一步外,上述順序只是一個大概考慮的步驟,先后次序并不是十分嚴(yán)格。其實,上述這幾方面是互相影響、互相制約的。在考慮后一個步驟時,很可能要對前一個步驟已作的設(shè)計進行改變和調(diào)整。因此,必須根據(jù)具體情況全面地加以綜合考慮,從而設(shè)計出符合要求的澆注系統(tǒng)。
一、澆口位置的選擇原則
在鋁合金壓鑄模具設(shè)計時,澆口位置的選擇,往往受到合金種類、鋁合金壓鑄件結(jié)構(gòu)和形狀、壁厚變化、收縮變形、機型類別(臥式、立式),以及鋁合金壓鑄件的使用要求等方面的限制,因此對鋁合金壓鑄件來說,理想的澆口位置是很少的。在這些需要考慮的因素中,只能以滿足最主要的需求來確定澆口位置,特別是一些特殊的需要。澆口位置首先受到鋁合金壓鑄件外形所限定,同時還要考慮其他一些因素。
(1)澆口位置應(yīng)取在金屬液填充流程最短、流至型腔各部位的距離盡量相近的部位,使填充路徑減少曲折和避免過多的迂回。建議盡量采用中心澆口。
(2)澆口位置放在壓鑄件壁厚最厚的部位有利于最終壓力的傳遞。同時,澆口開設(shè)在厚壁部位,對內(nèi)澆道厚度的增加也留有余地。
(3)澆口位置應(yīng)使型腔溫度場的分布符合工藝要求,盡量滿足金屬液流至最遠(yuǎn)端的填充條件。
(4)澆口位置取在金屬液流進入型腔不起旋渦且排氣順暢的部位,有利于型腔內(nèi)氣體的排除。生產(chǎn)實踐中,要排除出全部氣體是十分困難的,但針對鋁合金壓鑄件形狀設(shè)法盡量多地排除氣體則是設(shè)計時應(yīng)考慮的問題。排氣問題對有氣密性要求的鋁合金壓鑄件應(yīng)特別引起重視。
(5)對于框形鋁合金壓鑄件,澆口位置可以放在鋁合金壓鑄件投影范圍內(nèi),若單個澆口填充良好,沒必要采用多股澆口。
(6)澆口位置盡可能取在金屬液流不正面沖擊型芯的部位,應(yīng)避免使金屬流撞擊型芯(或型壁)。因為撞擊型芯后,金屬液動能耗散劇烈,同時也易形成分散液滴與空氣相混,使鑄件缺陷增多。型芯被沖蝕后,產(chǎn)生粘模,嚴(yán)重時,被沖蝕的部位形成凹陷,影響鋁合金壓鑄件脫模。
(7)澆口位置應(yīng)設(shè)置在鋁合金壓鑄件成形后容易去除或沖切澆口的部位。
(8)對有氣密性要求或不允有氣孔存在的鋁合金壓鑄件,內(nèi)澆道應(yīng)設(shè)置在金屬液最終都能保持壓力的部位。
一副鋁合金壓鑄模具澆道位置的設(shè)計存在許多不同的設(shè)計方案,如何從諸多的設(shè)計方案中遴選出最佳的設(shè)計方案,是設(shè)計精良的鋁合金壓鑄模具必然要經(jīng)歷的一個過程,隨著現(xiàn)代軟件技術(shù)的發(fā)展,依靠先進的壓鑄模擬軟件,可以幫助設(shè)計人員對澆道位置做出更好的選擇,從而能避免模具使用后才發(fā)現(xiàn)的問題,再進行模具更改的尷尬,同時也能為鋁合金壓鑄廠節(jié)約一筆可觀的修模改模費用。