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第一章铸件工艺设计

生产消失模铸件成功的关键在于,懂得铸件生产厂、用户和模具设计者三者之间紧密配合的重要性。模具设计者先根据用户提出的要求和铸件厂的需要,其次要满足模具制造和模型成型的要求。以下提出的问题有助于建立模具设计的规范。一、消失模铸件有那些综合设计要点?

当用户和铸件厂在讨论铸件工艺时,需要考虑消失铸造(简称EPC)的一些设计特点,包括:

1、铸造孔

在其他类型的铸造方法中,铸造孔可以通过砂芯或者是通过机加工(例如钻孔)获得.对每个铸件来说是否铸

孔都有其相应的特点,但是一般情况下,铸出孔使后续的机加工的成本降低.通过专门的模具设计如使用销钉.芯棒或其它机构可以将铸造孔直接在模具上做出。

2、减少加工余量

规范正确的EPC模具设计可以通过减少拨模斜度和加工余量来降低铸件的重量.这种灵活的设计在许多其他的铸造方法中是不可能的.它是EPC工艺的最大优点之一。

3、消除复杂而昂贵的砂芯

EPC工艺中消除了普通砂型铸造中不可缺少的砂芯.EPC模具中的固定的和可以移动的活块在泡沫模型中形成与砂芯相似的形状,既铸件中的(砂芯)形状.

4、其它设计要点

EPC模具技术具有许多其它铸造方法所不能提供的生产铸件的特点----负的拨模斜度.镶嵌铸件.特殊的结构(如曲面通道)和复杂的盲孔等都有可能铸出。图1所示的是经过优化设计的EPC铸件:

图1 优化设计的EPC零件的关键特点说明

详细的铸件工艺分析需要确定一些机加工和铸造方面有关的因素以及铸件,分型面,浇注系统和尺寸公差等问题,通过讨论引导对模具型腔的初步分析。

零件加工图要和铸件图联系起来进行仔细地审查,这将有助于使许多因素综合起来进行设计。

5、全面的铸件设计

根据铸件的形状确定分模面,一般的,消失模铸造的分模面和其它铸造工艺相类似,但在某些细节上略有不同:生产设计人员要和模具设计人员共同确定分模面,胶合面的位置以及所希望的特点,就可以减少模型分块的数量。

6、砂芯特点

具有凹槽,内腔,连接通道或者其他孔洞特点的铸件,采用其他铸造方法时需要使用砂芯:在EPC工艺中,则可以通过使用活块或者将分块模型胶合在一起等方法来解决

7、机加工特点

例如钻孔,减少加工量,埋头钻孔,锪孔及其它加工的目标都可以铸出,但铸件的方位将对模具中使用的活块设计有很大的影响。

二生产量如何确定?

零件的需求量和它的生产周期决定模具上型腔的数量或模具数量,单型腔EPC模具也能生产大量的模型.但是,必须有时间对模具进行维护.

三需要什么样的精确度?

铸件必须通过两种方法审查:首先要考虑铸造公差,其次是加工公差.当铸件要考虑许多影响精度的因素时,只有依靠铸造技术人员的经验才能确定是否这些因素能控制在所需要的公差范围内.

四如何确定价格目标?

确定一个铸件的价格需要考虑多种因素。就模具方面讲,要考虑的主要因素是EPC模型的价格增加模具内的模型数量根据机器每一循环消耗费用和每一循环制成的模型数量来看,每个EPC模型的价格就可降低。开始只用一套模具,以后当产品需求量提高时,可以增加模具的套数。

五什么是交货任务?

有两种重要的交货条件:

1、模具交货

模具的制造方法对其制造周期有一定的影响。复杂的加工模具比简单的铸造模具要花费更长的时间。随着CAD/CAM技术的广泛应用,加工模具的交货时间将会缩短,只有当工程项目和交货任务以决定的情况下,

才能确定模具的类型。

2、模型制造周期

根据模型生产的要求可制定出交货计划,在预期的模具最高生产效率下,模具必须有能力生产所需要的模

具数量,增加模具中模型的数量可以缩短模型的生产时间。

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六如何获得最佳的模型质量?

