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壓鑄模具對壓鑄生産的重要性

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壓鑄模具對壓鑄生産的重要性

發布日期:2017-10-24 13:49 來源:http://www.surblimity.net 點擊:

  壓鑄生産過程會出現不同因素的質量問題,除了壓鑄設備故障、設備性能與質量造成系統的不穩定因素外,還有一些附件裝備(如壓缸、沖頭、冷卻管網等)工藝參數準确性、以及輔料質量都能産生對壓鑄生産的一定影響(如脫模劑、潤滑珠,冷卻水),鋁液的純淨也會給壓鑄帶來相應的不穩定因素(如廢品,澆口、溢流塊、清機料的配比),及熔煉工藝控制等。以上的各種原因雖然對壓鑄生産與質量造成較大的不利因素,但這些問題都比較直觀,較容易解決,而在壓鑄生産過程中,常見又不易解決的質量問題,常常困擾着我們每一個企業(如氣泡。氣孔、、渣孔、針孔、開裂、崩缺、拉傷、變形、錯位、冷料、冷紋、冷隔、欠鑄疏松、縮孔、模具飛料等等),甚至阻擾了企業的壓鑄發展,而造成疑難且又頻繁質量問題的主導原因,它就是壓鑄模具所為。

  從上述的認識分析中,我們可以理解,效率的提升,産品質量的保證,較好的經濟收益都與模具開發、設計,保養維護密切相關,過去技術人員把整個壓鑄生産過程的質量、效率、收益控制,劃分為,模具占65%,機器性能占10%,附件與輔料占6%,熔煉占4%,工藝參數調試占10%,人為操作占5%,作為對壓鑄生産全過程的一個基本管理标準,但随着壓鑄件廣泛應用在各行各業領域裡,特别是近年來廣泛用于在高端設備與裝備(如汽車、通訊、航天等),其對壓鑄件的質量要求更為嚴格,各行業也作出了相應的技術标準,所以對過去的壓鑄生産過程管理控制劃分,我本人認為也要與時俱進,從新整合劃分,我個人認為産品質量的提高,首先是對設備的性能、穩定有了更高的要求,對輔料(脫模劑、潤滑珠)的質量與使用有了更深刻的認識,當然壓鑄模具也在不斷提高設計能力與使用壽命(如增加了點冷、前模頂出、斜頂、表面電極等),因此壓鑄生産過程控制(質量、效率、收益等)應按一下劃分,模具占50%,壓鑄設備占20%,輔料5%,附件占5%,熔煉占5%,參數調試占10%。目前壓鑄設備在生産中基本實現了自動或半自動,所以人為操作占3%,冷卻水質量占2%。

  從過去到現在我們對壓鑄生産過程控制的劃分,模具都是占到了主導地位,為此可以理解壓鑄生産的核心在于模具的制造質量,模具的成敗是壓鑄企業發展的分水嶺,我們必須有清晰的認識,足夠的意識,把模具的設計、生産制造、維護保養當做一項重中之重的工程專項管理,企業才能會更好的前進與發展。

  下面有關壓鑄模具在設計、制造中應注意的幾點事項與生産過程常見的質量問題,我本人淺談一下自己的觀點,并願意一起與同行共同分享(僅供參考)。

  一:一個良好的壓鑄模具是從鑄件研發設計開始。鑄件的性能與工藝技術要求是客戶需求标準,客戶不會輕易考慮模具的制造和壓鑄生産工藝是否能滿足鑄件所需的技術标準,但鑄件的結構往往不能滿足壓鑄模具壓鑄生産的技術與工藝條件,所以這要對鑄件的前期結構,技術要求進行全方位的審核,一是對壓鑄模具的設計、制造是否能達到鑄件的技術工藝要求審核(不能達到與客戶協商),二是評估鑄件的生産設備能力與自身的技術力量,三是預計生産效率與合格率,四是制造周期、成本及壽命,五是訂單數量、回報收益,六是客戶信任度。

  二:以上确認後,就要從模具設計的第一步開始。

  1:模具排位,也就是給模具定位,定位首先考慮市場需求,月度、年度産量,定位目的是考慮模具制造成本(主要參考是費用由誰承擔,是全款或是産品分攤,客戶要求提供的良品數量,複制模費用)。

  2:确定模具尺寸,首先考慮模肉尺寸,模肉除考慮四周分型面的預留外,直澆道、橫澆道、内澆口、排氣位置、溢流槽,抽芯方式與大小及數量、冷卻系統的方式、是否需要溫控系統、真空排氣或大排氣、模肉的尺寸影響到以後的模具壽命、是否能控制飛料、結構是否需要有前頂裝置等,來确定模肉的尺寸,同時考慮模架尺寸。

