如何減少壓鑄模具設計周期

『壹』 設計鋅合金壓鑄模具要注意什麼

在進行機械拋光前，首先必須對壓鑄質量進行檢驗。因為不恰當的模具設計與鑄造技術會導致表面層產生缺陷，如縫隙、皮下起泡、氣孔、裂紋等疵病，這是潛在的腐蝕源和影響鍍層質量的主要因素之一。壓鑄質量不合格，不可進入拋光工序，要求表面光潔、緻密、平整，無冷紋，無氣孔。拋光時要注意壓鑄件表層細致而內部組織較為疏鬆的特點，若把表面緻密層拋掉而露出疏鬆層，就會出現越拋磨越毛的現象，從而嚴重影響電鍍層的結合力，而且鋅合金硬度低，因此對鋅壓鑄件，應盡量避免使用金剛砂布輪拋磨。若製件表面較粗糙，絲流和傷痕必須進行磨光時，宜採用較低的轉速(1200～1400r／min)和較小直徑的磨輪(≤250mm)，操作時切忌用力過猛，不可將表面緻密層拋掉。

『貳』 壓鑄定模水路能減少影響

據市場觀察，隨形冷卻水路是選區激光熔化3D列印技術為模具冷卻帶來的變革性應用。增材製造技術的應用，避免了傳統工藝交叉鑽孔的限制，這使得模具設計師能夠根據冷卻要求設計不同的隨形冷卻迴路，使得模具以一致的速度冷卻散熱，促進冷卻的均勻性，減少冷卻時間。

本文將分享一個鋁合金高壓鑄造模具3D列印應用案例。在這一應用中，通過德國通快3D列印設備製造的澆口分流器帶有隨形冷卻水路，使得壓鑄模具開模時間減少30%，模具壽命得以提升，最終將提升壓鑄生產線的產能。

提升壓鑄線產能
冷卻流道優化提高冷卻效率
鋁合金高壓鑄造的模具尺寸通常可達 1 米× 2 米，壓力可達 80 噸。合模之後溫度高達 700 多攝氏度的鋁水在不到 1 秒的時間內被壓入模腔，並迅速冷卻凝固成鋁合金齒輪箱殼體產品。