影响模型质量的最大因素是模具本身的质量,评价模具的优劣不能简单的认为“机加工模具比铸造模具的模型好”,而应从“哪一种模具能以最低的成本生产出合格的EPC模型”的角度来讨论。任何模具,只要能按照工程项目的要求以合理的价格制造出合格的EPC模型,并且能按期交货,就可以说是达到了质量要求。假如工厂的目标是以最短的时间生产出精确的EPC模型,那么采用的自动化操作的机加工模具可以认为是最好

的方法,图2概括了模具设计中应该考虑的一些因素如模具结构、运行方式、出模方式和模型材料等。

图2 铸件设计参考表格(先于模具设计)

第二章模具设计

在对EPC铸件完成正确的工艺设计后,下一步就要设计于之相关的模具。在讨论模具

时,通常认为模具仅有一个型腔,然而,为保证生产或组装模块的需要,也可能需要

设计为多个型腔。这取决于具体的产品,这里只简单的论述。

为便于讨论,提供一般模具说明及组成模具的各个组元的详细说明,模具本身包含的

要求也在图3中表明。

一、模具的基本要求

1、模具型腔

模具型腔使珠粒发泡成型,模具的制造方法决定了型腔的精度,模具型腔表面必须是

抛光的并且没有反斜度部位。

2、气室

气室是模具的组成部分,它的作用是通过热蒸汽,水和空气,气室是密封的,它的大

小和高度对模型的质量和生产周期都有影响。对每一个零件设计气室时都必须仔细的

考虑。

3、背板

背板位于模具的背面,相当于一个盖板,将气室密封起来。

4、公共设备连接(水,蒸汽,压缩空气等)

模型必须和蒸汽,水和压缩的循环空气连通,水和蒸汽管道安装在型腔的背面,保证

蒸汽的循环的均匀和冷却过程中水的迅速排出,空气的通道应设计在型腔的顶部或侧

面。

5、料枪的连接

模具设计中应该还应有是珠粒从储存桶流入料枪的充填装置。

6、模具的固定

图3 整体式模具的基本结构

模具(上,下型)紧固在成型机的平板上。模具的固定部位和类型的选择随成型机及

成型操作的特点而变化。

二、模具的组成

除了前面所述的模具基本的要求外,为了便于模型的生产还可以采用其它普通的装置,

这些装置和具体的型腔结合在一起,组成了一套模具的基本部分。

三、模具的型腔

1、收缩率

在设计过程中,必须确定所有的EPC模型材料和铸件材质,所有这些材料的收缩率都

必须加在模具型腔的尺寸上。

2、模型材料的收缩率

这一问题在模型材料部分讨论。

3、金属的收缩率

每种金属都有它本身的收缩特性,EPC铸件的收缩率类似于砂型铸造,但也略有不同。

每种铸造工艺都有其特性,必须征求模具制造和铸件工厂的意见。确定收缩值范围时,

必须考虑以下因素:

(1)合金种类

(2)铸件结构特点

(3)砂箱位置

(4)砂箱中铸件的位置方位(同前)

四模具材质

1、铝胚加工制成的型腔和气室

几乎所有加工制造的模具材质都有用铝合金6061—T651的配料。这种合金牌号表明材

料是经过热处理并且是消除应力的,对它进行机加工和抛光处理可以达到最高标准的

精确度和表面光洁度。

2、铸造模具型腔和气室

最常用的铸造模具材质是铝合金A356必须确保在模具设计和浇注过程中消除模具的

内部缩松,此外,所采用的铸造方法还必须能铸出较高质量的型腔表面,以便能精确

地抛光和机加工。如果铸件要进行全面的加工,那么在加工前应进行热处理。

3、背板

铸造铝合金模具和夹板要保证稳定性和精度,因此下一步工序对表面平整度和平行度

要求较低。

4、紧固装置

所有的螺钉和夹紧零件都应采用无磁性不锈钢,以保证其耐腐蚀和便于拆御。

5、模具型腔设计

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模具型腔材料和制造方法的选择对EPC模型的精度有很大的影响,表1列出了模具型腔的正常公差范围,但采用特殊的设计方法可以使模具型腔的整体或局部更加精确.

