真空壓鑄模具分型面，螺絲孔，頂針孔三大部位的密封設計

發(fā)布于：05-23

1、引言

      隨著高端汽車行業(yè)的發(fā)展，對汽車鋁合金鑄件的致密性要求越來越高，才能滿足汽車壓鑄件的強度和硬度要求。特別是對壁厚不均勻的汽車壓鑄件，就需要有一種創(chuàng)新的壓鑄模具設計技術才能保證滿足它的要求。本文以一個案例來論述一種局部厚壁件全密封真空壓鑄模具設計理論、技術和要點。

2、壁厚不均勻產品分析

   壓鑄產品的外形尺寸：230 X 170X 80 (mm)，重量: 0.9KG；產品的表面不能有冷料，產品加工面及其內部不能有氣孔、沙孔；采用側面進料，全密封真空壓鑄，以保證產品的質量要求。

 3.2真空排氣槽設計

       真空排氣槽是用來連接渣包和真空排氣塊的排氣通道。它既有輔助真空排氣的作用，也有存儲冷料的作用。設計真空排氣槽時既要有利于排氣，也要防止冷料過早堵住排氣口，還要防止冷料外流造成鑄造壓力損失。

      真空排氣槽設計為：前模真空排氣槽和后模真空排氣槽兩部分，有利于增加冷料排去除的難度，間接避免鑄造壓力損失。如果所以的真空排氣槽設計在后模，會增加粘模力，真空排氣槽冷料條頂出時容易頂斷，增加修模風險。

      前模真空排氣槽與后模真空排氣槽的搭接部位，設計一段突出的緩沖料位，以減緩冷料的直接排出，也可以防止壓力損失。

      盡量保證各個渣包到真空排氣塊之間的長度是一致的，避免某個渣包排氣、排渣過快填滿排氣槽，影響其它渣包的排氣和排渣。所以前模真空排氣槽就設計了彎曲和直線的兩種排氣槽，來調整和平衡各個渣包的排氣槽長度。    

3.3真空排氣塊設計

  3.3.1前模真空排氣塊設計

       前模真空排氣塊，固定于前模A板上，與后模真空排氣塊一起使用，它的內側連接模芯，外側與真空吸氣管牙喉對接，起到一個由內到外的真空排氣連接器作用。

      前模真空排氣塊，設計有一小段排氣槽，用來連接模芯與后模真空排氣塊的真空排氣槽。它上面設計有排氣孔和吸氣牙喉孔，分別用來排氣和連接真空吸氣管牙喉。 

   3.3.2后模真空排氣塊設計

      后模真空排氣塊，固定于后模B板上，與前模真空排氣塊一起使用，它的內側連接模芯，上面設計有防止壓力損失、防止金屬料流被吸到真空管里面的緩沖止流槽，起到金屬料流緩沖和止流的作用。

      緩沖止流槽上設計有兩個頂針，用來頂出緩沖止流槽的金屬冷料。

3.3.3真空排氣塊設計

       合模時前、后模真空排氣塊合在一起，形成一個向外抽排氣體的真空排氣閥；它內連接模芯的排氣槽；外連接真空吸氣管牙候對接；再通過真空機抽取氣體；使得模具型腔可以在短時間形成真空。

3.4前模設計

3.4.1前模密封面的設計

       在前模的A板上設計一條寬40mm,高0.2mm的凸環(huán)來做前模密封面。如果直接使用前模A板的整個來做密封面，很保證它的整體平面度，也很難保證它的整體密封性能。設置一條凸環(huán)來做前模密封面就容易配模，容易保證它的密封性能。

3.4.2前模防漏氣設計

       模芯與模架之間是有間隙；螺絲過孔和螺絲之間也有間隙；在它們之間設計密封圈，可以有效防止外面的氣體泄漏到型腔里面，保證型腔有良好的真空效果。

3.4.3密封冷卻設計

       因為前模部分有料管，為了防止前模溫度過高（達到230度），導致密封圈失效或者融化；在密封圈的對應位置設計冷卻管道來降溫（保證200度左右，密封圈耐327度高溫）；以保證密封圈在正常的溫度范圍內工作。

3.5后模設計

3.5.1后模密封面的設計

       在后模的B板上設計一條寬40mm，高0.3mm的凸環(huán)來做后模密封面。如果直接使用后模B板的整個面來做密封面，即便保證它的整體平面度，也很難保證它的整體密封性能。設置一條凸環(huán)來做前模密封面就容易配模，容易保證它的密封性能。在（凸環(huán)）模密封面中間設計一條寬6.5mm，深3.5mm的密封槽來安裝密封圈。

3.5.2后模防漏氣設計

       模芯與模架之間是有間隙；螺絲過孔和螺絲之間有間隙；在它們之間設計密封圈。

       頂針過孔和頂針之間也有間隙；設計頂針密封圈、密封圈固定板。先把密封圈放到密封槽；輕度預鎖緊固定板；把頂針安裝好以后，再逐漸鎖固定板，壓迫密封圈貼緊頂針已達到密封的效果；有效防止外面的氣體泄漏到型腔里面，保證型腔有良好的真空效果。

3.5.3密封冷卻設計

      在后模分型面密封圈的對應位置設計冷卻管道來降溫（保證200度左右）；防止后模溫度過高導致分型密封圈失效或者融化，以保證密封圈在正常的溫度范圍內工作。

4、頂出結構設計

       金屬制品的內部架構相對簡單，不需要特別的頂出機構，按照常規(guī)的頂針布局方式進行設計。安裝頂針時，先把密封圈放到對應的密封槽里面；再預鎖緊固定板，輕輕固定密封圈；把頂針安裝好以后，再逐漸鎖固定板，壓迫密封圈貼緊頂針已達到密封的效果。

5、工作原理

 真空壓鑄模的工作原理：

  1.合模、準備壓鑄。

  2.金屬湯料倒入湯料料管中，沖頭開始推進30到50mm，封住湯料入口。

  3.真空機馬上抽真空，0.2秒到0.5秒，模具型腔已達到真空狀態(tài)。

  4.真空機繼續(xù)抽真空；壓鑄成型，先低速低壓填充滿流道和內澆口填充；轉高速填充模具型腔；填滿渣包后，停止抽真空；填滿排氣槽以就停止填充，轉為增壓、保壓。

  5.冷卻金屬鑄件，（密封圈冷卻管道一直在冷卻降溫）。

  6.開模，頂出鑄件。

  7.清理金屬披鋒和雜質，等待下一次合模生產。

6、結語 

      局部厚壁件全密封真空壓鑄模具設計，通過設計分型面密封，螺絲孔密封，頂針孔密封等三大部位的密封來實現一個全密封真空效果。全密封真空壓鑄模具能形成一個97%的真空環(huán)境狀態(tài)，金屬湯料在這狀態(tài)下填充成型，沒有氣體卷入鑄件內部，有效減少或完全避免鑄件內部出現氣孔，有利于提高鑄件內部質量；金屬湯料在真空狀態(tài)下填充成型，有利于金屬湯料填充到型腔的每個細節(jié)部位，不會出現困氣，有利于提高產品外觀質量。