壓鑄模是進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)的主要工藝裝備，生產(chǎn)過(guò)程能否順利進(jìn)行，鑄件質(zhì)量有無(wú)保證，很大程度上取決于模具結(jié)構(gòu)是否合理。在壓鑄生產(chǎn)時(shí)，正確的壓鑄工藝是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的決定因素，壓鑄模則是正確選擇和調(diào)整工藝參數(shù)的基礎(chǔ)。壓鑄模結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，直接影響鑄件質(zhì)量。

　　舉例：零件外形尺寸大，形狀復(fù)雜，模具設(shè)計(jì)在630噸壓鑄機(jī)上生產(chǎn)。根據(jù)零件設(shè)計(jì)的模具有7處需抽芯，難度大。經(jīng)試模，發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

　?、勹T件表面質(zhì)量差，有冷隔缺陷，充填不足，有縮孔;

　?、?個(gè)內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)定位不穩(wěn)，頂出機(jī)構(gòu)易折斷;

　?、坭T件變形量較大，質(zhì)量不穩(wěn)定。

　　模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)

　　(1)針對(duì)問(wèn)題①對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。由于原設(shè)計(jì)的澆道為開(kāi)放式澆道，正對(duì)內(nèi)澆口處的型腔尺寸較小，金屬液與型腔瞬間碰撞后呈霧狀，粘附于型腔壁上，使隨后進(jìn)入的金屬液不能與它熔合而形成冷豆或冷隔缺陷，降低了表面質(zhì)量。金屬液在流動(dòng)充填過(guò)程中，沿著鑄件較長(zhǎng)的一端充填時(shí)堵塞了溢流槽，影響整副模具的排氣，而且在末端沒(méi)有設(shè)置溢流槽和排氣槽，使得金屬液裹住空氣，不能有效排氣而形成氣孔及縮孔，影響鑄件質(zhì)量。

　　改進(jìn)后的模具結(jié)構(gòu)如圖3所示，原開(kāi)放式澆道改為導(dǎo)入式狹長(zhǎng)澆道。把金屬液引入型腔，在一側(cè)設(shè)計(jì)了由寬到窄的澆道，起到了增壓作用，使金屬液在充填時(shí)，既有壓力又有速度。為了使鑄件的外表和內(nèi)在質(zhì)量更穩(wěn)定，在動(dòng)模較長(zhǎng)一端型腔的末端，增設(shè)了溢流槽和排氣槽。這樣，溢流槽可積聚型腔內(nèi)的冷金屬和涂料，也加強(qiáng)了死角部位金屬液的流動(dòng)，排氣槽又能使型腔內(nèi)氣流順利排出，以引導(dǎo)金屬液的充填。經(jīng)過(guò)改進(jìn)，對(duì)鑄件末端的充填有很大幫助，鑄件表面質(zhì)量明顯提高，氣孔和縮孔現(xiàn)象基本消除。

　　(2)針對(duì)問(wèn)題②對(duì)抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。原設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)受澆道位置的限制，3個(gè)內(nèi)抽芯只能設(shè)計(jì)為各自獨(dú)立的斜推桿頂出機(jī)構(gòu)。靠定位釘定位和推桿頂出，出現(xiàn)了定位不可靠現(xiàn)象。金屬液冷卻后對(duì)需抽芯型芯的抱緊力較大，在推出和脫模同時(shí)進(jìn)行時(shí)，抽芯有一個(gè)橫向力，推桿和型芯桿也有一個(gè)摩擦力，端面磨損較大，推桿受力后引起變形甚至折斷，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。同時(shí)由于鑄件較長(zhǎng)一端的2個(gè)單獨(dú)推桿內(nèi)抽芯定位不可靠，而造成鑄件較長(zhǎng)一端的形狀、型孔位置不穩(wěn)定。

　　改進(jìn)后的模具在考慮改進(jìn)澆注系統(tǒng)的同時(shí)，留出一定的位置，將2個(gè)單獨(dú)的斜推桿內(nèi)抽芯改為一個(gè)整體式斜銷內(nèi)抽芯。

　　采用整體式內(nèi)抽芯后，鎖緊力大，抽芯定位可靠，鑄件的形狀誤差基本消除，解決了型芯位置不穩(wěn)定和推桿磨損、易折斷問(wèn)題，提高了模具結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而在鑄件另一端的1個(gè)單獨(dú)內(nèi)抽芯，抽芯機(jī)構(gòu)改為型芯桿與推出機(jī)構(gòu)同步推出的方案。

　　具體抽芯過(guò)程為：當(dāng)模具閉合后，金屬液充填完畢，鑄件成型冷卻，開(kāi)模，推出機(jī)構(gòu)推動(dòng)上下頂板帶動(dòng)導(dǎo)軌向上移動(dòng)，使型芯桿在動(dòng)模鑲塊的斜孔內(nèi)滑動(dòng)，由于型芯桿與推出方向有一角度a，設(shè)推出距離為h，則抽芯距離L=h×tanα。在推出同時(shí)，固定型芯桿的滑塊在水平方向也有一移動(dòng)量S=h×tanα，當(dāng)推出機(jī)構(gòu)推出鑄件一段距離后，設(shè)置在型芯桿上的型芯，逐漸脫離鑄件，完成一次抽芯過(guò)程，如圖8所示。經(jīng)以上改進(jìn)，模具結(jié)構(gòu)更為合理，推出、脫模和定位更可靠，實(shí)用性較強(qiáng)，效果較佳。

　　(3)針對(duì)問(wèn)題③對(duì)型芯增加冷卻水管。由于鑄件外形象U型架，壁厚不均勻，短的一端較厚，長(zhǎng)的一端較簿，U型架底壁也較厚，因而壓鑄過(guò)程中鑄件凝固冷卻不一致，速度不均勻，導(dǎo)致鑄件脫模后變形，不能達(dá)到鑄件的尺寸精度。尤其是在模具工作一段時(shí)間后，模具溫升過(guò)高，為了保證鑄件質(zhì)量，只能采用噴涂降溫的方法，降低了生產(chǎn)效率，同時(shí)也增加了成本。由于模具一直處于高溫狀態(tài)下，加劇了模具表面的龜裂，縮短了模具的使用壽命。

　　為了獲得合理的溫度分布，在模具型腔內(nèi)形成一個(gè)循環(huán)水流冷卻系統(tǒng)，使模具有一個(gè)均勻的溫度場(chǎng)。模具的冷卻水道設(shè)置在動(dòng)、定模溫度較高的型腔區(qū)域。冷卻水道的進(jìn)水口設(shè)置在動(dòng)模型芯溫度最高、熱量較集中的導(dǎo)入式澆道處，進(jìn)到U型架較短的一側(cè)后，沿著U型架底部，再由U型架較長(zhǎng)一端出水。水道孔徑為Φ10-12mm，距型腔底部約15mm，如圖9(b)所示。采用循環(huán)式冷卻水道，使得循環(huán)水直接沿著型腔底部降溫，具有冷卻快、效率高、控制比較方便的特點(diǎn)，起到了平衡模具溫度的作用，大大改善了鑄件的成型質(zhì)量，提高了鑄件質(zhì)量的穩(wěn)定性，還能防止由于溫度過(guò)高而產(chǎn)生粘模，延長(zhǎng)了模具使用壽命。