铸件飞边毛刺处理工艺，压铸去毛刺打磨机
chanong
|简介：压铸件去毛刺工艺流程粗放，需要较高的人工成本。机器人去毛刺对压铸模具的一致性提出了更高的要求。本文介绍了模具设计和制造阶段无毛刺和毛刺的模具设计和制造技术。我们主要对铸件的收缩率、模具配合、模具强度设计、制造精度等进行详细分析，并根据数据统计计算公式。结果表明，通过在模具设计和制造阶段使用该技术标准，可以有效地实现无毛刺压铸，并且该标准在模具维护阶段也是有效的。去除压铸件毛刺需要投入大量的人力和物力资源，内部毛刺数量可达压铸工人数量的12倍。压铸件去毛刺的人工成本极高。未来，机器人去毛刺将有可能取代手动去毛刺。这将是未来降低劳动力成本的重要途径。然而，在使用机器人去毛刺时，更重要的是保证铸件的一致性，重要的是分型线间隙足够且稳定，而铸件的尺寸变化和变形波动会导致机器人损坏或造成铸件损坏。刀具会受到损坏，达不到理想的去毛刺效果。压铸件产生毛刺的三大原因是压铸机、压铸模具、压铸工艺。在压铸过程中，如果模具温度或铝液温度过高或铸造压力过高，可能会产生毛刺，压铸机可能会出现锁模力不足或变形的情况。模板上也可能会出现毛刺，但对于压铸模具、模具分型面、型芯冲针等，会因为顶出孔的制造精度不够而产生毛刺，还有就是由于顶出孔的制造精度不好而产生毛刺。设计精度。我可以列出来。压铸件产生毛刺的主要原因是模具的制造精度。图1中，轮毂分型面连接有较大的毛刺，增加了毛刺所做的功，而且模具的膨胀力导致铸件超差变厚，减少用作原材料的铝的用量。增加。在这种情况下，必须停止生产并采取对策。图2中，端面、倒角面、嵌套内孔均有毛刺。嵌套端面没有经过机械加工，需要清理毛刺，而且接触孔完全被铝皮堵住，毛刺很难清理。
图1 轮毂滑块间隙毛刺
图2 盒式嵌套毛刺为了定义毛刺厚度，在压铸模具中创建一个锥形模具间隙，如图3 所示。如果壁厚大于0.09毫米、小于0.09毫米或大于0.06毫米，则成形将是不连续的。为了定义毛刺长度，通过在压铸模具的模具分型面上创建各种间隙来测试毛刺长度。参见图4。当壁厚为0.08毫米时，从铸件本体溢出的长度约为4毫米；当壁厚为0.07毫米时，从铸件本体溢出的长度约为2毫米；当壁厚为0.06毫米时，从铸件本体溢出的长度约为2毫米。距铸件主体的长度约为4 毫米，约为2 毫米。下面，从铸体溢出的长度约为2毫米，但溢出长度小于1毫米，很难成型。但是，铝膜以粉末形式存在，可以在压铸过程中通过喷丸完全去除.总结上述测试结果，定义了如图5 所示的模具配合间隙标准。定义1：压铸模具制造时间隙C0.06mm，是无飞边毛刺模具的设计和制造标准。
图3 铝合金最小壁厚试验
图4 铝合金压铸件薄壁长度测试
图5 压铸模具分型面与取芯滑块之间的间隙在本文中，我们将对模具设计的收缩率、强度设计、配合间隙、制造精度等进行调查和验证。试验条件：东芝800T压铸机，铝材ADC12，铝液温度640，铸造压力660kgf/，模具材料8407系列。 1 压铸模具的热膨胀压铸件从模具中取出时处于高温状态，冷却至室温时发生收缩。设计模具时，首先完成铸件的3D渲染，然后确定铸件的收缩率。一般信息建议0.4至0.7。模具设计者必须选择不同铝合金的收缩率。 1.1金属材料的热膨胀系数压铸过程中涉及的金属的热膨胀系数是模具钢和压铸材料。常用的压铸模具材料有8407、DIEVAR、H13、SKD61等，均属于8407系列金属材料。对于铝合金压铸件，模具预热后正常生产时的模具温度范围为75-425。根据模具使用温度，选择相应的模具热膨胀系数（图6）。由于压铸企业不同，模具使用时的温度也不同，因此需要基于大数据进行统计确认。