而壓鑄產線的產能取決於開模時間的長短，如果能提高局部過熱區域的冷卻速度，就能大大縮短鋁水冷卻凝固的時間，實現短時間開模，大大提升產能。

在這個案例中，澆口位置由於壁厚更大，積聚了更多的鋁水，在冷卻過程中溫度始終高於其他部位，提升該處的冷卻速度成為縮短開模時間的關鍵。

『叄』 急求有關壓鑄模具設計相關資料！

一、 壓鑄簡介 壓力鑄造簡稱壓鑄，是一種將熔融合金液倒入壓室內，以高速充填鋼制模具的型腔，並使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。 壓鑄區別於其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。①金屬液是在壓力下填充型腔的，並在更高的壓力下結晶凝固，常見的壓力為15—100MPa。②金屬液以高速充填型腔，通常在10—50米/秒，有的還可超過80米/秒，（通過內澆口導入型腔的線速度—內澆口速度），因此金屬液的充型時間極短，約0.01—0.2秒（須視鑄件的大小而不同）內即可填滿型腔。 壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產的三大要素，缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用，使能穩定地有節奏地和高效地生產出外觀、內在質量好的、尺寸符合圖樣或協議規定要求的合格鑄件，甚至優質鑄件。 1、 壓鑄機 （1） 壓鑄機的分類 壓鑄機按壓室的受熱條件可分為熱壓室與冷壓室兩大類。而按壓室和模具安放位置的不同，冷室壓鑄機又可分為立式、卧式和全立式三種形式的壓鑄機。 熱室 壓鑄機 立式 冷室 卧室 全立式 （2） 壓鑄機的主要參數 a合型力（鎖模力） （千牛）————————KN b壓射力 （千牛）—————————————KN c動、定型板間的最大開距——————————mm d動、定型板間的最小開距——————————mm e動型板的行程———————————————mm f大杠內間距（水平×垂直）—————————mm g大杠直徑—————————————————mm h頂出力——————————————————KN i頂出行程—————————————————mm j壓射位置（中心、偏心）——————————mm k一次金屬澆入量（Zn、Al、Cu）———————Kg l壓室內徑（Ф）——————————————mm m空循環周期————————————————s n鑄件在分型面上的各種比壓條件下的投影面積 註：還應有動型板、定型板的安裝尺寸圖等。 2、 壓鑄合金 壓鑄件所採用的合金主要是有色合金，至於黑色金屬（鋼、鐵等）由於模具材料等問題，目前較少使用。而有色合金壓鑄件中又以鋁合金使用較廣泛，鋅合金次之。 下面簡單介紹一下壓鑄有色金屬的情況。 （1）、壓鑄有色合金的分類 受阻收縮 混合收縮 自由收縮 鉛合金 -----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔點合金 錫合金 鋅合金--------0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 鋁硅系--0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 壓鑄有色合金 鋁合金 鋁銅系 鋁鎂系---0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔點合金 鋁鋅系 鎂合金----------0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 銅合金 （2）、各類壓鑄合金推薦的澆鑄溫度 合金種類 鑄件平均壁厚≤3mm 鑄件平均壁厚>3mm 結構簡單 結構復雜 結構簡單 結構復雜
鋁合金 鋁硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 610-650℃
鋁銅系 630-660℃ 660-700℃ 600-640℃ 630-660℃
鋁鎂系 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
鋁鋅系 590-620℃ 620-660℃ 580-620℃ 600-650℃
鋅合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃
鎂合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃
銅合金 普通黃銅 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃
硅黃銅 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃
注 註：①澆鑄溫度一般以保溫爐的金屬液的溫度來計量。 ②鋅合金的澆鑄溫度不能超過450℃，以免晶粒粗大。 二、 壓鑄模 壓鑄模是壓鑄生產三大要素之一，結構正確合理的模具是壓鑄生產能否順利進行的先決條件，並在保證鑄件質量方面（下機合格率）起著重要的作用。 由於壓鑄工藝的特點，正確選用各工藝參數是獲得優質鑄件的決定因素，而模具又是能夠正確選擇和調整各工藝參數的前提，模具設計實質上就是對壓鑄生產中可能出現的各種因素預計的綜合反映。如若模具設計合理，則在實際生產中遇到的問題少，鑄件下機合格率高。反之，模具設計不合理，例一鑄件設計時動定模的包裹力基本相同，而澆注系統大多在定模，且放在壓射後沖頭不能送料的灌南壓鑄機上生產，無法正常生產，鑄件一直粘在定模上。盡管定模型腔的光潔度打得很光，因型腔較深，仍出現粘在定模上的現象。所以在模具設計時，必須全面分析鑄件的結構，熟悉壓鑄機的操作過程，要了解壓鑄機及工藝參數得以調整的可能性，掌握在不同情況下的充填特性，並考慮模具加工的方法、鑽眼和固定的形式後，才能設計出切合實際、滿足生產要求的模具。 剛開始時已講過，金屬液的充型時間極短，金屬液的比壓和流速很高，這對壓鑄模來說工作條件極其惡劣，再加上激冷激熱的交變應力的沖擊作用，都對模具的使用壽命有很大影響。 模具的使用壽命通常是指通過精心的設計和製造，在正常使用的條件下，結合良好的維護保養下出現的自然損壞，在不能再修復而報廢前，所壓鑄的模數（包括壓鑄生產中的廢品數）。 實際生產中，模具失效主要有三種形式：①熱疲勞龜裂損壞失效；②碎裂失效；③溶蝕失效。 致使模具失效的因素很多，既有外因（例澆鑄溫度高低、模具是否經預熱、水劑塗料噴塗量的多少、壓鑄機噸位大小是否匹配、壓鑄壓力過高、內澆口速度過快、冷卻水開啟未與壓鑄生產同步、鑄件材料的種類及成分Fe的高低、鑄件尺寸形狀、壁厚大小、塗料類型等等）。也有內因（例模具本身材質的冶金質量、坯料的鍛制工藝、模具結構設計的合理性、澆注系統設計的合理性、模具機（電加工）加工時產生的內應力、模具的熱處理工藝、包括各種配合精度和光潔度要求等）。 模具若出現早期失效，則需找出是哪些內因或外因，以便今後改進。 ① 模具熱疲勞龜裂失效 壓鑄生產時，模具反復受激冷激熱的作用，成型表面與其內部產生變形，相互牽扯而出現反復循環的熱應力，導致組織結構二損傷和喪失韌性，引發微裂紋的出現，並繼續擴展，一旦裂紋擴大，還有熔融的金屬液擠入，加上反復的機械應力都使裂紋加速擴展。 為此，一方面壓鑄起始時模具必須充分預熱。另外，在壓鑄生產過程中模具必須保持在一定的工作溫度范圍中，以免出現早期龜裂失效。同時，要確保模具投產前和製造中的內因不發生問題。因實際生產中，多數的模具失效是熱疲勞龜裂失效。 ② 碎裂失效 在壓射力的作用下，模具會在最薄弱處萌生裂紋，尤其是模具成型面上的劃線痕跡或電加工痕跡未被打磨光，或是成型的清角處均會最先出現細微裂紋，當晶界存在脆性相或晶粒粗大時，即容易斷裂。而脆性斷裂時裂紋的擴展很快，這對模具的碎裂失效是很危險的因素。為此，一方面凡模具面上的劃痕、電加工痕跡等必須打磨光，即使它在澆注系統部位，也必須打光。另外要求所使用的模具材料的強度高、塑性好、沖擊韌性和斷裂韌性均好。③熔融失效 前面已講過，常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金，也有純鋁壓鑄的，Zn、Al、Mg是較活潑的金屬元素，它們與模具材料有較好的親和力，特別是Al易咬模。當模具硬度較高時，則抗蝕性較好，而成型表面若有軟點，則對抗蝕性不利。但在實際生產中，溶蝕僅是模具的局部地方，例內澆口直接沖刷的部位（型芯、型腔）易出現溶蝕現象，以及硬度偏軟處易出現鋁合金的粘模。 壓鑄生產中常遇模具存在的問題注意點： 1、 澆注系統、排溢系統 例（1）對於冷室卧式壓鑄機上模具直澆道的要求： ① 壓室內徑尺寸應根據所需的比壓與壓室充滿度來選定，同時，澆口套的內徑偏差應比壓室內徑的偏差適當放大幾絲，從而可避免因澆口套與壓室內徑不同軸而造成沖頭卡死或磨損嚴重的問題，且澆口套的壁厚不能太薄。澆口套的長度一般應小於壓射沖頭的送出引程，以便塗料從壓室中脫出。 ② 壓室與澆口套的內孔，在熱處理後應精磨，再沿軸線方向進行研磨，其表面粗糙≤Ra0.2μm。 ③ 分流器與形成塗料的凹腔，其凹入深度等於橫澆道深度，其直徑配澆口套內徑，沿脫模方向有5°斜度。當採用塗導入式直澆道時，因縮短了壓室有效長度的容積，可提高壓室的充滿度。 （2）對於模具橫澆道的要求 ① 冷卧式模具橫澆道的入口處一般應位於壓室上部內徑2/3以上部位，以免壓室中金屬液在重力作用下過早進入橫澆道，提前開始凝固。 ② 橫澆道的截面積從直澆道起至內澆口應逐漸減小，為出現截面擴大，則金屬液流經時會出現負壓，易吸入分型面上的氣體，增加金屬液流動中的渦流裹氣。一般出口處截面比進口處小10-30%。 ③ 橫澆道應有一定的長度和深度。保持一定長度的目的是起穩流和導向的作用。若深度不夠，則金屬液降溫快，深度過深，則因冷凝過慢，既影響生產率又增加回爐料用量。 ④ 橫澆道的截面積應大於內澆口的截面積，以保證金屬液入型的速度。主橫澆道的截面積應大於各分支橫澆道的截面積。 ⑤ 橫澆道的底部兩側應做成圓角，以免出現早期裂紋，二側面可做出5°左右的斜度。橫澆道部位的表面粗糙度≤Ra0.4μm。 （3）內澆口 ① 金屬液入型後不應立即封閉分型面，溢流槽和排氣槽不宜正面沖擊型芯。金屬液入型後的流向盡可能沿鑄入的肋筋和散熱片，由厚壁處想薄壁處填充等。 ② 選擇內澆口位置時，盡可能使金屬液流程最短。採用多股內澆口時，要防止入型後幾股金屬液匯合、相互沖擊，從而產生渦流包氣和氧化夾雜等缺陷。 ③ 薄壁件的內澆口厚件要適當小些，以保證必要的填充速度，內澆口的設置應便於切除，且不使鑄件本體有缺損（吃肉）。 (4)溢流槽 ① 溢流槽要便於從鑄件上去除，並盡量不損傷鑄件本體。 ② 溢流槽上開設排氣槽時，需注意溢流口的位置，避免過早阻塞排氣槽，使排氣槽不起作用。 ③ 不應在同一個溢流槽上開設幾個溢流口或開設一個很寬很厚的溢流口，以免金屬液中的冷液、渣、氣、塗料等從溢流槽中返回型腔，造成鑄件缺陷。 2、 鑄造圓角（包括轉角） 鑄件圖上往往註明未注圓角R2等要求，我們在開制模具時切忌忽視這些未註明圓角的作用，決不可做成清角或過小的圓角。鑄造圓角可使金屬液填充順暢，使腔內氣體順序排出，並可減少應力集中，延長模具使用壽命。（鑄件也不易在該處出現裂紋或因填充不順而出現各種缺陷）。例標准油盤模上清角處較多，相對來說，目前兄弟油盤模開的最好，重機油盤的也較多。 3、 脫模斜度 在脫模方向嚴禁有人為造成的側凹（往往是試模時鑄件粘在模內，用不正確的方法處理時，例鑽、硬鑿等使局部凹入）。 4、 表面粗糙度 成型部位、澆注系統均應按要求認真打光，應順著脫模方向打光。由於金屬液由壓室進入澆注系統並填滿型腔的整個過程僅0.01-0.2秒的時間。為了減少金屬液流動的阻力，盡可能使壓力損失少，都需要流過表面的光潔度高。同時，澆注系統部位的受熱和受沖蝕的條件較惡劣，光潔度越差則模具該處越易損傷。 5、 模具成型部位的硬度 鋁合金：HRC46°左右 銅：HRC38°左右 加工時，模具應盡量留有修復的餘量，做尺寸的上限，避免焊接。 壓鑄模具組裝的技術要求： 1、 模具分型面與模板平面平行度的要求。 2、 導柱、導套與模板垂直度的要求。 3、 分型面上動、定模鑲塊平面與動定模套板高出0.1-0.05mm。 4、推板、復位桿與分型面平齊，一般推桿凹入0.1mm或根據用戶要求。 5、模具上所有活動部位活動可靠，無呆滯現象pin無串動。 6、滑塊定位可靠，型芯抽出時與鑄件保持距離，滑塊與塊合模後配合部位2/3以上。 7、澆道粗糙度光滑，無縫。 8、合模時鑲塊分型面局部間隙<0.05mm。 9、冷卻水道暢通，進出口標志。 10、成型表面粗糙度Rs=0.04，無微傷。

