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      微電機轉子壓鑄模設計

      2018-09-02

      微電機轉子壓鑄模設計

          1、模具結構設計所示的微電機轉子零件,材料為工業純鋁,采用所示模具在立式壓鑄機上壓鑄成形。模具動、定模均采用鑲塊、鑲套結構,不僅節省模具鋼,而且改善了模具的排氣性,提高了產品的質量。為提高生產效率和設備利用率,根據鑄件尺寸較小的特點,采用一模六腔模具結構。

          壓鑄模澆注系統決定金屬液充填的流動路徑和狀態,對減少壓鑄件氣孔和雜質,獲得致密的組織有重要作用。因此,澆注系統形式的選擇至關重要。為使金屬液流程最短,模具結構緊湊,采用中心澆口澆注形式。該工藝具有流程短、壓力傳遞均勻、填充順序同步、溫度場分布均勻、排氣順暢、排渣方便等優點,并可避免壓鑄過程中型腔對模具的偏心壓力,便于保證壓鑄件質量。

          與一般壓鑄件不同,微電機轉子結構看似簡單,但壁厚相差較大,端環壁厚、風葉、導條較薄細。若模具設計不合理,會導致端環部分產生縮孔、疏松、氣孔以及導條、風葉部分成形不足等質量問題。

          壓鑄時,鋁液先填充型腔頂部,因此,型腔底部要求有良好的排氣能力,否則會因排氣不充分而使鑄件產生氣孔、填充不滿等缺陷。故在所示模具型腔底部開設了寬18mm、深0.1mm的排氣道。同時采用在動、定模中加入鑲塊、鑲套的辦法,使壓鑄過程中氣體更利于排出,從而解決了鑄件氣孔問題,減少了由于氣孔原因造成的廢品,提高了壓鑄件的合格率。將模具型腔上的易損部位設計為所示的鑲塊、鑲套結構,可節省模具鋼,且鑲塊、鑲套易于制造,通過更換鑲塊、鑲套,降低了模具的更新成本。

          壓鑄工藝及其模具CAD系統可縮短設計周期,降低成本,提高產品競爭力,因而受到了國內外的普遍重視。目前發展起來的系統開發方式主要有兩種,一是基于通用的機械CAD/CAM軟件進行開發,如美國的UG與Pro/Engineei等;另一種是根據Windows環境下可視化編程語言編寫CAD核心程序,核心程序之外的部件由其他的專業軟件開發。Pro/E是美國參數技術公司(PTC)研制的三維CAD/CAM軟件,集成了零件設計、產品裝配、模具開發、數控加工、鈑金件設計、鑄造件設計、造型設CAD/CAM集成功能,提出了壓鑄模具實現CAD計、逆向工程、自動測量、機構仿真、應力分析、產品數據管理等于一體。針對Pro/E的這些功能模塊,提出一種基于Pro/E實現壓鑄模具CAD的新方法。

          2、壓鑄模的設計原則及設計內容壓鑄模是進行壓鑄生產的重要工藝裝備,壓鑄模設計的優劣,直接影響壓鑄件的形狀、尺寸、強度、表面質量等方面,故壓鑄模設計應滿足下列原則:適應壓鑄生產的各種工藝要求,并獲得符合圖樣要求的壓鑄件。

          高度重視澆注系統設計和計算盡量減少壓鑄件澆注合金的消耗量。

          盡可能采用標準化構件以縮短設計和制生產實踐表明,模具排氣效果及壓鑄質量良好,鑄件經X光機檢測,導條及端環金屬組織都較為致密、無氣孔,且表面外觀光滑、無冷隔等缺陷。

          3、模具工作原理模具在全開啟位置時,將已迭裝好的轉子鐵芯放置于型腔內。壓鑄時,料缸內的鋁液在壓鑄機沖頭推動下,從直澆道經過橫澆道,在內澆口處高壓注入型腔。留模12s后開模,在壓鑄機推桿作用下,由頂板21通過頂桿3、4將工件頂出。合模時,由復位桿23將頂板復位。

          4、工藝參數壓鑄工藝參數包括壓射比壓、充填速度、壓鑄溫度、型腔溫度、留模時間等。

      比壓對金屬液充填型腔的能力、鑄件的強度、致密性均有很大影響。比壓高可提高鑄件強度和致密性,但比壓過高,會降低壓鑄模的使用壽命,增加粘模傾向,并使鑄件的延伸率顯著下降。此工藝比壓設為52MPa充填速度是影響鑄件外觀質量的重要因素。內澆口處金屬液的流速設為20m/s. *C范圍內。

      在壓鑄生產中,保持模具溫度恒定,可提高鑄件質量、生產效率和模具使用壽命。型溫控制范圍為200~250.0.留模時間按鑄件平均壁厚每毫米約需3s.轉子留模時間要根據轉子型號正確選擇留模時間過短,會影響轉子壓鑄質量,過長又影響生產效率。鑄件留模時間為12s. 4結論生產實踐表明,該壓鑄模具結構合理,排氣可靠,操作靈活方便,轉子芯片使用時不用加熱,芯軸壽命長,鑄件質量好,生產效率高。


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