图6 金属材料8407模具钢的热膨胀系数压铸铝合金和镁合金的热膨胀系数主要与Si含量有关，相同温度下Si含量越高，热膨胀系数越小。图7 显示了三种常用压铸材料的热膨胀系数：ADC12、A380 和AM50。相应等级的垂直线是材料成分要求的中值。压铸件制造商可以根据自己公司常用的Si含量进行查询。
图7 铝合金的热膨胀系数1.2 压铸模具设计收缩率的选择选择压铸模具设计收缩率，需要综合判断模具材料、铝合金类型、温度等。压铸过程中模具的状况。 (1)压铸和模具温度：收缩率是指从铸件从模具中取出到冷却至室温时的尺寸变化，必须测量实际的压铸温度。模具和铸件。当取出铸件并测量模具温度时，热像仪测量到铸件对应的模具区域温度为289.5（在取出铸件的瞬间，模具仍在快速冷却）。铸件温度为350，内部温度约为400（此热像仪测量温度存在延迟，因此温度比实际温度低50左右）。参见图8。
图8 模具热像温度(2) 模具钢与压铸材料在不同温度下的热膨胀系数对应表：根据图6、图7及文献资料制作的压铸件与模具的热膨胀系数对应表由于温度变化引起的系数变化如表1所示。三种常用压铸材料（ADC12、A380、AM50）的热膨胀系数。
表1中，铸件脱模时，若铸件内部温度为350400，则对应的模具温度为280300，此时ADC12铸件的公称尺寸为如下。没错。材质接近8407系列模具钢。经过对模具和铸件的温度进行测试，并统计生产过程中模具的尺寸和温度变化，确定表中的合理推荐值，作为模具设计需要的参考数据。情况1：当压铸件难以从模具中取出时，采用将铸件烘烤、加热，然后取出铸件的原理。当难以从模具中取出铸件时最常使用。现场对策包括纠正铸件与模具连接处的缺陷，但涂油脂和用天然气烘烤（图9）可能会导致铸件再次弹出，这种情况经常发生。
图9 拆卸困难时的烘烤铸件方法
图10 铸件（公称直径为40 mm）和模具在不同温度下的尺寸变化由表1可知，铸件公称直径（公称直径为40 mm）与模具尺寸的关系10：铸造随着温度升高，铸件和模具发生变化模具尺寸增大，但斜率不同图中A点是铸件和模具随着温度升高膨胀的交点。随着温度升高，铸件尺寸>模具尺寸。脱模变得困难的原因之一是，由于生产停工，铸件的温度下降到A点以下，此时铸件和模具的尺寸相等，铸件的尺寸因脱模而减小。收缩。由于它比模具尺寸大，因此提供了更大的包裹力。烘烤方法使铸件温度升高，热膨胀增大，甚至使铸件的密封性降低到超出模具尺寸。这时可以尝试一边烘烤一边取出产品，但很多企业没有必要的条件，所以没有必要进行温度测试，等到条件合适后再取出产品。这种方法快速、简单、有效。否则，模具操作人员必须拆卸模具，非常费时费力。