『肆』 提高壓鑄模具壽命的措施

提高壓鑄模具壽命的措施

致使壓鑄模失效的主要原因是：①熱脹冷縮的交變應力，長期頻繁的反復循環，在模具表面出現熱疲勞龜裂紋;②由於熱應力及機械應力引起的模具整體開裂、破損;③在壓射力和熱應力的作用下，模具會在強度最薄弱處萌生裂紋，使型腔碎裂;④化學腐蝕、機械磨損、沖刷侵蝕、熔損侵蝕造成的模具侵蝕;⑤受到鎖模、插芯壓力和充填壓力作用使模具產生的塑性變形。這些模具失效缺陷出現的原因是復雜多樣的，下邊從實際應用方面探討一些提高壓鑄模具壽命的措施。

1 壓鑄模具材料的選用

為提高熱沖擊韌度，目前常用的H13鋼的化學成分純凈度要求為：優級鋼S 含量(質量分數，下同)要小於0.005%;超級H13 鋼要求S 含量小於0.003%;P含量小於0.015%。鋼的晶界無共晶碳化物夾雜，大塊狀的共晶碳化物和雜質強度極小，不能抵抗熱疲勞，降低了鋼材的塑性，是龜裂發生的起源點。要使用電渣重熔爐的精煉鋼，它不僅純凈度高，還具有組織緻密、優良的熱疲勞抗力、抗熱裂性好、優良的韌性及塑性，優良的拋光性、較好的異向同性等性能。鋼材的均一性要求材料的組織要均勻，鋼坯具備任意方向力學性能同性，不要有縱、橫、深方向的性能差異。

正確選用模具材料，採用高強度合金材料可以提高模具使用壽命。優選用瑞典8407、德國2344、美國H13 (4Gr5MoVlSi)、日本SKD61 材料。日本日立的DAC55、ZHD435 在高硬度時有很好的韌性及抗高溫強度，模具壽命也很高。

2 壓鑄模具的熱處理

採用不同的熱處理工藝會使壓鑄模品質性能不一樣。H13 模具鋼的熱處理工藝和熱處理後的金相組織應參照北美壓鑄學會(NADCA 207—2003)的規定。建議由模具鋼材生產商負責模具的熱處理，避免因為材料和熱處理的廠家不同而引起品質不同。

H13 鋼採用高壓液氮氣冷高真空爐淬火為好，可以有效防止模具表面的脫碳、氧化、變形和開裂。把淬火溫度升高到1020～1050℃，根據模塊材料的尺寸大小，和各個零部件要求的強度和韌性，適當控制溫度和保溫時間，使合金碳化物充分溶人奧氏體，這樣可以減少模具因熱處理碳化物溶解不充分，殘留在晶界之間而造成的模具龜裂。但要注意鋼的臨界點Acl和Ac3及保溫時間，防止奧氏體粗化。淬火後用不同溫度分3 次回火，特別注意回火的效果，如果還要進行氮化處理，可以減少一次回火處理。

模具加工時產生的切削應力、電火花放電變質層的應力、和壓鑄時產生的熱疲勞應力，可以通過退火來減輕或消除。模具應定期退火處理消除應力：第一次去應力退火應安排在淬火之前(退火溫度700～750℃)，第二次去應力退火應安排在試模合格後的量產之前，再在壓鑄1 萬模、3 萬模時各退火處理一次，氮化一次可以代替一次退火處理。對H13 鋼退火消除應力的溫度比淬火時最後一次回火的溫度低20～40℃，保溫時間為1.0～1.5 h。

合理選擇模具的硬度(HRC)，美國AISI H13 ESR類材料用於壓鑄模具，如果硬度偏低，易出現粘模和早期龜裂，如果硬度太高又可能開裂，所以一般建議：鋅合金壓鑄模硬度(HRC)為47～52;中、小型的鋁、鎂合金壓鑄模為46～48;尺寸大的鋁、鎂合金鑄件和比較厚或形狀復雜件的模具，應適當降低硬度(HRC)為44~46。日立的DAC55、ZHD435 及一勝百的DIEVAR鋼在高硬度時有很好的韌性及高溫強度，應用時硬度(HRC)可以比H13 提高2～4。

對壓鑄模的型腔表面容易出現粘模的部位和所有的型芯，應選用氮化、碳氮共滲等表面強化處理，以減少粘模或侵蝕。目前使用日本的KANUC 處理的比較多。如需氮化，型面的氮化層總深度應低於0.2～0.3mm，應根據鑄件壁厚由厚到薄控制在0.04～0.08mm，且應無化合物白亮層，防止過厚的白亮層碎裂後引起模具龜裂。對容易粘模部位的零件，可以每壓鑄1～2 萬模進行一次氮化等表面處理。當模具壓鑄8～10 萬模次之後，由於硬度降低容易出現粘模時，也可以進行氮化處理。每次退火和氮化之前、後都要對模具表面進行拋光處理。為防止模具型腔在量產之前出現氧化銹蝕，在試模合格後，應對模具進行530～560℃保溫1.5～2.0 h 的`預氧化熱處理。

3 壓鑄模具的設計

壓鑄件壁厚應盡量均勻(一般小件厚度為2.5±1mm，中件厚度為3.0±1 mm，大件厚度為4.0±1mm)，稜角過渡要有圓角或斜坡以減小應力集中，可使用筋條結構消除鑄件形成的熱節。過厚的壓鑄件內部組織晶粒粗大，會形成氣孔、縮松、氧化、內部裂紋，並伴隨有應力源產生，以致其強度和耐用性能會低於加強筋輔助結構形成的產品。

模具的易龜裂部位和易損傷部位盡量採取鑲件結構，損壞後便於維修和更換。但成型零件上的鑲拼孔，包括型芯孔至模具的邊緣或附近的另一孔的距離不要太小，並且鑲拼孔的內角要有較大的圓倒角，以免成為模具早期龜裂的薄弱部位。

提高模具設計剛性，要分析模具型腔各個部位的受力情況。型腔受到的力有合金液充填時的壓力、脹型力、沖擊力，還有脫模時的拉力、摩擦力，溫度高低變化產生的熱應力，開合模、抽插芯時受到的壓力、拉力、預緊力等。設計時要使模具中各組件、各部位都具有足夠的厚度、寬度，使模具有足夠的剛性以承受各種應力。還要使這些受力達到適當的平衡(這一點很重要)，以防止模具變形、開裂。製造時注意模具的細薄截面、模塊的凹角根部是模具出現斷裂的敏感部位，要保證其配合精度，如果模塊配合的預緊力過大，它會把合模力集中到一點上，這是模具出現大面積斷裂的主要因素。

為了較好的預防模具出現整體變形。正確設計模具型腔的受力中心位置，使其盡量靠近壓鑄機的受力中心。動模背後的兩個墊塊要盡量支撐在模具的型腔鑲塊上，不要只支撐在型腔鑲塊外的套板上;動模背後中間的支撐柱或支撐塊的支撐面積要足夠大，否則會使支撐塊的端面(甚至使壓鑄機的模具安裝板面)，容易被壓變形而失去支撐的效果。

模具上有凹角的部位容易產生應力集中。產品轉角處盡量要有較大的過渡圓角，避免出現窄而深的凹角、凹槽。鋁、鎂合金壓鑄模具的型腔轉角半徑應大於1.0 mm，表面粗糙度要小，避免圓角處早期開裂。在內澆口附近，盡量加大圓角半徑，能夠較好的延緩模具早期龜裂紋的出現。合理選用鑲塊、活動滑塊組合結構，避免模塊上出現較銳的尖角;並使鑲拼接觸密封面的結合面積要比較大，要使滑塊出現退讓時，也不會出現鋁水從密封面竄入到滑塊的導滑槽里;為防止運動卡滯，滑塊的側面使用斜面配合。

