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压铸模的冷却成都兴光压铸工业有限公司(四川郫县 )*()常旭睿【摘要】对压铸过程中控制模具温度的目的,模具冷却系统的设置,水冷却器的结构、性能及其与模具的装配进行了论述,说明了水冷却器在压铸模具中的应用。 关键词 压铸模 模具冷却 水冷却器引言压铸成型作为金属材料特别是铝、镁合金材料重 要的成型工艺,广泛应用于各制造行业,其产品涉及技 术、经济的多方面。通常压铸件质量与成型模具的温度 密切相关。实践证明,压铸成型时,控制型模最佳温度 范围,不仅是保证铸件质量的关键因素,并且对于延长 模具寿命及提高生产效率也起到积极作用。因此采用 冷却技术通过水冷却器控制模具温度,是从事压 铸成型的工程技术人员长期潜心探索的课题。温度保持在一定的范围,从而使模具保持在高硬度的良好状态和处于良好的热平衡状态,故能延长模具使 用寿命。!#!模具冷却系统的设置()模具的热分析。每次压射金属液时,浇道最先 也最集中地受到金属液的热传导,所以该处的温度也 最高。随着金属液逐渐填充型腔,远端的温度也随之降 低,则形成一个压射内部温度的梯度。压铸成型中的热分布受产品结构及模具壁厚等诸 多因素影响,热传导形式可归纳为两种基本类型:-#只与金属液接触不被金属液包容的压铸成型,称 为热放散型。压铸成型从金属液得到热量后能迅速不 断地向模具外形传导扩散。.#被金属液包容的压铸成型称为热集中型。这类压 铸成型从金属液获得的热 量 最 多 而 且 无 法 向 周 围 扩 散。这种热集中型的热分布对铸件质量影响较大。(!)模具的热平衡设计。设置冷却系统的目的就是 要使模具获得均匀的热平衡效应。通过对压铸成型进 行热分布分析,找出形成热集中型的区域,再设置合理 的冷却系统,从而达到模具热平衡。压铸成型热分布分析及冷却系统设置如下:-#浇口套和分流锥是最先接触金属液的模具部件, 该处必须设置水冷却系统,以延长其使用寿命。.#浇道由于厚度和面积较大,热量集中,所以宜采 用贯通式循环冷却系统,如 / 型水冷却器。0#在壁较厚的型腔中,由于金属液成型集中,所以 集热量也大,故宜采用点式冷却系统。1#在被包容成型的较大型芯,属于热集中型,宜采 用点式冷却系统。模具的冷却!#控制压铸模温度的目的压铸件在成型过程中,控制模具温度的作用如下:()提高铸件质量。合金在压铸成型中的冷却速度 是影响压铸件致密度的关键因素。在压射参数相同和 保证合金液能充满型腔的前提下,模温越低则合金的 冷却速度越快。不同的材料对压铸成型表面温度有不 同 的 要 求 。 如 锌 合 金 为 * +!, ; 铝 合 金 为 ! +!),。可见在压铸过程中只有压铸成型表面能维持在所需温度范围,才能获得优质铸件。在无冷却系统控制模温的压铸过程中,随着压射 次数的增加压铸成型温度会不断上升,压铸成型内部 与表面温度差不断减少,使合金在压铸成型中冷却速 度越来越慢,导致铸件金属组织致密性差,甚至铸件内 会出现针孔或更大的缩孔,严重影响铸件质量。(!)延长压铸模寿命。在无冷却系统的压铸模压铸 成型过程中,模具温度随压铸成型次数增加越来越高, 热应力越来越大,再加上高速压射的冲击应力,模具很 快会出现龟裂甚至失效。而使用冷却系统的模具由于循环水冷却可使模具! (+,出水口进水口! (+,进水口 出水口!(! $#%(.,)模具制造 !#$%#& 总第 ( 期+5根据铸件技术指标要求,需要做压力试验并有气密性要求的部位应设置点式冷却系统,这样可提高金 属液的冷却速度,增加铸件材质致密性,减少气孔、避 免内部疏松,使其满足有关要求。图 ( 中参数如表 所示。表 5!