AZ31B 镁合金薄壁壳形件真空压铸模的设计中磊教育

采用压铸方法生产叶轮零件大大提高了生产效率，降低了生产成本。以前该零件采用数控中心加工时，每生产 1个零件大约需要 1.5h，生产效率低，同时零件的成本也相当高，经济性较差，而这副模具的设计成功解决了这个难题。12个叶片要进行旋转出模，其工艺难度可以说达到了这类零件目前的很高水平。

镁合金薄壁件较好的成形方案是真空压铸，真空压铸成形有 2 种方法： ① 利用真空罩密封压铸模成形法； ② 模腔直接抽真空成形法。由于模腔直接抽真空法对装备要求较低，抽气量小且生产周期短，得到较多地应用。模腔直接抽真空压铸法的关键是真空压铸模的设计与制造。以笔记本电脑机壳为例，说明薄壁镁合金压铸件真空压铸模设计的要点，以供参考

镁合金薄壁件较好的成形方案是真空压铸，真空压铸成形有 2 种方法： ① 利用真空罩密封压铸模成形法； ② 模腔直接抽真空成形法。由于模腔直接抽真空法对装备要求较低，抽气量小且生产周期短，得到较多地应用。模腔直接抽真空压铸法的关键是真空压铸模的设计与制造。以笔记本电脑机壳为例，说明薄壁镁合金压铸件真空压铸模设计的要点，以供参考液流动阻力，尽快充模，内浇口位置应根据压铸件结构形状按金属液充填规律确定。

排溢系统设计时，料流最后到达的各溢流槽应与主排气道相连，并与抽真空系统相连通，主排气道尺寸可比普通排气槽大许多，便于型腔空气的抽出。溢流槽总体积应大于压铸件体积的 20%，由于分型面密封性要好，型腔内残留气体不能通过分型面排出，应由溢流槽容纳，且是薄壁件成型，冷料对压铸件表面质量影响较大，因此，特别加大了溢流槽的容积，实际溢流槽总体积为 14 265.5mm 3 ，约占压铸件总体积的 34.3%。溢流槽的布置应均匀，以平衡模具成形区域的温度，使压铸件各处温度较均匀，减小冷却收缩变形。为防止镁合金液进入抽真空系统，在主排气道的末端设计有波纹形排气镶块，如图 4 所示，动、定模排气镶块之间的波纹间隙内侧为 1mm，外侧为0.5mm，这样有利于型腔中的气体快速抽出，而又不容易让合金液溢出，还可消除气流的啸叫声。、

3.3 推出机构设计
推出机构应便于制造和维修，采用推杆推出较好。推杆的布置应遵循压铸件受力均匀的原则，由于是壳形件，脱模力较大，而薄壁压铸件的承载力又较低，因此，应适当增的数量。同时推杆的布置还应兼顾冷却水道的布置，以免与水道干涉，造成水道难以开设或漏水现象。推杆与推杆孔的配合间隙应比普通压铸模的小，以利于型腔真空度的控制，提高抽真空的速度，推杆与孔的配合间隙可取 0.015～ 0.03mm。推杆分布情况如图 2 所示，模具使用推杆直径为 φ 2.5 ～φ 8mm，推杆总计 81 根。

3.4 冷却系统设计
冷却系统用于调节模具温度，使之达到压铸工艺规定的模温要求，对于薄壁壳形件，模具温度的均匀性比一般压铸件要求更高，冷却不均匀将导致压铸件严重的翘曲变形，同时冷却效果的好坏还影响镁合金压铸件内部组织和外观以及生产周期。为使模温均匀，在定模镶块、动模镶块、分流锥和浇口套上均开设了循环冷却水道，冷却能力应比常规理论计算值大，以便对模具温度进行有效的控制。水道布局参见图 3。
3.5 模具刚度的加强
为提高真空压铸模分型面的配合精度，保证分型面的密封效果，增设了 4 根支承柱（见图 3），用来加强模具的刚度，减小动模板的受力变形。全部支撑柱的高度应一致，且应比 2 个垫块高度尺寸高0.02～ 0.05mm。

型腔直接抽真空法用于薄壁壳形件镁合金压铸
模的设计要点为：
① 模具分型面的密封性要求较高，应相对提高模具成型镶块分型面的配合精度，减小推杆的配合间隙；
② 浇注系统形状应流畅，内浇口分布应宽，内浇口断面尺寸应比普通压铸模大；
③ 溢流槽容积更大，主排气道应与主要溢流槽相连，主排气道末端以波纹形排气镶块结构为宜；

④ 模温要求更均匀，推杆直径和数量应适当加大，以免冷却和推出时变形、开裂；

⑤ 模具总体刚度应加强，增设支撑柱是很有效的解决办法。该模具经实际生产验证，压铸件完全能达到质量要求。