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技術交流

使用組合蠟模的鑄件壓型設計

Addtime:2009-9-27  From:肖霆    Count:6867

  有些熔模鑄件由于其特殊用途的需要,其結構十分怪異,設計壓型時是十分頭疼的。比如說鑄件的口徑小于其內部腔體的直徑,也就時嘴巴小肚子大的鑄件,這種鑄件在設計壓型時最大的難點就時內腔的成型了。下面將針對這類鑄件解決壓型設計的難點。

1、鑄件結構分析
如圖1-1所示為典型的嘴巴小肚子大的鑄件:

    該鑄件形狀并不是十分復雜,三維造型簡單。但是他的結構對于我們設計壓型來說并不輕松,原因在于其口徑是10mm,而內腔的最大直徑卻有45mm,并且里面還有一個直徑為21mm的凸臺。這使得成型內腔的型芯在取蠟模時是無法直接抽出來的。這就是這類鑄件壓型設計的難點所在。

2、壓型方案的選擇
  熔模鑄造的壓型是制作熔模的重要工藝裝備,一方面,壓型型腔的尺寸精度及表面粗糙度直接影響熔模的尺寸精度及其表面粗糙度,從而影響鑄件的外在品質;另一方面,壓型的結構直接影響鑄件的外形和內腔的成型,同時也影響到生產率的高低和鑄件的成本。因此壓型設計的好壞直接影響生產精鑄件的效益。
  對于這種零件馬上可以想到的方案有兩種:
  第一種方案是將成型內腔的型芯做成組合芯,就是讓原來的一塊型芯拆分為多塊,在關模時將這些型芯組合起來下入模具中,在開模的時候由一定的順序一塊一塊地抽出這些型芯,根據這個思路可以把模具的型芯設計成一下情況,如圖2-1所示:

  將成型內腔的型芯拆分成1、2、4、5這四類子型芯,開模抽芯時先將1號和4號子型芯抽出,然后將又四塊或者八塊鑲拼而成的2號和5號子型芯一片一片的抽出來。
  這種方案顯然不會得到認可,首先組裝這些型芯是十分復雜的,就算能夠實現模具的裝配,生產出來的蠟模的尺寸精度和表面質量都得不到保障;其次就是在抽芯過程中,那些鑲拼的子型芯在取出時很容易傷到蠟模:最后就是裝配這些模具是十分耗時耗力的,有它來生產鑄件周期太長,成本太高,廢品率也會很高。因此這種方案是不可能運用到實際生產之中的。
  第二種方案就是使用水溶性型芯了,使用尿素做成與行腔一致的型芯,取蠟模時連同尿素型芯一并拿出來放入水中,尿素型芯會溶于水中最后消失。對于此舉例的鑄件型腔體積不大可以使用,但是制作尿素型芯的勞動條件差(氣味難聞),環境污染大,這種方式是不推薦的。如果鑄件的型腔體積很大,那么使用的尿素會很多而且水溶時間會很長,這樣制造成本會上升。而且碰到這類的薄壁鑄件,由于尿素的水溶速度小于蠟模的收縮速度,很容易造成蠟模變形甚至開裂。因此,這種方法不能是有局限的,不能適用與所有的大內腔小口徑類鑄件,我國目前的制造是往綠色環保方向發展,尿素型芯會隨著時間的推移而慢慢淡出人們的視野。
  以上兩種方案都是改變模具中型芯的結構或者材料從而達到成型內腔的目的,能不能從蠟模上面下文章呢?蠟模是過渡產品,是結殼的工具,結殼完畢后是要融化脫出的,只要最終蠟模與鑄件一致即可。對于這類鑄件可以將蠟模分成兩個甚至多個部分,通過不同的模具生產出來最后組裝成與鑄件形狀尺寸一致的蠟模。在該例子中,可以將其分成兩個部分,如圖2-2所示:

  這種方案壓型制作簡單,鑄件生產周期短,解決了方案一、方案二的不足,但是在組模的時候要防止錯位。

3、壓型的制作
  這種方案需要制作兩個壓型,圖3-1,圖3-2所示:

  上部和下部裝配時配合為間隙配合,但此間隙要把握得當:間隙過大則會使他們裝配后由于間隙的原因引起相對滑動,而間隙過小則裝配不容易進行甚至無法裝配。最好將間隙定在五絲以內,這樣就不會出現以上的情況了,具體尺寸如圖3-3所示:

  如果裝配后產生高低不平的情況,可以將深度為10mm的尺寸都增加到10.5mm這樣裝配以后在通過機械加工的方式把那多余的0.5mm掃去,這樣問題就可以得到解決了。
  最好不要為了圖方便把他們做在一個壓型上面,分開來做,因為制作蠟模的先后是有講究的,先制作下部放入水中冷卻,再制作出上部與冷卻的下部裝配,這樣裝配更容易。將裝配后的蠟模放入水中冷卻后,上部冷縮這樣就緊緊地使兩者粘連在一起了。

4、結論
  使用這種方法可以解決這一類鑄件的壓型設計問題,同時能夠保證其尺寸精度和表面質量,又能節省制造時間,對于講求效益的企業來說是最佳選擇。

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