【正文】 這對(duì)于在所有 20個(gè)組件 中比較 12個(gè)也是有幫助的。如圖 5所示，十二尺寸，使用電動(dòng)探頭可以精確到 毫米。特別重要的一點(diǎn)是，轉(zhuǎn)子軸孔和終板邊緣的插口要保持同心。其他 20 桿的質(zhì)量非常高，通過圖 6的 X光照片可見一斑，這也是和一個(gè) 典型的壓力壓鑄終板的比較。在溢出聊附近，他們相接與邊遠(yuǎn)的插口，由于這種完全焊接前的液體流動(dòng)的失敗，導(dǎo)致了四個(gè)試樣被檢測(cè)員否定。漢森有限公司，根據(jù)他們的壓鑄件的標(biāo)準(zhǔn)做法，對(duì)外部缺陷進(jìn)行了檢查。他們利用 X 光照相檢查內(nèi)部缺陷。通過流建模和模具的修改使產(chǎn)品的質(zhì)量得到顯著改善，這意味著它可能是一個(gè)重復(fù)性的研究。 流道入口的加大，甚至可以使得漿料流過組件的整個(gè)寬度。因此人們發(fā)現(xiàn)，同時(shí)加寬和加深流道可以提高模具的充型能力，但是前者更關(guān)鍵，更實(shí)用。這些事 實(shí)表明，該模型可以用來在一個(gè)重新設(shè)計(jì)入口的模具里預(yù)測(cè)可能的流動(dòng)途徑，這一假設(shè)是合理的。得到的值是在一定范圍內(nèi)的，這是由研究半固態(tài)漿料的作者在中高剪切速率下發(fā)現(xiàn)的。都揭示了模具入口附近窄流道產(chǎn)品的缺陷。這種狹窄的流體流動(dòng)造成了空氣的卷入，這從 X光片是可以看出的，即便是加熱到 3508 攝氏度的模具中的的樣品觸變成形。 使用冷模具來獲得完整的觸變組件是有可能的。 利用部分填充和 X光照相技術(shù)來完成模具的調(diào)整，進(jìn)一步的觸變以及模具的驗(yàn)證。 通過 CFD 模具的使用來重新設(shè)計(jì)模具以得到最優(yōu)的模具填充模式，在生產(chǎn)上具有可行性。模具中唯一的參數(shù)調(diào)整是為了實(shí)現(xiàn)模具和實(shí)驗(yàn)之間的平衡，這個(gè)參數(shù)是漿料的粘度。 用 X 光照相來檢測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量。 圖 3 觸變擠壓 觸變成形優(yōu)化包括以下幾個(gè)階段 ： 鋼坯是一個(gè)直徑 60 毫米，高 75 毫米。這種加熱方法需要 ram 的頂部的余料是非金屬的。 這種觸變是利用謝菲爾德大學(xué)的觸變壓力（ Servotest 有限公司制作，如圖 3）。溢出口放在這個(gè)入口對(duì)面。漢森有限公司制造的模具，最初的設(shè)計(jì)是按照傳統(tǒng)的壓鑄實(shí)踐，用一個(gè)錐形槽和一個(gè)窄的通道，以使得小部件從中拆卸方便。 英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的任務(wù)是 要表明質(zhì)量好，可重復(fù)生產(chǎn)的終板可以利用標(biāo)準(zhǔn)的鑄造鋁合金到未經(jīng)強(qiáng)化的鋼模具中來實(shí)現(xiàn)觸變成形。 通常情況下有凸緣安裝螺栓，通常是根據(jù)客戶的要求。此組件的生產(chǎn)和評(píng)估質(zhì) 量所采取的步驟如下所述 。本文中的工作，旨在提供有關(guān)資料，證明觸變成形的這種說法。有研究表明，可以容易觸變成形的合金系或多或少取決于其凝固范圍，但是進(jìn)程充分利用的合金還尚未獲得。 半固態(tài)成型必須克服的障礙之一是這種合金選擇的限制。因此，傳統(tǒng)的鋁 硅鑄造合金 356 ， 357 和 A357 被選為原料，這一過程可以證明它的潛力。工業(yè)企業(yè)，由于其慣性，通常非常緩慢的接受變化，當(dāng)他們這樣做了，他們想這該在控制階段。壓力鑄造和模具鑄造仍然占主導(dǎo)地位。 最近在歐洲，日本和美國(guó)的幾家公司已經(jīng) 開始以這種方式制造，每年為汽車行業(yè)生產(chǎn)出數(shù)百萬組件。一斯勒格（質(zhì)量單位）合金，加熱到半固態(tài)，如果提供非枝晶顯微結(jié)構(gòu)，可以用刀子進(jìn)行切削并像黃油一樣流動(dòng)。在這種狀態(tài)下合金發(fā)生觸變：如果它的剪切粘度下降，就會(huì)像液體一樣流動(dòng)。 關(guān)鍵詞： 觸變成形，半固態(tài)金屬加工 ,近凈 成形 1 介紹 觸變成形或半固態(tài) 金屬加工 SSM 是在半固態(tài)狀態(tài)下金屬部件成形。