浅谈模具对铸件质量的影响及改进模具结构的方法

1、浅谈模具对铸件质量的影响及改进模具结构的方法姓名：唐健华单位：无锡宏源技师学院摘要：压铸的概念是将熔融状态或半熔融状态的金属浇入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模的型腔内，并使金属液冷却凝固成型，而获得铸件高效率的精密铸造方法。本文通过对模具结构和铸件成型质量的综合分析，阐述了在改进压铸模结构、浇注系统、内抽芯和冷却系统时的方法和技术要点，排除影响铸件成型质量的因素，使模具结构更合理，以提高模具的使用寿命，获得优质优产的合格铸件。关键词：压铸模 浇注系统 内抽芯 冷却系统论文主体:压铸模是进行压铸生产的主要工艺装备，生产过程能否顺利进行，铸件质量有无保证，在很大程度上取决

2、于模具结构的合理性和技术上的先进性。在压铸生产时，正确的压铸工艺是获得优质铸件的决定因素，压铸模则是正确地选择和调整工艺参数的基础。而压铸模结构、浇注系统、抽芯机构和冷却系统的设计，将直接影响到铸件的质量。我公司高速弹力丝机上有一个关键零件，外形尺寸大，铸件形状较复杂（如图1所示），模具设计在630T压铸机上生产，根据零件的复杂程度，模具设有七处抽芯，难度相当大。经过试模，对压铸模的结构和铸件质量的情况进行了综合分析，发现存在以下几个问题：图1 产品图1、铸件表面质量差有缺陷（冷隔），充填不足有缩孔。2、三个内抽芯机构定位不稳定、顶出机构易折断。3、铸件变形量较大，质量不稳定。一、针对问题1对

3、浇道系统进行改进由于原设计浇道形式为开放式浇道（如图2所示）。而正对内浇口处的型腔尺寸较小，金属液经瞬间与型腔碰撞后呈雾状，粘附于型壁上，使随后进入的金属液不能与它熔合而形成表面缺陷（冷豆或冷隔），从而降低了表面质量。在铸件较长的一端，金属液在流动充填过程中，沿着定模型腔充填后，堵塞了溢流槽，影响了整副模具的排溢系统，而且在末端没有设置溢流槽和排气槽，使得金属液裹住空气，不能有效的排气而形成气泡（缩孔），影响到铸件的质量。 图2 原开放式浇道 图3 改进后的导入式狭长浇道取决于铸件质量好坏的因素很多。对于模具结构本身本身而言，根据金属液充填过程，把原开放式浇道改为导入式狭长浇道（如图3所示），

4、把金属液引入型腔，在一侧设计为由宽到窄的浇道，起到了一个增压作用，使得金属液在充填时，既有压力又有速度。为了使铸件的外表和内在质量更稳定，在动模较长一端型腔的末端，增设了溢流槽（又称集渣包）和排气槽（如图3所示），这样，溢流槽可积聚型腔内的冷金属和涂料，也加强了死角部位金属液的流动，排气槽又能使型腔内气流顺利排出，以引导金属液的充填，经过改进，对铸件末端的充填有很大帮助，表面质量有明显的提高，缩孔现象基本消除，对浇道系统的改进达到了很好的效果，产品符合质量要求。二、针对问题2对抽芯机构进行改进由于开放式浇道占据模具的位置很多，受原设计模具结构和位置的限制，三个内抽芯只能设计为斜推杆顶出机构（如

5、图4所示），使得铸件较长一端的两个型面，只能设计为两个单独斜推杆顶出的内抽芯（如图5所示），靠定位钉定位和顶杆顶出，出现了定位不可靠现象。还有，金属液冷却后对抽芯型芯的抱紧力较大，在顶出和脱模同时进行时，抽芯有一个横向力，顶杆和型芯杆也有一个摩擦力，端面磨损较大，在顶出时，顶杆受力后引起变形甚至折断，结构不稳定。由于铸件较长一端的两个单独的斜杆内抽芯定位不可靠，而造成铸件较长一端的形状、型孔位置不稳定，在考虑改进浇道系统的同时，留出了一定的位置，将两个单独的斜推杆内抽芯改为一个整体式斜销内抽芯（如图6所示）。 图4 原斜推杆顶出机构图5 原两个单独内抽芯 图6 改进后的整体式内抽芯采用整体式内

6、抽芯后，它的锁紧力大，抽芯定位可靠，铸件的形状误差基本消除，也解决了型芯位置不稳定和顶杆磨损、易折断的问题，提高了模具结构的稳定性。在铸件另一端的一个单独内抽芯，原设计同图4一样，由于受模具结构的限制，在改进前，经过反复思考，抽芯机构改为型芯杆与顶出机构同步顶出的方案（如图7所示）。 图7 改进后的内抽芯机构具体抽芯顶出原理为：当模具闭合后，金属液充填完毕，铸件成形冷却，开模后，顶出机构推动上下顶板带动导轨向上移动，使型芯杆在动模镶块的斜孔内滑动，由于型芯杆与顶出方向有一角度，设推出距离为,则抽芯抽出距离。在顶出的同时，固定型芯杆的滑块在水平方向也有一移动量，当顶出机构推出铸件一段距离后，设置

7、在型芯杆上的型芯，也就逐渐脱离了铸件，完成了一次抽芯过程(如图8所示)。改进后的型芯杆强度高，使顶出、脱模和定位更为稳定可靠，经以上方法的改进，模具的结构更为合理，实用性较强，产品也能达到技术要求，效果极佳。 图8 内抽芯顶出原理三、针对问题3对型芯增加冷却水管由于铸件形状复杂，外形象U形架，短的一端壁厚较厚，长的一端壁厚较簿，U型架底壁厚也较厚，整个铸件存在着冷却不一致，铸件凝固速度不均匀，导致铸件脱模后变形，不能达到铸件的尺寸精度，尤其是在模具工作一定时间后，模具温升过高，而为了保证铸件质量，只能采用喷涂降温的方法，从而降低了生产效率，同时也增加了成本。还有，模具一直处于高温状态下，加剧了

8、模具表面的龟裂，缩短了模具的使用寿命。判定一副模具好坏的主要指标是，压铸成形后的铸件质量和模具的使用寿命（模数），而压铸生产的效率和压铸件质量的合格与否，很大程度上取决于模温的调节，为了获得合理的温度分布，在模具型腔内形成一个循环水流冷却系统，使模具有一个均匀的温度场，以达到铸件的优质高产。该模具的冷却水道设置在动定模温度较高的型腔区域，这样，可以把动定模型腔周围的热量，随着冷却介质的循环流动而迅速排出，冷却水道的进水口设置在动模型芯温度最高、热量较集中的导入式浇道处，进而到U型架较短的一侧后，沿着U型架底部，再由U型架较长一端出水（如图9-a所示），水道孔径为1012mm，距型腔底部约15mm左右（如图9-b所示）。 a-循环冷却水示意图 b水道位置图 图9 模具冷却系统图 采用循环式冷却水道后，使得循环水直接沿着型腔底部降温，具有冷却快、效率高、控制比较方便的特点，它起到了平衡模具的温度的的作用，大大改善了铸件的成型质量，提高了铸件质量的稳定性，还能防止由于温度过高而产生的粘模，也延长了模具的寿命。通过以上对该模具浇道系统、抽芯机构的精心改进和增加的冷却系统，降低了维修率，提高了生产效率，模具在使用过程中，压铸工艺参数稳定，铸件的质量也符合技术要求，保证了公司的生产需要，为设计