6、加工模具

模具型腔的制造可采用不同的加工方法包括CNC,双联法,EDM及其它标准模具加工方法.通常的,模具型腔是由配料切削而成,当然,铸造模具也可以进行加工。

对加工模具来说,如何形成模具型腔的壁厚是重要的因素,因为模具背面要进行加工才能是壁厚更均匀或使壁厚在一定的尺寸范围内。一般地,壁厚范围在8毫米到13毫米之间。

7、铸造模具

这里提出的模具型腔的制造方法是铸造成型,铸造模具成本较低并且交货期短,但相比于加工模具来说其精度也较低。

铸造模具的型腔壁当然也是铸造的,壁厚精度和均匀性都不如加工模具。通常铸造模具的壁厚在11毫米到16毫米之间。模具型腔精度

模具类型标准特制

加工模具±.10 ±.08

铸造模具±.75 ±.25

表1 模具型腔的精度,单位:毫米

8、组合模具

模具可以组合式的,可以使几种不同的模具组合使用相同的气室,铺助机构和出模机构,各插入模具由所设计的模板使模型在气室中都有适合的定位特性,模板必须用螺钉紧固和密封以防蒸汽泄露。

9、其它模具方法

对相同的产品来说还有许多其它的模具制造方法,这些包括采用金属喷涂,塑料制品,金属陶瓷和装配组合模具方法等。对这些特种工艺的研究不断深入发展时,遇到了许多困难,至今大多数在生产中没有得到应用:较低的机械强度,高昂的

成本,对复杂零件的模具设计无能为力以及较短的模具寿命等,都大大地影响了

这些工艺的应用。

10、型腔设计

模具的型腔都是按具体零件设计的,分模面,型壁和排气孔的设计都是随零件而

不同的。

11、分模面

定模和动模之间的结合处,或模具主体和活块之间的结合处形成了模型的分模面,

选择合理的分模面可以降低模具的复杂性和成本。

12、排气孔

型腔在珠粒充填,蒸汽加热和水冷却操作过程中,排气孔的位置是很重要的。分

模面和型腔的综合排气以及专门的技术可以在充填珠粒时排出型腔的气体。一些

排气工艺的设计参看图。

13、加热和冷却

模具的加热是有向模具气室通入高压蒸汽来实现的,蒸汽通过一个或多个连接到

蒸汽源的管道进入气室并加热气室壁。加热的温度和速度可以通过改变蒸汽的压

力值来控制。模具必须有足够进气和排气管道,并在设备的控制下,发挥模具正

常的功能。

图4 型腔排气工艺简图

模具冷却过程通常是用安装在气室中的水管来完成的,水管是表面有一系列小孔

的铜管,当注入水时就能冷却型腔内壁,在特殊情况下,也可以采用喷水管或其

它的特殊水冷装置。图5所示的是标准的冷却水管。

14、模具型腔壁厚

为保证最佳的成型工序,模具型腔壁厚必须是均匀的。当进行设计时,铸造的要

求不允许有均匀的壁厚,在这种情况下,减薄模具壁厚可以使用特殊的方法和材料,

一些减薄壁厚的技巧如图6所示.

15、型腔的定位

在生产过程中为确保动模和定模两半模具正确地定位,必须采用导向销。设计定位

销有很多方法,但所有的普通定位销都有必须在对应面上装配销套,如图7所示。

图5、标准的模具冷却水管通常就是有一系列小孔的铜管冷却模型壁的背面

图6、型腔壁厚尽可能均匀,厚大部分安装通气孔图7、模型定位销的设计五模

具上的活块装置

在模具中附加的机械装置用以抽出活块,主要的用途是形成零斜度表面,反斜度

表面,与模具开启方向成一角度的斜孔,以减轻模型重量和有助于出模。象型腔

设计一样,活块的设计也是随零件而不同的。参看图8、图9。

1、活块的特点:

活块可以分为两类:加热的活块和冷的活块。空心活块导热性较好因为蒸汽可以

通过它加快发泡成型,水也可通过它冷却活块。冷活块通常采用实心圆棒,直径

为9.5毫米或更小,不能用它来传送蒸汽。活块可用多种材料制成,包括铝,黄铜,

朔料和不锈钢。

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2、活块的运动

活块的运动各不相同,大多是直线运动,可以通过导向机构如衬套和导向滑块来控制活块导向。活块可由汽缸或液压缸驱动,或者依靠模具的开合使之运动。

3、活块的加热和冷却

尺寸较大的活块为保证能够充分地控制温度,一般安装有独立的加热和冷却装置,不与其它模具部分发生联系。

4、活块与其它装置的配合

往往活块的设计都要与其它装置配合,这就要求模具必须按照具体的程序打开。活块通常安装与成型机工序有联系的电子元件。

图8 芯棒(活块)装置的使用实例

图9 活块装置的实例六模型顶出机构

模型顶出机构用于将模型从模具型腔中取出,同时应避免损坏模型和能够加速造型循环。可以使用不同类型的模型顶出机构,但是每一种方法都必须满足零件和模型的要求。

1、手工取模

这是劳动强度最大的一种取模方法。操作者中断造型循环,从开启的模具型腔中取出模型,因此,手工操作技能就显得十分重要,如果操作不当就有可能导致模型尺寸发生变化或变形。手工取模一般需要其它方法加以辅助,如压缩空气或顶杆机构。

2、气室压力顶出模型

气室压力通常用以配合手工取模方法将模型从型腔中取出,使压缩空气从气室中通过排气孔进入型腔,是模型松动易于取出。

3、管道空气顶模

这种方法在模具气室中装配专用的歧管,使压缩空气直接连接小管通向指定区域,进入型腔。如图10所示。该法通常和其它方法结合使用。

4、机械取模

这是一种最可靠的取模方法,采用顶杆系统装置将模型顶出型腔,顶杆连接在机械出模板或模具的专用部件上,如图11所示。这个系统作为模具的一部分,它在成型机循环过程中最合适的时间动作。

图10 压缩空气管道出模机构

图11 机械顶出机构

第三章设计胶合设备

一般来说,整体设计EPC模型及其响应的模具是最佳的选择。这样,模型的尺寸仅由一套模具相应的成型过程所确定。如果将模型分块则需要考虑控制多个分块模型的截面以及胶合工序。如果确实需要将模型分成两个或多个分块,那么就要采用胶合设备。

一、胶合

使用热溶胶胶合模型分块是常用的方法之一,尽管还有手工自硬胶合法和机器人胶合法等,但因为手工操作的不精确性以及机器人胶合法的高成本等原因,所以它们并不常用。

二、热溶胶设备

无论是模型制造厂还是铸造厂都必须拥有一台胶合设备,并配备滑动装置或台板以保证其精确性,重复性好并能够严格控制胶合温度。记住这些特性,下述胶合设备的组成部分会影响胶合胎具制造的形式:

1、储胶罐

热溶胶是以一定温度存储于容器中,使用时通电加热并恒温控制温度.模型胶合面

的大小和数量与储胶罐尺寸有关.

2、上胶版固定框架

固定框架用于将上胶板移出或浸入储胶罐。

3、台板

台板用于支撑胶合胎具,台板表面必须平整,无斜度并可以移动。它们是胶合操

作的基础,所有胎具和上胶板必须按照它的定位线和基准设置。

4、真空系统

在胶合过程中,必须固定分块模型以保证模型的尺寸要求。真空源应使胎具小心

和精确地固定模型,并在适当的时候解除真空。

三、热溶胶胎具的要求

采用上胶板基本设备的胎具组成如图12A所示。

具体如下:

1、下模型胎具

下模型胎具用于放置模型的上半分块,采用抽真空固定它,窝座材料采用塑料或

金属,通过铸造或机加工制成。

2 上模型胎具

上模型胎具用于放置模型的上半分块,采用抽真空固定模型,其材料制造方法同

下模型胎具。

3、上胶板

上胶板通常是用铝材或钢材制成的,平常不操作的时候总是浸泡在热溶胶容器中,

工作时它附有少量的热溶胶涂敷在上半模型的胶合表面。上胶板的精度和它与上

模型胎具的尺寸对应关系对胶的涂敷效果有很大的影响。

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四胶合操作

胶合工序是将两个或多个分块模型胶合在一起,它由一系列步骤组成,由于该工序是持续地按照模型装配技术的要求重复进行胶合操作,因此需要较高的精确度。也就是将热熔胶均匀地涂敷在模型截面,然后用均匀的压力将两半模型胶合。图1 2就是胶合的操作步骤。图12 胶合过程

