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摘要：在整个工业生产领域当中，种类繁多的模具是进行工业生产时非常重要的工艺装备。它的重要性主要体现为，模具技术水平不仅仅直接影响工艺技术是否可以正确实施，还深刻影响着相应工业产品的质量水平以及企业的经济效益。所以，设计人员除了应该熟知挤压铸造工艺要领之外，更加应该学会科学合理地确定结构参数，进而能够正确进行模具结构的设计。
关键词：模具结构；模具设计；挤压铸造
一般而言，间接挤压铸造大多数采用液压机作为铸造设备。间接挤压铸造的工作原理不同于传统的压铸机，因此，它在进行模具设计的过程中，必须要结合液压机的特征来进行设计。
1、间接挤压铸造的优点
间接挤压铸造相对于直接式挤压铸造的最大优点优点就是，它可以铸造出具有较薄壁厚和复杂结构的制件。但是在日常的工业生产中，不是全部的制件的生产都适用于挤压铸造方法，然后如果条件允许，并不制约其使用功能的话，为了降低模具的复杂程度、便于生产，则我们可以通过改变制件局部结构的方法来使其适合利用挤压铸造方法来进行生产。
通常情况下，对制件成型性影响最大的因素便是制件壁厚的大小，因此必须要严格控制制件的壁厚。如果壁厚过薄，会显著提升成型时的流动阻力；此时，如果制件的规模较大而且结构相对复杂则就很难充满型腔，制件即便可以成型，也不能够保证其质量，此时就不如利用压铸工艺生产更加节约。然而假如壁厚过厚，首先是增加了生产成本，浪费了原料，不仅如此，还会延长制件的冷却时间与成型时间，进而限制了单位时间内的产出，同时，壁厚过厚非常容易产生缩松与缩孔等质量问题。
间接挤压铸造具有非常广泛的应用空间，例如，进行镁合金零件加工时，应用间接挤压铸造方法也非常合适。采用全封闭式气压定量输送装置，有效避免镁合金液在转运、浇注过程中发生氧化和燃烧反应；采用N2或Ar排除挤压模型腔中的空气，特别是挤压活塞上部定量室中的空气，能有效防止镁合金液在挤压模中及在挤压成形流动过程中与空气发生作用；设计独立的高温铜加热器对挤压活塞和定量室浇口套的加热保温及两者之间选取适当的配合间隙，对镁合金的挤压成形十分重要；控制挤压充填速度、挤压力，合理布置排气及溢流槽，能有效避免挤压铸造缺陷，提高挤压件的铸造品质。
2、间接挤压铸造模具设计的流程
虽然设计习惯的不同、设计风格的不同、设计思路的不同以及设计者对模具设计熟练程度的不同均是影响间接挤压铸造模具设计流程的重要因素，但是，均需要遵循以下最为基本的设计流程。
①了解并熟悉零件实物或者零件图纸，并据此进行工艺分析。需要了解并熟悉的主要内容有：结构特点、材料特性、尺寸精度、壁厚、圆角、孔等，并对以上内容进行分析。
②基于以上分析来选取分模面和浇道的位置。
③压机规格及压室容量的确定。主要内容包括，确定胀型力、压机行程、锁模力以及压室容量等。
④成型条件的确定。需要明确的具体内容包括：速度参数、温度参数、时间参数以及压力参数。
⑥模具结构的确定。具体需要确定的内容有：模体部分、导向部分、吊装部分、成型部分、抽芯机构、浇注系统、推出或卸料机构、排溢系统、冷却系统以及加热系统等。
3、模具装配与模具外形、安装尺寸的技术标准
3.1模具装配的技术标准
①动模或者定模的底板表面和分模面之间的平行度误差均有严格的要求。
②分模面上镶块的密合程度必须符合要求，局部间隙必须严格控制在0.05mm以内，同时，镶块必须高于套板平面，但是高出距离应该保持在0.05mm以内。
③将分模面和导柱导套之间垂直度的误差控制在20mm长度内小于0.05mm的水平内。
④包括斜销与滑块的配合、导柱与导套的配合、型芯推杆、卸料扳、复位杆等在内的全部活动部分的动作必须可靠、灵活，不能够出现啮合卡死的现象。
