鋅合金壓鑄生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì )遇到新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及老模具的更新。一般而言,鋅合金壓鑄件的內部品質(zhì)與外在品質(zhì)取決于諸如金屬液溫度、壓鑄壓力、速度及速度切換點(diǎn)等壓鑄生產(chǎn)工藝參數。但多數情況下,也與鋅合金壓鑄模具設計、制作關(guān)系密切相關(guān)。影響鋅合金壓鑄模具的因素,包括型腔數、澆排系統的設計、澆口的類(lèi)型(位置和尺寸),以及鋅合金壓鑄件本身的結構等。為了避免由于鋅合金壓鑄模具設計而造成的鋅合金壓鑄件缺陷,同時(shí)對鋅合金壓鑄模具制作中的一些問(wèn)題加以檢驗和修正,有必要對制作完成的鋅合金壓鑄模具進(jìn)行試模。
1 、鋅合金壓鑄模具的試模和工藝參數優(yōu)化
試模的主要目的是要找出優(yōu)化的工藝參數和鋅合金壓鑄模具修改方案,要求即便材料、機器設定或者環(huán)境等因素發(fā)生了變化,依然能夠確保鋅合金壓鑄模具能穩定和不間斷地批量生產(chǎn)合格的產(chǎn)品,最大限度地提高鋅合金壓鑄模具的“適應性”,而不僅僅是為了獲得幾件好的試模樣品。
1.1 找出鋅合金壓鑄模具存在的問(wèn)題
鋅合金壓鑄廠(chǎng)制作完成的鋅合金壓鑄模具,都希望是一副“適應性”很好(即成型參數或工藝條件較寬)的鋅合金壓鑄模具。但往往由于設計時(shí)的考慮不周或制作過(guò)程中加工不到位,經(jīng)常會(huì )出現一些問(wèn)題,如尺寸超差、局部過(guò)渡不流暢、結構不合適等,從而造成生產(chǎn)的鋅合金壓鑄件不合格或鋅合金壓鑄模具試生產(chǎn)的無(wú)法進(jìn)行。而試模正是找出鋅合金壓鑄模具問(wèn)題最簡(jiǎn)單、直接、有效的方式。
1.2 找出最佳的成形條件
在試模過(guò)程中,試模人員可以找出一組最適合的工藝數據,而該組數據可在批量生產(chǎn)時(shí),作為設定機器參數的默認值,根據該組數據調整出鋅合金壓鑄模具批量生產(chǎn)的最佳工藝條件。
1.3 驗證CAE輔助設計,提高后續工作效率
CAE分析軟件,是以真實(shí)機器的規格、真實(shí)合金的性能以及真實(shí)的外部環(huán)境,通過(guò)計算機模擬,仿真計算的結果。鋅合金壓鑄模具設計人員根據模擬仿真情況,對鋅合金壓鑄模具設計做出相應的修正;在真實(shí)機器試模時(shí)能夠將分析數據直接作為預設數值輸入,試模人員可以藉此檢驗分析鋅合金壓鑄模具設計是否有欠缺之處??梢詫⒃嚹<娜毕菖c模擬結果進(jìn)行對比分析,為后續的工藝參數設定提供依據。
2、試模前的準備工作
2.1 確定合理的試模步驟
試模的目的之一是為了以后的順利生產(chǎn),確定合理的試模步驟,并做適當的記錄,對將來(lái)正式生產(chǎn)具有重要意義。
2.2 對鋅合金壓鑄模具進(jìn)行嚴格檢查
根據鋅合金壓鑄模具的設計圖紙,對相關(guān)的尺寸(特別是澆口套接口尺寸)做詳細檢查;弄清模具各個(gè)活動(dòng)部位(抽芯和滑塊)的動(dòng)作順序;確認準備采用的壓鑄機型號、壓射位置、油管接口、壓室直徑和接口尺寸等與模具實(shí)際要求一致。特別要注意試模采用的壓鑄機一定要與模具批量生產(chǎn)時(shí)采用的壓鑄機型號相符,否則,可能導致鋅合金壓鑄模具無(wú)法使用。
2.3 檢查壓室與澆口套以及它們與沖頭之間的間隙
鋅合金壓鑄模具與壓鑄機接口尺寸配合,配合間隙至關(guān)重要;其良好的配合間隙是保證鋅合金壓鑄件品質(zhì)的基礎。
2.4 鋅合金壓鑄模具的固定
吊裝模具前必須檢查吊環(huán)孔螺紋精度及有效螺紋深度,謹防吊裝模具時(shí)吊環(huán)滑扣。模具固定時(shí),使用模架上開(kāi)具模腳與壓鑄機T型槽相對應的U型槽,這樣既方便鋅合金壓鑄模具安裝,又能確保安裝牢靠。
3、影響鋅合金壓鑄件品質(zhì)的試模工藝參數及調整
3.1 工藝參數設定原則
在試模設定工藝參數時(shí),只要能使鋅合金壓鑄件合格,達到客戶(hù)的技術(shù)要求,鋅液溫度、壓射速度、壓力等參數應盡可能的低,以保護鋅合金壓鑄模具和機器。
