摘要：随着技术的发展和环保理念的深入人心，用铝合金材质的风扇叶片代替传统以塑料为主的叶片材质，可以大大减少对不可再生资源的利用和开发，对整个工业制造业的发展来说都具有重要意义。因此，在对铝合金风扇叶片压铸模具进行设计的过程中，需要注重对排气系统设计、冷却系统设计、浇注系统设计以及推出系统设计的有效运用，在提升风扇叶片性能质量的同时，为节能减排的建设提供基础。本文主要研究铝合金风扇叶片压铸模具设计。
关键词：铝合金、风扇叶片、压铸模具；设计流程
前言：与新型铝合金风扇叶片相比，传统的塑料风扇叶片存在严重问题，除了耐性差、抗腐蚀性差等问题等，使用年限也逐渐降低，耐热性也不高，无法满足工业市场的需求。因此，对铝合金风扇叶片压铸模具进行开发和有效利用，大大强化了风扇叶片的使用性能，并逐渐应用到汽车发动机和冷却系统当中，不仅大大促进了工业领域的发展，也贯彻落实了环保理念的有效执行。
一、压铸性能分析
传统意义上的铝合金风扇叶片大多采取的是ZL403铸铝型号，但是该型号的铝合金比较容易缩松，技术人员需要设计较大的冒口对其进行补缩和调整，从而有效防止重力铸造变形的情况，避免铸造低压变形。除此之外，在较饱和的淬火效应下，部分机体在高温的情况下容易被分解，晶体也较为容易出现变形的情况，因此，在实际的萃取和模具压铸中，应该尽量保证问题在100摄氏度以下。
二、模具设计各流程分析
1.分型面设计
在对分型面进行设计的时候，需要保证型腔和型芯的有效分离。通常情况下，分型面是指定模与动模的有效结合，因此分型面也被称为合模面。同时，分型面的选择一般要求技术人员准确测算型腔和型芯接触的表面，保证测算面积最大的地方能够在合理的计算范围之内。
2.成型零件的结构设计
在对铝合金风扇叶片压铸模具进行设计的时候，需要技术人员将型腔和型芯准确定位在模具当中，其基本的固定方式有整体组合结构或整体结构。其中，整体式结构的工作量大，而且在施工的过程中还需要耗费大量的热作模具钢，并且还不利于零件表面的修复等，不仅对技术人员的素质结构要求较高，而且为表面处理和热表面处理工作带来了巨大的挑战性。因此，整体式结构一般仅适用于形状较为简单、而且不需要进行热处理的、批量小的单腔模具构造。而现在大多数工业制造中则大多采取整体组合式子构造。
3.浇注系统设计
首先，在铝合金风扇叶片压铸模具的设计中，在利用液态金属填充侧浇口的时候，经常会出现大量的包裹气体和涡流气体杂质等，在型腔四壁或周围交错横生，影响浇注质量。而且大多数型腔口径都比较深，内部结构复杂，金属液在进行流动的时候会发生错乱的情况。尤其在各类金属液在交融之后，一旦遇到型腔内部的气孔或冷空气，金属表面就会出现花斑和缩孔等情况，影响金属浇注结果。其次，金属液体在流动的过程中容易受到路线和时间的限制，如果风扇铸件的内壁过薄，金属液体的流动就会不均匀。除此之外，侧浇口的温度与其他部位相比较高，因此容易出现热度节点，使铸件部位发生严重的弯曲和变形，不仅无法达到预期的压铸质量要求。因此技术人员应该根据风扇的技术条件和基本构造要求，选择更为合适的轮辐式浇口。
4.溢流槽设计
一般情况下，半圆形的溢流槽主要应用与内部较薄的铝合金压铸件，而针对较厚的压铸件通常要采用双梯形或梯形的溢流槽。
5.排气系统设计
