影响压铸件质量的主要因素及控制方法

影响压铸件质量的主要因素及控制方法
摘要:为了得到高品质的压铸制品,需要从宏观上全面控制压铸制品的品质,并将质量保障制度贯彻到压铸件的全过程。从多角度全面地分析影响压铸件质量的各种因素。首先对压铸充型工艺进行了简单的总结,然后对影响压铸件质量的几个主要因素进行了较为详尽、深入的分析。最后对压铸质量仿真控制进行了阐述,目的在于从根本上保证压铸产品的优良品质,从而推动我国工业的快速发展。希望本论文能给有关行业人员带来一些启示和参考。
关键词:压铸制品;质量保障;仿真控制;参考
1.压铸充型过程概述
从总体上看,压铸模的动力特性受多种因素的影响,其总体上是难以控制的,压铸充型工艺可以分成三个阶段:第一,模具内部的金属液体在压力加压下快速压缩和冷却,这是最有可能暴露铸件缺陷的,接着是不断填充模腔,然后是金属液体快速涌入模腔,撞击内浇口的另一端,从而膨胀形成外壳。在铸件充型过程中,存在着大量的可变因素,这些变量包括:负压曲线、模具温度、压室中的金属量,而压力容器压力、模具材料和结构、铸件结构、脱模剂和压铸机的特性等,这些因素都会对冲压压力和压力速度产生很大的影响。
钢舌鼓2.影响压铸件质量的主要因素
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压力铸件从压力、压射速度到温度的各个阶段都有严格的要求,这不但给压力铸件的工艺过程带来了繁琐而又复杂的问题,因此,本文就以下几个方面进行了详尽的阐述,并请有关专家予以广泛的关注和重视:
2.1压铸工艺参数的选用对铸件质量的影响
在压铸过程中,将金属液体注满模具,是将压力、冲头速度、温度和时间等工艺要素进行综合的过程。同时,各工艺要素相互影响、相互制约、相互补充,必须对各因素进行正确的选择和调节,使之达到预期的效果,从而使压铸件的质量得到改善。本文着重论述了压力和模具温度对铸造工艺的影响。在铸造过程中,压力是保证铸件组织致密、外形清楚的关键。在压铸工艺中,压射压力可分为两类:压射力和压射比压。在压铸机的压射机构中,压射力是一种压力作用于压射活塞的力量。压射力的大小取决于液压缸的横截面和工作液体的压力。压射比压是指压室中每一块区域内的熔化金属的压力,用压力计的读数来监测。压射比压直接关系到浇注模腔的能力、强度和致密性。提高压力比压力可以提高高压铸造的强度和致密程度。但是,如果压射比压太大,则会导致模具寿命缩短,粘着性增
大,从而导致压铸件的延展性明显下降。为了确保压铸件的成型及使用的需要,必须选择较小的压射比压。铝合金的比压一般在30-60 MPa之间,而锌合金在20-30MPa之间。通常,压射力或压力比压可以根据铸件的构造来决定,薄壁件可以使用低的压射力或比压力,而对于厚的铸件,则要求更高的压力。控制铸件温度对铸件的温度、流动性、充注时间、充填流态、冷却速度、结晶状态和顺序、收缩应力等都有很大的影响。对模具的温度进行有效的控制和调整,既能延长压铸模的使用寿命,又能提高压铸制品的产量。适当的升高模具温度可以促进金属液体的充填,有助于铸造成型,改善铸件的机械性能,但是,如果模具温度太高,一方面会使合金溶液的冷却速率变慢,从而使压铸制品出现凹坑,使产品的强度降低。另外,由于温度太高,铸件容易粘模,造成脱模困难,同时也会影响模具的使用寿命。模具温度太低,会影响到合金溶液的流动,从而导致铸件的冷凝。另外,模具的温度梯度不宜太大,以免造成模子的热胀冷缩不均,造成模组开裂,从而影响到压铸件的质量。模具的温度一般要根据铸件的形状、尺寸、结构特征、合金性质、模具结构和浇注工艺等因素来确定。
2.2压铸模结构对铸件质量的影响
