壓鑄模具中的八字型排氣板研究

樊 偉，羅 順

（重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 重慶 408000）

引言

壓鑄是將熔融金屬在高溫、高壓條件下充填模具型腔，并在高壓下凝固成型的鑄造方法。壓鑄模具是指壓力鑄造成型中用以成型鑄件所用的模具。壓鑄模具包括模具定模和模具動(dòng)模，模具動(dòng)模與模具定模閉合后模具定模和模具動(dòng)模之間形成模具內(nèi)澆口、模具型腔和模具溢流槽，模具定模還開設(shè)有壓室。熔融合金（熔融鋁合金、鎂合金、鋅合金等）填充壓鑄模具型腔的過程中，模具型腔內(nèi)有普通空氣和脫模劑揮發(fā)產(chǎn)生的氣體等其它氣體，這些氣體如果不能被排出型腔，將會(huì)影響壓鑄產(chǎn)品成型的質(zhì)量。

為了克服上述問題，往往會(huì)在模具溢流槽的末端連通用于排氣的排氣板，或者直接在模具定模和模具動(dòng)模上開設(shè)用于排氣的排氣槽。排氣板的內(nèi)部設(shè)有排氣槽，當(dāng)高溫的熔融金屬進(jìn)入厚度較小的排氣槽后，排氣板將吸收熔融金屬的熱量，進(jìn)行熱交換，隨著熔融金屬進(jìn)入排氣槽的深度增加，熔融金屬也將慢慢冷卻。因此，排氣槽不僅用于排氣，同時(shí)需要對(duì)熔融金屬的流動(dòng)形成一定的阻礙，所以排氣槽的厚度需要符合制造標(biāo)準(zhǔn)。

1 壓鑄模具排氣件現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的排氣板有兩種，這兩種排氣板橫斷面的排氣槽形狀為“一”字型和“半圓”型。但由于傳統(tǒng)排氣槽的截面積都比較小，不能很好地將這些氣體排出，從而導(dǎo)致壓鑄產(chǎn)品的質(zhì)量得不到保證，大大降低了產(chǎn)品的合格率[1]。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本文提供一種用于壓鑄模具的八字型排氣件，以增大排氣槽的橫截面積，可以提高排氣量、壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量和良品率。

2 八字形排氣板的設(shè)計(jì)

壓鑄模具的八字型排氣板，在動(dòng)模排氣板和定模排氣板中的內(nèi)側(cè)面設(shè)有多條彎曲的溝槽，并且每條溝槽均由進(jìn)氣端延伸至排氣端；另外一者的內(nèi)側(cè)面設(shè)有與所述溝槽相適配的凸條，并且在每個(gè)溝槽的側(cè)面與對(duì)應(yīng)凸條的側(cè)面之間形成用于排氣的排氣槽，如圖1所示。

圖1 八字形排氣板

定模排氣板和動(dòng)模排氣板均為長方體，沿著定模排氣板的長向方向，在定模排氣板的內(nèi)側(cè)面設(shè)有三條彎曲的溝槽，溝槽兩兩之間相互平行。彎曲的溝槽提高了排氣槽沿排氣板長方向的路徑，延長了熔融金屬的冷卻路徑，適用于大部分的模具壓鑄。每條溝槽均由定模排氣板的進(jìn)氣端延伸至排氣端，其中每個(gè)溝槽均通過進(jìn)氣孔延伸至動(dòng)定模排氣板的進(jìn)氣端。通過進(jìn)氣孔將溝槽與模具溢流槽連通，使熔融金屬順利地進(jìn)入排氣槽內(nèi)。動(dòng)模排氣板內(nèi)側(cè)面設(shè)有與溝槽相適配的凸條，凸條設(shè)有三個(gè)。通過動(dòng)模排氣板的凸條插入定模排氣板的溝槽，進(jìn)而使定模排氣板和動(dòng)模排氣板結(jié)合，并且在每個(gè)溝槽的側(cè)面與對(duì)應(yīng)凸條的側(cè)面之間形成用于排氣的排氣槽[2]。