图11 铸件及模具尺寸随温度变化的过程1、模具设计的收缩率压铸件一般形状复杂，尺寸较多。经验公式可以直接运用到新产品的设计中，如果在复制模具时应用大数据分析，那么在生产过程中铸件的尺寸公差是否有规律性呢？压铸工艺一旦确定，就会出现尺寸偏差。例如，如果模具在较长时间内过大或过小，复制模具时应嵌入此统计结果，并可修改设计。您还可以修改现有模具。但在大数据分析中，需要注意的是，由于尺寸存在不规则波动，因此不可能轻易修改模具，需要在技术上稳定尺寸后采取对策。 2、模具设计中的配合间隙设计模具时，要确定所有分型线、模具分型面、销钉配合面、冲芯滑块配合面、配合面的配合间隙。凹凸不平的模具表面是否设置得当，必须进行设计。这对于模具来说很重要，因为形状是毛边毛刺的主要原因。 2.1 模具各部位温度测量选取四套模具，分别测量动模、定模、凹凸部位、冲芯滑块、销钉及模具周围的温度，结果如表2和表2所示。得到表3。
图12 模具各部位温度测量
表2中，销钉附近的温度比销钉附近的温度高出50.2，表3中，脱芯滑块对应的模具凹凸部分的温度比销钉的温度高出28.8。凹入部分。 2.2表面滑块配合间隙不平整模具的台阶部分和型芯滑块的分度部分由于散热和吸热的差异，存在模具部分不平整的情况。生产过程中动模和定模之间以及设备动模和定模表面的相互作用产生传热差异，从而导致模具温度不同。不同的温度导致模具热膨胀量不同。如果不考虑配合间隙，可能会导致模具接触面的损坏或塌陷，并且该区域可能会出现飞边毛刺。图5中，1：压铸模具生产时间隙C0.07mm是模具无飞边毛刺的设计制造标准，该标准是正常生产时模具该位置的间隙。 (1)阶梯分体模具凹凸部分间隙的配合程度这两个温度的实际值可以由模具设计者和制造商在日常工作中根据现场多次试验来确定，以确�**纪贡砻嫱荒＞呱系慕滋菽＞卟煌� 3 为简化计算，统计温差假设为28.8（假设为30）。 (2)对接销间隙的配合
图13 碰撞销的配合间隙图14 有芯滑块碰撞销的配合间隙(3) 销与滑块的配合间隙在图14 中，需要考虑销与滑块之间的配合。为了保持模具倾斜度恒定，必须设计销钉使其不旋转，并且还必须设计销钉间隙。由于滑块处于开合模阶段，切芯滑块的操作偏差和制造精度为0.03mm，凹凸面滑块的配合间隙是累积的。
图15 抽芯滑块撞销间隙毛刺为0.15 由于各压铸厂生产工艺的差异，配合间隙可能存在差异，需要每天的数据积累、分析、改进。虽然不大，0.01 到0.03 的变化可能是正常的，但上面推荐的公式仍然有效。通过正确设计分型面上的保险杠销间隙，完全可以实现无毛刺、无毛刺的压铸件，但人们普遍的误解是，只有在有条件的情况下，才能实现无毛刺、无毛刺的压铸件。模具设计中没有间隙。人们认识到和制造。现实中，如果配合过紧，模具可能会被挤压变形，从而产生较大的毛刺或损坏模具。案例2：第一次压铸，使用新模具或更换销钉都是正常现象，但压铸几十个模具时，销钉弯曲或折断是什么原因？在设计和制造新模具时，没有考虑到销钉配合间隙，并且由于制造了几十个模具，销钉的温度与模具附近的温度不同而上升，并发生热膨胀，这导致了引脚长度增加。销钉会增大，压力可能会导致销钉弯曲或断裂。特别是，与滑块碰撞的销更容易断裂或弯曲。一是销轴顶部斜度未设计，二是销轴未设计防转动，三是配合间隙过大。小的。完成上述设计后，模具冷装配时需要人工确认，滑块前进后用间隙规检查间隙，制造时适当调整销钉间隙。长度超过200毫米的销钉需要日常监控和跟踪，以确保产品尺寸稳定性并及时发现异常情况。 2.3 套料间隙压铸件套料时，裸露的零件与模具贴合，但因间隙设计不合理而产生的飞边毛刺很难去除。在图16中，嵌套和暴露的abcg段上都有毛刺。 AG部分需要加工，不需要清理铸造毛刺，但BC部分不需要加工，即使铸造加工后，BC部分上仍残留有毛刺。由于发动机装配过程中不允许出现毛刺，因此需要在模具设计阶段找到防止毛刺产生的方法。
