关于压铸模型芯的加工技术!——就上UG网

      压铸模中使用的型芯，经常会出现折断、弯曲、粘铝等失效形式，型芯过早的出现这些失效形式，会大大降低压铸模的工作效率。本文主要从型芯的选材、热处理、表面处理、加工等多个环节，阐述型芯的整体加工技术，提高型芯的使用寿命，发挥压铸模具整体使用效果。
      随着汽车工业的蓬勃发展以及汽车轻量化的要求，汽车发动机、变速器以及结构零件等更多的采用铝压铸零件做为主体部件，压铸模的加工和使用等得到了广泛应用。压铸模中的型芯需求越来越多，我司做为模具标准件生产商，适应发展需求，对型芯的加工技术，形成了一套完整的选材、热处理、表面处理、加工等体系，显著提高了型芯的使用寿命，降低了压铸模的修模、开模次数，提高了压铸模生效效率，取得了较好的经济效益。

1.压铸模型芯分析
       型芯成型部位决定了型芯的使用寿命和压铸零件是否合格，是型芯中最重要的部位（见图1），

型芯的配合和定位部位起到了保证型芯成型整体精度的作用，加工过程中也不容忽视。型芯的形状设计主要是根据压铸件形状进行确定，而型芯形状中尖角、台阶过渡等部位是根据经验而设定的，为了避免型芯过早的出现失效，需要尽量避免型芯中有尖角，并且台阶过渡部位需要尽量增大R过渡（见图2、图3）；粘铝严重部位适当增大拔模角度（见表1），有利于模具拔模过程；型芯加工设计冷却水孔，对成型过程中进行温度控制，有助于提高型芯的使用寿命。



2.型芯材料选择
       压铸模中型芯材料的选择，应是热作模具钢中要求较高的模具钢，并且需要具备以下主要性能：高的热强度（热硬性），良好回火性，高的冷热疲劳抗力，高韧性和延展性，小的热膨胀性，好的导热性能等，良好的渗氮工艺性能。
目前应用较多材料有：
美国：supper H13 德国：GS344SR 1.2344
日本：DAC DHA1 瑞典：8407

3.型芯热处理和表面处理
       压铸型芯必须进行热处理，为了保证热处理质量，避免出现畸形、开裂、脱碳、氧化、腐蚀等问题，可在盐浴炉，保护气氛炉装箱保护加热火在真空炉中进行热处理，尤其是在高压气冷真空炉中淬火质量是最好的。淬火前应进行一次除应力退火处理，以消除加工时残留的应力，减小淬火时的变形程度和开裂危险。型芯在淬火后即进行回火，以免开裂，回火次数为3次（见图4、图5）。为了防止表面粘铝，型芯表面进行复合氮化处理，热处理和表面处理要求如下：
       机体硬度：43~47HRC，表面硬度：900HV以上，硬化层深度：0.05mm以上，白亮层深度：小于0.001mm。


4.型芯加工技术分析
       型芯成型部位采用数控机床和表面抛光进行加工，根据型芯的具体尺寸，设定数控机床的进给量、进给速度、加工方法等，保证型芯的尺寸精度和形位精度．通过进给量以及专业工装夹具减少加工过程产生加工应力，避免型芯变形。
       冷却水孔采用专用的深孔钻进行加工，有效保证保证水孔的深度和同轴度，保证使用过程中的冷却效果，避免型芯由于冷却不好而导致粘铝等现象。
       异形型芯加工，主要采取两种加工方式，一种是加工中心加工后，进行表面抛光处理；另一种是采用电火花加工后采用抛光处理，这其中有几点需要注意：①加工中心加工后，不要有刀痕，并且抛光时需要沿着型芯的拔模方向进行；②电火花加工后的异形型芯，必须要进行表面抛光处理，并且将表面的电腐蚀层完全抛掉，避免由于电腐蚀层的存在而直接导致铝液对型芯的早期腐蚀；③薄壁类异形型芯，粗加工过程，需要3~4次回火去加工应力，从而减少加工中产生的应力，保证零件的精度。


5. 型芯压铸过程受冲击力计算
       压铸模型芯在工作过程中，会反复的受到高温高压的铝液冲刷和腐蚀，通过受力分析计算型芯受到铝液的冲击力F。假设铸件充型时铝液最初充某处与型芯接触，可以认为铝液是某一速度冲击型芯，充型时间在t 秒内完成，根绝流体力学原理，可以计算出该处所受的冲击力F。

       为了便于分析，进行了如图6 所示的计算模型简化：①铝液通过浇道、型腔后，以速度V 垂直入射到型芯表面，并且在表面上形成驻点；②铝液正好以内浇道的高度δ、型芯直径为d 射在型芯上；③铝液中与流动方向垂直的截面上各处的压力、流速均相等；④忽略充型过程中铝液高度差的影响。