正確設計澆注系統，設計內澆口的位置和充填流向時，盡量防止高速充填的鋁水正面噴射沖擊到型壁或型芯。設計內澆口截面大小時，如果選用的壓射充填速度太高，有大量的動能減速後轉變成熱能傳遞到模具上，使模具溫度升高，促使模具出現粘模、龜裂、沖蝕缺陷。壓鑄鋁水的最大充填速度不應超過56m/s，充填速度以≤46 m/s 為好。設計內澆口的厚度時，在保證產品表面品質的情況下，還是選用厚而大一點的內澆口為好，這樣可以增加流量，又不增加對模具的沖擊力。

要正確選擇各組件的配合公差和表面粗糙度，因模具受熱不均勻和膨脹不均勻，會使配合公差產生變化，會使部件運動失靈而導致模具表面損傷，也會使動、定模套板之間的合模間隙增加，引起飛邊和飛料。為防止飛料，在分型面上，動、定模型腔鑲塊平面應比動定模套板平面略高，一般在0～0.080 mm 范圍內，特別要求緊密合模後，動、定模套板的間隙要在0.030～0.100mm 范圍內。在套板上的排氣道最淺處的深度為0.12～0.15 mm，它一定要包括合模後動、定模套板的間隙。只有這樣才能防止飛邊、飛料和粘模。盡量讓套板各部位的分型面與模塊的分型面一致，從模塊到套板一樣平齊，減少分型面的台階，便於排氣和防止飛邊粘模。

盡量不要在內澆口附近的型腔平面上設置產品的字樣、標記和頂桿。這些都會引起模具過早的龜裂，也會使字樣標記過早的變得不清晰。

盡量利用-Q2圖，使模具能夠很好的與壓鑄機進行匹配，提高產品的合格率和生產效率，延長模具的使用壽命。

4 壓鑄模具的冷卻和加熱系統的設計

為了能夠調控模具溫度，防止模具變形和龜裂，一定要給模具設計冷卻、加熱溫控系統。通常在模具模塊的內部開設(6～12)mm孔徑的管道，在型芯和模塊中開設(3～12)mm 冷卻孔，通水進行冷卻，通熱油進行加熱。在沒有模溫機的壓鑄廠，也可以使用電加熱管(要控制發熱溫度≤400℃) 和測溫儀置λ模具，進行自動加熱來預熱模具。

在型腔模塊的背面，加工出(6～8)mm 的孔，此孔要距離型腔表面(25±5)mm，要距離冷卻水或加熱油通道在50 mm 以上，插入熱電偶連接在壓鑄機的測溫儀器上。

在模具的橫澆道、分支澆道、內澆口附近，在鑄件厚壁處的型腔、型芯等模具吸收熱量比較多的部位要通水冷卻。對薄壁處的型腔，對遠離內澆口的滑塊抽芯，和模具型腔的一些吸收熱量少、散熱快的部位，要設計用熱油或用電加熱管加熱模具。一般通入的熱油溫度為200～350℃。注意模具的冷卻水通道距離模具表面或模具轉角要有足夠的距離，以避免這些部位的型面出現早期龜裂或開裂。

模具每個進水管接頭要有開關，能控製冷卻水的流量，以便調節模具各部位的溫度。冷卻水管道里出現的銹蝕和集垢，會影響模具的冷卻效果，要及時清除。模具外接的管道和接頭建議使用銅材和不銹鋼材質，以防生銹後堵塞管道。

5 壓鑄模具的製造加工對模具壽命的影響

模具製造的尺寸精度和配合精度要高，密封接觸的配合面，必須密封配合，密封接觸的面積要大，防止鋁液鑽入。盡量避免人為因素造成的燒焊修補處理，因模具燒焊修補過的部位，很容易出現龜裂。

電脈沖放電加工後的型腔表面會產生出一個變質層，這一層的化學成分、金相組織、力學性能( 強度、硬度、韌性) 等都發生了改變，變質層又硬又脆，並有應力和大量的微裂紋，會引起模具早期龜裂;電脈沖或線切割放電精細加工時，應盡量採用低的電流及高的頻率，以減小模具表面的過燒深度。使用好的電火花專用油液，可以起到沖洗、冷卻、潤滑、絕緣、防電離和減輕變質層的作用。放電時浸油比沖油能更好地減輕變質層。無論變質層深淺，它在模具表面均有極大的應力，若不消除其白亮層和殘余應力，在使用過程中，模具表面就會較早的產生龜裂、沖蝕和開裂。

模具型腔精加工時，走刀量要小，不要留下刀痕，必要時需留下打磨拋光的餘量。模具型腔的所有表面，即使沒有留下加工刀痕的表面，都要進行一次打磨拋光，用以消除刀具加工或放電加工產生的硬化層和白亮層。但要注意，打磨時不要讓模具局部過熱，以防燒傷模具表面和降低模具的硬度。消除硬化層、白亮層和去除應力的方法有：①用油石打磨、研磨拋光、化學溶蝕去除;②噴 玻 璃丸的方法既可以去除表面熔化凝固層，消除殘余拉應力，還可以形成壓應力，是目前延緩龜裂的好方法;③在不降低硬度的情況下，低溫回火也可大幅度降低模具的表面應力。模具型腔表面拋光時，粗糙度要以產品而定：①薄壁、表面要求光亮的產品表面位置，型腔表面要適當拋光，表面粗糙度Ra 為0.2～0.4μm;②厚壁、表面要求一般的產品表面處，型腔表面可拋光，表面粗糙度Ra 為0.4～0.8μm;③一般不要求拋光為鏡面，要使脫模劑能在模具表面均勻附著，但刀痕一定要拋光，以免模具過早的出現龜裂;④要注意交叉打磨，模具表面打磨過的痕跡，不要有明顯的打磨方向。

6 壓鑄工藝和生產操作對壓鑄模具壽命的影響

增加壓鑄鋁合金中的鐵含量，可以有效地減輕粘模程度，一般要求鋁合金的鐵含量≤1.5%，實際生產中鋁水的鐵含量控制在0.65%～0.90%范圍內為好。在壓鑄過程中鋁液溫度波動應在±10℃之內，ADCl2鋁合金春、秋季澆注溫度建議小於660℃，冬、夏季溫度可以上下變化10℃，這樣可以消除季節性的缺陷。模具內澆口附近容易龜裂、侵蝕，遠離內澆口的部位不容易龜裂、侵蝕，這主要是因為在內澆口附近，高溫的鋁水傳遞給模具的熱量比較多，致使模具溫度比較高。所以在不影響產品品質的前提下，應盡量降低鋁水的澆注溫度。

在滿足成形情形下，盡量使用比較低的低速壓射速度和高速壓射速度。充填速度過高會造成粘模、沖蝕、龜裂;當低速壓射速度較高使金屬液包裹較多的氣體時，氣體在高速壓射進入型腔中的低壓區會膨脹，氣體膨脹產生爆破，氣體帶動鋁液以很高的速度沖擊、侵蝕型腔表面，造成型腔表面氣蝕缺損(這種氣蝕在溢流槽澆口處也會出現)，被氣蝕的表面也會有裂紋產生。