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⑤滑块在开模后应定位可靠。合模时，滑块斜面与楔紧块的斜面应压紧，且具有一定的预应力。
3.2模具外形、安装尺寸的技术标准
①各模板的边缘应倒角或倒圆，安装面应光滑平整，不应有突出的螺钉头、销钉、毛剌等。
②分模面上所有制造过程中的工艺孔、螺钉孔都应阻塞，并且与分模面平齐。
③安装部位的尺寸，如U型槽或压边应符合所选用压机规格，在动、定模上应分别设计吊装用螺钉孔。
4、对挤压铸件结构工艺性分析
与直接式挤压铸造相比，间接式挤压铸造优点之一就是能制出结构比较复杂。壁厚较薄的制件。实际生产中并非所有零件开始都适合用于挤压铸造方法生产，但在不影响使用的情况下，通过改变制件的局部结构，可方便生产，降低模具复杂程度，使其更适合用挤压铸造方法生产。壁厚大小对制件的成型性影响比较大，壁厚过小则成型时流动阻力大，对大型复杂制件就难以充满型腔，即便能够成型，制件的质量也难以保证，如果不采用压铸工艺生产来的经济，而壁厚过大则浪费原料，增加成本，而且会增加成型时间和冷却时间，降低生产率，还容易产生缩孔、缩松等缺陷。在制件的截面形状急剧变化的部位，如厚与薄的交接处，两个相交面的接合处等，一般都是应力集中的部位，必须把这些应力集中的尖角部位做成圆角，以分散其应力，避在模具和制件上因应力集中而产生的裂纹。
4.1 模具装配技术要求
①定模或动模的分模面与底板表面之间的平行度误差不要超过范围。
平行度误差值
模具尺寸 -200 200-300 300-400 400-500
允许误差 0.04 0.05 0.07 0.09
②分模面上的镶块应保持密合，局部地方的间隙不得超过0.05mm，而且镶块不得低于套板平面，一般应高出套板平面0.05mm以下。
③导柱导套与分模面之间的垂直度，允许误差在200mm长度内不得超过0.05mm。
④推杆在推杆固定板中应能灵活转动，轴向间隙不大于0.10mm，复位杆不得高出分模面。
⑤所有活动部分，比如导柱与导套的配合，斜销与滑块的配合，型芯推杆、复位杆、卸料板等动作应灵活可靠，不得有咬合卡死现象。
⑥滑块在开模后应定为可靠。合模时，滑块楔面与紧块的斜面应压紧，且具有一定的预应力。
4.2 模具外形和安装尺寸的技术要求
①各模板的边缘应倒角或倒圆，安装面应光滑平整，不应有突出的螺钉头、销钉、毛刺等。
②分模面上所有制造过程中的工艺孔、螺钉孔部位应阻塞，并且与分模面平齐。
③安装部位的尺寸，如U型槽或压边应符合所选用压机规格，在动、定模上应分别设计吊装螺钉孔。
小结
以上所述，间接挤压铸造工艺在工艺生产中有着良好的作用，其可以提高制件的质量，可以生产出壁厚更薄、结构更加复杂的工件材料。在应用间接挤压铸造工艺时，需要了解液压机的工作原理，还需要对制件局部结构进行改造，这样也有利益提高工业企业的经济效益，可以控制工业生产的成本。间接加以铸造模具设计具有一定的特点，相关技术人员需要掌握模具设计的技巧，还要掌握挤压铸造工艺的特点，对相关的参数进行分析，这样才能保证间接挤压铸造工艺更好的发展。
参考文献
[1]袁方今，陈刚，张再磊，孟明艾，刘梦璐.间接挤压铸造活塞模具设计与工艺优化[J].铸造技术，2017，3807：1646-1649+1658.
[2]朱丽.镁合金轴承保持架挤压铸造工艺研究[D].沈阳工业大学，2013.
论文作者:贾岩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年21期
论文发表时间:2020/2/28
标签：制件论文; 工艺论文; 模具论文; 结构论文; 模具设计论文; 螺钉论文; 卸料论文; 《建筑学研究前沿》2019年21期论文;