1.引言

　　顧名思義，感應(yīng)式高真空壓鑄模就是配有感應(yīng)器及抽真空裝置的壓鑄模具姐直，又稱高減壓壓鑄模具倦淀。在壓鑄機(jī)壓射系統(tǒng)高速高壓的作用下，合金液強(qiáng)行充填模具型腔声畏，由于模具型腔內(nèi)空氣來(lái)不及排放撞叽，使模腔內(nèi)壓力突然劇增，型腔內(nèi)這種突然蓄積的空氣壓力嚴(yán)重阻礙了壓鑄充型淤点，所以需要快速高效地釋放型腔內(nèi)壓力劣搪，以降低這種阻力對(duì)充型的影響，這樣揉远，配有高減壓裝置的模具便問(wèn)世了斟迁。值得一提的是：高減壓裝置不能說(shuō)成是高速減壓裝置，高減壓裝置的作用是減小模具型腔里形成阻礙充型的壓力衰件，以使壓鑄過(guò)程實(shí)現(xiàn)無(wú)阻力充型邻因。

　　2.壓鑄生產(chǎn)減壓過(guò)程分析

　　2.1以往減壓對(duì)策

　　以往的減壓對(duì)策：是在模具型腔的充型末端安裝附有抽真空裝置的排氣板，其目的是降低型腔內(nèi)壓力擅盏，我們從排氣板的結(jié)構(gòu)和尺寸來(lái)分析型腔減壓效果耽暖，動(dòng)谦选、定模排氣板形成的排氣通道，通道最小截面積為排氣板波浪通道處英胖，該處間隙為0.4mm投惶，寬度為70mm，則其截面積為28mm2皿港，這種排氣方式在鑄件成型質(zhì)量方面起到一定的作用浙于，但是，由于截面積不夠大挟纱，所以鑄件質(zhì)量的提高受到限制羞酗，要想在傳統(tǒng)排氣板上改善減壓效果，只有增大排氣板的最小截面積紊服，首先考慮加大排氣板寬度尺寸檀轨，但是，如果寬度尺寸加大欺嗤，模具分型面上澆鑄投影面積會(huì)變大参萄，在壓射比壓不變的情況下，模具會(huì)因脹型力變大而跑料煎饼，鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)安全都會(huì)受到影響讹挎，其次是加大排氣板通道的深度尺寸，但是吆玖，如果深度尺寸加大筒溃，在充型過(guò)程中，合金液就會(huì)很順利地充滿整個(gè)排氣板通道并堵塞抽真空閥口沾乘，生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行条舀，目前的深度尺寸0.4mm是自然充型時(shí)的安全深度尺寸，也就是說(shuō)：“在一定的壓射比壓條件下杰赴，以這種安全深度尺寸作保證喇坊，合金液會(huì)在排氣板通道的中途會(huì)凝固下來(lái)，抽真空閥口不會(huì)受到威脅便金，可以確保生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)”知掉。經(jīng)分析可以看出，傳統(tǒng)的減壓對(duì)策在以前為壓鑄生產(chǎn)起到了一定的作用断克，但是戈般，在改善減壓效果方面受到限制。

　　2.2 高減壓對(duì)策

　　高減壓對(duì)策：是在傳統(tǒng)壓鑄模排氣板原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)楷焦，其減壓效果發(fā)生了質(zhì)的變化觉祸。感應(yīng)式高減壓排氣板形成的排氣通道如圖2所示，最小通道寬度為20mm头位，深度為9.5mm布虾，通道最小截面積為190mm2庇晤，高減壓排氣板通道最小截面積是傳統(tǒng)方法的6.8倍，顯然屹蚊，排氣板的改善效果毋庸置疑厕氨。那么，高減壓對(duì)策下的模具脹型力和抽真空閥口的堵塞情況如何呢?分型面上澆鑄投影面積不但沒(méi)有增加汹粤，還略有減少命斧，所以模具脹型力得到控制，再看抽真空閥口情況嘱兼，我們所標(biāo)注的排氣板尺寸可以得到答案国葬，排氣板上自感應(yīng)器中心至抽真空閥口中心的排氣通道全長(zhǎng)為40mm+31.5mm+90mm+26.31mm+18.12m+32.5mm+30mm+96.29mm+46mm=410mm，如果一副壓鑄模具的內(nèi)澆口截面積在190mm2左右芹壕，內(nèi)澆口處充型速度為30m/s汇四，且抽真空閥口關(guān)閉的反應(yīng)時(shí)間為0.012s，可以看出踢涌，由于型腔入口通孽、出口的最小截面積相當(dāng)，在充型過(guò)程中睁壁，型腔不會(huì)形成過(guò)大的阻力背苦，若假設(shè)排氣通道的合金液流速也是30m/s，則在閥口關(guān)閉的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),合金液流動(dòng)距離為0.012X30000=36mm,不難看出：410mm的排氣道全長(zhǎng)是安全的癌割，可以確保生產(chǎn)連續(xù)腋钞，排氣量約為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下68ml的空氣量，當(dāng)然若將感應(yīng)器設(shè)置到模具溢流槽與該裝置入口之間的路徑上的話阎员，反應(yīng)時(shí)間還可延長(zhǎng)陌贾，排氣能力更會(huì)顯著提高。