图16 嵌套毛刺在图17的模具设计中，嵌套部分a至g均外露，h为三个等距嵌套定位销孔，嵌套部分a压在模具上。巢穴与模具之间的有效水封面（填充铝液）是巢穴的a面和内径g面，这里的密封面是防止铝液进入必要部位的密封面巢穴的一部分。它是某种东西。被暴露。
图17 嵌套与模具配合间隙设计（所有尺寸均为嵌套尺寸） 图17中密封面与嵌套a段之间的距离只有1.5毫米，太短了。如果R角也不起到止水作用，则a段止水效果较差，bcde段有可能出现毛刺。
图18 套料与模具匹配间隙设计（所有尺寸均为套料尺寸） 根据套料各边与模具的匹配情况，创建本案例的设计间隙标准表4。
随着模具寿命的增加，模具变形和套配合面的磨损都会增加，飞边毛刺也会增加。最佳的设计方案是将套�**沧跋⒍ㄎ幌扔胩琢舷喙氐哪＞呱杓瞥梢惶逑馇叮⒅谱鞅讣员慵笆备弧� 3、模具强度设计：压铸模具的强度和刚度设计不合理，压铸时模具变形也会导致飞边毛刺。定义2：压铸模具的变形量0.05mm是模具能够恢复原来形状的最大变形量。
图19 压铸模具的强度设计在配备抽芯滑块的模具中，模具刚性不足，压铸时滑块后退，增加分型面的毛刺和铝流。图20.
图20：取芯滑块的强度设计3.3 成型镶件对模架的受力当铸件具有复杂且深的型腔时，模具将呈现镶件的形状。铸造压力与模架充分接触，铸造压力均匀传递到模架。随着模具数量的增加，图19中模架相应区域的底部会因缩痕而改变铸件的形状和尺寸，因此在开发模具时，此处的尺寸对性能的影响应为识别并纳入质量控制。许多压铸公司的铸造压力为70MPa至110MP以上，但模架的屈服强度为91.5，每个压铸件冲击模架一次，因此模架会被压碎。对策：一是在保证质量的情况下降低铸造压力；二是提高模架硬度，提高屈服强度；三是模架材质由QT50改为P20。
图21 复杂深腔镶件案例3：轮毂压铸图22 在冷压铸中，滑块的相对面没有毛刺，但在本次生产中，经过大约一个小时的生产，毛刺被折断成碎片。它已经成为此外，它还堵塞了整个分型面。计算变形量为0.075mm>0.05mm，如果对滑块施力，则不会回到原来的位置，造成漏铝和飞边毛刺。
图22 轮毂滑块表面毛刺对策：第一种方案是将铸造压力从780kgf/降低至540kgf/，但前提是用CPK验证产品的抗拉强度。 CPK合格。第二种选择是降低模架的温度。该模具生产的前50个模具不会有飞边毛刺。在制造过程中，模架QT50的温度从环境温度20C升高到大约100C。随着时间的推移，拉伸强度降低，模架变形增大。这时可以考虑使用自来水来降低模架的温度。
图23 轮毂模具滑块结构及尺寸4 结论通过分析压铸模具钢和压铸铝合金的热膨胀系数，可以根据压铸铝合金的类型准确选择模具时的收缩率发展。还有设计。热膨胀量根据压铸模具凹凸销部分的温差而变化，同时模具各部分的对准间隙也不同，因此必须考虑到这一点。在模具设计和制造过程中进行修改，以提高模具精度。模具在使用时，屈服强度随着模具温度的变化而变化。如果模具设计合理，制造精度提高，就有可能实现模具无毛刺、无毛刺的压铸。只有提高模具的精度才能保证铸造的精度，而良好的铸造稳定性是压铸毛刺机器人正常使用的前提。这次我们只分析模具，但压铸中的毛刺需要从设备工艺的角度进行综合分析和对策。作者：唐香、李永杰、罗九林（重庆建设、雅马哈摩托车有限公司）