此組件的生產(chǎn)和評(píng)估質(zhì)量所采取的步驟在本文中都有描述。本文的工作旨在提供有關(guān)數(shù)據(jù)資料來展現(xiàn)觸變能滿足這種說法。壓力鑄造和模具鑄造仍然占主導(dǎo)地位。最近在歐洲，日本和美國(guó)的幾家公司已經(jīng)開始以這種方式制造，每年為汽車行業(yè)生產(chǎn)出數(shù)百萬組件。 該模具中套板壁厚的強(qiáng)度校核如下： 式中： )2(1LL 型腔的長(zhǎng)度（寬度）（ cm）； h型腔的深度（ cm）； P 壓射比壓（ Pa）； H套板厚度（ cm）； ? ?? ???HhpHLphLhpLt421822222 ??? 42 ??? 套板的許用抗拉強(qiáng)度（ Pa）。在確定套板尺寸時(shí)，應(yīng)綜合考慮模具的結(jié)構(gòu)、工藝系統(tǒng)、強(qiáng)度、連續(xù)安裝等因素，并參考套板的有關(guān)推薦尺寸。 壓鑄模工作時(shí)，套板受拉伸、壓縮、彎曲三種應(yīng)力。因?yàn)閯?dòng)定模材料相同，各部位導(dǎo)熱性幾乎相同，而且加熱器的排 布為對(duì)稱安置，所以在型腔周圍產(chǎn)生的溫度場(chǎng)是均勻穩(wěn)定的。 ②在動(dòng)、定模套板上可置供安裝熱電偶的測(cè)溫孔，以便控制模溫，其配合尺寸包括螺紋孔徑和深度，應(yīng)根據(jù)選用的熱電偶規(guī)格尺寸而定。 41 電加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： ①電加熱孔一般布置在動(dòng)、定模套板、支撐板和座板上。用煤氣或噴燈等進(jìn)行生產(chǎn)前的預(yù)熱是屬于模體外部的加熱方式，但不能獲得均衡的模溫，而且會(huì)使模體表面或突起的局部區(qū)域過熱，并對(duì)模體內(nèi)部或凹入的局部區(qū)域加熱不足。 加熱系統(tǒng)主要用于預(yù)熱模具或在模具工作時(shí)提供一個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟取? （ 2） 材料及熱處理后硬度 導(dǎo)柱 ,復(fù)位桿采用材料 T10A 或 GCr15，熱處理后強(qiáng)度要求為 50~55HRC，推桿采用 3Cr2W8V 或 4Cr5MoSiV1,熱處理后要求強(qiáng)度為 45~50HRC,推板和推板固定板采用 45鋼，熱處理要求回火。 （ 2） 復(fù)位桿的布置 采用在成型鑲塊周圍對(duì)稱布置的形式。 39 圖 推板限位釘 （ 2） 推板的導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)如下圖所示，將導(dǎo)柱安裝在支撐板與動(dòng)模座板之間保證了剛性要求 。 因此，為保證推桿的穩(wěn)定性，將推桿的前端直徑選為 10mm，配合精 度為H7/e8。由截面積計(jì)算公式（ 41）可求出，單根推桿前端的截面積應(yīng)不小于 !未找到引用源。 =，因此取錯(cuò)誤 !未找到引用源。按下式計(jì)算： F 包 ? ?sinaco sp ?? S? 式中， S— 型芯被包緊的面積（ 2cm ）； P— 擠壓應(yīng)力，鋁合金取 1012MPa； ? — 壓鑄合金對(duì)型芯的摩擦系數(shù)（一般取 ）； ? — 型芯成形部分的出模斜度。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [16]查得，鋁合金的許用受推力 [p]為 50MPa，設(shè)計(jì)中共使用 8個(gè)推桿，而 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ）； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圖 圓形截面推桿結(jié)構(gòu) （ 2）推桿的固定形式 固定形式為整體沉入式，如圖 42 所示。 推出機(jī)構(gòu)常按照推出元件的結(jié)構(gòu)特征不同可分為推桿推出、推管推出、卸料板推出、推塊推出和綜合推出等多種推出形式 [22]。 （ 5）結(jié)構(gòu)元件。 37 （ 4）導(dǎo) 向元件。 （ 3）限位元件。在合模過程中，驅(qū)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確地回復(fù)到原來的位置，如復(fù)位桿、卸料板等。