  3:頂針排位,确認客戶對其有沒有要求,二是頂針的大小、數量,三是考慮生産中是否影響産品頂出與平衡,四是考慮頂針位置是否影響運水系統,排位的頂針多,會增加成本,對模具壽命也會産生一定的影響,但能起到良好的排氣作用,對複雜件頂出、排氣有較好的輔助作用。

  4:冷卻系統,建議盡可能采取直通式冷卻,在直通無法解決時,采取點冷,要注意模溫控制,點式冷卻效果不是最佳,造價高、裝卸也不利于生産,但可采取直通與點冷并用方式。

  5:澆口套的尺寸選擇,直徑大壓射投影面積大,小側相反,這樣就會産生比壓等諸多的問題,如直徑大産生廢料多,設定比壓力小,流速對模具的沖擊小,對設備與模具壽命都有相應的好處,适用于結構不是十分複雜的産品鑄件。澆口套小,材料減少燒損,沖擊速度快,充填性能較好,結構複雜鑄件使用較多。

  6:模具結構易損,開裂、老化凸出的部位及鑲針盡可能采取鑲件方式設計,采用原身制造方式,對以後的生産會帶來諸多不便,列如不便于修理,改造、也不利于對結構件的排氣,但原身方式在制造中可以降低成本,制造周期短,對模具壽命也所好處,采用鑲件在生産中可以縮短更換、維修時間,使用方便、快捷、而最大的好處可以起到較好的排氣作用。

  7:澆道與内澆口的設計,不論直澆,橫澆還是内澆口的設計,都與産品的成型,起着至關重要的作用,如果說模具是壓鑄生産的核心,那麼它們就是模具的設計核心,它将鋁液從壓缸導入型腔内各個部位,它所導入的流量速度、充填時間,流向位置、型腔内的溫度以及在充填過程中需要保持平穩、鋁液溫度的控制、易沖擊的部位的保護、鋁液流出型腔的先後次序等,必須是缺一不可,直澆道的寬厚長是導入鋁液的第一個重要部位,太寬影響流速,太長會洩壓,太厚是以上兩個缺陷的并存,它們會使澆道部位的模溫增高且不易控制,易斷料柄,産生廢料多,增加充填時間,但它們都有一個共同的優點,流速平穩,所以在設計時應慎重考慮,(參考數據,一般400噸以下機器,澆道長20nn-40mm,寬一般為15mm-25mm,厚10mm-15mm,630噸到1000噸的機台,長35mm-65mm,寬30mm-50mm,厚15mm-25mm,1250噸到2000噸機台,長45mm-80mm,寬35nn-65mm,厚30mm-45mm,)

  總之我們在設計直澆時,注重産品的長與寬度結構,保證導入橫澆道時流動平穩,流動速度與流量,防止産生模溫過高現象,廢料多造成燒損浪費。

  在設計橫澆道時一般采取兩種入水的方式,一是大水口,二是分流式,(階梯分流式)這主要是根據産品結構而設定,橫澆設計時,選擇分流位置是非常重要的,分流是導入進澆口實施充填的第一步驟,它所包含的流量、流速、平穩,壓力是保證整個壓鑄過程最關鍵的組成部分,不僅如此,分流還必須保證進入型腔内的鋁液不能輕易相互沖擊,或者說是過早碰撞,以免造成渦流形成氣體,降低流速與壓射力,在設計橫澆道的長度與厚度以及減速部位時,應首先考慮長度與厚度能否滿足導入分流所需的流量與平穩,太短或太薄都會造成直澆導入的鋁水空間不夠,使鋁液不能平穩有序進入分流充填,甚至造成洩壓現象。如果設計過寬或着過厚會影響鋁水的流速,使鋁水進入型腔後減弱沖擊力,緻使壓力傳遞不夠,且造成燒損多。減速部位不能過于複雜,在保證兩側正常入水時,盡量減少減速部位,以免造成鋁水過多翻滾,影響流速,減弱壓力,。一般橫澆與分流連接處,通常采用45度斜角,角度大影響流速,減弱力度,流速也不能夠平穩,角度小流速過快對模面沖擊大,鋁水過度不充分,壓力分散不集中,甚至可以減弱壓射力的傳遞。

  内澆口的主要設計依是跟據分流位置而設定的,值得注意的是,澆口入水角度,角度大小直接影響到入水的方向與速度,也會造成交叉沖擊,形成渦流減弱壓力,延長充填時間。但合理運用入水角度,借助鋁水在型腔内碰撞的反射力,可以改變流速與反方向,從而達到我們所需的充填質量,這是根據水力學知識與壓鑄工作經驗相結合的成果,也是壓鑄技術運用的最高境界,是我們壓鑄技術工作者不懈追求的目标。

