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摘要：運用公式對氣缸前蓋壓鑄模型芯成形部位進行推出力計算，并分析受推面設置的局限性，采用特殊的二次脫模設計，使鑄件在推出時的開裂及變形現象得到有效解決。詳細介紹了有利推出鑄件的二次脫模壓鑄模具設計方法及應用過程，它是有效提高鑄件質量的方法之一。
關鍵詞：壓鑄模；氣缸前蓋；二次脫模；推出力
二次脫模就是在推出鑄件過程中經過兩次脫模，第一次脫模是指在壓鑄成形開模后在開模方向上的局部抽芯，第二次脫模是指鑄件的完全推出，二次脫模模具又稱開模側有預抽芯的模具。在壓鑄生產過程中，當壓鑄件局部包緊力過大時，如若強行推出鑄件，鑄件出現質量問題便不是偶然，所以需要在推出鑄件前實現局部提前脫模，以降低這種大包緊力對鑄件的影響，這樣在開模方向上就配有抽芯裝置。值得一提的是：本文的二次脫模裝置也可以說是局部提前脫模裝置，局部提前脫模的作用是在推出鑄件前通過抽芯去除較大包緊力阻礙，以使壓鑄件推出過程順暢。
1壓鑄生產推出過程分析
1.1傳統推出對策
根據不同的推出元件，以往的鑄件推出機構形式可分為推桿推出機構、推管推出機構、推件板推出機構、斜滑塊推出機構、齒輪傳動推出機構及多元件復合推出機構[2]，但無一例外的都沒有進行推出前的脫模處理。如圖1所示的氣缸前蓋壓鑄模動模視圖，在模具型腔的中間有一排四個較大的型芯，這些型芯將形成鑄件的四連孔，由于直徑大、深度深、斜度小、局部包緊力較大，模具在使用傳統的推出機構時，四連孔推出開裂變形現象較嚴重，良品率極低，量產成本大。經分析可以看出，在上述各種傳統推出方式中，有保證質量效果相對好的機構，但均不能解決推出鑄件時產生鑄件開裂變形的根本問題。
1.2二次脫模推出對策
二次脫模是在傳統推出機構的基礎上進行的改進，其推出效果發生了質的變化。傳統推出機構，受推面積設置僅局限在型芯周圍，設置推桿較困難，即使用推管推出，受推面積也嚴重不足。因為受推面積需大于等于受推力除以許用壓應力，如此大的受推面積要求，僅依靠在型芯周圍的環形面積上設置推管推出鑄件是無法滿足的。如果使用二次脫模抽芯機構,且在推出鑄件前抽芯，實現局部提前脫模，則此時的受推面將由原來的局部環形面積轉變為鑄件的全部投影面積，受推面積極大提高，如圖2二次脫模抽芯機構圖所示，模具套板上方安裝的液壓油缸通過連桿3控制豎滑塊4做上下運動，豎滑塊4利用其自身左側導滑臺階在導條7滑槽中做上下滑動，導條7固定在動模套板上，豎滑塊4再通過其自身右下方的反向斜臺階與橫滑塊5內部的T型斜槽結構配合并控制橫滑塊5做左右滑動，橫滑塊5帶動型芯1做抽插芯運動，如此實現鑄件局部提前脫模，鑄件質量顯著提高。
2二次脫模抽芯機構設計
2.1二次脫模抽芯機構的工作原理
二次脫模抽芯機構外觀圖如圖3所示。二次脫模抽芯機構的工作原理是：如圖3二次脫模抽芯機構外觀圖所示，動模套板6上部安裝液壓油缸，液壓油缸活塞桿與連桿3通過聯軸器連接在一起形成鉸接機構，實現聯動（液壓油缸安裝在件3正上方，圖中省略）；連桿3端頭置于豎滑塊4上方的T型槽頭中（如圖4所示）與豎滑塊4連接在一起形成鉸接機構，由于豎滑塊4受導條7的約束只能做豎直方向運動，這樣液壓油缸活塞桿與連桿3豎滑塊4形成聯動成整體上下滑動；另外，如圖2所示橫滑塊5、型芯壓板2、型芯1通過鎖緊螺釘8固結在一起，由于型芯1只能在型芯孔中以導柱的形式滑動，所以，橫滑塊5、型芯壓板2、型芯1成整體只能水平滑動；又由于豎滑塊4雙面有導向臺階，所以豎滑塊4可以驅動橫滑塊5運動，這樣在油缸活塞桿驅動下可以實現型芯1的抽插芯動作，當油缸活塞桿做伸出動作時，帶動連桿3豎滑塊4向下運動，橫滑塊5、型芯壓板2、型芯1成整體向右運動，實現模具的插芯動作。當油缸活塞桿做退向油缸動作時，帶動連桿3豎滑塊4向上運動，橫滑塊5、型芯壓板2、型芯1成整體向左運動，實現模具的抽芯動作，型芯1提前脫模。由于該機構主要是以豎滑塊驅動橫滑塊構成，所以運動可靠，結構科學合理。
2.2二次脫模抽芯機構尺寸設計
該二次脫模抽芯機構是經過多次計算并進行運動模擬之后，最終確定下來的方案，機構中的主要零件滑塊三維實體結構如圖4所示。二次脫模機構示意圖見圖5。二次脫模抽芯機構尺寸確定方法：（1）連桿3的兩端均設計為T型頭結構，使得機構安裝便捷；（2）通過在動模套板6上開槽，使連桿3安裝便捷，且機構設置緊湊；（3）機構進行插芯復位時，依靠型芯安裝板2與動模底面限位，實現精準復位；（4）型芯1內部設有點冷卻裝置，且型芯底面采用O型密封圈密封，并用型芯壓板3固定，確保冷卻管在橫滑塊5運動過程中無干涉、無泄漏；（5）在豎滑塊4左側設置導條7，機構運動可靠，豎滑塊4拆裝方便；（6）在豎滑塊4上設置有曲折油槽儲存潤滑脂，以便豎滑塊4驅動橫滑塊5運動順暢；（7）機構各零件均經過二維及三維數據化處理，以確保各處銜接可靠。
3結束語
壓鑄推出鑄件過程雖然是一個簡單的取件過程，但是處理不好將嚴重影響鑄件質量，甚至當所產生的影響不易被發現時更是后患無窮，所以針對不同的壓鑄件結構，需要提前預見，并進行必要的設計處理，比如在開模方向上設置預抽芯機構，確保在推出鑄件前，實現鑄件的局部提前脫模，壓鑄件的品質才可能越好。本文所述的裝置主要由簡單的滑塊零件組成，如圖5所示的二次脫模機構很簡單，模具成本不會增加很多，但是鑄件推出過程中的質量會得到極大改善，可供同行借鑒。
參考文獻：
[1]潘憲曾.壓鑄模設計手冊（第三卷）[M].北京：機械工業出版社，2000：50-51.
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[3]張玉璽.基于PQ2圖理論驗證模具設計和優化壓鑄工藝[J].鑄造，2010，59（5）：470-471.
作者:張玉璽 單位:寧波財經學院