压铸模具浇道设计模仿失败实例解析
2019-06-21 16:53
1.前言
压铸生产是离不开压铸模具的，模具质量的优劣直接影响到压铸的正常生产，乃至企业的经济效益、职工的工资收入等等。一个设计优良的压铸模具可以最大限的发挥设备的生产效率，有效地降低压铸生产的能源费用，降低压铸件的废品率；经验表明：一副设计良好的压铸模主要取决于其浇道系统的设计是否成功。压铸模具的浇道设计是一副压铸模具关键所在。
正常的压铸生产，首先取决于浇道系统的正确位置设置和形状尺寸，在生产重量大、壁厚相差悬殊、形状复杂、对组织致密性、表面质量和工艺质量要求严格的压铸件时，浇道的这些设计参数就需要精心设计了，在任何情况下，由于浇道系统设置不恰当对压铸件产品质量所造成的影响，是不可能通过改善其它压铸参数进行补偿的。
压铸件浇道系统的设计之前需要通过对铸件的结构以及客户的各种要求进行充分的分析，并确定这些要求基本得到满足，设计浇道系统的一般过程是：
a) 选择浇口的位置；
b) 考虑引导金属流的流向；
c) 划分浇口的股数；
d) 设置浇道的形状和尺寸；
e) 确定内浇口的截面积。
浇道系统的设计虽简单划分了上述几个步骤，但每一个因素的些许变化都会造成浇注系统设计的较大变动，除内浇口的截面积可以通过P-Q2图做出一个较好的确认外，其他几个因素的考虑还是依赖于模具设计师的个人经验和学识；对压铸件来说，能够完全满足理想的浇口位置设置的情况是很少的，往往是“保证主要要求，兼顾次要环节”的原则来进行，而在实际的模具设计中大部分还是靠经验来做出浇道系统的结构设计，因此，对过去成功的模具的浇注系统的模仿和改进就成了一种不可或缺的设计方法。
但是，在对老模具浇道系统进行模仿的过程中，如果不能加以灵活的运用，那么，实际设计中模仿失败的案例还是屡见不鲜，下面就以一个真实的案例进行简要的讨论，使我们从中得到一些启发，在今后的模具设计中引以为戒，提高模具设计的成功率。
2.实例剖析
2.1转向器壳体复制模具浇道系统的模仿
图1所示的某款汽车转向器壳体的铸件浇道设计图，这种浇道设计是早期的设计结构，由于采用了一个环形主浇道进行填充，产品成型基本良好，但是，由于芯子交叉部位局部壁厚较厚，中心处存在较大的缩孔，客户提出整改要求，为解决这个质量问题，经过对模具浇排系统做模拟填充后，我们将模具的浇道系统更改为如图2所示的这种结构，在不影响产品外观的情况下，铸件的厚大部位新增了一处很小的辅助浇道，经过生产实际实验，铸件厚大部位的内部缩松得到了很大的改善，产品质量完全满足了客户的需求，从此后，该产品的浇注系统的设计基本未再发生变化，这种压铸模具已设计制作了十余副，基本上属于定型的浇道设计方式，这些模具结构在复制时基本从未再做过多的更改，仅仅是对局部模具尖角、模具强度不足的地方进行过小范围的优化设计，以改进生产中发现的质量问题。
由于种种原因，更换了新的模具厂家进行复制模具的制作，新设计的模具生产的产品图片如图3所示；在实际压铸生产中，出现了一下质量问题：
1）产品成型差；
2）产品厚大部位内部缩松严重；
3）机加工后内部质量下降；
4）班产量下降，主要原因喷涂时间增加，否则，局部粘模拉裂；
从铸件的照片（图4所示）来看，原来设计的辅助浇道，在金属液的填充过程中完完全全的变成了主浇道，而本来的主浇道则变成了辅助浇道，同时还影响到了模具的正常填充。由于这个产品是一个非常成熟的铸件，有成熟的压铸工艺可以借鉴，从变化点上来考虑，为解决这些质量问题就需要从模具设计上去寻找原因。由于模具厂家的变更，各个厂家模具设计师的设计理念还是存在一定的差异，虽说是一套复制模具，在设计过程中，设计师或多或少的都会将自己的设计理念融入到新的模具设计当中去。
在习惯性的设计思维中，分流锥上开设的主流道是垂直向上的，斜着指向内浇口方向的不是太多，由此，在分流锥上开设内浇道时，新的模具上自然而然就依照设计师的经验开成了垂直向上的，斜着指向内浇口方向的不是太多，由此，在分流锥上开设内浇道时，新的模具上自然而然就依照设计师的经验开成了垂直向上的主流道；众所周知，对于压铸模流道来讲，每一次的流道转弯都会带来较大的能量损失，同时由于金属液填充的惯性所致，料流是依照直线方向最先填充的，只有当前方填充阻力加大后，才会更改流速。
而新设计的主流道存在一个90°的转折，而辅助流道则恰好处于直线方向，那么，在金属液填充的过程中就出现了先由辅助浇道充型，而后从主浇道充型的现象，从实际生产的样品（图4所示）来看，整个充型过程基本上都是依靠辅助浇道来完成的，主浇道未能起到填充作用。
2.2 排溢系统的设计变更
在排溢系统设计中也基本上模仿了原有的设计方案，但是，再设计产品左侧抽芯口部渣包时，可能处于设计习惯的差异，新设计做了小小的更改，将原有的一个环形渣包更改为了两个独立的小渣包（如图5所示），这个小小改动看似对铸件的成型不会造成任何的影响。
在铸件的实际生产中，也未能引起相关人员的关注，直至客户的一纸投诉才将这个设计更改所导致的问题暴漏了出来；原来，客户在机加过程中发现有个别产品内部掉入了集渣包，影响了客户的加工！这是一个历年来未曾发生过的问题；原有的集渣包的尺寸都大于转向器壳体的孔径，此次集渣包的设计更改使其中一个集渣包的尺寸变小，外形尺寸小于转向器壳体的孔径后，在后续的生产过程中就会造成集渣包掉进产品内部的孔中，并卡滞在孔内。
2.3模具的整改处理
根据该模具的生产情况，必须进行相应的整改处理，按原有的模具设计方案进行模具的修改，使浇道系统的设计更趋于合理和流畅，便于金属液的充型，解决了该模具小批量生产存在的问题，使产品质量达到了客户的需求；。
对于小集渣包掉入产品孔内的问题也只能是将两个集渣包连接起来，增大它的外形尺寸来解决。
3.结语
通过上述实例剖析，我们可以了解到，真正决定一副模具设计的成功要素还在于模具设计的细节，大的原则几乎尽人皆知，但在实际的运用中，成败存乎一心，每个人知识水平、对浇道系统的理解和认识就决定了一副模具的成败。
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