鋅合金壓鑄件錐形澆道設(shè)計(jì)方法

1.錐形澆道原理

應(yīng)用水力學(xué)的一個(gè)原理：金屬流動(dòng)的連續(xù)性，在一定的時(shí)間內(nèi)，流入、流出某一部位的流體總量是相等的。設(shè)計(jì)時(shí)使流道的截面積從噴嘴到內(nèi)澆口逐漸減小。

其好處：

1）通過控制金屬液流動(dòng)速度，來減少流道內(nèi)壓力的損失，并使金屬液流動(dòng)速度加快，有利于充填。

2)使金屬液在澆注系統(tǒng)中處于充滿狀態(tài)，從而有效降低氣體混入金屬液中。

3)澆注系統(tǒng)輕巧，節(jié)省金屬。

結(jié)論：金屬液在錐形澆道中，流動(dòng)速度與截面積成反比。截面積逐漸減小，流動(dòng)速度逐漸加快。

2．選擇整體前流的填充形式

澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步是需要確定金屬液以什么樣的方式進(jìn)入型腔并填充型腔，對鋅合金壓鑄最理想的方式是整體前流、霧狀充填，即讓金屬液有一個(gè)穩(wěn)定的流動(dòng)前沿（整體前流）,快速、均勻地填充整個(gè)型腔，將型腔內(nèi)的氣體通過排氣道排出模外，并避免金屬液回流產(chǎn)生渦流。霧狀充填可把氣體打碎成極微小的氣泡，均勻彌散在壓鑄件中，通常不影響力學(xué)性能。

3．金屬液進(jìn)入型腔的射流方向

(1)射流角度

在錐形澆道中，金屬液通過內(nèi)澆道進(jìn)入型腔，都是呈一定角度的，而不是直角射人，射流的角度由兩個(gè)分速度決定：①金屬液沿橫澆道方向前進(jìn)的水平分速度；②由金屬壓力作用產(chǎn)生的垂直分速度。

(2)作用

選擇射流角度可以控制金屬液進(jìn)入型腔的方向。設(shè)計(jì)模具時(shí)，要確定內(nèi)澆道的截面積，選擇合適的角度，試模時(shí)，發(fā)現(xiàn)問題，可以從這兩方面進(jìn)行調(diào)整、修正。如發(fā)現(xiàn)鑄件某一部位欠鑄，可調(diào)整金屬射流方向先充填這一部位。鋅合金充型速度一般是40 m/s左右，在高壓高速的作用下，金屬液開始進(jìn)入型腔是以噴射流充型，在填充過程受到碰撞、摩擦、阻力等不斷損耗時(shí)，噴射流變成壓力流。因此，噴射流充填的部位比由壓力流充填的部位的表面質(zhì)量要好，而缺陷的產(chǎn)生，尤其是花紋易出現(xiàn)于壓力流充填的部位。

(3)射流角度的確定

為了使進(jìn)入型腔的金屬液按設(shè)想的方向迅速充填各部位，不留下死角，需確定射流角度。根據(jù)鑄件的幾何形狀，以及所需要的射流方向來定，一般在25°~50°。

方法一：射流角度由：由（橫澆道面積Ar/內(nèi)澆道面積Ag）的比率而定。

Ar為內(nèi)澆道始端橫澆道的截面積，Ag為內(nèi)澆道截面積，例如Ar/Ag=1.0時(shí)，射流角度為45°。

方法二：通過流道的位置設(shè)計(jì)來獲得所需的射流方向。如在流道某些部位做成彎位，以改變金屬的射流方向，在澆道的不同位置上，金屬液進(jìn)入型腔的射流方向是不同的。

射流角度是隨橫澆道和內(nèi)澆口截面積的變化而變化。控制射流角度，可改善鑄件某一部位的欠鑄情況，利于排氣。

內(nèi)澆口面積一樣，而射流角度不同時(shí)的不同的特點(diǎn)。

有效截面=內(nèi)澆口截面×cosθ

當(dāng)角度越小

①金屬液進(jìn)入型腔方向趨于垂直。

②有效截面大，利于充滿型腔。

③澆道面積Ar大，澆注系統(tǒng)耗用金屬多。

當(dāng)角度越大

①金屬液進(jìn)入型腔方向趨于平緩。

②有效截面小，只能加大壓力，加大流量，以滿足充滿型腔的要求，這涉及到機(jī)器性能。

③澆道面積Ar小，澆注系統(tǒng)耗用金屬少。