在滿足成形良好的條件下，盡可能選用較小的壓力。可以觀察殼形和圓形產品，在模具壓鑄幾萬模之後，在產品同一部位的外表面比內表面龜裂紋大出很多，這說明在相同的條件之下，模具受到鋁液包裹擠壓與膨脹拉伸的力量方向不同，致使模具出現龜裂的缺陷大小相差很大;特別是在模具型腔的凹角處，拉伸和熱應力都會集中在這里，凹角處會過早的出現龜裂和開裂裂紋;而在模具的凸角和型芯表面受到擠壓和熱沖擊力，雖然會出現粘模，但出現應力集中情況很小，模具不容易出現龜裂。可見鋁液壓力的大小和受力方向對模具龜裂的影響是很大的，有時為了配套不容易出現龜裂模塊的壽命，可以採用比較好的模具材料或熱處理的方法，來提高容易龜裂模塊的壽命。

壓鑄時模具表面溫度由100℃上升到610℃，比200℃上升到610℃容易引起龜裂，表面溫度由200℃上升到680℃，比200℃上升到610℃更容易引起龜裂;模具在500℃以上保持6 s比保持3 s也是更容易引起龜裂，所以一定要使模具承受的溫度低、溫差變化量比較小、處於高溫的時間短。一般產品壓鑄開模後的2～3 s時測量模具表面的溫度(或用熱電偶測量模具內部溫度) 應不高於澆注的合金液溫度的40%～45%，即鋁合金模具溫度應小於320℃，以200～280℃為好。合模時模具表面的溫度應不低於合金澆注溫度的20%，一般以130～210℃為好。

壓鑄鋁合金模具預熱至180～300℃再澆注壓射，比用鋁液直接澆注壓射來預熱模具，能延緩模具表面龜裂紋的出現。因為用鋁液直接澆注壓射來預熱模具，模具表面承受到的溫度差比較大。模具預熱後壓鑄的前10～20 模鑄件，要使用低速壓射，以減小鋁液與模具接觸的緊密程度，降低熱量傳遞給模具的速度，達到緩慢加熱的目的。

壓鑄操作時均勻噴塗脫模劑，可以減輕鋁液對模具的粘模和磨損。為了防止脫模劑對模具激冷，冬天對水基脫模劑要預熱到20～30℃為好。噴脫模劑要形成霧狀，噴嘴應距型面(20±10)cm，斜向模面角度15°±5°的效果最好。不可噴塗過多脫模劑，噴塗時間控制在0.5～2.5 s 之間;禁止噴灑、澆灌式的噴塗，以防對模具表面急速的激冷。可以採用動、定模多次交換噴塗的方法，以減小激冷的速度。另外，鑄件頂出後，要在頂桿頭部噴塗上塗料得到潤滑之後再退回，以防頂桿運動卡滯。

對許多模具，常用噴 玻 璃丸、陶瓷丸或用微電脈沖打磨加粗模具某些部位的粗糙度，甚至在模具表面修出間隔在0.5～1.5 mm細小的網狀筋條。這樣不僅能防止龜裂延長模具壽命，還能減小鋁液的流動速度，消除產品表面的冷隔和花紋;能提高模具表面的吸熱速度，使產品表面急速凝固，又因模具表面快速吸熱增加了模具表面的溫度，加快塗料和水的揮發，消除水的殘留，能防止鑄件出現氣泡和發黑。

7 壓鑄模的使用和維護保養

模具在安裝時，動、定模每半模至少要安裝6 個壓板螺栓，如果每半模只安裝4 個壓板螺栓，只要有一個螺栓松動，其他3 個螺栓受力嚴重失衡，螺栓就會很快被拉變形或拉斷，甚至會出現模具被拉而掉下來的事故。

壓鑄過程中，要及時打磨拋光模具型腔的粘模痕跡，但要注意不要用硬的工具鑿傷或敲傷模具。當模具型腔表面粗糙度變大後，要進行很好的拋光處理。當產品全部或部分粘模在模具型腔里時，要由有經驗的模具修理人員來處理，以防壓鑄工處理時損壞模具。

每班給模具滑塊、導柱、頂桿塗一次潤滑油，每班檢查疏通模具的冷卻水通道，使其暢通和密封。每班觀察模具的分型面和滑塊的密封配合情況，對模具的飛邊和披縫一定要早發現、早修理，以防其致使模具出現嚴重的壓傷、凹陷、變形及飛料的缺陷。

當模具停產不使用時，最好在壓鑄最後一模之後，不要給模具再噴刷塗料，如果已經噴塗了塗料，也要用壓縮空氣吹乾凈模具表面和深腔里的殘留水分，以防模具生銹。每批生產完成後，或在每生產一萬模時，要對模具進行維護保養。每次保養時，需塗紅丹粉檢查模具的變形和密封配合情況，消除間隙防止飛料，消除模塊或滑塊受力不均衡，防止模塊壓壞、爆裂。保養後要給模具型腔、抽芯滑塊、頂桿、導柱，分型面等塗防銹油。

模具已經出現小范圍的沖蝕、掉塊、缺損、裂紋缺陷後，在不能做成鑲件更換時，只有給模具用氬弧焊修補。為有效地防止壓鑄模具焊補後容易出現龜裂，焊補時首先要選用模具鋼材製造廠家指定使用的氬弧焊焊條，並注意區分在模具淬火處理前後使用的焊條規格有可能不一樣。對模具進行氬弧焊之前，先要把模具龜裂等缺陷修磨掉呈現出金屬基體，使用電熱爐預熱模塊達到300～450℃(若使用乙 炔 氧焊的火焰慢慢烘烤預熱模具，由於預熱的范圍小，不一定達到要求的溫度范圍，溫度也不均勻，對防止焊補後出現龜裂沒有明顯的效果。)並把表面清理干凈之後再進行氬弧焊，防止焊補時出現氣孔;當模具溫度高於475℃時要停止焊補，讓模具降溫後再焊;焊接時注意，一定要隔行焊補，不要一行挨一行焊補，這樣可以較好的降低焊接時產生的升溫和應力。淬火之後的焊補，再在低於淬火回火溫度以下20～50℃，保溫2～3h 去應力退火(淬火之前的焊補，退火溫度是750℃)這樣可以很好的消除焊接時產生的應力。

