沈國春　朱海霞　高靜萍　張玉蓉

（揚(yáng)州賽爾達(dá)尼龍制造有限公司，揚(yáng)州 225800）

尼龍輪輞零件加工中的新型澆注模具設(shè)計

沈國春朱海霞高靜萍張玉蓉

（揚(yáng)州賽爾達(dá)尼龍制造有限公司，揚(yáng)州 225800）

尼龍輪輞零件加工中的新型澆注模具設(shè)計，是在改變傳統(tǒng)成型注射工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。新型澆筑模具運(yùn)用了新材料，采用熱處理（加溫系統(tǒng)、分型面封閉）方式，有效解決了尼龍輪輞零件加工過程中容易出現(xiàn)的氣孔、漏料、澆不滿等多種質(zhì)量問題，提升了尼龍輪輞零件的使用價值。

尼龍輪輞零件 加工 新型澆筑模具 設(shè)計

尼龍長期作為一種熱塑性材料，在化工、電氣、儀表等制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，主要制造一些減磨耐磨性質(zhì)的零件。在制造過程中，它所選用的工藝為注射成型，而且大多數(shù)的模型采用傳統(tǒng)的注射模結(jié)構(gòu)。近年來，新型澆筑模具工藝引起社會各界的關(guān)注，采用新型澆筑模具工藝所制造出來的尼龍輪輞零件具有強(qiáng)度高、剛性好、減磨耐磨、耐油且耐腐蝕等優(yōu)良性能，能夠有效提升尼龍輪輞零件的使用價值。基于此，本文對尼龍輪輞零件加工中的新型澆注模具設(shè)計展開闡述，期望能夠產(chǎn)生一定的積極作用。

1　尼龍輪輞零件加工

傳統(tǒng)的尼龍輪輞零件澆筑模具設(shè)計工藝為：將兩種液態(tài)原料混合進(jìn)行澆筑，且通過底部料口將混合后的原料注入到內(nèi)澆口、橫澆道及型腔，且在此過程中要科學(xué)控制混合料的流速、溫度，且保證混合料的重量澆筑滿足輪輞零件加工的要求。這種傳統(tǒng)型的尼龍輪輞零件澆筑模具設(shè)計工藝常常會出現(xiàn)以下幾點(diǎn)問題：（1）輪輞零件的加工過程中，在澆口部位容易出現(xiàn)氣孔現(xiàn)象；（2）輪輞零件頂部容易出現(xiàn)大面積的縮孔現(xiàn)象；（3）輪輞零件局部區(qū)域容易出現(xiàn)排氣不暢、澆筑不滿等現(xiàn)象；（4）輪輞零件分型面以及型芯的配合面容易出現(xiàn)漏料現(xiàn)象。因此，現(xiàn)代尼龍輪輞零件加工打破這種傳統(tǒng)的澆筑工藝，全面落實新型澆注模具工藝。下面將具體介紹新型澆注模具工藝。

1.1新型澆注模具工藝的模具材料選取及熱處理方法

新型澆注模具工藝的模具材料選取：根據(jù)所要設(shè)計制造的尼龍輪輞零件的外形特征、厚度尺寸大小等，選取強(qiáng)度高、好減磨耐磨的制作材料（如鍛鋁）。

熱處理方法：為了有效延長澆筑模具的使用壽命，需要在動、定模板（鍛鋁材料）的便面進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理，也就是熱處理。

1.2新型澆注模具設(shè)計系統(tǒng)介紹

設(shè)計之前，需要充分考慮所選用材料的工藝特點(diǎn)，根據(jù)材料的工藝特點(diǎn)，采用恰當(dāng)?shù)臐仓到y(tǒng)，且保證澆筑系統(tǒng)中的液體平穩(wěn)流動，連續(xù)無沖擊地在型腔中充滿。與此同時，要阻止氣體被液體帶入，從而有效保障原料的交聯(lián)反應(yīng)中所產(chǎn)生的奇特能夠順利排出，有效避免氣孔、縮松、縮孔等現(xiàn)象的發(fā)生，提升澆筑模具的制造質(zhì)量。根據(jù)上述特點(diǎn)，在澆筑模具的設(shè)計及制造中，均要采用底注式交口。同時，在類似金屬型模具設(shè)計中，要在內(nèi)澆口結(jié)構(gòu)的支持下，進(jìn)行橫澆道澆筑。除此之外，在澆筑過程中，需要先將混合料注入到橫澆道（通過噴嘴），且要科學(xué)控制混合料的流速，按照層流的方式促使混合料進(jìn)入內(nèi)澆口以及型腔，最終實現(xiàn)自下而上、循序漸進(jìn)的充滿。這樣的設(shè)計優(yōu)勢有利于型腔排氣，有效避免零件接口與交口之間出現(xiàn)氣孔現(xiàn)象。另外，值得注意的是，將澆筑設(shè)備的噴嘴尺寸設(shè)計為20mm×6.2mm，以保證料頭能夠順利完成脫模，并且通過將橫澆道截面局部增大，保證與底面的距離為6mm，與其他部位之間的距離縮小，有效保證密封槽部分材料的強(qiáng)度能夠滿足制造要求，從而有效延長澆筑模具的使用壽命。

