刁华龙
东莞宜安科技股份有限公司
摘要：压铸件在批量生产过程中，为了保证产品质量的稳定，在压铸件设计前期，通过对压铸机的选型、模具造型分析、压铸工艺设计、以及辅助设备的选用等各个方面综合因素进行考虑；对可能会发生的铸件质量问题提前采取预防措施，优化了生产工艺。结果表明，压铸件符合客户需求，对生产制造企业能提升合格率，可降低生产成本。
关键词：压铸机选型；模具造型分析；压铸工艺设计；辅助设备
引言
压铸工艺的主要流程包括在压铸模的型腔内部填入金属液，并且借助高速与高压的作用力来完成以上的压铸操作处理。等到金属液体完全达到凝固状态，即可获得最终的压铸件产品。对于以上的压铸操作流程来讲，改善压铸模的具体设计方式具有明显的必要性。
1压铸模的基本设计流程
首先是全面分析压铸件的特征与性质。对于不同型号与不同种类的压铸件而言，设计压铸模的具体工艺也应当体现差异性。因此在全面进行压铸模的优化设计之前，关键在于判断压铸件的总体构造、材质特征、内部质量、尺寸精度与其他特征，然后才能选择合适的压铸模种类。模具设计人员通过判断压铸件的基本性质，应当能够据此给出相应的三维设计模型，进而简化了模具设计以及模具成型的具体技术方案[2]。其次是对于装配压铸模具的图纸进行精确的绘制。改进模具设计的核心措施就在于科学进行图纸的绘制操作，尤其是对于装配压铸模的草图而言。经过全面的造价估算之后，对于各类的压铸模造价即可进行大致的判断。压铸模具装配的操作要点在于避免模具固有的内部缺陷，并且按照相应的成型次序来进行处理。在此基础上，模具设计人员还要运用综合对比的方式来筛选模具设计方案，确保能够确定最佳的模具设计图纸，以此来实现模具制造成本有效减少以及模具生产效益提升的目标[3]。第三是跟踪进行生产总结。负责设计压铸模的技术人员不仅应当全面完成前期的图纸绘制以及模具设计工作，并且还要做到全程跟踪模具制作。模具设计人员只有在确保跟踪模具生产与制造的基础上，才能深入了解压铸模现有的设计缺陷与漏洞，然后对此进行相应的修正。并且，模具设计人员还要经过详细的工艺归纳与总结，确保给出提升压铸效率以及简化压铸操作过程的可行建议，避免压铸模固有的结构缺陷。
2压铸机设备选型
在压铸产品报价初期和压铸模具设计时均涉及到压铸机吨位的选择,吨位的选用对后期的产品质量稳定性以及压铸件生产效率会产生重大影响。设备型号选择大了，会造成成本浪费，充满度不足导致产品会出现过多的卷气，造成产品缺陷；设备型号选择小了，会导致铸造过程中涨型力大于锁模力而限制了设备铸造压力的有效使用，影响产品内部质量。所以对于压铸机吨位的选型依据下面3个步骤。
2.1校验充满度
（1）总重=铸件重+浇道重+料柄重+排溢系统重各个部分的投影面积已有，算其深度，则知其体积。（2）充满度=总重/浇铸量浇铸量为不同的压铸机使用不同的料室时的最大合金重，根据充满度值校验初选压铸机吨位，通常充满度在40%~75%选择压铸机熔杯，建议选择此压铸机推荐的熔杯型号取中间型号为佳。
2.2校验模具尺寸
（1）对铸件进行简单的模具测量，估测出模具基本尺寸。（2）根据模具尺寸校验所选压铸机的哥林柱内距是否合适，最后确定使用压铸机的吨位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在产品设计时针对压铸机选型期间，要充分考虑综合性因素，充满度40%~75%，模具大小不易超出哥林柱间距，建议选择压铸机型号宜大不宜校
3模具建模分析