對於模具表面粘附的塗料燒結集碳，除用油石和砂紙拋光外，用氣動噴投 玻 璃丸或噴陶瓷丸的方法，不僅能均勻有效的清除掉集碳，還不影響模具的尺寸精度。

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『伍』 如何保養壓鑄模使用壽命

如何保養壓鑄模使用壽命壓鑄模由於生產周期長、投資大、製造精度高，故造價高，因此希望模具有較高的使用壽命。但由於材料、機械加工等一系列內外因素的影響，導致模具過早失效而報廢，造成極大的浪費。壓鑄模失效形式主要有：尖角、拐角處開裂、劈裂、熱裂紋（龜裂）、磨損、沖蝕等。造成壓鑄模失效的主要原因有：材料自身存在的缺陷、加工、使用、維修以及熱處理的問題。一、材料自身存在的缺陷眾所周知，壓鑄模的使用條件極為惡劣。以鋁壓鑄模為例，鋁的熔點為580-740℃，使用時，鋁液溫度控制在650-720℃。在不對模具預熱的情況下壓鑄，型腔表面溫度由室溫直升至液溫，型腔表面承受極大的拉應力。開模頂件時，型腔表面承受極大的壓應力。數千次的壓鑄後，模具表面便產生龜裂等缺陷。由此可見，壓鑄使用條件屬急熱急冷。模具材料應選用冷熱疲勞抗力、斷裂韌性、熱穩定性高的熱作模具鋼。H13(4Cr5MoV1Si)是目前應用較廣泛的材料，據介紹，國外80%的型腔均採用H13，現在國內仍大量使用3Cr2W8V,但3Cr2W8VT_藝性能不好，導熱性很差，線膨脹系數高，工作中產生很大熱應力，導致模具產生龜裂甚至破裂，並且加熱時易脫碳，降低模具抗磨損性能，因此屬於淘汰鋼種。馬氏體時效鋼適用於耐熱裂而對耐磨性和耐蝕性要求不高的模具。鎢鉬等耐熱合金僅限於熱裂和腐蝕較嚴重的小型鑲塊，雖然這些合金即脆又有缺口敏感性，但其優點是有良好的導熱性，對需要冷卻而又不能設置水道的厚壓鑄件壓鑄模有良好的適應性。因此，在合理的熱處理與生產管理下，H13仍具有滿意的使用性能。製造壓鑄模的材料，無論從哪一方面都應符合設計要求，保證壓鑄模在其正常的使用條件下達到設計使用壽命。因此，在投入生產之前，應對材料進行一系列檢查，以防帶缺陷材料，造成模具早期報廢和加工費用的浪費。常用檢查手段有宏觀腐蝕檢查、金相檢查、超聲波檢查。
（1）宏觀腐蝕檢查。主要檢查材料的多孔性、偏析、龜裂、裂紋、非金屬夾雜以及表面的錘裂、接縫。
（2）金相檢查。主要檢查材料晶界上碳化物的偏析、分布狀態、晶料度以及晶粒間夾雜等。
（3）超聲波檢查。主要檢查材料內部的缺陷和大小。二、壓鑄模的加工、使用、維修和保養模具設計手冊中已詳細介紹了壓鑄模設計中應注意的問題，但在確定壓射速度時，最大速度應不超過100m/S。速度太高，促使模具腐蝕及型腔和型芯上沉積物增多；但過低易使鑄件產生缺陷。因此對於鎂、鋁、鋅相應的最低壓射速度為27、18、12m/s，鑄鋁的最大壓射速度不應超過53m/s，平均壓射速度為43m/s。在加工過程中，較厚的模板不能用疊加的方法保證其厚度。因為鋼板厚1倍，彎曲變形量減少85%，疊層只能起疊加作用。厚度與單板相同的2塊板彎曲變形量是單板的4倍。另外在加工冷卻水道時，兩面加工中應特別注意保證同心度。如果頭部拐角，又不相互同心，那麼在使用過程中，連接的拐角處就會開裂。冷卻系統的表面應當光滑，最好不留機加工痕跡。電火花加工在模具型腔加工中應用越來越廣泛，但加工後的型腔表面留有淬硬層。這是由於加工中，模具表面自行滲碳淬火造成的。淬硬層厚度由加工時電流強度和頻率決定，粗加工時較深，精加工時較淺。無論深淺，模具表面均有極大應力。若不清除淬硬層或消除應力，在使用過程中，模具表面就會產生龜裂、點蝕和開裂。消除淬硬層或去應力可用：①用油石或研磨去除淬硬層；②在不降低硬度的情況下，低於回火溫度下去應力，這樣可大幅度降低模腔表面應力。模具在使用過程中應嚴格控制鑄造工藝流程。在工藝許可范圍內，盡量降低鋁液的燒鑄溫度，壓射速度，提高模具預熱溫度。鋁壓鑄模的預熱溫度由100~130℃提高至180~200℃，模具壽命可大幅度提高。焊接修復是模具修復中一種常用手段。在焊接前，應先掌握所焊接模具剛型號。

『陸』 壓鑄模具設計要點和注意事項

壓鑄模具設計要點和注意事項

壓鑄模要求高可靠性和長壽命，與壓鑄機、壓鑄工藝有機結合為一個有效的鑄件生產系統，優化壓鑄模具設計、提高工藝水平，為壓鑄生產提供可靠保證，是大型壓鑄模設計所追求的方向。

壓鑄模具結構

通常壓鑄模具的基本結構包含：融杯、成形鑲塊、模架、導向件、抽芯機構、推出機構以及熱平衡系統等。

壓鑄模具設計開發流程

模具設計和開發流程，模具設計階段需要設計人員所做的工作及模具設計的整體思路，其中包含一些與標准認證相關的設計和開發流程，對設計階段可能產生的缺陷具有一定的預防作用。

壓鑄模具設計要點

第一，運用快速原型技術和三維軟體建立合理的鑄件造型，初步確定分型面、澆注系統位置和模具熱平衡系統。

按照要求把二維鑄件圖轉化為三維實體數據，根據鑄件的復雜程度和壁厚情況確定合理的收縮率(一般取0.05%～0.06%)，確定好分型面的位置和形狀，並根據壓鑄機的數據選定壓射沖頭的位置和直徑以及每模壓鑄的件數，對壓鑄件進行合理布局，然後對澆注系統、排溢系統進行三維造型。

第二，進行流場、溫度場模擬，進一步優化模具澆注系統和模具熱平衡系統。

把鑄件、澆注系統和排溢系統的數據進行處理以後，輸入壓鑄工藝參數、合金的物理參數等邊界條件數據，用模擬軟體可以模擬合金的充型過程及液態合金在模具型腔內部的走向，還可進行凝固模擬及溫度場模擬，進一步優化澆注系統並確定模具冷卻點的位置。模擬的結果以圖片和影像的形式表達整個充型過程中液態合金的走向、溫度場的分布等信息，通過分析可以找出可能產生缺陷的部位。在後續的設計中通過更改內澆口的位置、走向及增設集渣包等措施來改善充填效果，預防並消除鑄造缺陷的產生。

第三，根據3D模型進行模具總體結構設計。

模擬過程進行的同時我們可以進行模具總布置設計，具體包括以下幾個方面：

(1)根據壓鑄機數據進行模具的總布置設計。

在總布置設計中確定壓射位置及沖頭直徑是首要任務。壓射位置的確定要保證壓鑄件位於壓鑄機型板的中心位置，而且壓鑄機的四根拉桿不能與抽芯機構互相干涉，壓射位置關繫到壓鑄件能否順利地從型腔中頂出;沖頭直徑則直接影響壓射比的大小，並由此影響到壓鑄模具所需的鎖模力的大小。因此確定好這兩個參數是我們設計開始的第一步。

(2)設計成形鑲塊、型芯。

主要考慮成形鑲塊的強度、剛度，封料面的尺寸、鑲塊之間的拼接、推桿和冷卻點的布置等，這些元素的合理搭配是保證模具壽命的基本要求。對於大型模具來說尤其要考慮易損部位的鑲拼和封料面的配合方式，這是防止模具早期損壞和壓鑄過程中跑鋁的關鍵，也是大模具排氣及模具加工工藝性的需要。圖4所示模具成形部分採用10塊模塊鑲拼結構。

(3)設計模架與抽芯機構。

中小型壓鑄模具可以直接選用標准模架，大型模具必須對模架的剛度、強度進行計算，防止壓鑄過程中因模架彈性變形而影響壓鑄件的尺寸精度。抽芯機構設計的關鍵是把握活動元件間的配合間隙和元件間的定位。考慮模架工作過程中受熱膨脹對滑動間隙的影響，大型模具的配合間隙要在0.2～0.3mm之間，成形部分的對接間隙在0.3～0.5mm之間，根據模具的大小及受熱情況選用。成形滑塊與滑塊座之間採用方鍵定位。抽芯機構的潤滑也是設計的重點，這個因素直接影響壓鑄模具的連續工作的可靠性，優良的潤滑系統是提高壓鑄勞動生產率的重要環節。

(4)加熱與冷卻通道的布置及熱平衡元件的選用。

由於高溫液體在高壓下高速進入模具型腔，帶給模具鑲塊大量的熱量，如何帶走這些熱量是設計模具時必須考慮的問題，特別是大型壓鑄模具，熱平衡系統直接影響著壓鑄件的尺寸和內部質量。快速安裝及准確控制流量是現代模具熱平衡系統的發展趨勢，隨著現代加工業的發展，熱平衡元件的選用趨向於直接選用的設計模式，即元件製造公司直接提供元件的二維和三維數據，設計者隨用隨選，既能保證元件的質量還能縮短設計周期。