第四章模型材料

EPC工艺最初是在使用可发性聚苯已烯的基础上发展起来的,这是由于这种材料具有可使用性和稳定性以及模型成型设备的适用性等,随着EPC工艺的发展,对特殊材料的需要更为重要,这就导致了甲基丙烯酸甲酯(简称PMMA),聚合物和共聚物等材料的发展,典型的充填珠粒的型腔参见图13。

选择一种特殊的模型材料通常取决于铸件的冶金要求,EPS模型几乎广泛地应用于生产铝合金铸件。对于黑色金属铸件,从EPS中分解出来的碳对铸件是有害的。基于这个原因,可以使用PMMA,PMMA和EPS的混合物或共聚物。这些材料通常比纯EPS分解的碳量要少。

图13 典型的充填珠粒的型腔图示

一、模型材料需要考虑的问题

模型材料的选择影响着模具型腔的尺寸,为正确选择模型材料以获得最佳质量的模型必须考虑下面问题。

二、模具

1、模型收缩

EPS模型的收缩率大约是0.75%,而这是一般原则,根据以下因素调整收缩率的范围在0.5—0.8%之间。

1)模型的截面大小。

2)预发泡前原材料的存放时间。

3)珠粒的类型与大小。

4)材料的成型密度。

5)预发泡EPS珠粒的状况。

常温时,大约75%的收缩发生在最初的七天,以后在相当长的时期内在常温下继续收缩。采用可控制的时效室和保持模型在较高的温度下时效将会使模型收缩发生在几小时内而不是几天时间,控制时效温度是提高生产率的一种选择方法,这样,在时效时对储存的要求就可以不致过高。

2、出气孔

有些模型材料对充填特性更为敏感,可能需要更多或不同类型的出气孔。

3、型腔强度

有些模型材料在发泡过程中需要较高的蒸汽压力,为了膨胀时能承受更高的压力,就需要具有更多内部支撑,刚性好的型腔壁。

4、加料枪

有些模型材料在充填时,正确的加料枪的布置方式才能使充填顺利进行。

预发泡珠粒的尺寸对不同的结构模型的充填能力有一定的影响。购买珠粒可能其尺寸大小不尽相同。表2列出的是相应的原始珠粒大多是T类。一般来说,空腔的最小壁厚应相当于一个珠粒直径的三倍。斜度和模具表面光洁度对填充狭窄通道有一定的影响。

第五章模型生产

基本的EPC模型生产过程如图14所示,原始珠粒经过预发泡,熟化,传送到成型最后吹入模具型腔生产出模型。根据成型工艺恰当地选择成型机是保证正常的模型生产所必须的。下面是一些从充填到成型过程的装置示意图。

图14 EPS模型生产流程图

一、成型设备和公用装置

1. 加料枪

将珠粒从储存容器中输送到模具型腔内所使用的装置是加料枪,加料枪必须保持正确的维护并能进行空气调节控制珠粒的流动。图15是料枪的工作示意图。图1

5 加料枪工作示意图(料枪必须有正确的操作规程)

二、珠粒处理设备

原始珠粒大约象食盐颗粒一般大小,在其使用前必须进行预发泡处理达到所要求的密度,预发泡是生产优质模型的关键,因此,应该采用优良的设备。预发泡后的珠粒在成型前必须经过时效处理使之重新硬化和稳定化。

三、成型机的控制

成型机应有如下的控制装置:填充,加热,冷却,稳定,开合模具,操作活块机构,这样才能生产高质量的模型。

四、成型机精度

成型机必须能够安装模具且操作稳定,具有夹紧装置,平直而不变形的支撑台面以及保证移动时的尺寸平行度。它的稳定性和维护对模型质量以及模具的使用寿命都有影响。成型机也必须能够调节和控制模具的活块和其它特殊的操作。

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五、提供加热模型的蒸汽

蒸汽用于膨胀和融合珠粒,为完成这一功能,必须具有如下的蒸汽源:

1. 有足够的体积,以使模具气室和表面快速升温。

2. 保护模具免受化学腐蚀,蒸汽,污染物质或者过量的化学物质破坏模具表面,、腐蚀机器设备和模具,并可能聚集在模型内部引起缺陷。

3. 没有冷却水,蒸汽冷却所生成的水滴容易引起模具的损坏,从而降低生产效率和影响模型质量。

六、水冷模型

大多数模型都采用喷射水冷却,水通过进水管道直接喷射到模具型腔的背面,在起模前冷却并稳定模型。因此为完成这一功能,冷却水必须具有如下要求:较低的温度,足够的水量和快速的流动以降低气室的温度;并且采用化学控制方法尽量减少模具的腐蚀,因为污水对模具表面有破坏作用。如果水中含有油,它将影响模型的胶合和涂敷,最终产缺陷。

七、压缩空气站

压缩空气用于操作某些机械装置(如活块),也可作为气室压力或空气出模系统吹出模型。因此,完成这一功能所使用的气源必须:具有足够的体积,快速地行操作,保证准确和可重复性的成型循环;保持洁净并不和过多的水,油发生接触。不洁净的压缩空气会损坏汽缸衬垫,造成模型尺寸的偏差;可按具体结构控制调整压力的大小;并可自由排放。

八、真空装置

在充型和冷却模型中需要真空系统。这是生产少量模型所特定的操作。真空系统必须:有足够的体积,快速地进行操作,保持准确和可重复的成型机循环;可按模具结构控制调整真空度的大小。

九. 液压系统

要是模具能平稳和精确的操做需要液压系统,尤其对于体积大的模型来说更加重要。液压系统必须:有足够的体积,快速的进行操作,保证准确和可重复的成型机循环;保持洁净并使用高质量的液压油维护油缸精密;可控制调整压力的大小;并自由排放。

第六章成型工艺

成型工艺的区分取决于具体的操作过程,最初的差别表现在采用何种方法引入蒸汽和从型腔中排出气体。

一. 普通成型工艺综述

在普通成型操作中,模具型腔通常设置通气孔来输入蒸汽和排除气体。只要有助于充填珠粒,通气孔可以布置在型腔的任意位置并可按实际需要任意增加和减少。蒸汽也经过通气孔从气室中进入型腔,加热珠粒,通气孔的数量可按实际要求再次增加或减少。图16所示的是一个标准的行腔和胶合分模面的通气孔设置。

珠粒的充填图16 胶合面上的标准气塞控设置图

使用空气料枪将珠粒从储存容器中吹入模具型腔中。其基本原理见图17所示。料枪中的空气将珠粒吹入型腔然后通过型腔和分模面气孔从模具型腔中排出。

1. 加热模具,溶合珠粒

关闭排气管,并以170KPa左右的压力将蒸汽通入气室。如图18(A)所示。珠粒在热蒸汽的作用下膨胀并互相溶合在一起。

图17、漏斗中的珠粒经料枪填入模具型腔,充满后漏斗关闭

2. 模型冷却. 稳定化

停止通入蒸汽,开启冷却水管道。如图18(B)所示:冷却水喷射到型腔的背面

使模型停止发泡并稳定化。然后打开排水管道将冷却水排除气室,活块(如果有

时)从模型上依次抽出。

3. 模具开启

模具开启时,动模中模型承受压力模型留在定模中,如图18(℃)所示。

5. 出模

模型留在定模中通过施加压力将模型顶出。如图18(D)所示,然后,操作人员

取走模型也可有传送带传送到适当的存放处。

图18 常规成型工艺的基本步骤

模型的时效处理模型刚从模具中取出时,其温度高于室温,并含有水分,处于不

稳定的状态。通过研究可发性聚苯乙烯的特性可以得出模型随时间收缩的曲线如

图19所示。应充分考虑模型材料的收缩特性以及从模型成型到使用所间隔的时间。

图19 模型收缩曲线三. 无气孔成型工艺

不久前开发的“无气孔”成型工艺,是指模型表面没有气塞的痕迹。无气孔模具类似

与常规模具一样的操作要求,对于无气孔模具的加热和珠粒的溶合需要对模具作

一定的改进。可以采用如下方法:

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1. 普通的加热系统

类似于普通的模具一样,蒸汽的入口设置在气室中,蒸汽通过它进入气室加热气室表面,通过加热气室,背板和模具壁来达到控制温度。

2. 管道蒸汽系统

除了通常的加热系统外,还可以采用另外一种方法。将可控制压力大小的蒸汽通入气室中的进气管道,在进气管道的末端连接有一系列较小的管子,蒸汽通过这些管子上的小孔喷射到型腔中,如图20所示使用该系统可以精确地将蒸汽直接引入到型腔珠粒中去。图20 蒸汽导气管示意图(通过模型壁接触进入型腔)

第七章. 选择模具制造厂

是直接在铸造厂生产模型还是从专业模型制造厂购买模型,要作这个决定涉及到一些经济和技术问题。每个模型制造厂所拥有设备的尺寸和类型以及生产能力都是有限制的。

成型车间应拥有一系列不同规格的机器设备,能够用于非常简单的和极其复杂的模具。某些工序操作可以通用的,而有些工序操作只能集中用于特殊工件的狭小的范围内。选择模具制造厂应该考虑以下因素:

一. 模具的固定和要求

不同类型的模具固定方式是有所选择的机器和模型成型操作方法所确定的。包括装在成型机上的固定气室,它适用于平面型腔的模具:以及具有单独的整体气室模具。一般来说,整体气室模具在成型机上是最通用的,它们可以固定在不同的成型机上。而平面型腔模具和特殊形状的模具在使用上受模型尺寸的限制。

二. 公用设施

模型厂和成型机需要考虑蒸汽,水和空气的连接。在设计复杂模型的模具时就有可能导致某些工序的有利或不利之处,因此选择公用设施时要从长远考虑。如果

铸造厂将来要生产模型或者考虑更换模具时,特定的公用设施的使用将受限制或

者需要重新加工模具。

三. 设备的稳定性

第八章在选择模型制造厂和成型机时,设备的尺寸要于所制造的零件尺寸相适

应,这一点是很重要的。较小的设备适于制造大批量小模型,但是稳定性差并且

不能承受重量或工作压力较大的模具。当模具充满珠粒并用蒸汽快速加热膨胀时,

如果模具尺寸设计不当,加热模具时所产生的型腔内部压力将迫使型板变弯或使

得模具出现泄漏。小结

设计EPC模具应该将零件的特点和工艺方法有机地结合起来。将现有的零件设计

方法直接搬到EPC工艺中通常不能充分发挥这种工艺的优点。铸件和模型设计应

该考虑到EPC工艺的每一个步骤。创新而又正确的设计改进了模型和铸件,两者

正是迫切希望的。

附录

1、气体顶出法(Air Eject)

一种取模方法,它使用专用的通气管道。气体通过这种连接气塞的管道进入型腔

顶出模型。该名词也可指将压缩空气通入气室,气体通过气孔将模型顶出的方法。

2、空气增压法(Air Pressurize)

一种取模方法,该法是将整体气室中的气体增压,而将模型推出空腔。

3、反斜度(Back Draft)

因模具壁厚不均匀(由于设计或失误等原因)而造成模型不能从模具中顶出的一

种障碍,也可指倒拨模斜度。

4、背板(Backplate)

模具背面的组成部分,它是可拆御的并且使管道等装置放进型腔的背面。

5、定位基板(Baseplate)

用于固定模具的一种平板,便于组合模具安装在一台成型机上的装置。

6、铸造特点(Cast Features)

设计模具时应考虑的零件铸造特点,包括孔,加工台座,零斜度表面等。

7、镶铸插块(Cast-in insert)

镶铸入模具的构件特点,包括插入式的芯块等

8、铸造模具(Cast Tooling)

采用铸造方法制成的模具,此类模具的制造周期最短但精度也最低。

9、气室(Chest)

模具的组成部分,可以通过蒸汽,水,和压缩空气,气室必须是密封的。

10、冷却(Cooling)

在蒸汽循环之后,用水喷射到模具型腔背面来冷却模型。

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?2009-04-14 08:06

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8楼

11、活块(Core Pull)

模具的组成部分之一,形成模型的内部形状,活块可以被移出,使顶出型腔。

12、气塞(Core Vents)

一种可购买的标准零件,安装在模具中,在型腔和气室之间传送空气和蒸汽。

?haitun2237?13、芯棒(Coring)

模具的组成部分,在消失模铸造中,形成模型的孔洞。

14、蒸汽传输(Cross Steam)