　　3.減壓裝置設(shè)計(jì)

　　3.1 減壓裝置的工作原理

　　減壓裝置工作流程：

　　高減壓裝置的工作原理是：壓鑄合金液經(jīng)模具型腔至溢流槽伐藕，進(jìn)入模具排溢道匯合之后，進(jìn)入裝置的1區(qū)粤段，1區(qū)在動(dòng)模側(cè)抽真空排氣板上開(kāi)設(shè)肝芯，1區(qū)為裝置入口;合金液經(jīng)過(guò)深度方向轉(zhuǎn)折進(jìn)入2區(qū)，2區(qū)開(kāi)設(shè)在定模側(cè)感應(yīng)器型芯上幢剂，型芯做成凹面智贰，該型芯埋設(shè)兩支感應(yīng)棒，合金液流過(guò)之前凳赃，感應(yīng)器承斷開(kāi)狀態(tài)涣母，一旦合金液流過(guò)，便似以導(dǎo)線的形式將兩支感應(yīng)棒接通撕贞，于是感應(yīng)器將信號(hào)發(fā)給高速油缸控制器更耻，高速油缸帶動(dòng)封口錐體執(zhí)行關(guān)閉閥口動(dòng)作;由于信號(hào)傳遞及各元器件反應(yīng)時(shí)間的限制测垛，閥口不能馬上關(guān)閉，合金液將經(jīng)深度方向的轉(zhuǎn)折繼續(xù)前行至3區(qū)秧均，3區(qū)在動(dòng)模側(cè)抽真空排氣板上開(kāi)設(shè)食侮，且在該區(qū)內(nèi)以等深度曲直路線前行;在3區(qū)經(jīng)多次轉(zhuǎn)折進(jìn)入4區(qū)，4區(qū)為環(huán)形路線目胡，環(huán)形路徑在定模側(cè)貼合型芯面上開(kāi)設(shè);由于路徑設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取锯七，所以合金液在進(jìn)入5區(qū)之前閥口剛好可以關(guān)閉，合金液也停止流動(dòng);即使有少許合金液流入5區(qū)誉己，也會(huì)因合金液的反彈肋推作用眉尸，迫使封口錐體關(guān)閉閥口。由于抽真空裝置是在充型結(jié)束時(shí)關(guān)閉的巨双，也就是說(shuō)在整個(gè)充型過(guò)程中型腔的空氣一直在被抽排著噪猾，又由于合金液在裝置中的多次轉(zhuǎn)折而使能量消耗殆盡，所以該裝置高速減壓效果非常顯著炉峰。

　　3.2 減壓裝置分型面密合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　抽真空模具制造精度要求都比較高畏妖，但是要確保壓鑄生產(chǎn)安全、可靠宗揣、連續(xù)层掺，僅靠制造精度是不行的，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面非常關(guān)鍵芍摩，對(duì)于抽真空壓鑄模來(lái)說(shuō)渴门，一旦分型面合不嚴(yán)，將造成分型面處溢料宪隅，不僅無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)唆蕾，真空裝置也將會(huì)被失控的合金液沖塞，要想確保整個(gè)分型面的理想密合是困難的赫丈，為此有必要在減壓裝置周邊實(shí)現(xiàn)高度密合衡辨。該減壓裝置分型面密合結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用蝶型彈簧密合結(jié)構(gòu)官溜，以實(shí)現(xiàn)局部擁有強(qiáng)大貼合力怎开，在合模前定模側(cè)的貼合型芯微凸出分型面，凸出尺寸可控牵字，以0.1mm為宜铲蒸，只有這種可靠的密合才能保證模具型腔內(nèi)的空氣被有效抽排出去，以達(dá)成提升壓鑄件品質(zhì)的目的岸夯。

