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          1. 壓鑄生產飛邊跑料問題如何在模具設計中解決

            壓鑄生產飛邊跑料問題如何在模具設計中解決

            2021-03-22  

             

            記得以前試模,如果選中的是舊壓鑄機,裝模的時候我們都會按“標準流程”問一句:壓鑄機還正常嗎?壓鑄機墻板平不平?主管會回應:上午壓產品還是壓得好好的,大家默認進入下一個環節。一般試模出現飛料,最緊張的是設計工程師和模具裝配工程師,在如今的加工設備和配模設備的保證下,模具合模不到位的可能性很小,因此裝配工程師可以不用緊張了(但服務客戶的心態不能出現偏差)。

            飛料的問題雖然不僅僅是模具的問題,還有壓鑄機的墻板問題,鎖模力不足的問題,高速速度過高、增壓壓力過大等一系列壓鑄工藝參數問題。但從我個人的認知來看絕大多數是模具的問題(設計問題),下面粗淺的描述一下產生飛邊的一些因素及解決方案:

              1,鎖模力

            鎖模力的計算是設計模具首先要做的選項,計算鎖模力首先要測量及評估鑄件、滑塊、澆注系統及排渣系統的投影面積,鑄件和滑塊的投影面積計算比較簡單,一般按實際的100%計算在內。

             

            在計算澆注系統及排渣系統的時候還是有一定的經驗性,由于壓鑄公司對于鑄件質量意識在逐步提高以及前期生產的規劃,客戶早就幫模具公司確定好了壓鑄機機臺,因此目前大部分鑄件已經不存在鎖模力不夠的問題。

            4個排氣塊進行充分排氣(這里不討論排氣量到底對內部質量有多少影響),如果把排氣塊的面積都算上排渣系統的投影面積已經超過了鑄件的投影面積,因此正常情況我們只把排氣塊鋸齒前的面積算上就可以了,鋸齒后面的部分可以不作計算。

            對于澆注系統的投影面積,主要看鑄件的大小及壁厚而決定:一般小件高速起點較為提前,流道部分也是在高速填充狀態,流道的周邊不存在提前凝固的現象,因此計算投影面積需按100%進行計算;大件一般都要做適當的預填充,也就是說在預填充過程澆注系統部分以較慢的速度填充,在慢速填充的過程澆注系統部分位置表層會提前凝固,見下圖

             

            表層凝固后,鋁液靠中間的通道繼續給型腔提供鋁液(這樣的案例都源于實際的流態板實驗,此項實驗存在能量持續補給和慣性流動的問題,所以這也僅是一種理論的假設,此實驗并不能證明實際流態就是如此,起碼表層的厚度會有較大的差別),考慮表層凝固因此我們計算大件且澆注系統面積較大的件時,一般取70%的面積進行計算(只限個人經驗)。

            由于擔心側邊流量不足問題,做了一個假澆口作為流道和產品的過渡部分,這樣設計之后整個澆鑄系統投影面積大概會達到鑄件的70%左右,如要100%計算在內就需要更大的壓鑄機匹配,當然每個鑄件都存在差別,在左右抉擇困難的時候經驗的因素就會起到決定性的作用。

            一般普通民用件40-60Mpa,安全結構件采用70Mpa左右,動力總成件采用70-90Mpa

            相信都有碰到過小壓鑄機壓大產品的案例,比較典型的是路燈產品,投影面積4000cm^2左右,但很多公司在用1000T左右的壓鑄機生產, 因為價格和質量的綜合原因,既然選擇了就要承擔一系列壓鑄問題,比如過程停機清理、人員安全、合格率低、后期補膠、客訴等一些列問題。

             2,壓射中心  

            這里所討論的壓射中心是針對模具結構排位、澆注系統排位和排渣系統排位所涉及的料筒位置的選擇, 每家根據價格及技術水平在模具設計的時候喜好不一樣,并沒有統一的標準,有喜歡追求雙邊進料把產品豎著放、也有追求最短的填充行程把產品橫著放、還有澆排系統拉的比較開的,也有設計的比較緊湊的。

            3,模具材料大小

            模具材料的大小和關鍵點的封料面密切相關,關鍵點封料面一旦存在問題飛料的問題在所難免。我一直認為流動的鋁液有一種“感知”的能力,它能夠“感知”模具哪里封料面少哪里封料面多,所以千萬不要存在僥幸的心理去減少材料的大小。

            模具材料大小需要制定一個留邊距離最小的標準,目前現狀是價低的模具基本不會關注這一點,能省則省因此模具價格也是越來越低,當然價格只是其中一個原因,最重要的還是模具公司的價值觀,是想著為壓鑄客戶的生產穩定性負責還是為了賺那一點點省下來的材料費。材料的大小一般要注重以下幾個位置:

            • 分流錐位置

            ?分流錐位置的設計在國內一般很少引起足夠的重視,只有了解壓鑄生產的設計師才會重視這個點,比如生產效率的原點是由分流錐和料筒的冷卻決定的,如果不了解壓鑄生產、不了解壓鑄的痛點不可能設計出最優的分流錐和料筒(由于全自動化生產的需求歐洲壓鑄企業普遍做的更好,日本壓鑄企業做的更為實用和簡單) 。

            此點由于力的耐受較差,很容易被壓變形,一旦被壓塌此位置就形成一個永久性的飛料點,這里有很多的問題解決方案,最基礎的是材料要適當加大,歐洲比較喜歡的方案是采用方形的材料制作分流錐,這樣就有足夠的承壓面來保證此位置的強度。

            • 渣包排氣位置

            據我所了解日本一般飛料情況比較少,歐洲通常都是大機壓小產品,鎖模力足夠大不存在鎖模力不足的情況,所以飛料的情況也相對少,但是由于歐洲采用高速高壓的壓鑄工藝也難免出現飛料的情況,如果是一些相對較小的飛邊也沒什么問題,全自動島內切邊避免了后續的打磨工序。日本壓鑄和模具有很多特有的訣竅,模具制作方面的細節處理,??蚝芏鄷r候都和模芯一樣平齊,這樣的設計理念理論上增加了渣包排氣的封料面。另外壓鑄工藝方面常用是低速低壓,最小的能耗最長的模具壽命還能生產出品質足夠的產品。另外排氣塊周邊排氣槽封料尺寸的設計也是防止飛料的重點。

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