模流方案案例（1）在模拟参数相同的前提下，设计方案一采用4个进料浇口的设计方式在填充完成时，进料均匀、料流平稳，填充顺序合理，不会产生卷气，有利于成型。（2）在模拟参数相同的前提下，设计方案二采用2个进料浇口的设计方式在填充完成时，明显可以看出进料不足，填充不同步，顺序不合理，很容易产生卷气，对产品质量造成很严重影响。根据以上案例可以得出，任何一种压铸件的进料方式，在模具制作前期，通过模拟对浇排系统进行分析并提前进行预防，最终确定最佳的设计方案，从而确保在后期生产中保证产品质量和生产效率。
4压铸机工艺参数设计
4.1铸造中压力选择
压力的存在是压铸工艺区别于其他铸造方法的主要特点。压力是使铸件获得组织致密和轮廓清晰的因素，压力的表示形式有压射力和比压两种。（1）压射力压射力是压铸机压射机构中推动压射活塞运动的力。压射力是反映压铸机功能的增压阶段的比压称为增压比压，这两个比压的大小同样都是根据压射力来确定的。（3）压力的作用和影响①填充比压是克服浇注系统和型腔中的流动阻力，特别是内浇口处的阻力，使金属液流保证达到需要的内浇口速度；②增压比压则是决定了正在凝固的金属所受到的压力以及这时所形成的涨型力的大小；③比压对铸件力学性能的影响：比压大，结晶细，结晶层增厚，由于填充特性改善，表面质量提高，气孔影响减轻，从而抗拉强度提高；④对填充条件的影响：合金熔液在高比压下填充型腔，合金温度升高，流动性改善，有利于铸件质量的提高。针对压力的作用以及对产品质量的影响，我们在生产过程中，需要保证设备压力正常，减少铸造压力损失以及设备本身压力內泄；减少压射充填时对压射头行进的阻力，保证蓄能器内氮气压力及储能压力正常。国内设备蓄能器氮气压力大小一般依照设备系统压力为基准：增压氮气压力为系统压力的70%~75%，高速氮气压力为系统压力的75%~80%为宜。
4.2压射速度选择
（1）慢压射速度指自冲头运动开始，将压射室内合金液向型腔慢慢推进，直至合金液推到内浇口时的前进速度，这一级速度的选择原则（见图6）：①使注入压射室的合金液推至内浇口时的热量损失为最小；②尽量避免冲头前进时合金液不产生翻滚，涌浪卷气现象；③充分排出浇道内的气体；④减少热量损失。所以低速速度过高，铸件容易产生气孔，低速速度过低，低速前进时间加长，合金液热量损失过多，流动性降低，影响充型能力，铸件外观质量差。一般的铸造低速速度根据压室充满度：压室的充满度小（40%以内）0.25~0.35m/s，压室的充满度大（40%以上的）0.15~0.25m/s。（2）快压射速度指冲头推送合金液由内浇口至充满型腔时的速度，一般设定高速速度的选择原则为：①合金液在充满型腔前必须具有良好的流动性；②保持合金液呈理想有序地充满型腔，并把型腔中气体排出；③不形成高速金属流冲刷型腔型芯，避免粘膜。一般情况均按从低速向高速逐步调节，在不影响铸件质量的情况下，以较低的充填速度为宜。因高速会加快模具型芯，型腔的老化；④在平时生产过程中，如果部分设备无法验证压射速度大小，就依照没有飞边产生的情况下，保证外观良好为准，适当增加速度可减少缩孔的产生，但是卷气的几率会增大。
结语
影响压铸件质量以及生产效率的因素不仅局限于量产阶段对压铸机工艺参数的控制，无论铸件开发前期或者后期的量产阶段，产品质量以及生产效率的提升都是一个持续改善的过程。每一个阶段的持续改善，都需要我们对铸件结构，浇铸方式等进行收集大量的分析数据作为依据，进行有条理的，针对性的改进，从而达到我们预期的效果。
参考文献
[1]姜银方，顾卫星，朱元右，等.压铸模具工程师手册[M].北京：机械工业出版社，2009.
[2]吴春苗.压铸技术手册[M].广州：广东科技出版社，2007.
论文作者:刁华龙
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第21期
论文发表时间:2019/11/26
标签：模具论文; 压铸论文; 压力论文; 合金论文; 铸件论文; 浇口论文; 压铸机论文; 《中国西部科技》2019年第21期论文;