(5)設計推出機構。

推出機構可分為機械推出和液壓推出兩種形式，機械推出是利用設備自身的推出機構實現推出動作，液壓推出是利用模具自身配備的液壓缸實現推出動作。設計推出機構的關鍵是盡量使推出合力的中心與脫型合力的中心同心，這就要求推出機構要具有良好的推出導向性、剛性及可靠的工作穩定性。對於大型模具來說推出機構的重量都比較大，推出機構的元件與型框間容易因為模具自重而使推桿偏斜，使之出現推出卡滯現象，同時模具受熱膨脹對推出機構的影響也特別大，因此推出元件與模框間的定位及推板導柱的固定位置是及其重要的`，這些模具的推板導柱一般要固定在把模板上，把模板、墊鐵及模框間用直徑較大的圓銷或方鍵定位，這樣可以最大限度地消除熱膨脹對推出機構的影響，必要時還可以採用滾動軸承和導板來支撐推出元件，同時在設計推出機構時要注意元件間的潤滑。北美地區模具設計者通常在動模框的背面增加一塊專門的潤滑推桿的油脂板，加強對推出元件的潤滑。如圖5所示，動模框底部增加潤滑油板，有油道與推桿過孔相通，工作時加註潤滑油，可以潤滑推出機構，防止卡滯。

(6)導向與定位機構的設計。

在整個模具結構中導向與定位機構是對模具運行穩定性影響最大的因素，也直接影響到壓鑄件的尺寸精度。

模具的導向機構主要包括：合模導向、抽芯導向、推出導向，一般導向元件要採用特殊材料的摩擦副，起到減磨和抗磨的作用，同時良好的潤滑也是必不可少的，每個摩擦副間都要設置必要的潤滑油路。需要特別指出的是特大型滑塊的導向結構一般採用銅質導套和硬質導柱的導向形式，配合以良好的定位形式，確保滑塊運行平穩，准確到位。

模具定位機構主要包括：動靜型間的定位、推出復位定位、成形滑塊及滑塊座間的定位、型架推出部分與型框間的定位等。動靜型間的定位是一種活動性質的定位，配合的准確性要求更高，小型模具可以直接採用成形鑲塊間的凸凹面定位，大型壓鑄模具必須採用特殊的定位機構，以消除熱膨脹對模具定位精度的影響，另外幾種定位結構是元件間的定位，是固定定位，一般採用圓銷和方鍵定位。成形鑲塊間的凸凹面定位，保證動靜型間定位準確，防止模具錯邊。

『柒』 壓鑄模具的製作流程與澆排系統設計

壓鑄是有色金屬成型的一個重要方法之一。壓鑄件的質量好壞80%取決於壓鑄模具。製作好壓鑄模具是產品開發的關鍵所在。在壓鑄過程中，由於型腔內的金屬液流動狀態不同，可能產生冷隔、花紋、氣孔、偏析等不良現象。所以控制型腔內的金屬液流動狀態是相當必要的，而控制型腔內的金屬液流動狀態，關鍵在於壓鑄模具澆排系統的設計。

1 壓鑄模具的製作流程

上述流程是壓鑄模具製作的大致流程，但並非一成不變。應在整個製作過程中前後協調，不斷反饋與調整各階段的信息，根據分析結果，修改設計方案，以期取得實效。筆者從事壓鑄模具開發多年，就模具製作流程中的相關注意事項總結如下，供同行參考。

(1)要對客戶來圖應進行檢證

根據壓鑄工藝的特性結合有色金屬的牌號，先進行毛坯方案設計，然後開始模具設計。對有些不符合壓鑄工藝的結構，應及時與客戶溝通，在徵求客戶同意的基礎上再行修改。日本三大著名摩托車品牌的研發部門都是在開發之初就重點把握圖面檢證這一關，這樣可避免開發損失、減少開發時間。

壓鑄模具的設計與有色金屬的牌號有關。特別是ADC6(JIS標准)鋁合金，其澆排系統結構及其拔模斜度與普通鋁合金有所不同，應根據其流動性差、壓鑄溫度較高等特點適當應對。日本在高強度的零件上已大量應用ADC6鋁合金，而國內應用的較少。ADC6鋁合金壓鑄模具常見的問題有：模具壽命短;脫模阻力大，易變形、拉模，工件頂出易產生裂紋;流動性差，易產生花紋、冷隔;模具突出部位易產生裂紋等，在設計過程中應提前應對。

(2)做好模具的檢測

在模具檢測階段，不應單純檢測模具尺寸，更重要的是應檢測壓鑄產品質量。壓鑄產品質量檢測可分外觀檢測、內部品質檢測及機械性能檢測。檢測的數據應符合壓鑄產品的合格率要求、內部品質標准及機械性能指標。

(3)做好試模

試模階段是驗證模具的關鍵階段，通常初次試模後還要進行修模，修模時針對不良項目逐二進行改善，直至符合客戶要求。

2 壓鑄模具澆排系統的設計

在壓鑄模具澆排系統中，澆口位置、澆道形狀是控制溶液的流動狀態和填充方向的重要因素。首先應著眼於澆口位置、澆道形狀，合理設計澆口、澆道、集渣包、溢流槽及排氣道;然後使用CAE軟體對型腔內部的溶液流動狀態進行解析。

2.1澆口設計步驟

內澆道及內澆口的位置與尺寸，對於填充方式有決定性的影響。內澆口設計方法很關鍵。成品設置澆口時，通常按下列步驟進行：

(1)計算內澆口截面積。澆口斷面積計算公式：

(2)根據內澆口截面積，設定澆口形狀，然後設置澆口位置，初步設計溢流槽及集渣包位置。

(3)製作不同的澆口方案(通常先使內澆道截面積小一些，試驗後根據需要可再擴大)，並製成3D數據。

(4)根據製成的3D數據進行CAE分析(即流態解析、溫度場分析)。

(5)對解析結果進行評價。

(6)對不同澆排系統所產生的方案結果進行比較、評價，擇優選用。若存在不良現象，應進行方案改進，然後再進行CAE分析，直到取得較滿意的方案。

2.2澆道、排氣系統的設計注意事項

(1)內澆口及排氣槽應設置在使金屬液在形

腔里流動狀態最好，並能充滿型腔內各個角落的位置上。設置時盡可能採用一個內澆口。如果設計條件不允許，應注意使金屬液的流動相互不受干擾或在型腔內不分散地相遇(即引導金屬流順一個方向流動)，避免型腔內各股金屬液匯合時出現渦流。例如，當壓鑄件尺寸較大時，有時不可能僅從一個內澆道獲得所需的內澆道截面積，因此必須採用多個內澆道。但是應注意到內澆道的設置應保證引導金屬液只沿著一個方向流動，以避免型腔內各股金屬液匯合而出現渦流。