直接推動(dòng)壓鑄件脫落，如推桿、推管、以及卸料版、成型推塊等。推出機(jī)構(gòu)一般設(shè)置在動(dòng)模。 當(dāng)鑄件精度為 IT11IT14 時(shí)， 5/???? 。計(jì)算公式為： (3)中心距位置尺寸計(jì)算 中心距離尺寸是趨于穩(wěn)定的尺寸，其偏差規(guī)定為雙向等值。 (1)型腔尺寸計(jì)算 型腔的尺寸是趨于增大尺寸，應(yīng)選取趨于偏小的極限尺寸。型芯尺寸有：， Φ80， ， h210,4R50， h2。 已知 鑄件 尺寸公差 等級(jí) 為 CT5， 根據(jù)參考文獻(xiàn) 查表 可得鑄件基本尺寸的相應(yīng)尺寸公差。 n為損耗補(bǔ)償系數(shù)，由兩部分構(gòu)成，其一是壓鑄件尺寸偏差的 21 ，其二是磨損值，一般為壓鑄件尺寸偏差的 41 ，因此 ??? 。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [16]，成型零件尺寸的計(jì)算公式如下： ??? ?? ???? )( nAAA ? 35 式中： 39。把尺寸變大的尺寸稱為趨于增大尺寸，變小的尺寸稱為趨于變小尺寸。單件、小批量生產(chǎn)的鑄件，一般根據(jù)生產(chǎn)中長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)來 選取鑄造收縮率 ，形狀復(fù)雜的鑄件，可以考慮采用工藝補(bǔ)正量，適當(dāng)加大機(jī)械加工余量等措施，保證鑄件的尺寸合格。 =%。 圖 33 壓鑄件收縮率的分類 由參考文獻(xiàn) [16]中查得鋁硅合金的自由收縮率為 %～ %，阻礙收縮率為 %~%，混合收縮率為 %～ %。 （ 2）阻礙收縮 如圖中 2L ，有固定型芯的阻礙作用。室溫時(shí)，模具成形尺寸與壓鑄件相對(duì)應(yīng)實(shí)際尺寸的相對(duì)變化率成為壓鑄件的收縮率。對(duì)合金的凝固收縮量及在各種情況下的收縮規(guī)律的掌握程度，決定著計(jì)算的準(zhǔn)確程度，掌握的越確切、全面，其準(zhǔn)確性就越高。 壓鑄件的精度是由許多因素共同決定的，這些因素大致有：鑄件的結(jié)構(gòu)，合金凝固收縮，模具的結(jié)構(gòu)和成形零件的鑲拼，模具加工的基準(zhǔn)、方法及其精度，壓鑄時(shí)的工藝參數(shù)和操 作方面的影響，壓鑄機(jī)的精度及其工藝性能的穩(wěn)定性。 半固態(tài)擠壓模具的模架設(shè)計(jì)如下圖所示： 圖 模架 成形零件上構(gòu)成鑄件形狀的工作部分的尺寸，即為成形尺寸。 另外，在導(dǎo)套后方的定模座板上，開設(shè)用以消除合模時(shí)導(dǎo)向孔內(nèi)氣體反壓力的排氣槽，設(shè)計(jì)該排氣槽深度 。 ②推出板各個(gè)大平面應(yīng)相互平行，以保證推出元件運(yùn)行的穩(wěn)定性 [24]。 （ 7）推出板 推出板包括推桿固定板和推板。因此，模座應(yīng)有較強(qiáng)的承載能力。 ②與壓鑄機(jī)的動(dòng)座板連接，并將動(dòng)模部分緊固在壓鑄機(jī)上。因此，不 32 通孔的模體結(jié)構(gòu)，有時(shí)也可設(shè)置支承板。 （ 4）動(dòng)模壓板 動(dòng)模壓 板主要作用是： 在通孔的模體結(jié)構(gòu)中，將成型鑲塊壓緊在動(dòng)模板內(nèi)。 ③設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 （ 3）動(dòng)模套板 動(dòng)模套板的主要作用是： ①固定成型鑲塊、成型型芯、澆道鑲塊以及導(dǎo)向零件的載體。 ③承受金屬液填充壓力的沖擊，而不產(chǎn)生型腔變形。 （ 2）定模套板 定模套板的主要作用： ①成型鑲塊、成型型芯以及安裝導(dǎo)向零件的固定載體。 在設(shè)計(jì)定模座板時(shí)，考慮到以下問題： ①澆口套安裝孔的位置與尺寸應(yīng)與壓鑄機(jī)壓室的定位法蘭配合。 模架設(shè)計(jì)概述 構(gòu)成模架的結(jié)構(gòu)件主要包括：定模座板、定模板、動(dòng)模板、動(dòng)模壓板、支承板、墊塊、動(dòng)模座板；導(dǎo)柱、導(dǎo)套等 [23]。 排氣槽一般與溢流槽配合，設(shè)置在溢流槽后端以加強(qiáng)溢流和排氣的效果。