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夾持座的一側(cè)面上對應(yīng)調(diào)節(jié)孔開設(shè)兩弧形調(diào)節(jié)槽,兩螺釘分別穿過調(diào)節(jié)孔和弧形調(diào)節(jié)槽與螺母配合,另 一側(cè)面上開設(shè)二個穿孔,兩固定鉤的螺紋端穿過穿孔與螺母配合。此固定夾結(jié)構(gòu)簡單,可適用于傘或旗幟等桿狀物,且桿狀物可任意傾斜,使用方便

固定夾生產(chǎn)工藝過程

影響擠壓鑄件質(zhì)量的因數(shù)較多,主要有模具、鋁合金的熔煉工藝、擠壓機(jī)設(shè)備性能 和擠壓工藝參數(shù)設(shè)置等。在工藝參數(shù)中又包括壓力、速度、時間和溫度。壓力包含充型時壓力和充型后的加壓保壓壓力,時間參數(shù)包括開始加壓時間和保壓時間,加壓速度是指不同階段的充填速度,溫度參數(shù)包括鋁液澆注溫度和模具溫度。

模擬分析

為了了解固定夾成形時的狀態(tài),在開始模具設(shè)計(jì)時,充分利用 Magma模擬軟件對固定夾進(jìn)行充型時流場和溫度場分析,以觀察其充填狀態(tài)和凝固狀態(tài),從而判斷制件可能產(chǎn)生缺陷的部位。擠壓模擬用參數(shù)、充型狀態(tài)分析以及成形凝固分析、為模具的澆注系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及擠壓鑄造工藝參數(shù)確定提供了依據(jù)。

鑄件在成形過程中,液流充填過程較為順暢,局部存在卷氣現(xiàn)象,但通過開設(shè)溢流和排氣槽,充填效果得到了改善。鑄件基本實(shí)現(xiàn)了順序凝固。

斷口狀態(tài)及金相組織分析

固定夾中間3條筋板的厚度為6mm,腹板的厚度為3mm,由于筋板與腹板的交叉位置為熱節(jié)點(diǎn),其熱節(jié) 圓約為8mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作為補(bǔ)縮通道的腹板厚度。在凝固結(jié)晶時,鋁液很難通過3mm腹板對熱節(jié)部位進(jìn)行補(bǔ)縮,易產(chǎn)生縮松缺陷。B(B1、B2)、C(C1、C2)節(jié)點(diǎn)縮松較明顯;通過對D(D1、D2)點(diǎn)至澆口位置的腹板加厚1.5mm修模處理后,D(D1、D2)點(diǎn)位置因距內(nèi)澆口較近,其縮松狀況得到明顯改善,宏觀斷口已看不到縮松,B(B1、B2)、C(C1、C2)節(jié)點(diǎn)距離相對較遠(yuǎn),縮松狀況改善不明顯。

當(dāng)扭力為70~110N·m時,在鑄造熱節(jié)部位 (B、C點(diǎn)位)縮松較明顯,縮松組織呈三角狀態(tài)分布,面積較大,一直擴(kuò)散到鑄件外表面上,鑄件熱節(jié)部位外表面形如橘皮,存在灼傷、熱裂等缺陷。

當(dāng)扭力為120N·m時,斷口(B1、C1 節(jié)點(diǎn)部位)雖然仍存在縮松,但是,縮松的大小、分布狀態(tài)與扭力小于120N·m的斷口明顯不同,其縮松組織分布小、集中,熱節(jié)部位鑄件外表面光滑,無灼傷、熱裂等缺陷。但是顯微鏡下觀察A(A1、A2)、B(B1、B2)、C(C1、C2)、D(D1、D2)部位均存在縮松,但是縮松的形態(tài)、數(shù)量不一樣。

由于B、C節(jié)點(diǎn)部位的縮松已延伸到腹板外表面上,在外力作用下,縮松部位就是裂紋源,這就導(dǎo)致彎曲扭力試驗(yàn)中扭力值不穩(wěn)定,無規(guī)律可尋的重要原因。

模具溫度對固定夾結(jié)晶凝固的影響

為了保證鑄件順序凝固,必須針對熱節(jié)部位進(jìn)行強(qiáng)冷處理或?qū)Ρ”谖恢眉友b保溫措施;在擠壓鑄造工藝生產(chǎn)中,對鑄件熱節(jié)部位的工藝處理和控制也是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。模具溫度的高低不僅影響鑄件品質(zhì),而且危及模具使用壽命。要想消除熱節(jié)對鑄件凝固結(jié)晶過程中的不良作用和影響,必須從優(yōu)化模具冷卻系統(tǒng)、合理控制模具的溫度著手。