(2)金屬液流柬應盡可能少地在型腔內轉彎，以便使金屬液能達到壓鑄件的厚壁部位。

(3)金屬液流程應盡可能短而均勻。

(4)內澆道截面積向著內澆道方向逐漸縮小，以減少氣體捲入，有利於提高壓鑄件的緻密性。

(5)內澆道在流動過程中應圓滑過渡，盡可能避免急轉與流動沖擊。

(6)多腔時對澆道截面積應按各腔容積比進

行分段減少。

(7)型腔中的空氣和潤滑劑揮發的氣體，應由流入的金屬液推到排氣槽處，然後從排氣槽處逸出型腔。特別是金屬液的流動不應將氣體留在盲孔內或過早地堵塞排氣槽。

(8)金屬流束不應在散熱不良處形成熱沖擊。

(9)對帶有筋的壓鑄件，應盡可能地讓金屬流順筋的方向流動。

(10)應避免金屬液直接沖刷容易損壞的模具部分和型芯。不可避免時，應在內澆道上設置隔離帶，避免熱沖擊。

(11)通常內澆道愈寬愈厚，非均勻流動的危險也愈大。應盡量不要採用過厚的內澆口，避免切除內澆道時產生變形。

(12)型腔的排氣

溢流槽是為了排除鑄造時最初噴入的金屬液，並且使模具的溫度一致。溢流槽設在鑄型容易存氣的位置，作為排出氣體用，改善金屬液的流動狀態，將金屬液導向型腔的各個角落，以得到良好的鑄造表面。排氣槽有連接在溢流槽與集渣包前面的，也有與型腔直接連接的。設計時應注意：

①排氣槽的總截面積應大致相當於內澆道截面積。

②分型面上的排氣槽的位置是根據型腔內金屬液流動狀態而確定的。排氣槽最好設計成彎曲狀，而不是直通狀，以防止金屬液外噴傷人。分型面上的排氣槽的深度通常為0.05～0.15mm;位於型腔內的排氣槽深度通常為0.3～0.5mm;位於模具邊緣的排氣槽深度通常為0.1～0.15mm。排氣槽的寬度一般為5～20mm。

③頂針與推桿的排氣間隙對於型腔的排氣是非常重要的。通常控制在0.0l～0.02mm，或放大到不產生毛刺為止。

④固定式型芯的排氣也是一有效的排氣方法，案例如圖2所示。通常在型芯周邊單邊控制有0.05～0.10mm的間隙，並在型芯定位頸部開出寬、厚各l～1.5mm的排氣槽，這樣型腔內的氣體可順頸部開出的排氣槽由型腔底部排出。

⑤排氣槽的粗糙度也不應忽視，應保持較高的光潔度，避免在使用過程中被塗料粘連臟物而造成堵塞，影響排氣。

(13)壓鑄熔杯的`填充率盡可能選高些。對壓鑄件氣孔度要求高的場合，通常選定在70%左右，這樣帶入壓鑄件的氣體就會大幅度減少，對系統排氣也是有利的。

2.3流動解析評價與對策

(1)模具設計過程中，應盡可能讓金屬流順一個方向流動，流動解析後，發現型腔中出現渦流時，應當改變內澆口導入角或改變尺寸，以排除渦流現象。

(2)金屬液交匯時，在停止流動前還要讓金屬液繼續流動一段距離。所以在交匯處的型腔外應增設溢流槽和集渣包，以使過冷的金屬液及空氣化合物流入溢流槽和集渣包，讓後續金屬液清潔、常溫。

(3)針對不同部位填充速度不一時，應調整內澆口的厚度或寬度(必要時逐漸加大)，達到填充速度基本一致的目的，但應盡可能通過加寬內澆道來實現。

(4)流動解析後發現填充滯後的部位，也可增設內澆道。

(5)對於薄壁壓鑄件，必須選用較短的填充時間進行壓鑄。所以應通過加大內澆道的截面積來減少填充時間，以達到較好的表面質量。

(6)對於緻密性要求高的厚壁壓鑄件，必須保證有效地進行排氣。應選用中等的填充時間進行壓鑄。故應對內澆道的截面進行調整，以取得相應的填充時間，獲得較好的表面質量和內部質量。

3 結 論

壓鑄模具的製作流程是一個CAD/CAE/CAM/CAT融合的過程，其間融合得越好，壓鑄件產品的品質越高、製造成本就越低。壓鑄模具澆排系統設計應遵循上述設計步驟和注意事項，並進行分析和評價，將避免許多不良現象產生。在當今具備CAE分析手段的時代，在內澆道設計初期，將總結出的經驗先行考慮進澆排系統，結合CAE手段，通過分析、改善、提升，勢必起到事半功倍的作用。

『捌』 壓鑄模具幾個常見問題及對策

壓鑄模故障——粗裂紋 1、計不合理，尖棱尖角 2、模具預熱不好，模溫低 3、熱處理不良 4、型腔表面硬度太高、韌性差 5、操作不當使模具存在較大應力 壓鑄模故障——應對措施 1、改進設計，盡可能加大圓弧 2、提高預熱溫度 3、重新熱處理 4、回火降低溫度 5、按正常操作規章操作 壓鑄模故障——龜裂 1、模溫低，預熱不足 2、型腔表面硬度低 3、型腔表面應力高 4、型腔局部脫碳 壓鑄模故障——應對措施 1、提高預熱溫度 2、型腔淬火、氮化，提高硬度 3、回火消除應力 4、去除脫碳層後滲氮 壓鑄模故障——沖蝕 1、型腔表面硬度低 2、表面脫碳 3、型腔表面殘余應力高 4、澆注速度過快 5、鋁液熔融溫度高 壓鑄模故障——應對措施 1、型腔淬火、氮化，提高硬度 2、去除脫碳層後滲氮 3、回火消除應力 4、在工藝范圍內、降低壓射速度 5、在工藝范圍內、降低液溫 壓鑄模故障——拉傷 1、設計與模具材料不合理 2、熱處理硬度不足 3、型腔表面粗糙 4、有色金屬液中含鐵量大於O、6% 5、所用脫模劑不合格 6、澆注速度過快 壓鑄模故障——應對措施 1、改進設計和重新選材 2、重新熱處理。

『玖』 模具設計時如何避免先行復位機構

模具先復位機構設計為了保證當模具閉合時,頂出系統能回到初始位置,以便開始下一個循環,必須設置先復位裝置,一般模具通常情況下採用彈簧復位。模具中的先復位機構是用於脫模推桿與側型芯有干涉，可能發生碰撞時使用的裝置或機構用來使脫模機構先行復位，避免碰撞，常見的有彈簧先復位機構、棘爪先復位機構等。強制回位的最常見的有塑料模具和壓鑄模具里的反頂桿,也叫復位桿;還有斜導柱、滑塊。
按國家職業定義，模具設計是指從事企業模具的數字化設計，包括型腔模與冷沖模，在傳統模具設計的基礎上，充分應用數字化設計工具，提高模具設計質量，縮短模具設計周期的人員。塑料模具設計時，為各種脫模機構設置的回程機構，有何差異？
先要看有幾種脫模機構了:
最常見的就是頂針（頂板以及頂管）頂出機構，多使用回程桿（復位桿），彈簧強制回味以及兩者同時使用；
液壓頂出機構，頂出回位都靠的是外置油缸提供動力，通常對稱設置兩個油缸；
氣動頂出機構，頂出靠的是壓縮空氣，通常不需要回位（但單獨使用氣動頂出的很少）

『拾』 如何縮短模具製造周期

模具，是金屬與非金屬壓力成形加工工藝系統的專業工藝裝備(工裝)，是專用成型工具，是專用技術產品。
模具實現工業化和商品化生產，是製造業生產技術進步和水平的標志，是製造業現代化的工藝基礎。
現代模具設計與製造技術，涉及機械工程、信息與電子工程、冶金與材料工程、工程管理等學科專業范圍。
模具生產(設計與製造)技術，可略分為下列二個階段，即:
1.手工作坊製造階段;主要依賴模具工人的手工技藝。只能製造單工序沖模，膠木壓模等簡單模具。
2.工業化生產階段:採用通用切削機床和電火花機床，實現機械化，標准化生產技術。模具型件成形加工精度已可達0.0xmm級;其通用零部件已制訂成標准，實現了批量生產，縮短了模具製造周期。