行业知识
时间：2016-03-15 点击：(3231)
1 零件工艺分析
某洗衣机上电机风叶的一个零件,材料为zl105 ,外形尺寸为ф140mm ×63mm。该零件形状复杂, 筋多壁薄, 要求壁厚均匀, 组织致密, 表面完整、平滑有光泽, 不允许有花斑, 并有较高的力学性能要求。整个零件在压铸后,除内孔、螺纹孔外, 其它部分原则上不需机械加工, 不喷砂, 故还要求有较高的形状、位置及尺寸精度。但是三角皮带槽处有侧抽芯,且壁厚较薄,模具强度无法满足生产要求,所以在设计过程中,对皮带槽处的形状作了适当修改 ,需进行机械加工后处理。该模具设计与制造难度较大, 在模具设计与制造中要充分考虑各方面因素的影响。
2 浇注系统的设计
压铸模的浇注系统是引导熔融金属以一定的方式填充模腔的通道,对熔融金属的填充形态、填充时间的长短、压力的传递、内浇口处金属的流速、排气条件以及模具的热平衡有着直接的影响, 起着控制和调节作用, 决定了铸件的内部质量和表面质量。因此,浇注系统设计是否合理,是获得优良铸件的重要因素。
浇口位置的设置应使金属液避免过多迂回, 填充路径尽可能短, 减少金属液涡流, 减少包卷气体,有利于型腔内气体的排出及压力的传递和型腔温度场的分布。
根据电机风叶的结构形状,浇口位置在充填型腔过程中, 金属液易形成旋涡, 包卷气体, 而且型腔内筋多, 局部腔深, 金属液流动紊乱, 汇合后易形成冷隔、气孔、缩孔或表面花斑。另一方面,金属液流动距离长,铸件壁薄, 不易充满。同时, 浇口处模具过热, 形成热节点, 铸件易翘曲变形, 难以满足动平衡要求及其它技术要求。
根据电机风叶的结构和技术要求, 选择模具的分型面在大平面的下表面,即ф140mm 的外圆下端面。铸件的中心部位有一个ф22mm 的凸起部分,而且还有一个ф12mm 的通孔,可设计成中心浇口。中心浇口的优点是:
(1) 以分流锥导入的金属液, 能够均匀流向分型面, 气体及金属液前面冷污金属几乎可以同时到达分型面,并排到溢流槽,确保铸件质量。
(2) 直流道内的金属液经分流锥导入型腔,流程最短,易于成型薄壁铸件,并避免了金属液对型芯的直接冲击。
(3模具的热量分布均匀, 有利于铸件的凝固,铸件收缩均匀,不易翘曲变形。
(4) 中心浇口使铸件在模具分型面的投影面积最小,可采用较高的压射比压,获得高密度的铸件。
(5) 浇口切除方便, 而且内孔加工后, 铸件表面不留痕迹。
3 模具设计
从铸件分析可知,该铸件重量较轻,且不允许有气泡等缺陷,故选择压室直径40mm。另一方面,铸件投影面积较大,而且有双向抽芯机构,机床的装模尺寸又受限制, 所以模具设计必须紧凑。
模具结构
1. 锁紧楔 2. 滑块 3. 斜导柱 4 、6. 定模镶件 5. 动模镶件 7. 压环 8. 浇口套 9. 型芯 10 、11. 顶杆 12. 限位螺钉 13. 导柱、导套 14. 定模座板 15 、16. 定模套板 17. 动模套板 18 、19. 卡柱式分型机构 20. 支承板 21. 反顶杆 22. 小导柱 23. 小导套 24.推杆固定板 25. 推板 26. 垫块 27. 动模座板
由于定模套板15 、16 的厚度受铸件形状的限制, 厚度无法增加, 而且两板之间还要安装滑块2 ,从一定程度上影响了模具强度。在压铸及抽芯过程中, 两板易变形, 甚至使滑块2 也变形, 严重影响了模具的正常工作,为此,在设计时有意将模板15 、17做成单曲面形状, 模板16 做成双曲面形状, 从而确保了在有限的空间内,提高了模具的强度。为保证模架紧凑, 又能满足压射要求, 在设计时,定模浇口套8 的位置尽可能接近型腔中心,其下偏移量为15mm。
从图2 可知,铸件的筋条较多且深,而且壁厚较薄,给顶出铸件造成了一定的困难,为此在铸件上设置了6 个ф8mm 的圆顶杆10 , 6 个成型扁顶杆11 ,保证开模后顺利顶出铸件
4 模具工作过程
在合模的情况下, 压射头将熔融的金属液压射入型腔, 待保压、冷却后开模, 先从ⅰ处分型,斜导柱3 带动滑块2 完成抽芯动作,此时4 个限位螺钉12 限制了定模板15 、16 继续运动,一次分型结束。继续开模,拉力增加到一定程度,卡柱式分型机构18 、19 被脱开(拉力大小可调) , 模具从ⅱ处进行二次分型,铸件在动模型芯包紧力的作用下,自动拉断浇口, 离开定模型腔, 留在动模一边, 机床顶出机构通过顶板25 顶出铸件。模具顶杆复位*反顶杆21 实现。
5 结束语
模具在使用过程中, 操作方便、安全, 二次分型及抽芯动作顺利, 充填、排气情况良好, 脱模顺利。铸件表面质量及致密性、几何尺寸、力学性能均达到图纸要求。实践证明,这种设计方案是可行的。