　　3.3 減壓裝置抽真空閥口閉鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　減壓裝置抽真空閥口閉鎖時(shí)間的控制是決定能否實(shí)現(xiàn)無(wú)阻力充型的關(guān)鍵麻献，關(guān)閉時(shí)間過(guò)早，型腔空氣被抽排的量少;如何即能保證抽排出更多的型腔內(nèi)空氣又能使裝置安全可靠?該裝置以抽排固定時(shí)間T的方式確保每模抽排出恒量的空氣，以實(shí)現(xiàn)壓鑄件品質(zhì)的穩(wěn)定勉吻，在安全可靠方面监婶，該裝置的設(shè)計(jì)是通過(guò)預(yù)設(shè)的流量、抽排氣道截面面積逆向計(jì)算路徑長(zhǎng)度餐曼，再加安全值或乘以安全系數(shù)压储，對(duì)這樣獲得的抽排氣道的空間體積再經(jīng)校核，確保在同一時(shí)間內(nèi)裝置處容納抽排空氣體積足夠大;最后還以多次實(shí)驗(yàn)的方法確定路徑及其長(zhǎng)度源譬，該裝置抽真空閥閉鎖結(jié)構(gòu)如圖6所示集惋，封口錐體與高速油缸相連，動(dòng)作控制器與感應(yīng)器信號(hào)相連踩娘，抽真空動(dòng)作與壓鑄機(jī)系統(tǒng)相連;在時(shí)間控制方面：慢壓射開(kāi)始刮刑，壓射延時(shí)打開(kāi)，沖頭通過(guò)壓室入料口之后养渴，抽真空裝置開(kāi)始動(dòng)作直至充型結(jié)束才關(guān)閉张重，這樣確保能抽排出更多的型腔空氣;另外，由于封口錐體在關(guān)閉閥口時(shí)是以錐面配合的伍茎，所以裝置封閉性可靠斥稍。

　　裝置抽真空閥閉鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟：

　　① 計(jì)算裝置抽排路徑長(zhǎng)度

　　式中Q：預(yù)設(shè)模具流量(cm3/s );

　　裝置抽排氣道截面面積(cm2 );

　　T：預(yù)設(shè)的抽排空氣時(shí)間(S); ：

　　路徑安全值已清，一般取5-10cm ;

　√睢②校核在同一時(shí)間T之內(nèi)，裝置抽排空氣體積和沖頭在中壓室中前進(jìn)的空間體積裝置抽排體積：

　　式中 ：抽排氣道處合金液速度卷霜，

　　3.4減壓裝置排氣道結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

　　該減壓裝置是經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)之后喧盲，最終確定下來(lái)的方案，抽排氣道三維實(shí)體結(jié)構(gòu)遗渊。

　　排氣道結(jié)構(gòu)尺寸確定方法：

　”尚摇①一副模具設(shè)計(jì)好的同時(shí)，也知道了使用這副模具進(jìn)行壓鑄時(shí)的壓鑄合金液流量什异，及各處速度;

　“钍②根據(jù)壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)置排氣道截面形狀及尺寸，也可使用通用截面尺寸;

　”醒薄③根據(jù)真空閥受控及反應(yīng)時(shí)間的快慢肖粮，逆向計(jì)算在該時(shí)間范圍內(nèi)金屬液流程;

　　④由金屬液流程加安全距離50mm-100mm尔苦，確定排氣道長(zhǎng)度尺寸;

　　⑤在抽真空板上布置排氣道路線行施，

　≡始帷⑥設(shè)置動(dòng)定模側(cè)的多次轉(zhuǎn)化及曲線轉(zhuǎn)折以消耗能量，使用閥口環(huán)線充分利用空間;

　《旰拧⑦二維及三維數(shù)據(jù)化處理稠项，以確認(rèn)各處銜接涯雅。

　　4.結(jié)束語(yǔ)

　　高減壓裝置裝在模具上的狀態(tài)，壓鑄過(guò)程是一個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程展运，用合金液體轉(zhuǎn)換型腔內(nèi)的空氣活逆，轉(zhuǎn)換得越充分，壓鑄件的品質(zhì)才可能越好拗胜，人們常把壓鑄過(guò)程與漏斗現(xiàn)象比對(duì)蔗候，通過(guò)漏斗向小口瓶中注油，總覺(jué)得流得太慢埂软，其實(shí)是瓶中空氣排不出阻礙了油的注入矫撤，如果在漏斗的外壁上設(shè)計(jì)出溝槽以供排氣的話，注油的效果將大不一樣聪供，壓鑄模具也是一樣赃勺，高減壓裝置就象是外壁上開(kāi)了溝槽的漏斗，開(kāi)了溝槽的漏斗價(jià)格不會(huì)貴很多蜒且，但是會(huì)很好用筝妥，大家不妨一試。

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