真空压铸模具

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真空压铸模具

真空压铸模具

真空压铸模具的设计取决于产品结构、质量等要求，需考虑的因素与传统被动排气模具是一致的。真空压铸模具的型腔抽真空时，模具分型面不需要增加密封圈，但要求模具表面平整，无飞料！所有部排气通道都要求汇合于排气元件接口处，除了与排气元件相连的接口外，不容许出现任何其它排气口。同时，真空元件的排气点一定要设置在定模块上，否则会造成排气胶管拖动而过早损坏！如对传统排气模具进行真空模具的改造，除以上要求外，一定要将通往模具外的其它排气槽全部封死。

摘要 ：在当今的工业产品中，越来越多的有色金属零件采用了压铸工艺，使得压铸工业呈现出更加广阔的发展前途；同时产品结构更复杂，成品率也要求更高，这无疑对传统的压铸工艺提出了更为严峻的挑战。其中，影响铸件的机械性能，表面质量和气密性等最重要的因素——与气孔有关的缺陷，是最难解决的。

采用真空压铸工艺后，问题转化为压铸模具浇道及排气方案的设计。结合生产示例，探讨交流真空压铸模具设计过程及关键点。 引言

与砂型和重力铸造相比，传统压铸件的微观结构不尽人意，主要原因是高速金属流在浇口处的喷射，要比金属缓慢喂入砂型或金属模腔更容易接触型腔的空气和烟气。真空压铸工艺的重点是尽量减少这种气液接触，因此将型腔气体有效的排出是真空压铸模具设计的关键。

对于压铸模具，传统排气设计与真空排气设计并无本质区别。只是排气的方式上前者为被动排气，利用金属流动将气体排出，即所谓的正压压射；后者为主动排气，即由采用真空装置，随压射的进行将型腔的气体抽出，也称为负压压射。就排气效果而言，相差甚远，正确的真空排气应用将会极大降低型腔的气体含量，从而有效地提高产品的质量。本文将就真空模具方案设计所涉及的一些容展开讨论，重点是排气方案设计。

1 真空压铸模具设计基础

了解和掌握产品和铸件方面的知识越多，真空模具设计方案越准确。首先要进行的是模具型腔布置，包括确定分型面、模穴数量和布置方式；其次要考虑的是可能的充型位置和方向等。其中最重要是浇口设计。为了确定正确的浇口面积，以下因素必须要先行考虑： - 铸件大小

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- 几何形状，包括壁厚，流动路径，最后充型点，排气点等等 - 优化的模具温度 - 去边操作可行性 - 铸件质量要求，包括整体性和局部性的安全性，气密性，表面处理和机加要求等 - 充型时间 - 浇口速度 其中铸件净重，充型时间，浇口速度是模具设计的最基本计算数据。锌和铝铸件的充型时间请分别参考表一及表二。 Word 文档

表一：锌合金充型时间选择经验数据 铸件净重 壁厚 短流动路径 中流动路径 长流动路径 5克 小于1毫米 5 3 1 大于3毫米 8 4 3 15克 小于1.1毫米 7 5 2 大于3毫米 9 7 5 50克 小于1.2毫米 10 7 4 大于3.5毫米 14 10 7 150克 小于1.2毫米 14 11 8 大于4毫米 17 14 11 500克 小于1.3毫米 18 16 12 大于5毫米 26 21 16 1000克 小于1.5毫米 22 20 15 大于6毫米 32 26 20 表二：铝合金充型时间选择经验数据 铸件净重 壁厚 短流动路径 中流动路径 长流动路径 30克 小于1.1毫米 6 4 2 大于3毫米 10 8 5 100克 小于1.2毫米 10 8 6 大于3.5毫米 17 13 9 500克 小于1.4毫米 24 19 12 大于4毫米 38 28 21 1000克 小于1.6毫米 34 29 22 大于4.5毫米 50 37 30 3000克 小于2毫米 58 50 38 大于5毫米 75 65 53 9000克 小于2.5毫米 94 85 65 大于7毫米 150 110 92 至于浇口速度，锌和铝铸件请参看表三和表四。 .

表三：锌合金浇口速度选择经验数据

铸件壁厚 短充型路径 长充型路径 0.6-3毫米 42-46米/秒 45-56米/秒 2-6毫米 40-44米/秒 40-48米/秒 5-14毫米 36-42米/秒 38-45米/秒 表四：铝合金浇口速度选择经验数据 铸件壁厚 短充型路径 长充型路径 1-5毫米 40-44米/秒 42-52米/秒 4-10毫米 38-42米/秒 40-45米/秒 8-18毫米 32-40米/秒 36-43米/秒 以上经验数据基于高质量压铸件的一个平均值。对于具体的设计，其它诸如壁厚突变，复杂几何形状，模温以及集渣包等因素也要考虑进去。 最困难的决定是将单穴模变成多穴模，模穴越多，变数越多。多穴模的设计要点是要使所有模穴同时充型，同时结束！但计算是从一个模穴开始的。 2 浇道方案设计 现举例说明单穴模浇道方案设计过程，见图1。 铝铸件净重： 2500克 壁厚： 最薄2.4毫米；最厚12毫米 几何形状： 复杂 模具温度： 定模180C，动模190-210C 优化充型时间：50毫秒 优化浇口速度：40米/秒 金属流量： 20.6升/秒 浇口面积： 518毫米 冲头直径： 90毫米 100毫米 110毫米 冲头充型速度： 3.30米/秒 2.70米/秒 2.25米/秒 浇道中间系数： 1.75 2ooWord 文档

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现在根据铸件的几何形状来分配浇口：确定充型流动方向和流量分配，由此可确定浇口的位置，导流方向，厚度及长度。本例中，浇口分为10段（最左边两个合为一个），每段面积都为51.8毫米2，厚度为2.8毫米，宽度为18.5毫米，见图2。

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浇口设置完毕后，进行浇道方案设计。需要考虑以下问题：怎样使得从浇道进入到浇口的热金属流无紊乱？其优化的截面积是多少？其最佳的几何形状是什么？

浇道的设计，其截面积应该是从压室开始朝着浇口方向逐步递减，最实用和简捷的方法是在浇道截面积上使用厚度系数来确定。一般说来，对于厚壁件，系数为1.8至2.2；中等厚度件为1.5至1.8；薄壁件为1.3至1.6。本案例选择了1.75作为中间优化系数，从压室至浇口间，以1.9开始，1.5结束。见图3。

从能量损失方面考虑，浇道的最佳几何形状应是圆形，考虑到便于加工等原因，常采用其近似的梯形来代替，见图4。

2 排气方案设计

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