指在蒸汽循环中蒸汽通过模型或型腔从一个气室传送到另一个气室。

15、出模(Ejection)

指将已成型的模型从模具中取出的装置或操作。

16、消失模铸造(Expendable Pattern Casting[EPC])

此工艺是指用耐火涂料涂敖模型,烘干后放在砂箱中并用干砂紧实。随着液态金属的浇入,模型熔化并被金属占据其位置形成铸件。每个铸件都需要一个有泡沫朔料制成的模型,下面的几个专用术语都泛指此种铸造工艺以及与之类似的方法:Expendable Patter Casting[EPC],Evaporative Pattern Casting,Lost Foam proess,Full Mold process,Castyral TM process ,Replicast TM process and policast T M process.

17、料枪(Fill Guns)

珠粒输送到模具型腔的工具。

18、模型(Foam Pattern)

在模具中成型的可发性泡沫朔料模型将用于消失模铸造,可用于消失模铸造的泡沫朔料有:可发性聚苯乙烯(EPS)聚甲基丙烯酸丙脂(PMMA)

和其它聚合物及共聚物。

19、密封垫圈(Gasket)

一种有弹性的密封垫,用于保持模具中的内部压力并使水不泄漏。

20、浇注系统(Gating)

液态金属引入EPC模型所使用的连接部,如果可能,浇注系统也可做在模型上。

21、手工取模(Hand Part Renoval)

指操作人员手工从模具型腔中取出模型。

22、加热(Heating)

指成型工艺中的蒸汽循环,不断加热使珠粒发泡融合成模型。

23、进(气,水)口(Inlets)

模具中蒸汽,水,压缩空气和排水管等公用设施的连接构件。

24、顶杆出模法(Knockouts)

一种使用机械顶杆顶出模型的方法。

25、消失模(Lost Foam)

参看Expendable Pattern Casting

26、机加工定位块(Machine Stock)

在指定的铸件表面附加的加工定位基准用的金属块,使得铸件在后续加工时的尺寸精确。

27、加工模具(Machine Tooling)

采用机加工方法制造的模具。

28、机械取模法(Machanical Ejection)

一种取模方法,使用机械方法将模型从模具型腔中顶出。通常指使用顶杆起模。

29、成型机(Molding Machine)

一种成型设备,控制EPC模型的成型过程中的不同状态。

30、无通气孔芯棒(Nonvented Pin Pulls)

一种直径约为9.5毫米或更小,由固体金属制成的实心圆棒,不能通气因此也不能用于传递蒸汽。

31、一套模具设置(One Set of Tooling )

模具由许多部件组成,它们装配在一起构成一套模具。

32、取模(Part Removal)

将模型从模具型中取出。

33、分模面(Parting Line)

动模和定模之间环绕型腔的表面,或模具和活块间的结合面。

34、不平分模面(Platen)

指模具分模面是一不平直的表面。

35、台板(Platen)

成型机上用于固定模具的大平板。

36、活块(Pull)

型腔中要求能够移动的部分,这里所说的移动并非指成型压板的开启和闭合运动。

37、砂型铸造(Sandcasting)

一种将熔融金属浇入砂型中制成零件(铸件)的铸造方法。

38、充型(Shot)

用于表示成型工艺中的一个完整的成型工序的专用术语。

39、凸台(Spotfacing)

位于孔(通常指螺栓孔)顶部周围的须加工的圆台。

40、喷水雾化器(Spray jets)

在进水管中使水雾花并喷射到模型表面。

41、加强筋(Support Bosses)

用于加强模具以防变形的筋条。

42、尺寸公差(Tolerances)

可以允许的误差范围。

43、模具型腔(Tool Cavity)

指一空间,珠粒充满其中形成模型。

44、凹槽(Undercut)

指模型和出模机构或活块通道等之间阻碍部位。

45、公用资源(Utilities)

蒸汽、水、压缩空气和水管等。

46、气孔槽(Vent lands)

指分布于分模面上很薄的一些小槽,便于型腔排除气体。

47、空心销棒(Vented Pin Pulls)

空心销棒可以通过其内部传递蒸汽。

48、通水管道(Water Manifolds)

安装在气室内的铜管,水通过它喷向型腔背面。

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