壓鑄模具是壓鑄生產的重要裝備,其通過與壓鑄機和壓鑄工藝相互協調,共同完成壓鑄件的壓鑄成型過程。壓鑄模具哪怕出了很小的問題,也會影響公司的生產。由于壓鑄件尺寸精確,表面品質好,加工余量小,或不經機械加工即可進行裝配,減少了機械加工設備和加工工時。壓鑄件價格便宜,可獲得較好的經濟效益[1],所以壓鑄件受到諸多行業的歡迎。
然而國際上對壓鑄件的要求越來越高,逼迫我們壓鑄模具企業向精密、復雜、長壽命和多功能的方向發展。我們的壓鑄模具企業雖然取得了一定的成績,但也不能沾沾自喜,企業要在瞬息萬變的市場環境中,獲得穩定長久的發展,就不應該忽視任何細節。
1 設計環節易被忽視的細節
壓鑄模具設計是一項繼承與創新的工作,一方面要以傳統保守的思維方式繪制圖紙,另外又要以富有開拓創新的精神去設計模具。但是,就筆者近期對一些壓鑄模具企業的了解,發現模具設計者往往會忽視一些細節。
(1)橫澆道。制作壓鑄模具需注意控制橫澆道的截面積,一般從直澆道起至內澆口需緩慢減小,不應有突然的收縮和擴張,尤其是不應該有擴張狀態。這是由于隨著截面面積的擴大,金屬液流動時會出現低壓區或渦流現象卷入的氣體,影響金屬液流動的穩定性[2]。通常橫澆道出口處截面,應比進口處小10%~30%,并且保證橫澆道應有一定的長度和深度,這樣可以發揮出良好的穩流和導向作用。
(2)標準化。設計人員應盡量利用標準來設計,這樣有利于減少模具設計和制作的出錯率,節約成本,縮短制作周期,提升模具的水平檔次。
(3)防錯。設計人員在設計時候要考慮防錯措施,目的只有一個,防止模具制作人員和模具修理人員裝錯(裝反)零件。比如有多枚小型芯,他們與鑲塊孔配合的直徑相同,但長度不一致,設計時可把底部臺階的高度設計成不一致,這樣在裝配的時候小型芯不會裝錯地方。(見圖1)
又如活動型芯的截面是正方形的,設計時可以錯開定位凸臺的位置來防錯,使得活動型芯只能在一個方向上正確安裝(見圖2)。
(4)編號。一副模具的小型芯比較多時,裝配模具時一枚一枚地試配,費時又費力。如果圖紙上注明小型芯與對應孔的編號,那在裝配模具的時候就一目了然,省時又省力(建議5 枚以上編號,5 枚以下可以不編號)。當然推桿也是如此,編了號的推桿在裝配時,很容易找到位置。
(5)冷卻水管的進出口方向。冷卻水管的進出口方向,最好不要設計在模具的下方(下方指模具安裝到壓鑄機上時,對著地面的面),如果設計在下方,壓鑄工接冷卻水不方便。確實要設計在下方的,可采用快速接口。
2 生產環節易被忽視的細節
壓鑄模具生產是一種先進的精密鑄造方法,在優化產品品質、提高加工精度、改善生產效率等方面意義非常顯著。因此,從生產環節看,不能忽視以下幾點:
(1)圓角。型腔上漏掉了圓角,使得鑄件沒有達到鑄件圖要求,甚至影響了整個壓鑄模具的性能。鑄造圓角可使金屬液填充順暢,使腔內氣體順序排出,并可減少應力集中,延長模具使用壽命。制作人員在制作模具時,不得忽略圓角的作用,尤其是在設計人員遺忘了圓角時,應立即提出。
(2)粗糙度。由于金屬液由壓室進入澆注系統,并填滿型腔的整個過程僅需0.01~0.2 s 的時間,為了減少金屬液流動的阻力,盡可能減少壓力損失少,需要保持型腔表面較高的光潔度。另外,成型表面上有良好的表面品質,利于脫模。所以成型部位、澆注系統均應認真打光,而且應順著脫模方向打光。
(3)補救方面。制作人員在制作模具零件時,難免有失誤的時候。出現失誤后,制作人員切不可私自通過鑲塊拼接、焊接等手段修改模具,應該會同設計人員協商解決。因為有些產品表面,客戶有特殊要求,比如不允許有鑲塊的拼接痕跡、型腔焊接處開裂致使鑄件表面產生細痕等等。
3 忽視細節的危害
壓鑄模具在設計和制作時,忽視以上提到的細節,就會影響到3 個方面:
(1)影響鑄件品質。在工業產業結構優化升級階段,客戶對零件產品品質的要求更加嚴格,特別是發達國家的機械裝配企業,重點強調了零件產品的品質標準。壓鑄模具制作時出現錯誤,后期鑄造成形的金屬零件品質必定不符合要求。如:模具成型部位某個微小的R 沒有制作,使得鑄件達不到客戶的要求,企業自然拿不到貨款,甚至還要賠償。
(2)影響模具壽命。假設在加工模具時,一不小心把內澆口直沖處的材料去除掉了,當時補救的辦法是采用焊接,那么會致使模具在服役期間焊補處龜裂相當嚴重,大大降低了模具的壽命。如果采用的是鑲塊補救的辦法,可能就影響不到模具的壽命了。
(3)影響到了生產效率。壓鑄模具是現代無切削零件加工的先進設備,模具結構決定了企業日常生產效率的高低。模具存在結構問題,不僅影響了生產效率,也會對人員、設備、模具的安全使用造成危害。
如:一處渣包沒有和鑄件或整個澆注系統連接牢固,使得頂出鑄件的時候,渣包還擱在型腔內。渣包沒有和鑄件或整個澆注系統連接牢固,是個小問題,但要把型腔內的渣包取出來,是個大問題,一則使得機械自動化不能繼續,二則壓鑄操作工的安全受到威脅。
4 結束語
筆者根據多年的經驗,針對模具在設計與制造過程中一些看似簡單、但又常常被忽略的細節加以強調,因為細節決定成敗。只要對上述設計、制造過程中的細節給予足夠重視,必將在一定程度上提高模具的壽命,縮短模具制作周期,提高模具和鑄件的品質。
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表,或進行資訊合作,歡迎聯系本網編輯部, 郵箱:skjcsc@vip.sina.com