排氣槽用于將上述氣體從型腔總排出，其設(shè)置的位置與內(nèi)澆道的位置和合金液的流態(tài)有關(guān)。 圖 29 排溢系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 溢流槽尺寸選?。阂缌骺诤穸?h=；溢流口長(zhǎng)度 l=4mm；溢流口寬度 s=4mm；溢流槽半徑 r=6mm。 ⑤設(shè)計(jì)溢流槽時(shí)要注意便 于從壓鑄件上去除，在去除后不損壞鑄件的外觀。 ③對(duì)于拒不厚大凸臺(tái)的型腔部位，也應(yīng)有溢流槽。 溢流槽的設(shè)計(jì) 溢流槽位置的設(shè)置原則 ①溢流槽的位置多設(shè)置在合金液最后填充的部位上。選取 50mm 為澆口 30 套內(nèi)徑，其他尺寸根據(jù)情況自行設(shè)計(jì)，具體尺寸見附錄。 圖 端面連接方式 直澆道的設(shè)計(jì) 直澆道尺寸由澆口套尺寸決定。澆道形狀及尺寸如下圖所示。 橫澆道的設(shè)計(jì) （ 1） 橫澆道的形式及尺寸 根據(jù)鑄件及內(nèi)澆口的特點(diǎn)。其中成形零件的體積為 31 cmv ??? ；故可估算通過內(nèi)澆口的體積 V 為 60 3cm 。 —— 型腔的充填速度， /cms 。 V—— 通過內(nèi)澆口金屬液的體積， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 3）內(nèi)澆口截面積 目前，在實(shí)踐中，計(jì)算內(nèi)澆口的截面積以流量計(jì)算法為主。 （ 2）充填時(shí)間 半固態(tài)擠壓件的平均壁厚為 10mm，利用參考文獻(xiàn) [1]（壓鑄模具設(shè)計(jì)）中的平均壁厚與充填時(shí)間的推薦值可知，對(duì)應(yīng)的充填時(shí)間為 ～ 。 （ 1）內(nèi)澆口速度 由參考文獻(xiàn) [15]查得，鋁合金鑄件內(nèi)澆口充填速度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 按照熔融合金引入型腔的方式不同，即內(nèi)澆口的位置和形式不同，澆注系統(tǒng)可分為平扁側(cè)澆口、帶導(dǎo)流包的側(cè)澆口、端面?zhèn)葷部?、鉗形澆口、切線澆口、環(huán)形澆口、半環(huán)形澆口、中心澆口、點(diǎn)澆口等等。 圖 帶澆注系統(tǒng)的擠壓件 澆注系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)與分類 澆注系統(tǒng)主要由直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口組成。它能調(diào)節(jié)充填速度、 充填時(shí)間、型腔溫度，因此它決定著壓鑄件表面質(zhì)量以及內(nèi)部顯微組織狀態(tài)，同時(shí)也影響壓鑄生產(chǎn)的效果和模具的壽命 [14]。 27 統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是將壓鑄機(jī)壓室內(nèi)熔融的金屬液在高溫高壓高速狀態(tài)下填充入模具型腔的通道。由于該半固態(tài)擠壓件的結(jié)構(gòu)為具有對(duì)稱 圖 分型面設(shè)計(jì) 性。 選擇分型面應(yīng)注意的要點(diǎn)如下： ①開模時(shí)保持鑄件隨動(dòng)模移動(dòng)方向脫出定模； ②有利于澆注系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的布置； ③要求不影響鑄件的尺寸精度； ④簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)； ⑤避免鑄造機(jī)承受臨界負(fù)荷，并要考慮鑄造合金的性能。除以上各結(jié)構(gòu)單元外，模具內(nèi)還有其它用于固定各相關(guān)零件的內(nèi)六角螺栓以及銷釘?shù)?[17]。當(dāng)壓鑄件側(cè)面有側(cè)凹或側(cè)凸結(jié)構(gòu)時(shí)，則需要設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，如斜滑塊、側(cè)型芯、斜滑塊限位釘、彈頂銷、彈簧等。為便于清理雜物或防止雜物影響推板的正確復(fù)位，還在推板底部設(shè)置限位釘。將壓鑄件或澆注余料從模具上脫 出的機(jī)構(gòu)，包括推出零件