2　細(xì)化分解新型澆筑模具工藝設(shè)計

2.1橫澆道設(shè)計制造

新型澆筑模具工藝中的橫澆道設(shè)計，作用在于有效減緩液體的流動，及時避免反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的氣體進(jìn)入型腔，目的在于提升澆筑模具的使用價值。但是，由于橫澆道的橫截面積一般大于內(nèi)澆口的橫截面積，為了有效避免氣體的卷入，需要采取梯形結(jié)構(gòu)。

2.2內(nèi)澆口設(shè)計制造

在新型澆筑模具工藝的指導(dǎo)下，內(nèi)澆口的設(shè)計位置需要盡可能與型腔開設(shè)位置相同，但是要避免直對型芯（或者直對型腔中的突出部分）。這樣設(shè)計的目的為了有效避免反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的氣體卷入。另外，為了保證澆筑零件能夠?qū)崿F(xiàn)同步凝固，需要將內(nèi)澆口開設(shè)在薄壁處。除此之外，要保證澆筑零件的接口與內(nèi)澆口之間的橫截面厚度不得超過鑄件壁厚的1/2，特殊情況下，不得超過澆注零件壁厚的2/3。

2.3冒口設(shè)計制造

冒口的設(shè)計及制造，要盡可能將冒口安排在能夠產(chǎn)生縮孔的區(qū)域。這樣做的目的為了使能夠產(chǎn)生縮孔現(xiàn)象的區(qū)域在凝固時，能夠通過冒口及時獲得液體的補(bǔ)縮，降低澆筑失敗率。另外，冒口的重量設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足足夠存續(xù)能量的要求，并且保證冒口能夠順利且通暢自由地送達(dá)要求補(bǔ)縮的區(qū)域。也就是說，在保證有效補(bǔ)縮的狀態(tài)下，冒口的設(shè)計及制造要盡可能的小，在整個澆筑零件重量所占份額為1/4左右。

2.4模板與型芯之間的配合度要求

澆筑模具選用強(qiáng)度高、剛性強(qiáng)、減磨耐磨、耐油耐腐蝕的尼龍材料。在澆筑過程中，要保證混合液的流動性，且采取注射的方式，有效降低漏料的發(fā)生率。經(jīng)反復(fù)工藝實驗證實，模板與型芯之間實施注射尼龍混合料方式，是杜絕漏料現(xiàn)象發(fā)生的重要手段。

2.5新型澆筑模具分型面的密封設(shè)計及制造

為了有效延長模具的使用壽命，也就是提升模具的設(shè)計制造質(zhì)量，且有效避免漏料、氣孔、縮孔等不良現(xiàn)象的發(fā)生，需要在設(shè)計中采用6mm的硅橡膠密封繩，并且保證密封槽的尺寸為5.7mm×5.5mm，保證新型澆筑模具分型面的密封要與型腔外形相符。

3　設(shè)計成果及探討

經(jīng)過反復(fù)的新型澆筑模具工藝設(shè)計實驗發(fā)現(xiàn)，新型的澆筑模具工藝是對傳統(tǒng)澆筑模具工藝的極大優(yōu)化，而且新型澆筑模具工藝已經(jīng)處于穩(wěn)定成熟發(fā)展階段，廣泛應(yīng)用于我國各個領(lǐng)域，如化工、電氣、儀表等制造領(lǐng)域。另外，新型澆筑模具工藝彌補(bǔ)了我國生產(chǎn)高強(qiáng)度尼龍產(chǎn)品的空白，如新型澆筑模具工藝應(yīng)用在汽車制造業(yè)，車輛的輪胎均采用新型澆筑結(jié)構(gòu)，極大提升了行車的安全性，能夠有效控制交通事故的發(fā)生率。另外，形象澆筑模具工藝具有較為寬廣的市場，未來發(fā)展前景一片光明。但是，我國應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)自主研發(fā)。目前，我國的尼龍材料仍然以國際進(jìn)口為主，因此提升我國原材料自主研發(fā)是當(dāng)務(wù)之急。除此之外，需要強(qiáng)化新型澆筑模具工藝設(shè)計及制造人才的培養(yǎng)，保證足夠的人才儲備，全面提升我國的供給競爭軟實力，促進(jìn)我國尼龍產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