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压铸模具是压铸生产的关键设备,其好坏直接影响到产品的正常运转和产品的质量。首先,铸造工艺参数确定了铸件的外形及尺寸的公差。其次,它的浇灌方式,尤其是浇口的位置,直接影响到了金属的充填状态。第三,溢流式废气控制系统对熔化金属的排出状况有一定的影响。第四,对压铸工艺进行热均衡的控制与调整。第五,影响铸件的表面质量和变形。其六,模具强度对压射比压极限有一定的制约作用。第七,影响到作业的生产效率。在模具设计中,一般只注意铸造的外形和尺寸的精确性,而忽略了模具的强度,通过对浇注系统和溢流排气的改善,可以使模具的外观和内部品质得到改善。由于抽芯滑块大,铸件两边都有滑块,因此,压铸模的模具框架结构常常无法达到压铸过程中的浇注压力,导致滑块向后移动,铸件尺寸过大,最终导致模具失效。以往使用的模具结构为框架(动、定)与座板分离,该结构适合于没有滑动机构的模具,仅通过调整模框和坐板即可达到要求的强度。但对抽芯滑块,特别是大滑块,铸件的侧边成形均在滑块上,其强度就大了很多,必须加以改善,否则会造成强度低、受力失衡、滑块易拉毛、咬死、易倒出、压射时铝液易喷出,造成铸件打不充分。定模框架楔块在长时间的高压下,从弹性向塑性转变,导致滑块向后退,两端尺寸增大、超差,与设计要求不符。因此,我们在设计上要对模具进行改良,首先,将动定模的框架做成一体结构,提高了模架的强度。二是增加模
具框架的外周尺寸,使得导向块在模具框架中不会发生偏移。第三,滑块的锁紧斜面必须比滑块的成形高度的二分之一高,这样才能保持滑块的锁紧位置。第四,滑板导槽是由GCr15淬火而成,并嵌在动模框架中。第五,T10钢对滑块进行了调质。动模架经改良后,强度大大提高,刚度好,不易变形。滑板与滑道材质不同,硬度也有差异,亲和性降低,不易拉毛、咬死。
银钟花2.3压铸机性能对铸件质量的影响
现代压铸机的压射装置的主要特征是:三次压射,即在较低的转速下将气体从压射室中排出,高速填充型腔,并对液体合金连续施加稳定的压力。国内压铸机的结构设计基本都是70-80年代初期的定型,各种参数都是手工调整,这就给生产过程中的生产过程带来了一定的难度,不能保证产品的一致性。在过去的20多年里,除了用 PLC代替了电控继电器之外,在总体性能方面仍有很大的改善,压射部件的构造原理也相当成熟。液压元件的质量不合格是压铸机可靠性的重要原因,它很可能导致压铸机的泄漏和液压系统的泄漏,从而降低压铸机的工作效率。为了保证压铸机的可靠性,必须在设备的关键部件上选用优质的进口零件。机工经常对压铸机进行例行检查,分为四大类:每日检查、每周检查、每月检查、半年检查。优良的压铸机具有优良的工作性能,保证了高质量的压铸件的质量。
3.压铸件质量的模拟控制
3.1模拟和编程
压花辊通过对压铸工艺的调研,得出了压铸成型是在高压力、高速度的情况下进行的,这是一种很强的湍流,这就给数值模拟带来了困难,而计算机的数学模型和算法往往更能保证充型的准确性,而根据压铸工艺的特性,对压铸工艺进行计算机仿真有着重要的意义。压射冲头将合金液体从压室的注入口的右侧开始,一直到合金液到达浇口,选择合适的充型速度,对于厚壁或内质要求较高的铸件,应该适当地增加压力,根据仿真结果和压铸件的特殊结构尺寸,通过计算机精确地编制出压力曲线,从而准确地确定和优化充型过程。
3.2用闭环控制
一是使用蓄能器来驱动增压和压射,只有具备高能充型系统的压铸机,才能制造出更薄、更好的产品;二是对压铸工艺的研究,目的在于精确的把握压射参数的变化,保证压射的稳定,并保证压射的稳定。
结束语
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压力铸件的生产过程十分复杂,产品批量大,连续性强,变化点多,铸件的质量问题必然会导致铸件的缺陷,从而影响到企业的经济效益。因此需要对相关影响压铸件质量的因素进行全面的探索,进而到相关的解决方法,全面的确保我国压铸件行业的稳定发展。
参考文献
[1]于树远. 浅谈影响压铸件质量的主要因素[J]. 金属加工:热加工, 2014(3):2.
[2]袁华. 压铸件质量影响因素及其控制[J]. 五邑大学学报:自然科学版, 2003, 17(4):5.

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