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鋁合金鑄件模具設(shè)計(jì)案例探析

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了鋁合金鑄件模具設(shè)計(jì)案例探析范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請(qǐng)閱讀。

鋁合金鑄件模具設(shè)計(jì)案例探析

摘要:模具是現(xiàn)代工業(yè)的核心,是衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一[1]。模具設(shè)計(jì)合理與否,直接關(guān)系到鑄件的質(zhì)量與加工成本。同時(shí)為了達(dá)到一些客戶的特殊要求,例如生產(chǎn)進(jìn)度要求等,設(shè)計(jì)者不能夠拘泥或局限于模具設(shè)計(jì)的基本模式,而應(yīng)不斷發(fā)展和創(chuàng)新。針對(duì)幾種有特點(diǎn)的鋁合金鑄件模具設(shè)計(jì)方案做了認(rèn)真的分析,從模具設(shè)計(jì)上解決了交貨期短的壓力,同時(shí)降低模具制造成本,為公司獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:模具設(shè)計(jì);交貨期短;模具制造成本;經(jīng)濟(jì)效益

21世紀(jì)模具制造行業(yè)追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率,縮短設(shè)計(jì)及制造周期,降低生產(chǎn)成本,最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力[2],如何保證產(chǎn)品質(zhì)量、控制成本、縮短模具制造周期、提高生產(chǎn)效率是值得同行認(rèn)真思考的問題。本文以幾種鋁合金鑄件的模具設(shè)計(jì)思路舉例分析,與模具設(shè)計(jì)者和制造同行共同交流探討關(guān)于模具設(shè)計(jì)及模具加工的心得。

1案例一(周期短、量少的模具與工藝設(shè)計(jì))

1.1產(chǎn)品及背景簡介

該組導(dǎo)體鑄件是某高壓電氣產(chǎn)品的重要組成部件,三種鑄件中間部位相同,只有兩側(cè)導(dǎo)電接觸端面角度不同,鑄件的外觀尺寸為:ø120mm×761mm,單重為20.75kg,材質(zhì)AL-Si7Mg,如圖1所示。

1.2模具設(shè)計(jì)

模具交貨期較急,且每種鑄件僅有6件需求,按客戶的交貨工期,很難在規(guī)定日期內(nèi)完成三套模具。金屬型模具與砂型模具對(duì)比分析:(1)金屬型模具制造周期是砂型模具制造周期的兩倍;(2)金屬型模具材料費(fèi)、加工費(fèi)比較昂貴;(3)金屬型適用于批量生產(chǎn)。筆者決定采用砂型模具生產(chǎn)。由于鑄件兩端導(dǎo)電接觸面為鍍銀面,質(zhì)量要求非常嚴(yán)格,不允許有縮松、針孔等缺陷,故需要通過放置冷鐵,對(duì)加工面進(jìn)行激冷,消除鑄件局部熱節(jié)處的縮孔和縮松,來保證加工面的組織致密度??紤]到此三種鑄件結(jié)構(gòu)的特殊性,筆者決定三種導(dǎo)體共用一套模具,通過變換不同冷鐵來調(diào)整兩端加工面的角度。這樣一套模具通過更換冷鐵的方式,就可以生產(chǎn)出三種不同鑄件,如圖2所示。

1.3生產(chǎn)驗(yàn)證

通過變換不同冷鐵來調(diào)整鑄件兩端加工面角度的方式,生產(chǎn)出三種不同的鑄件,不僅縮短了模具的制造周期,也降低了制造成本,保質(zhì)保量按期交付了生產(chǎn)任務(wù)。為相關(guān)模具設(shè)計(jì)和制造提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

2案例二(局部加工困難的模具與工藝設(shè)計(jì))

2.1產(chǎn)品簡介

以某異形罐體為例,該罐體最大外觀尺寸為610mm×600mm×429mm,鑄件壁厚為12mm,鑄件單重65kg,材質(zhì):AC4CH-T6,如圖3所示。

2.2模具工藝設(shè)計(jì)及模具加工

根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),筆者考慮采用低壓鑄造鐵模砂芯生產(chǎn),但由于上下法蘭均有密封槽寬11mm、深6.6mm,若做兩開型模具,密封槽處的加工量較大,有出現(xiàn)針孔的風(fēng)險(xiǎn)。故增加了上模和底模,將密封槽部分由上模和底模鑄出,保證了法蘭端面與密封槽處均有3mm的加工量,保證了密封槽的質(zhì)量。由于鑄件在斜下45°有一處70mm×70mm方棋子,如圖3所示。正常左右兩開模有干涉,通常我們用加活塊的方式來解決,但棋子端面距底模比較近,加活塊后模具的壁厚會(huì)很薄,壁薄的模具經(jīng)過高溫很容易變形,如果將模具采用曲面分型(如圖4所示),凸臺(tái)的一部分由底模帶出,一部分由半模帶出,這樣避免了模具生產(chǎn)時(shí)的變形問題,同時(shí)也提高了鑄件的外表面質(zhì)量,縮短了模具加工周期。由于法蘭比較特殊,半模整體加工比較麻煩,將半模分為兩部分來加工,從法蘭端面分型,法蘭外圓及后背由左右模鑄出,法蘭端面由鑲塊鑄出。半模用數(shù)控鏜床加工型腔、鑲塊用普通銑床加工,這樣就解決了法蘭深處無法加工的難題,也縮短了模具加工的生產(chǎn)周期。模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

2.3計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬

采用鑄造凝固過程計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)此工藝方案進(jìn)行模擬,如圖6所示,證明了此工藝方案的可行性。

2.4生產(chǎn)驗(yàn)證

利用此模具我們已經(jīng)進(jìn)行了批量投產(chǎn),生產(chǎn)的鑄件沒有任何鑄造缺陷。

3結(jié)語

通過以上案例說明,對(duì)于我們模具設(shè)計(jì)者來說不能局限于設(shè)計(jì)模具的基本模式,應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況綜合考慮,不斷探索、不斷創(chuàng)新,復(fù)雜模具簡單化設(shè)計(jì),降低模具成本,縮短模具生產(chǎn)周期,為企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

[1]李雪.淺談我國模具的發(fā)展及其重要性[J].金屬學(xué)及金屬工藝,2015(34):150+162.

[2]王曉梅,程曉宇.基于現(xiàn)代IT技術(shù)下的模具設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2006(4):14-15.

[3]姜麗,程俊明,李勝君,等.鋁合金鑄件油分殼金屬型模具設(shè)計(jì)[J].中國鑄造裝備與技術(shù),2022,51(02):92-94.

作者:姜麗 程俊明 李勝君 盧德寶 孫曉莉 梁迪 趙娜娜 劉寧 單位:新程(營口)精密設(shè)備有限公司

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