鋁壓鑄件毛刺預防對策及去除新方法
2021-9-12 瀏覽: 1513 作者: 冉從旭
針對光電產品基座壓鑄件中存在毛刺的問題，對其產生的原因及去除方法進行了分析，并提出了預防措施和去除的新技術，即通過控制壓鑄工藝參數及調整模具結構來避免毛刺的產生，采用熱能去毛刺新技術去除毛刺。這兩種方法具有適用范圍廣、夾具簡單、成本低、處理能力快、循環時間短的特點。
關鍵詞：壓鑄成型；毛刺；熱能去毛刺
在壓鑄生產中，壓鑄件在分型面、型芯配合邊緣上出現金屬薄片，我們稱之為毛刺。毛刺的存在是壓鑄件最常見的問題，它不僅會影響產品的尺寸、裝配精度，還會嚴重影響產品的外觀。毛刺的多寡是衡量壓鑄件品質好壞的重要指標之一，毛刺越多，質量標準也就越低。
在實際工業生產中，對于壓鑄件去除毛刺的問題，各個企業都沒有根本的辦法來徹底解決。 從某種意義來講，毛刺的產生還是帶有行業的客觀存在性和必然性的。 其產生原因主要有模具動、定模未勾配好，壓鑄機各種壓射條件設置未調整到最佳狀態，模具結構如澆道、排氣設計不合理等。而且即使前述各項因素都沒有問題的情況下，初期生產的產品沒有毛刺，但隨時間推移，模具內的臟污、磨損等原因同樣也會使該模具生產出來的產品產生毛刺。由此而產生的反復洗模、修模還會影響生產效率以及模具的使用壽命。由此可見，對壓鑄件毛刺的分析及毛刺去除方法的研究具有重要的現實價值。本文通過分析某光電產品基座壓鑄件毛刺產生的原因， 提出針對性的合理有效的預防和去除毛刺方案。
1.壓鑄件毛刺的產生及原因分析
分析的鋁壓鑄件三維實體如圖1。其上面要安裝鏡片、軸承、線圈等，一共近50個精密零件，X、Y、Z 3個軸向主、副軸及孔等的位置公差最小在0.005 mm，各鏡片安裝角度偏差在0.5°以下，屬于精密壓鑄件，毛刺的控制也就非常嚴格。我們通過對該產品在近幾年工程不良信息統計分析，發現在影響其質量的因素中，毛刺是主要因素之一。 該產品產生毛刺的部位如圖2。其中1-主軸毛刺；2-方孔毛刺；3-滑塊毛刺；4-周邊毛刺；5-連接線毛刺；6-副軸側毛刺；7-頂針毛刺。 下面我們對以上部位的毛刺及成因進行具體分析，如表1。
2.去除毛刺的措施
（1）避免毛刺的產生
在生產過程中，毛刺產生的因素是多方面的，主要有壓鑄機性能的穩定性、壓鑄工藝參數的選用、合金成分及熔煉工藝、脫模劑的使用、模具結構的合理和制造質量。從工程實際來說，壓鑄機的性能、模具結構都是很少改變的，因此，如何調整壓鑄工藝參數及對模具的一些簡單修理，從而提高產品質量顯得特別重要。本文結合實際經驗，總結了壓鑄模具和工藝參數可能產生毛刺的原因及預防對策，如表2、表3。
因此，結合以上分析，認為實際操作時可以先從調整壓鑄工藝參數著手， 在成型階段就能夠避免毛刺的產生，可以省去后續去毛刺的工序。例如，本文壓鑄件的外周毛刺，它的不良率較低，而且存在著一定的不穩定性，查看當時的注射速度，也高于標準設定值，將注射速度從0.9回調到0.8，模溫保持在90~95 ℃，毛刺消失。
又如，6處毛刺(副軸側毛刺)：此處準12的孔端面出現線毛刺，線毛刺厚度達0.02 mm，后續工序很難將其去除。查看模具情況，是因為Φ12 mm孔抽芯滑塊和型腔鑲塊之間存在互運動，生產時間長了產生磨損而存在間隙，壓鑄成型時滲入鋁液而產生線毛刺，在滑塊磨損部分焊接上0.02 mm的墊片，毛刺消失。
（2）傳統去毛刺的方法
壓鑄件傳統的去毛刺方法由人工采用銼刀、刀具等手工工具對毛刺逐一去除，該方法耗工時長，生產效率低，而且像本文中的精密壓鑄件，對其精度要求高，因此人工去毛刺不能滿足使用的要求。另外，在用沖壓模去除冒口的時候也能將鑄件外周毛刺去除， 但該方法對內部結構處及細節處的毛刺不能去除。
（3）去除毛刺新方法
對于本文中的壓鑄件，采用了一種新技術去除毛刺，即熱能去毛刺。熱能去毛刺的工作原理為：將所需去毛刺的零件，放在密閉容器內，然后充入一定量的氫氣(或甲烷)和氧氣，經火花塞點燃以后，混合氣體在瞬間內反應，放出大量的熱，使毛刺(飛邊)在高溫(約3 000 ℃)，高壓(充氣壓力的20倍)，高速(8倍音速)作用下，加熱自燃，而達到去除毛刺(飛邊)的目的。
毛刺相對零件基體來說，其表面積大而且體積相對較小，從而可以吸收到更多的熱量，又因氣體的穿透性很好，無孔不入，所以對于一些用手工難以去除的零件毛刺有很好地去除效果。毛刺根部一般會比較細且薄， 這樣的話就能很好的抑制熱量向零件內部傳遞，況且這個反應的時間非常短，所以只有細小的毛刺可以燃燒去除。由于產生的熱量對零件的主
體不會產生什么影響， 所以一般不會使零件的各項基礎性能發生變化，而且去毛刺的效率很高，工藝性能穩定。
用以前的方法， 去毛刺質量難以保證， 效果不穩定，組裝后殘余毛刺因流體作用脫落剝離，以致可能影響產品的性能，而熱能去毛刺法對此類產品有較好的效果。本文鑄件用熱能毛刺機去除毛刺后的局部放大如圖3所示，可以看出，該鑄件毛刺基本都去除了，沒有殘留，而且沒有引起制品的二次損，尤其是在形狀復雜的細小部位。
3.結論
通過對光電產品基座壓鑄件毛刺產生原因及去除方法的分析，提出兩種可行的方案：一是通過控制壓鑄工藝參數及調整模具結構來避免毛刺的產生；二是采用新技術——熱能去毛刺的方法去除毛刺，該方法具有適用范圍廣、夾具簡單、成本低、處理能力快、循環時間短的特點。
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