电钻机壳压铸模的设计制造

2.3浇注系统分析

    铸件壁厚2.5--4mm，重量0.6kg，加上溢流槽、浇道重量0.18kg,最大投影面积为220cm2。根据铝合金液态时的压铸流速快、填充时间短的特点，通过计算，求出的内浇口截面积为120mm2，因此内浇口厚度设计为1.8mm.

    以前的中心浇口或普通侧浇口，液态铝合金在填充时直接冲击型腔内壁，流动方向改变，造成能量损失，延缓填充过程。由于压铸中容易出现飞溅现象，使铝合金填充方向紊乱，造成包裹气泡、表面蜗纹，影响铸件质量。由于直接冲击型腔、型芯内外壁，零件磨损快，缩短了模具寿命。采用反弹式侧浇口(图6)，就可以在一定程度上避免以上的问题。同时，根据铸件机壳和手柄壁厚不均匀的情况，调整进浇口大小和方向，有利于机壳零件的压铸。

3工艺改进

3.1溢流槽和排气槽的设置

    机壳铝铸件壁厚不均匀，形状结构复杂且不规则，模具镶件、斜碰面多，因此在液态铝合金的填充过程中产生局部涡流的部位很多，并且铸件容易产生缩孔、冷隔、气泡等缺陷。我们在布置溢流槽时，主要考虑机壳有装配要求的部位、手柄与机壳主体联接处、双耳手柄支架处。考虑到手柄处型腔、型芯是斜碰面，在分型碰面上，就开设在推杆上。

    铸件双耳手柄支架处产生缩孔、冷隔、气泡等缺陷的概率最高，而此处正是产品辅助手柄安装部位，产品在使用时手柄机械受力最大。因此，我们在手柄支架的末端布置溢流槽和排气槽。溢流槽采用扁腰槽形，开设方向与液态铝合金填充方向以及模具开模方向一致，末端是排气槽。由于该溢流槽在机壳型腔深处，残留物去除困难，因此我们在没计中考虑，在模具压铸零件达到一定数量后，在压铸机上，模具合模并拆除机床固定静模部分的螺钉。机床开模后，就可以从静模底板中取出溢流槽镶块，人工去除残留物。

3.2型芯、型腔的冷却

    压铸模的冷却问题一般容易被忽视，铝合金在650℃高温状态下，要实现高效快速的冷却当然不现实，但是进行型芯和浇口头局部的冷却可以产生很好的效果。由于机壳头部安装轴承，轴承档尺寸虽然通过机加工来保证，但是铸件局部的不良应力残留，以及模具零件长期受液态高温铝合金冲击所产生的内应力，会逐渐影响到铸件质量。压铸模关键零件冷却也很重要，为了保证零件强度，我们不采用传统冷却水路系统，而是采用特制冷水管(图8)。零件就是一套简单的冷却循环水路，自来水通过我们自制的集中供水块，分配给模具上所有小型冷却水管，冷却水下进上出，对型芯、型腔、浇口头等重要零件进行局部冷却。

3.3型芯、型腔材料选用与热处理

    机壳铝铸件由于原材料、模具温度、压铸时间等因素，机壳零件表面有时会出现熔接痕。随着模具型腔、型芯的磨损，产生过多飞边，使尺寸精度无法保证。因此，必须改进传统的型腔、型芯加工方法。以前，压铸模都要到试模之后，才能进行型腔、型芯零件的热处理。采用这种方法的目的是零件如果出现偏差，便于制造时进行尺寸和碰面的调整和控制。但它明显的缺点是生产周期长，型腔型芯成型部位变形大，尺寸精度无法控制。为了缩短加工周期，型腔型芯材料用美国标准的H13替代3Cr2W8V，采取了型腔型孔预加工，材料热处理后，再进行型腔电火花成型加工。结果，型腔、型芯成型部位变化小，尺寸精度高，模具寿命提高。对于型腔、型芯繁多的碰面，特别是多处的11度斜碰平面，我们都通过CAD/CAM数控加工来保证，一般修整余量控制在0.05mm左右.

3.4模具上设置安全防护板

    在压铸铸件时，压铸模型腔型芯承受着巨大的高温和高压。如果模具零件的磨损或分型面铸件残料清除不彻底，高温液态铝合金就可能通过分型面飞溅出来，造成意外事故。J1Z-3D05-13A电钻机壳压铸模静模部分安装了螺纹嵌件定位轴，摆放位置与开模方向成79度的角度，因此机床旁的防护挡板的防护效果显然不理想。如果螺纹嵌件定位轴与模具贴合面出现磨损，压铸时，从这里溢出的液态铝合金就有可能伤及周围的操作人员。如果定位销损坏，螺纹嵌件定位轴就可能随高温的液态铝合金一起飞出，造成重大事故。

    为了操作人员的安全，我们在模具上设计了安全防护板。该防护板可以有效地防止可能出现的事故。在模具上设计这样的防护板，不会影响操作人员安装螺纹嵌件定位轴。就是定位销折断，螺纹嵌件定位轴也会滞留在模具内。同时，防护板还可以防止液态铝合金从分型面溢出而飞溅伤人。

4模具开发的现状

    总体上说，我们公司在模具CAD / CAM软硬件上的投入，起步是比较早的，资金也是相当庞大。1994年，公司是我国引入PRO /毗件的第一家企业用户。PRO/E软件的三维实体造型、模具生成、数控加工编程、模似仿真加工等功能，是当时国内非常先进的。模具CAD /CAM硬件环境如图9。

    公司通过这几年的努力，添置了许多模具加工的专业设备，像AGIE数控电脉冲机床、DECKEL数控憧铣床、日本荻原碰模机等引进模具制造设备就有6台。人员素质也不断提高，模部门职工的平均技术等级达到六级工以上。模具开发速度从五年前完成新产品全套工装设计制造时间需9个月逐步缩短到现在的1.5个月。