压铸新产品模具调试工艺参数选择

未济

研究对既定条件下压铸模具的压铸工艺参数进行快速择定。新模具调试生产前, 预选经计算得出其压铸工艺参数, 实际调试生产中以此为基础, 在工艺参数设置上少走弯路, 快速完成模具调试, 生产出合格产品。
压铸模具费用在铝压铸件成本中占较大比重, 而且压铸模具费用又是分摊到每个压铸件的成本中去的, 这就需要我们尽量减少不必要的模具生产次数, 以提高压铸模具的总体寿命, 尽可能降低压铸模具费用在每个压铸件成本中的分摊, 创造更大的效益。
! E2 w; R8 z$ f- C% L　　对于如何提高模具寿命, 我们最常想到的可能有模具采用模具温度控制系统, 模具成型部分定期消应力处理和表面强化, 合理的浇注排溢系统, 以及在满足产品要求的同时采用较低的压力、速度和温度等工艺参数等。但却往往忽略了新模具的调试生产过程, 若不对该过程进行控制, 甚至有可能模具的生产次数已经达到首次消应力的模次, 却还未调试完成, 没有生产出符合客户要求的产品, 这就无形中增加了单个压铸件的成本。为了尽量避免这样的情况发生, 给以后的生产打好基础, 本文对既定条件下新压铸模具压铸工艺参数的预先快速择定进行研究。
! a* p% `; l' ?9 U5 c一、压铸机的选定
　　模具制造之前, 模具的设计师应同模具的压铸工艺师一起确定好所要使用的压铸机并确定好压室直径。
* m# }1 i" X4 @二、快速先定压铸工艺参数
- u$ N' j/ h7 w- Z& L% `以冷室压铸机进行铝合金压铸为例。根据模具的三维模型，可以得到该产品的每模金属重G0 (kg) ,产品净重G1 (kg)，集渣槽总重量G2 (kg)，分型面总投影面积S(m2)，连同已经先好的压铸机额定锁模力T(N)，压室直径D1，经下面的各工艺参数确定做基础数据。
1、 压射比压Po的确定
压射时的极限比压：P极限=T/S
* ~6 b9 J- v- K/ F式中T-压铸机额定锁模力；
) Q1 i) x& B3 z. u, Z9 E/ YS-分型面总投影面积；
7 f; j( p" J: |( q% aPo就小于P极限避免生产中发生涨模，并根据产品结构、外观及内部质量要求。同时参照表2确定一个相对较低值，以降低模具的维修保养频次，提高模具的寿命。
4 T- b) V/ y# ~3 m1 B5 g0 H; @+ o2、 压铸机的压射缸增压后压强P1的确定压射过程完成后，作用在冲头和压射缸活塞上的力相同，即：
因此，有实时控制的压铸机可以直接在其控制电脑内设置P1；普通的压铸机基本上为手动调节增压阀开启程，配合调整增压蓄能器的氮气充填压强来完成设定。
3 |- R; H# P/ a( l4 ?6 W7 V3．压射速度的确定
; N$ f2 C# Q$ C; Z& M# [(1)第一阶段低速压射V1。一般由两部分构成，首先为冲头由静止到刚过浇料，这时需要慢速，主要是为避免合金液从浇料口溢出，有利于气体排出；其次为金属液继续充填到内浇道之前(这时的速度要大于前一部分)，主要是为了避免合金液内卷气，同时要尽量避免合金液提前进入型腔。
参考数据：一般可以设为0.1～0.5m／s；薄壁件、外表装饰件为0.25-0.35m／s；高耐压强度件为0．15-0.25m／s。
# x+ t& A7 I" l8 m* k* M. Y' Q(2)第二阶段 高速压射V2 。当合金液到达内浇道时，可以进行高速切换，使得合金液在高压高速下充填。经验数据：高速压射速度：达2～4．5m／s以上，高速射出加速时间t1为0．01 s，增压时间t2 为0．Ols。
(3)第三阶段 金属液充型结束前减速。在充型结束前增加减速动作，可以减轻合金液在充型结束时的冲击，保护压铸模具，减少飞边的产生；但要注意减速点设置不宜过早，否则会影响充型效果。
4．重要压射速度切换位置的选择
(1)通常高速压射起点的位置在Ⅱ (正常速度切换位置)，即合金液到达内浇道时。
) r/ |4 W' g( h/ ~(2)若是表面质量要求高的压铸件，可以将切换位置提前在I、Ⅱ之间。
(3)若是希望减少压铸件的局部气孔，可以将切换位置滞后到压铸件的重要部位之上，即Ⅲ处，以减少重要部位的气孔，增加致密性。但要十分注意防止充型速度过慢导致压铸件的冷缺陷。当压铸件的重要部位在末端时，则不应使用该方法。
(4)对于大型压铸件和大型压铸机，可以将切换位置设在合金液进入型腔30％左右，以减少气孔的产生。
(5)切换位置在I以下时卷气量大，不推荐。
1 C* n" M* u9 X5 V下面的数据计算是根据正常速度切换位置为研究对象进行的。
; l& u& _" I) w( d7 t( Q# X: C7 ]L0为低速压射行程，即合金液到达高速压射切换位置处的冲头行程L1为高速压射行程，即产品净重G1 与排溢系统总重G2 之和的合金液在压室内所占的长度，因此 L1可以通过计算得到：
上式中合金液的密度ρ，铝合金液可以按2．65 XlO3kg／m3 计算。
L2为料柄厚度(经验数据为30～50mm)。
) ~3 c  ~( z( s9 ^# T8 P6 H0 b8 @L=L。+ L1+ L2：，可以通过浇料烫压室后经测量得到。
根据测量得到的L，计算得出的，以及自行确定的 ，可以得到的值，即确定了高速压射的切换位置。
5．增压压力的相关设定
冷室压铸中，建压时间表示增压压力的响应速度，普通的压铸机通过调节增压速度调节手轮来实现。先进的压铸机可以在控制面板上直接设定增压压力和时间的曲线。增压过程的起点可以通过位置、压力和速度来触发。
一般来讲，通过设置位置来触发增压，易于设置并便于调节，该位置设置的经验数据为：冲头压铸行程终点前10～30mm。
  P$ ]" x7 f1 D6 r" ]& E7 r6，浇注温度和压铸模具温度的设定
5 Z* A9 Q5 ~+ A: u, t# n(1)浇注温度可根据合金牌号、压铸件的质量要求等进行没定。
(2)压铸模具温度可以控制在浇注温度的1／3左右，薄壁、结构复杂的压铸件可适当提高，但应当注意的是，在开始生产前应对模具进行预热，预热温度控制在150～180℃。
7．持压时间和留模时间的设定
铝压铸件基于壁厚的持压时间和留模时间推荐值。
  n/ r5 _  h5 `7 J5 y若经过上述工艺参数设定并根据压铸件进行凋整后，
; |2 D9 Q1 d; [' [$ r0 N# d没有达到产品的质量要求，则需要对模具上的浇注排溢
5 s" L/ {3 i, f& S, G系统进行修改调整。
三、结语
+ a- E5 X; P# ^: s" X9 o' C0 _# O生产出合格铝压铸件的条件很多，上述的压铸工艺参数选择仅为其中的一个方面，如压铸模具的浇注排溢系统设计，模具的制造精度，压铸机的状态，压铸操作者的技术水平，以及压铸用涂料的选择等都会对产品质量产生影响，出现问题时还应从多角度、全方面去考虑，不要局限于某一方面，这样才能快速解决问题。