在实际的压铸生产中,在不考虑抽芯机构的情况下,为使脱模正常,压铸件通常选取包紧力大的一侧作为动模,然而,特殊的复杂铸件在选取开模方向时往往会难以做出准确判断,原因是压铸件的内表面形状过于复杂,使工程师无法通过肉眼或简单的测量对面积大小做出比较。因此,一旦判断错误,就可能导致模具无法正常脱模,给企业带来损失。基于此种现象,现如今,三维软件在机械设计制造行业中广泛应用,通过 UG 等软件,在复杂铸件三维模型上通过面抽取、面缝合等操作,可以获得两个完整的片体,并计算其表面积的大小,从而做出分型面两侧面积大小的比较,这样便可以正确地选择出适合的动模方向,经实践,此种方法便捷可行,可在企业中推广应用。
1复杂铸件和简单铸件的工艺分析
在模具制造行业中,因铸件需要轻量化,且压铸工艺需要的均匀壁厚,凹槽、减轻窝,避空位等形状的增多,一般的近似面积计算误差太大且不科学。如图1 所示,简单压铸件的开模方向较好做出正确的判断,如图2所示,复杂的压铸件的开模方向的判断就较棘手,可以看出简单铸件与复杂铸件在面积测量时的难易差异,因此,利用三维软件进行面积分析的方法很有必要。
2 耐热电器壳体压铸模设计过程介绍
2.1 传统选定方法
第一次选定:以耐热电器壳体压铸模设计过程为例,如图 2 所示,由于该铸件表面复杂,未能对分型面两侧的铸件包紧力面积进行正确的判断,使用传统方法凭经验,以凸模为动模,简单预测选定了如图 3 所示的方案进行模具设计,在试模时出现铸件大量金属粘滞在定模一侧的现象,使铸件无法正常脱模,导致开模失败,浪费时间和材料,给企业带来损失。
第二次改进:重新开模,以型腔一侧作为动模,现改变为如图4所示的设计方案,开模后压铸件可以较为完整的脱出。
2.2 利用 UG 软件的验证操作步骤
由上述设计过程得到启发,对于复杂铸件的面积测量,可以利用三维软件进行型腔内侧表面片体的提取和直接测量,可以进行简单的面积大小比较,可避免以传统方法造成的误判,避免时间和经济损失,操作具体方法如下:
以分型面为分型基准,利用 UG 软件对耐热电器壳体铸件的复杂侧和简单侧内侧表面积单独提取,显示如图 5 和图 6 所示,然后将提取的面积分别进行面积的缝合,直接得到分型面两侧内侧表面积的大小,如图7所示。
F=AP(μcosα-sinα)
式中 F——包紧力
A——压铸件的受包紧面积,即型腔内侧表面积
P——挤压应力
μ——摩擦系数
α——出模斜度
由公式可以得出,铸件内侧表面积越大,则包紧力越大,应选取受力面积大的一侧作为动模侧,由三维软件的分析不难看出,分型面两侧,型腔复杂侧的内侧表面积较大,约为20,301mm²,如上的判断与设计简单、高效,避免估测错误情况的发生。
利用UG软件准确的计算复杂铸件的面积有别于传统的测量方法,节省了运算时间提高了计算精度,方便工程师准确的进行开模方向的选取,避免人为估计错误,为企业运行提高了效率减免了损失。
在动、定模的选取中,以往的计算方法对于复杂铸件很难起到准确计算的效果,对于耐热电器壳体压铸件,由于铸件表面过于复杂,使用以往的方法人为估测面积大小确定了开模方向,判断错误,导致开模失败,并造成时间和经济损失。利用软件计算铸件受力面积以确定开模方向的方法简单便捷,得出的结果可靠,节约了时间,为企业创造更大的利益提供了必备的条件,方便工程师在今后的复杂铸件分析中使用,此方法值得推广。
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