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      復雜蓋形鋁合金壓鑄件的澆注溢流系統設計

      發布日期:2022-08-12 發布者:潤恒壓鑄廠

      壓鑄工藝具有尺寸、表面質量好、生產、成本低等優點,在航空航天、汽車、摩托車等產業廣泛應用,已成為鋁合金、鎂合金等輕合金零件的主要成形方法之一。與砂型鑄造等工藝方法相比,壓鑄過程的特點是液態金屬或半液態金屬在高壓(常用比壓從數百至數千兆帕、高速樁度可達到5~60m/s)作用下,通過壓射沖頭的運動,充填壓鑄模型腔(充填時間,一般為0.02~0.2s),鋁鑄件在壓力下凝固成形而獲得鑄件。因此,壓鑄工藝對充型過程要求   高,特別是對于形狀、結構復雜的壓鑄件,其澆注和溢流系統設計是否合理直接影響金屬液充型及凝固過程,從而影響生產鑄件的質量。近年來,隨著CAE模擬技術的發展,壓鑄中也越來越多地采用CAE方法,并呈現出很好的應用效果。

      鑄件的長度方向較長,寬度方向較小,如從寬度方向進行澆注,內澆道放在兩孔之間,只能開一道澆道,不利于金屬液充填鑄件外側部分。故選擇從長度方向進行澆注,這樣金屬液流程短,且可均勻開設多道內澆道,有利于鑄件的平穩充型。又由于長度方向一側位置有兩個弧形孔需設計抽芯裝置,因而內澆道放置在另一側,在φ9mm孔壁之間的平面均勻開6道內澆道。

      橫澆道是指直澆道末端到內澆道之間的通道,其作用是把液態金屬從直澆道末端輸送到模具內澆道,并且通過此通道向澆道以及型腔傳送補縮壓力。橫澆道的結構形式取決于鑄件的結構形式和尺寸大小,內澆道的位置、方向、流入口的寬度以及型腔的分布狀況等因素。橫澆道應具有適當的長度和寬度,如過薄,則金屬液熱量損失大;如過厚,則金屬液冷卻速度緩慢,影響生產效率,增大金屬液的消耗量。橫澆道保持長度,使橫澆道對金屬液能起到穩流和導向的作用。橫澆道的截面積在任何情況下都不應小于內澆道的截面積。橫澆道的截面積應逐漸縮小,如在從直澆道到內澆道之間出現截面積增大的情況,液態金屬流動中會出現負壓,由此必然會吸收分型面上的空氣,增加金屬液流動過程中的渦流。采用T形橫澆道,有主橫澆道和過渡橫澆道,截面為扁梯形。

      溢流槽也叫集渣包,其主要作用有:排除型腔中的氣體,儲存混有氣體和殘渣的冷金屬液;控制金屬液充填型腔的流態,防止局部產生渦流;調節模具各部位的溫度,模具熱平衡狀態。溢流槽尺寸的設計,在溢流效果的情況下,要便于從壓鑄件上去除,且去除時盡量不損壞鑄件的外觀。

      壓鑄的主要特點是金屬液在高壓、高速下充填型腔,并在高壓下成形、凝固,壓鑄鋁件的不足之處是:因為金屬液在高壓、高速下充填型腔的過程中,不可避免地把型腔中的空氣夾裹在鑄件內部,形成皮下氣孔,所以壓鑄件不宜熱處理,壓鑄件不宜表面噴塑(但可噴漆)。否則,鑄件內部氣孔在作上述處理加熱時,將遇熱膨脹而致使鑄件變形或鼓泡。此外,壓鑄件的機械切削加工余量也應取得小一些,一般在0.5mm左右,既可減輕鑄件重量、減少切削加工量以降低成本,又可避免穿透表面致密層,露出皮下氣孔,造成工件報廢。

      壓鑄件是將金屬熔煉成符合要求的液體并澆進鑄型里,經冷卻凝固、清整處理后有預定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。鑄造毛坯因近乎成形,而達到免機械加工或少量加工的目的降低了成本并在程度上減少了制作時間。鑄造是現代裝置制造工業的基礎工藝之一。

      確定分型面需要考慮的因素比較多,因此,在選擇分型面時,除根據壓鑄件的結構特點,結合澆注系統安排形式外。還應對壓鑄模的加工工藝和裝配工藝以及壓鑄件的脫模條件等諸多因素統籌考慮確定。分型面的確定原則是:

      ①開型時澆鑄鋁件   留在動模內,且便于從模腔中取出。

      ②不同軸度與尺寸精度要求高的部分盡可能設在同一半模內。

      ③分型面一般不設置在表面質量要求比較高的面。

      ④分型面的設置應有利于開設澆注系統、排滋系統,便于清理毛刺飛邊、澆口等,便于刷涂料。

      ⑤分型面的設置應盡量簡化壓鑄型結構,充分考慮合金的鑄造性能。



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