重力铸造模具是用于重力铸造工艺的专用模具,它通过重力作用使液态金属在模具型腔中自然填充成型,从而制造出各种形状的铸件。这种模具是实现重力铸造生产的关键设备,其设计和结构直接影响铸件的质量和生产效率。下面,小编总结一下重力铸造模具浇口系统设计要点如下:
设计原则
确保平稳充型:金属液经浇注系统应平稳地注入型腔,不应有冲击、涡流、飞溅,防止金属液二次氧化,避免氧化渣卷入铝液中,防止铸件内部夹渣。
实现定向凝固:使铸型内热分布合理,便于定向凝固,让铸件得到充分补缩,符合重力铸造自下而上的冷凝顺序。
利于型腔排气和撇渣:在浇注过程中应能让型腔中的气体顺利排出,同时便于撇除金属液中的熔渣,减少铸件气孔、夹渣等缺陷。
提高工艺出品率:在确保质量的前提下,最大限度地提高工艺出品率,减少金属液的浪费,降低生产成本。
浇口位置选择
靠近厚壁部位:将浇口设置在铸件的厚壁处,使金属液从厚壁处流向薄壁处,有利于铸件的补缩,减少缩孔、缩松等缺陷的产生。如对于一些大型的箱体类铸件,可将浇口设置在箱体的底部或侧面的厚壁部位。
避免冲击型芯和型腔壁:防止金属液直接冲击薄弱的型芯、镶件、型腔壁等,防止工件变形、冲砂等问题。如在有细长型芯的铸件中,浇口不应正对型芯设置。
考虑排气:应使金属液流入型腔时,能沿型腔平行方向均匀地流入,并有利于型腔的排气,避免气体被困在型腔中形成气孔。如将浇口设置在型腔的一端,使金属液从一端流入,气体从另一端排出。
浇口尺寸设计
直浇道:直浇道的直径通常与压室直径相关,根据压铸件所需的压射比压确定。长度一般取直径的 1/2~1/3,同时为了使余料从浇口套中顺利脱出,在靠近分型面一端长度为 15~25mm 范围的内孔处设计成 1°30'~2° 的脱模斜度。
横浇道:截面积应从直浇道向内浇道逐渐缩小,且不小于内浇道截面积,还应具有一定的厚度和长度,以保证金属液通过横浇道时的热损失尽可能地小,且比压铸件和内浇口后凝固。
内浇道:根据铸件的尺寸、形状和重量等因素,合理确定内浇道的数量、尺寸和形状。内浇道的截面积要适中,过大会导致金属液流速过快,产生冲击和飞溅;过小则会使金属液填充时间过长,易产生冷隔、浇不足等缺陷。
浇口形状设计
顶注式浇口:充型快,有利于铸件定向凝固和补缩,但容易造成金属液飞溅、冲击,适用于高度较小、形状简单的铸件。
底注式浇口:金属液自下而上平稳充型,利于排气和撇渣,但型腔热分布不合理,常用于中小型铝合金铸件。为减小冲击,直浇道往往设计成蛇形和倾斜弯曲形。
缝隙式浇口:充型平稳,排气良好,可防止铝液二次氧化,有一定撇渣功能,型腔热分布较底注式合理,但补缩性能不是特别突出,常用于一些对表面质量要求较高的铸件。
其他要点
考虑清理方便:浇口的设计应便于铸件清理,尽量减少清理工作量和对铸件表面的损伤。如浇口的位置和形状应便于采用切割、打磨等方式去除浇口余料。
结合模具结构:浇口系统的设计要与模具的整体结构相配合,包括分型面的位置、型芯的布置、顶出机构的设计等。避免浇口与模具的其他部件发生干涉,保证模具的正常开合模和铸件的顺利脱模。
进行模拟分析:利用数值模拟软件对浇口系统进行模拟分析,预测金属液的流动状态、温度分布、凝固过程等,根据模拟结果优化浇口系统设计,减少试模次数,提高生产效率和铸件质量。