由于現(xiàn)行的模具結(jié)構(gòu),包括模具的水冷系統(tǒng)已定型,很難再對其作大的水冷結(jié)構(gòu)改造,只能依賴模具從冷模狀態(tài)到熱模狀態(tài)的模具溫度變化為著手。模具試制過程時間為一個臺班,分4個時間段,對模具的溫度進(jìn)行測試跟蹤,采用的測溫設(shè)備為G100EXD紅外線熱成像儀。在每次的測溫點(diǎn)處開始取樣10件;第一次檢測,取樣10件,后每間隔2h測量模具溫度一次,取樣10件,到一個臺班擠壓作業(yè)為止,共取樣40件;經(jīng)除渣包、切料柄、除飛邊毛刺等清理工序加工后裝框進(jìn)入連續(xù)式熱處理爐作T6工藝處理。

零件的工藝分析

U形固定夾零件,材料為SPCC,料厚 t =1.5mm 。零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,主要工序?yàn)槎嗟缽澢?彎曲尺寸難以控制。 由此設(shè)計(jì)了成形工序:沖孔 、翻孔 、落料及6道彎曲成形。該零件的主要特點(diǎn)為:有多處狹長槽孔、不規(guī)則狹長槽孔及多處彎曲,因彎曲的垂直度要求較高,在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,必須充分考慮采取減小零件彎曲回彈的工藝措施 。

孔翻孔落料模

由于零件有多處狹長形槽孔、不規(guī)則狹長形槽孔,凹模采用了鑲拼結(jié)構(gòu),鑲拼件過盈0.01mm配合,便于鑲拼件的調(diào)整和更換。沖孔凸模采用橫銷吊裝結(jié)構(gòu)。規(guī)則凸模采用標(biāo)準(zhǔn)件,有利于凸模尺寸的一致性。落料凸模采用吊裝形式,易于更換和刃磨 。 該模具采用滑動導(dǎo)柱導(dǎo)向,4根小導(dǎo)柱對固定板、卸料板、凹模作精密導(dǎo)向,保證模具凸、凹模的間隙均勻,使用定位銷對條料定位 。

彎曲兩端及兩小腳彎曲模序件用中間2個腰形孔定位,并以此作為后續(xù)工序的定位基準(zhǔn),以保證制件各道工序 定位基準(zhǔn)的一致。彎曲凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu),便于調(diào)整制件彎曲尺寸。彎曲凸模兩端開有讓位缺口,此處的熱處理硬度不應(yīng)太高,控制在48~ 50HRC,回火3次,否則凸模兩端根部缺口處容易斷裂,造成模具損壞。

彎曲兩端模具結(jié)構(gòu)

考慮到零件彎曲回彈,在零件彎曲處加了彎曲筋,以確保零件彎曲處的垂直度。在彎曲處,彎曲凸模3及6和彎曲凸模9及13,采用了鑲拼結(jié)構(gòu),以便調(diào)整零件彎曲尺寸 。

彎曲兩側(cè)及成形圓模具結(jié)構(gòu)

考慮到零件在彎曲處直邊有效部分只有3.2mm,為保證彎曲后的垂直度,在彎曲處設(shè)計(jì)帶有彎曲筋的凸模。另原設(shè)計(jì)把4處1/4圓的凸臺與兩側(cè)面同時成形,但在試模過程中,4處1/4圓凸臺成形時材料出現(xiàn)明顯的裂口,有時會斷裂,很不理想。為保證零件的成形質(zhì)量,增加了1副單獨(dú)成形1/4圓的凸臺,才解決問題,單獨(dú)成形1/4圓凸臺模具結(jié)構(gòu)。

彎曲2處Z形彎曲模結(jié)構(gòu)

上、下模利用定位塊9定位,采用�？蚝桶寄ｈ偧�結(jié)構(gòu),便于調(diào)整凸模8與凹模之間的間隙,同時也考慮便于調(diào)整Z形彎曲處的回彈。進(jìn)行多次校正,最終獲得了正確的回彈數(shù)據(jù),回彈角度為0.75°。

U形彎曲模結(jié)構(gòu)

該模具結(jié)構(gòu)較簡單,在彎曲處,同樣需要彎曲筋來保證其垂直度。根據(jù)模具設(shè)計(jì)要求,取消模架,導(dǎo)柱4起到上、下模導(dǎo)向作用,模具上、下模分別安裝于模座上,簡單方便,這樣既節(jié)省材料,降低制造成本,又便于安裝。