#(水冷却器的结构及其与模具的装配我公司自行设计的水冷却器按其形状可分为 ) 型(如图 所示)和 * 型(如图 ! 所示)两种。其中 # 、$ 尺寸根据模具尺寸确定。由图 ( 分析可知:()* 型水冷却器(适用于点式冷却)结构特点是: 由接头和双回路冷却水管、密封套、弹性挡圈、保护垫 圈等零件构成。(!)有一进水接头和一出水接头,冷却水管是铝合 金冷接成型的中间有隔层的整体水管,它与接头连接形 成循环回路,密封套采用耐热橡胶形成多齿过盈密封。(()该点式冷却器结构与模具安装时方便,模具冷 却孔加工容易。进水管和出水管分别与总进、出水管连 接。(+)任何模具都有众多推杆孔和型芯孔,如果采用 循环冷却很不容易躲开这些孔位,且深孔加工很困难。 而点式冷却器可设置在模具任何部位,它对模具设计 提供了较大空间。图 ) 型水冷却器#) 型接头 !#保护垫圈 (#冷却水管 +#弹性挡圈,#密封套!#+水冷却器在模具中的应用以图 + 所示的模具为例,说明水冷却器在模具中 的具体应用。其工作过程如下:冷却水流入总进水管,然后从终 端管接头出来,通过软管进入 * 型接头的进水口,再通 过冷却水管进入型腔,然后又通过冷却水管流入 * 型 接头,从出水口流出,再通过软管流入另一个终端管接 头,最后从总出水管流出。图 ! * 型水冷却器#* 型接头 !#保护垫圈 (#冷却水管 +#弹性挡圈,#密封套其中 * 型水冷却器与模具装配的相关尺寸如图 (所示。( 模具冷却产生的效果(# 提高压铸件质量由于使用水冷却技术较好地控制了压铸过程的温 度参数,明显提高了压铸件的致密度。以汽车化油器本 体为例,该零件为铝合金压铸件,须在 .!#,/01 气压 下作气密性试验。模具实行冷却前,铸件的漏气率为,2.!2,模具冷却后,铸件漏气率降至 2以下。由 于压铸件质量提高,使其报废率降低,使用水冷却技术 后,铸件报废率由原来的 ,2.!2降为现在的 ,2。图 ( * 型水冷却器与模具装配关系图注:!冷却管外径,- 模具上加工密封孔内径,-模具上过孔 !模具加工水冷却孔#冷却管长度 $模具端面距密封环口尺寸!&(3#43&3#!3!3#!,(3). +,(!模具制造!#$%#& 总第 ( 期)图 , 模具结构(、.#终端管接头 ,、+#总水管、!、)#水冷却管提高生产效率未进行模具冷却的模具,每小时仅能生产 )*+件压铸件,而实行了冷却的模具,每小时可生产 *! 件压铸件,生产效率提高了一倍。结束语实践证明,模具使用了水冷却系统后,不仅提高了 压铸件质量及生产效率,还能延长模具寿命。我公司自 行设计的水冷却器获得了中国实用新型发明的专利技 术,广泛应用于压铸模的冷却系统,同时也能用于塑料 模的冷却。(#!,(#(提高模具寿命模具水冷却器自研制成功,由于其使用方便、效果 显著、价格合理,在模具冷却系统的设计与制造方面引 起了极大关注,生产实践表明:在模具材料及热处理条 件相同情况下,使用水冷却器的模具由于避免了温差 较大的冷热交变应力,较好地实现热平衡,使模具寿命 明显提高。参 考 文 献 压铸模设计手册编写组# 压铸模设计手册# 北京:机械工业出 版社,-&#! 航空工艺装备设计手册编写组# 航空工艺装备设计手册铸 模设计# 北京:国防工业出版社,-.)#!入世对铸造设备制造业的冲击中国加入 /01 后,国内保护措施取消,进口铸造设备的费用将会下降,先进铸造设备的进口数量必会 增长,而以前被限制进口的二手设备也会大量进入中 国市场。同时由于投资条件的放宽和投资环境的改善,将 会有利于国外铸造设备企业进入中国建立合资或独资 企业,从而对国内的铸造设备企业,尤其是那些生产水平较

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