這里的“八”字型是指凸條的橫斷面的側(cè)邊所形成的形狀。將溝槽的橫斷面設(shè)計(jì)成“八”字型，或提高單位寬度范圍內(nèi)排氣槽的面積，從而使排氣槽的通氣量在允許的范圍內(nèi)達(dá)到較大值，提高通氣率，有利于壓鑄過程中模具型腔內(nèi)的氣體排出模具外，提高壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量。

3 八字形排氣板特點(diǎn)分析

1）每個(gè)所述溝槽的側(cè)面與對(duì)應(yīng)凸條的側(cè)面之間的距離D均為0.1～2.5 mm。溝槽的側(cè)面與對(duì)應(yīng)凸條的側(cè)面之間的距離即為排氣槽的厚度，將此厚度控制在0.1～2.5 mm之間，符合排氣板的制造標(biāo)準(zhǔn)，并且在此厚度下對(duì)熔融金屬形成的阻力適中，使熔融金屬的冷卻速度不至于過快和太慢，使模具型腔內(nèi)的空氣能最大限度的排出模具又不至于熔融合金通過排氣槽飛濺到模具外邊，有利于壓鑄產(chǎn)品的成型[3]。

2）每個(gè)所述凸條的橫斷面均為“八”字型，并且每個(gè)“八”字型的兩個(gè)側(cè)邊之間的夾角α均為0°～160°以及兩個(gè)側(cè)邊之間的最大距離d均為5～120 mm，“八”字型的高度h均為30～160 mm。將凸條的橫斷面設(shè)計(jì)成“八”字型，提高單位橫斷面積內(nèi)排氣槽的面積，從而使排氣槽的通氣量在允許的范圍內(nèi)達(dá)到較大值，提高通氣率。

3）每個(gè)所述溝槽均通過進(jìn)氣孔延伸至所述定模排氣板或者動(dòng)模排氣板的進(jìn)氣端。通過進(jìn)氣孔將溝槽與模具溢流槽連通，使熔融金屬順利地進(jìn)入排氣槽內(nèi)。

4）所述溝槽兩兩之間相互平行。

5）每個(gè)所述凸條的頂部均與對(duì)應(yīng)溝槽的底部無縫接觸，每相鄰的兩個(gè)溝槽之間所形成的凸起的頂部均與對(duì)應(yīng)的兩個(gè)凸條之間的底部無縫接觸。不同模具結(jié)構(gòu)對(duì)相鄰排氣槽是否連通有相應(yīng)的要求，此種結(jié)構(gòu)是將凸條兩側(cè)的排氣槽阻斷以及溝槽兩側(cè)的排氣槽阻斷，以適應(yīng)相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)要求。

6）每個(gè)所述凸條的頂部均與對(duì)應(yīng)溝槽的底部設(shè)有縫隙，每相鄰的兩個(gè)溝槽之間所形成的凸起的頂部均與對(duì)應(yīng)的兩個(gè)凸條之間的底部之間設(shè)有縫隙。此種結(jié)構(gòu)是將凸條兩側(cè)的排氣槽連通以及溝槽兩側(cè)的排氣槽均連通[4]。

4 結(jié)語

八字形模排氣板包含動(dòng)模氣板和定模排氣板，它延長了熔融金屬的冷卻路徑，使本產(chǎn)品適用于大部分的模具壓鑄。此外，多個(gè)溝槽和相應(yīng)的凸條的設(shè)計(jì)優(yōu)化了排氣板的結(jié)構(gòu)，提高了排氣槽的橫截面積，有利于壓鑄過程中模具型腔內(nèi)的氣體排出模具外，有助于提高壓鑄產(chǎn)品質(zhì)量，使壓鑄成型工藝空間的可調(diào)范圍加大，提高壓鑄產(chǎn)品良品率。壓鑄模具的八字型排氣板，適用不同種類的熔融金屬，適應(yīng)于不同結(jié)構(gòu)的壓鑄模具[5]。