(2)根据内浇口截面积,设定浇口形状,然后设置浇口位置,初步设计溢流槽及集渣包位置。
(3)制作不同的浇口方案(通常先使内浇道截面积小一些,试验后根据需要可再扩大),并制成3D数据。
(4)根据制成的3D数据进行CAE分析(即流态解析、温度场分析)。
(5)对解析结果进行评价。
(6)对不同浇排系统所产生的方案结果进行比较、评价,择优选用。若存在不良现象,应进行方案改进,然后再进行CAE分析,直到取得较满意的方案。
2.2浇道、排气系统的设计注意事项
(1)内浇口及排气槽应设置在使金属液在形
腔里流动状态最好,并能充满型腔内各个角落的位置上。设置时尽可能采用一个内浇口。如果设计条件不允许,应注意使金属液的流动相互不受干扰或在型腔内不分散地相遇(即引导金属流顺一个方向流动),避免型腔内各股金属液汇合时出现涡流。例如,当压铸件尺寸较大时,有时不可能仅从一个内浇道获得所需的内浇道截面积,因此必须采用多个内浇道。但是应注意到内浇道的设置应保证引导金属液只沿着一个方向流动,以避免型腔内各股金属液汇合而出现涡流。
(2)金属液流柬应尽可能少地在型腔内转弯,以便使金属液能达到压铸件的厚壁部位。
(3)金属液流程应尽可能短而均匀。
(4)内浇道截面积向着内浇道方向逐渐缩小,以减少气体卷入,有利于提高压铸件的致密性。
(5)内浇道在流动过程中应圆滑过渡,尽可能避免急转与流动冲击。
(6)多腔时对浇道截面积应按各腔容积比进 行分段减少。
(7)型腔中的空气和润滑剂挥发的气体,应由流入的金属液推到排气槽处,然后从排气槽处逸出型腔。特别是金属液的流动不应将气体留在盲孔内或过早地堵塞排气槽。
(8)金属流束不应在散热不良处形成热冲击。
(9)对带有筋的压铸件,应尽可能地让金属流顺筋的方向流动。
(10)应避免金属液直接冲刷容易损坏的模具部分和型芯。不可避免时,应在内浇道上设置隔离带,避免热冲击。
(11)通常内浇道愈宽愈厚,非均匀流动的危险也愈大。应尽量不要采用过厚的内浇口,避免切除内浇道时产生变形。
(12)型腔的排气
溢流槽是为了排除铸造时最初喷入的金属液,并且使模具的温度一致。溢流槽设在铸型容易存气的位置,作为排出气体用,改善金属液的流动状态,将金属液导向型腔的各个角落,以得到良好的铸造表面。排气槽有连接在溢流槽与集渣包前面的,也有与型腔直接连接的。设计时应注意:
①排气槽的总截面积应大致相当于内浇道截面积。
②分型面上的排气槽的位置是根据型腔内金属液流动状态而确定的。排气槽最好设计成弯曲状,而不是直通状,以防止金属液外喷伤人。分型面上的排气槽的深度通常为0.05~
0.15mm;位于型腔内的排气槽深度通常为0.3~0.5mm;位于模具边缘的排气槽深度通常为0.1~0.15mm。排气槽的宽度一般为5~20mm。
③顶针与推杆的排气间隙对于型腔的排气是非常重要的。通常控制在0.0l~0.02mm,或放大到不产生毛刺为止。
④固定式型芯的排气也是一有效的排气方法,案例如图2所示。通常在型芯周边单边控制有0.05~0.10mm的间隙,并在型芯定位颈部开出宽、厚各l~1.5mm的排气槽,这样型腔内的气体可顺颈部开出的排气槽由型腔底部排出。
⑤排气槽的粗糙度也不应忽视,应保持较高的光洁度,避免在使用过程中被涂料粘连脏物而造成堵塞,影响排气。
(13)压铸熔杯的填充率尽可能选高些。对压铸件气孔度要求高的场合,通常选定在70%左右,这样带入压铸件的气体就会大幅度减少,对系统排气也是有利的。
2.3流动解析评价与对策
(1)模具设计过程中,应尽可能让金属流顺一个方向流动,流动解析后,发现型腔中出现涡流时,应当改变内浇口导入角或改变尺寸,以排除涡流现象。
(2)金属液交汇时,在停止流动前还要让金属液继续流动一段距离。所以在交汇处的型腔外应增设溢流槽和集渣包,以使过冷的金属液及空气化合物流入溢流槽和集渣包,让后续金属液清洁、常温。
(3)针对不同部位填充速度不一时,应调整内浇口的厚度或宽度(必要时逐渐加大),达到填充速度基本一致的目的,但应尽可能通过加宽内浇道来实现。
(4)流动解析后发现填充滞后的部位,也可增设内浇道。
(5)对于薄壁压铸件,必须选用较短的填充时间进行压铸。所以应通过加大内浇道的截面积来减少填充时间,以达到较好的表面质量。
(6)对于致密性要求高的厚壁压铸件,必须保证有效地进行排气。应选用中等的填充时间进
行压铸。故应对内浇道的截面进行调整,以取得相应的填充时间,获得较好的表面质量和内部质量。 3结论
压铸模具的制作流程是一个CAD/CAE/CAM/CAT融合的过程,其间融合得越好,压铸件产品的品质越高、制造成本就越低。压铸模具浇排系统设计应遵循上述设计步骤和注意事项,并进行分析和评价,将避免许多不良现象产生。在当今具备CAE分析手段的时代,在内浇道设计初期,将总结出的经验先行考虑进浇排系统,结合CAE手段,通过分析、改善、提升,势必起到事半功倍的作用。