  8:溢流槽是壓鑄模具布局中重要的組成部分,通常大家習慣把溢流作為排洩冷料,氣體排出,輔助頂出,均衡模溫之作用,但合理的運用溢流,它能改變鋁液的流向與流速,達到我們預想不到的充填效果。

  9:認識模具制造價值與市場價值,在衆多的壓鑄企業往往在開發模具時,總是把模具的制造成本放在首要位置去考慮,卻忽視模具質量在生産過程中起到的至關重要效能,隻考慮廉價模具,從尋找制造商開始,就以對今後的生産出現頻繁的滞産奠定了不良的因素,模具故障多,維修頻繁,生産不順暢,效率低,廢品率高,老化快,開裂早,緻使整個鑄件加工工序不順暢,計劃不能按預計生産進行,增加制造成本,這就體現了模具的制造價值。貨期延誤,質量不能達到客戶的要求,失去了客戶的信任度,模具就給公司造成了不可彌補的市場價值。所以在前期開發模具時,考慮成本,但絕不能吝啬,必須保證模具的質量,充分體現模具在壓鑄生産中的核心價值。

  10;模具在制造中應注意的幾點事項,一是要絕對避免有尖角部位。二是盡量消除應力過度集中的位置。三是模面不能餘留機加,電極加工痕迹,以免容易産生應力。四型腔模面不可過度抛光,如果模面太光、太亮,就會失去散熱功能,造成過早老化、開裂。五凡有凹凸部位,包括台階位置,盡可能加大圓弧位,,避免應力集中,提高鋁水流動性。

  11:做好模具維護與保養,一個良好的模具不僅靠制造,日常維護、保養也能起到延長模具壽命,提高生産效率,降低制造成本。基本的保養與維護我們都知道該怎樣做,但生産過程中要做好,也有一定的難度,首先要了解、認識模具,了解模具的特性,認識模具的重要性,通過對員工、管理者培訓與教育相結合,使每一個人都明白這個道理。

  我們通常維護與保養的工序及工藝是傳統的做法,這裡我介紹一個既簡單而更有效的保養方式,在模具空餘的時間,将模肉清洗抛光,放入電箱後開始升溫,溫度升至500度(不能高過最後一次退火溫度)停止升溫,溫度降到350度左右,将模肉取出空冷,使模肉表面形成氧化膜,氧化膜可增加鋁水流動又可防止鋁水直接沖擊模面,同時也起到回火消應力的作用,不但節省成本,也便于保養利于生産。這種方式可随時進行,次數越多效果也好,設備可做,也可購買,設備操作便利,模具可提高40%的壽命。不妨可試試。

  12:壓鑄件常見的質量原因分析,常見的質量問題表現為,縮水、縮孔,疏松氣孔、氣泡、渣孔、針孔、冷紋、冷料、冷隔、變形、錯位、拉傷、開裂、崩缺、欠鑄等,造成這些質量的因素是多方面的,但主要的原因來自模具,要解決這些原因,首先是要清楚原因和甄别類型,很多人會把氣孔、渣孔、針孔混淆,把冷紋當作冷料,把冷料又當作冷隔,這樣的認識與理解就很難做出正确的判斷,判斷有誤,解決的方式就不同,結果當然就不會理想,判斷有誤不僅延誤時間更會造成極大的浪費。我們就以氣孔、渣孔。針孔為例做一說明,氣孔内部光滑,孔内較規則,造成氣孔的原因,主要是,氣體排出不暢,型腔産生渦流,結構複雜無排氣流道,兩側入水過快,溢流、氣道開設不理想,充填時間與澆口流向不正确,料溫高,型腔内餘留水分過多,鋁水含有氣體,速度太快等。渣孔表現為孔型及内部不均勻,造成渣孔的因素多數為,模溫低,料溫低,壓力不穩定,鋁液含有雜質等。針孔的主要原因是,鋁液含有氧化物,(大爐在清理爐壁時的殘留物)料溫、模溫低也有一定的因素。我們經過這樣細緻的甄别,清晰的判斷,才能及時正确的拿出有效的解決方法,使生産有序、順暢,質量有所保證,客戶滿意的壓鑄供應商。

  以上是我對壓鑄生産淺薄的理解與認識,如果對您有所幫助,我感到無比的欣慰,并希望更多的同仁提出寶貴的建議,一同為壓鑄生産的優化,共同努力。


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