3.2 試?;疽?/p>
試模盡可能采用與將來(lái)批量生產(chǎn)同樣的合金、壓鑄模具溫度、澆注溫度及冷卻時(shí)間,這些因素都將極大地影響到對鋅合金壓鑄件尺寸的正確判定。選擇合適的壓鑄涂料也至關(guān)重要。
3.3 7組主要工藝參數
實(shí)踐經(jīng)驗表明,對鋅合金壓鑄件品質(zhì)有重要影響且可調整的主要參數有以下7組;
①金屬液的澆注溫度及澆注量(余料餅厚度);
②鋅合金壓鑄模具溫度;
③慢壓射速度;
④快壓射速度及壓射壓力(快壓射蓄能器充油壓力);
⑤快壓射轉換位置(快壓射行程);
⑥增壓觸發(fā)壓力及增壓比壓;
⑦保壓和冷卻時(shí)間。
如澆注溫度過(guò)高,則鋅合金收縮大,使鋅合金壓鑄件容易產(chǎn)生裂紋、晶粒粗大、還易造成粘型;澆注溫度過(guò)低,鋅合金壓鑄件易產(chǎn)生冷隔、表面裂紋和澆不足等缺陷。一般從余料餅厚度來(lái)判斷金屬澆注量是否合適,料餅厚度太薄不利于鑄件的補縮,太厚的料餅厚度會(huì )帶來(lái)嚴重的安全隱患(實(shí)際生產(chǎn)中曾發(fā)生過(guò)因料餅太厚冷卻不足,沖頭跟出時(shí)將料餅擠破,內部未冷卻的鋅液飛出,將操作人員燙傷的事故)。
不恰當的慢壓射速度會(huì )使壓室中的空氣包卷在合金液中,造成鋅合金壓鑄件氣孔增加。鋅合金壓模具設計完成后,快壓射行程即可以通過(guò)計算得到,一般與實(shí)際相差不大??靿荷滢D換位置的確定可以這樣完成:壓射結束的位置后退一段(計算的快壓射行程)距離;再根據鋅合金壓鑄件的生產(chǎn)情況進(jìn)行少量的前后調整。
在試模過(guò)程中,調整參數時(shí)一般每次只調整一個(gè)參數,以便區分單一參數變化對鋅合金壓鑄件品質(zhì)的影響。
3.4 對首模鑄件進(jìn)行檢查,繼而對工藝參數進(jìn)行調整在試模中做出第一模鑄件后,要進(jìn)行以下檢查:
①余料餅厚度:
②增壓比壓:
③充模速度:
④鋅合金壓鑄件頂出長(cháng)度:
⑤鋅合金壓鑄件、澆口及渣包的質(zhì)量。
上述檢查的目的是為了防止成品充不滿(mǎn)、收縮、飛邊、粘膜甚至損傷鋅合金壓鑄模具。根據檢查結果,再對工藝參數做出進(jìn)一步的調整,以達到最佳的壓鑄工藝條件。
4、試模樣件的現場(chǎng)檢查
在試模過(guò)程中,工藝參數穩定后生產(chǎn)的試模件,需要工藝人員根據客戶(hù)的要求進(jìn)行現場(chǎng)檢查,主要檢查內容有:
①主要部位的加工余量測量;
②鋅合金壓鑄件的毛刺飛邊分布,特別是有滑塊的鑄件,滑塊分型面處的跑水雖然對產(chǎn)品件尺寸影響不大,但對后續的模具生產(chǎn)會(huì )帶來(lái)嚴重的事故隱患,如滑塊卡死、斜導柱斷裂等;
③解剖鋅合金壓鑄件檢查內部氣孔、縮孔等;
④鋅合金壓鑄件外觀(guān)拉傷、拉裂等?,F場(chǎng)直觀(guān)可以判斷的模具問(wèn)題需要處理后再繼續試制,盡可能提供給客戶(hù)良好的試模件。
現場(chǎng)工藝人員根據試模件的檢查情況,對后續的模具修理給出修改建議。試模件的詳細檢查需由檢驗人員做全尺寸檢驗以及鑄件的試加工來(lái)完成。
5、結語(yǔ)
試模是一個(gè)對模具使用情況的實(shí)際檢驗過(guò)程,試模后應妥善保存試模過(guò)程中的樣品及檢驗記錄和工藝參數記錄(包括各種壓力、澆注溫度及模具溫度、時(shí)間等);這些記錄是今后分析、修改鋅合金壓鑄模具以及制定批量生產(chǎn)工藝的基礎;同時(shí),也為今后類(lèi)似的鋅合金壓鑄件的模具設計積累了實(shí)踐經(jīng)驗,特別是為以后CAE充型模擬分析提供了真實(shí)參數設置依據。
解決試模中出現的各種問(wèn)題,是一個(gè)耐心細致的工作,對鋅合金壓鑄件結構、壓鑄工藝、鋅合金壓鑄模具結構要有詳細的了解,切不可盲目的對鋅合金壓鑄模具進(jìn)行修改,以免造成不必要的損失。
最后,需要強調的是,試模的目的和重點(diǎn)在于優(yōu)化鋅合金壓鑄模具和工藝,以滿(mǎn)足批量生產(chǎn)的要求,而不僅僅是試驗出幾件鋅合金壓鑄件試樣。