通常意义上，在溢流槽的后侧需要设计与之相关的排气槽，以此来保证其他气体和剩余杂质的排出。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际进行排气槽的设计中应该遵循以下几种原则：首先，最好在分型面上安装排气槽，如果都是在动模上进行安装，就应该保证平面的一致性，便于制造的同时，也能为后续的加工和安装提供基础。其次，当型腔内部要排除必要的气体或杂质的时候，通常都会根据设备大小增加排气槽或者是按照尺寸标准将排气槽设计得宽一些。需要注意的是，想要有效处理这些废气或杂质，仅靠将做深排气槽可能会让金属液大量外流，因此应该做到具体问题具体分析。最后，推杆、型芯和镶块之间的间隙具有排气和消除杂质的作用，但是在实际设置的时候并不能将其纳入到排气总面积当中，应该结合具体的设计要点，对排气系统进行总体的设计和规划。
6.推出机构设计
在铝合金风扇叶片压铸模具开模的过程中，推杆推出机构的运动相对来说 较为简单，因此不会轻易发生互相干涉的情况，保证运动的安全可靠性。因此技术人员在设计的时候，可以适当利用强度校核方法，采取12只推杆式结构，以满足工业实际生产的需要。
7.冷却系统的设计
在压铸模具中，冷却系统是用来降低模具温度的主系统，通过系统的运行带走模具上的金属液体以及金属内壁不需要的热量，从而使整个系统达到最稳定的恒温度。冷却系统可以提供的冷却方式包括风冷却、水冷却、传热系数较高的铝合金属间接冷却以及热管冷却等。大多数工业试验中都会采取水冷却的方式，因为水作为工业生产中常见的降温物质，既方便调取，同时也能有效提升冷却系统的运行效率。当前在铝合金风扇叶片压铸模具的设计中，冷却系统的布置形式较多，而且大多数型腔或型芯等构造的影响，在设计的过程中为了强化冷却功能，会深入研究螺旋水道的冷却形式，让系统一点一点降温，直到整个系统达到理想的工作温度为止。
三、计算机模拟技术
1.充填分析
对铝合金风扇页面压铸模具进行充填模拟分析，有金属液汇总的区域，此处容易裹挟气体或杂质进入到型芯或型腔当中，因此为了能够将这些物质有效过滤掉，需要在此处设置尺寸合适的溢流槽，以满足模具建设的需要。还有一部分区域的铝合金扇叶容易发生已发生卷气，再加上在金属液做完填充之后才形成的铝合金扇叶，一旦卷气未被清除出去，就会出现大量的缩孔和气孔等，影响铝合金风扇叶片的排气效果。因此在具体设计的过程中应该保证扇叶部分的排气通道，并设置相应的溢流槽有效排渣。
2.具体的优化方案
综上可知，在铝合金风扇叶片压铸模具设计的过程中，铸件中两片扇叶之间如果没有浇筑好金属液体，就会产生大量缩松或气孔。因此在实际的设计和优化中应该对各项铸件的溢流槽部位进行有效优化。具体来讲，技术设计人员需要将溢流槽不断向扇叶的位置移动，有效清除几片扇叶之间剩余的杂质和气体，保障金属风扇叶片的有效运行。除此之外，还应该对改进方案中的细节进行优化模拟分析，计算各个铸件的具体参数配置，对容易发生缺陷的铸件进行灵活转移，防止气孔等缺陷影响整个风扇叶片的排风效率。
四、结束语
在对铝合金风扇叶片压铸模具进行设计的时候，要求技术人员在有效分析图纸规划的基础上，对铝合金材质有一定的了解和认识，在模具设计各流程中，促进分型面设计、成型零件的结构设计、浇注系统设计、溢流槽设计、排气系统设计、推出机构设计、冷却系统的设计的有效应用，对风扇叶片的形成过程进行具体的数值模拟，防止其中出现凝固或气孔的情况，从而对溢流槽的位置进行合理调整，提升铝合金风扇叶片压铸模具的设计质量，为工业生产提供动力。
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论文作者:陈庆勋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/29
标签：叶片论文; 风扇论文; 铝合金论文; 压铸论文; 模具论文; 系统论文; 金属论文; 《基层建设》2019年第4期论文;