4　尼龍輪輞零件加工澆筑模具未來的設(shè)計方向

未來，尼龍輪輞零件加工澆筑模具未來的設(shè)計將呈現(xiàn)數(shù)字化。從設(shè)計到制造的過程主要包括：設(shè)計產(chǎn)品圖——模腔布置——分型設(shè)計——模架設(shè)計——冷卻水道——澆筑系統(tǒng)——三維模具。利用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，改變傳統(tǒng)的澆筑模具繁雜的設(shè)計及制造程序，解決尼龍輪輞零件加工密度低等問題。另外，數(shù)字化的澆筑模具能夠極大程度地提升工作效率，且保證工作質(zhì)量，有效減小尼龍輪輞零件的體積，且不會發(fā)生形變，能夠快速成型，保持新型澆筑模具的優(yōu)勢。簡言之，它具有強(qiáng)度高、剛性好、減磨耐磨、耐油且耐腐蝕等優(yōu)良性能。另外，經(jīng)數(shù)字化技術(shù)設(shè)計后，尼龍輪輞零件加工中的澆筑模具呈三維形態(tài)，更加立體化。此外，在材料選用上，需要利用復(fù)合粉末作為制造原料，然后利用激光燒結(jié)技術(shù)，對模具鑲塊進(jìn)行型坯。如此所得到的澆筑模具經(jīng)打磨和拋光處理后，便可以裝配到模架上，進(jìn)行批量生產(chǎn)。數(shù)字化澆筑模具更加集約，充分彰顯出降耗節(jié)能的原則，對社會發(fā)展具有良性作用。總之，尼龍輪輞零件加工澆筑模具未來的設(shè)計方向——數(shù)字化，是在數(shù)字信息技術(shù)高速發(fā)展（成熟）的狀態(tài)下形成的，具有較好的應(yīng)用市場，可拓展空間大，發(fā)展前景一片光明。因此，我國應(yīng)當(dāng)不斷提升我國數(shù)字化澆筑模具設(shè)計、制造技術(shù)的自主研發(fā)能力，培養(yǎng)專業(yè)的高素質(zhì)、復(fù)合型、創(chuàng)新型數(shù)字化尼龍輪輞零件加工人才，且做好相應(yīng)的人才儲備工作。此外，要在現(xiàn)有的工作狀態(tài)基礎(chǔ)上，積極探索數(shù)字化發(fā)展渠道，拓展我國尼龍輪輞零件的國際應(yīng)用市場，提升核心競爭力，從而保障我國尼龍輪輞零件加工行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

5　結(jié)語

總而言之，尼龍輪輞零件加工中的新型澆注模具設(shè)計需要結(jié)合設(shè)計要求及企業(yè)發(fā)展實際需要來確定，并且應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)尼龍原材料的自主研發(fā)，強(qiáng)化人才儲備力量，保證在設(shè)計過程中充分彰顯出可持續(xù)發(fā)展原則，盡可能保證橫澆道、內(nèi)澆口、冒口、模板與型芯之間的配合度、模具分型面的密封度符合相關(guān)要求，從而有效推動我國尼龍模具產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展，同時帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的崛起與發(fā)展。另外，數(shù)字化是尼龍輪輞零件加工澆筑模具未來的設(shè)計方向，需要不斷提升我國數(shù)字化澆筑模具設(shè)計、制造技術(shù)的自主研發(fā)能力，提升我國尼龍輪輞零件加工產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，縮小與世界發(fā)達(dá)水平之間的差距，從而促進(jìn)我國尼龍輪輞零件加工行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

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Design of A New Type of Casting Mould for the Processing of Nylon Rim Parts

SHEN Guochun,ZHU Haixia, GAO Jingping, ZHANG Yurong
(Yangzhou saierda nylon manufacturing Co. Ltd, Yangzhou 225800)

Nylon rim parts processing new cast mould design, is i n the changes of traditional injection molding based on, new casting mould using new materials, by heat treatment (heating system, sub surface closed), effectively solves the nylon wheel rim parts machining process i s e asy to appear the blowhole, various quality problems of material leakage and misrun and enhance the use value of the nylon rim parts.

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