尼龙轮辋零件加工中的新型浇注模具设计

沈国春　朱海霞　高静萍　张玉蓉

（扬州赛尔达尼龙制造有限公司，扬州 225800）

尼龙轮辋零件加工中的新型浇注模具设计

沈国春朱海霞高静萍张玉蓉

（扬州赛尔达尼龙制造有限公司，扬州 225800）

尼龙轮辋零件加工中的新型浇注模具设计，是在改变传统成型注射工艺的基础上进行的。新型浇筑模具运用了新材料，采用热处理（加温系统、分型面封闭）方式，有效解决了尼龙轮辋零件加工过程中容易出现的气孔、漏料、浇不满等多种质量问题，提升了尼龙轮辋零件的使用价值。

尼龙轮辋零件 加工 新型浇筑模具 设计

尼龙长期作为一种热塑性材料，在化工、电气、仪表等制造领域广泛应用，主要制造一些减磨耐磨性质的零件。在制造过程中，它所选用的工艺为注射成型，而且大多数的模型采用传统的注射模结构。近年来，新型浇筑模具工艺引起社会各界的关注，采用新型浇筑模具工艺所制造出来的尼龙轮辋零件具有强度高、刚性好、减磨耐磨、耐油且耐腐蚀等优良性能，能够有效提升尼龙轮辋零件的使用价值。基于此，本文对尼龙轮辋零件加工中的新型浇注模具设计展开阐述，期望能够产生一定的积极作用。

1　尼龙轮辋零件加工

传统的尼龙轮辋零件浇筑模具设计工艺为：将两种液态原料混合进行浇筑，且通过底部料口将混合后的原料注入到内浇口、横浇道及型腔，且在此过程中要科学控制混合料的流速、温度，且保证混合料的重量浇筑满足轮辋零件加工的要求。这种传统型的尼龙轮辋零件浇筑模具设计工艺常常会出现以下几点问题：（1）轮辋零件的加工过程中，在浇口部位容易出现气孔现象；（2）轮辋零件顶部容易出现大面积的缩孔现象；（3）轮辋零件局部区域容易出现排气不畅、浇筑不满等现象；（4）轮辋零件分型面以及型芯的配合面容易出现漏料现象。因此，现代尼龙轮辋零件加工打破这种传统的浇筑工艺，全面落实新型浇注模具工艺。下面将具体介绍新型浇注模具工艺。

1.1新型浇注模具工艺的模具材料选取及热处理方法

新型浇注模具工艺的模具材料选取：根据所要设计制造的尼龙轮辋零件的外形特征、厚度尺寸大小等，选取强度高、好减磨耐磨的制作材料（如锻铝）。

热处理方法：为了有效延长浇筑模具的使用寿命，需要在动、定模板（锻铝材料）的便面进行硬质阳极氧化处理，也就是热处理。

1.2新型浇注模具设计系统介绍

设计之前，需要充分考虑所选用材料的工艺特点，根据材料的工艺特点，采用恰当的浇筑系统，且保证浇筑系统中的液体平稳流动，连续无冲击地在型腔中充满。与此同时，要阻止气体被液体带入，从而有效保障原料的交联反应中所产生的奇特能够顺利排出，有效避免气孔、缩松、缩孔等现象的发生，提升浇筑模具的制造质量。根据上述特点，在浇筑模具的设计及制造中，均要采用底注式交口。同时，在类似金属型模具设计中，要在内浇口结构的支持下，进行横浇道浇筑。除此之外，在浇筑过程中，需要先将混合料注入到横浇道（通过喷嘴），且要科学控制混合料的流速，按照层流的方式促使混合料进入内浇口以及型腔，最终实现自下而上、循序渐进的充满。这样的设计优势有利于型腔排气，有效避免零件接口与交口之间出现气孔现象。另外，值得注意的是，将浇筑设备的喷嘴尺寸设计为20mm×6.2mm，以保证料头能够顺利完成脱模，并且通过将横浇道截面局部增大，保证与底面的距离为6mm，与其他部位之间的距离缩小，有效保证密封槽部分材料的强度能够满足制造要求，从而有效延长浇筑模具的使用寿命。

2　细化分解新型浇筑模具工艺设计

2.1横浇道设计制造

新型浇筑模具工艺中的横浇道设计，作用在于有效减缓液体的流动，及时避免反应过程中所产生的气体进入型腔，目的在于提升浇筑模具的使用价值。但是，由于横浇道的横截面积一般大于内浇口的横截面积，为了有效避免气体的卷入，需要采取梯形结构。

2.2内浇口设计制造

在新型浇筑模具工艺的指导下，内浇口的设计位置需要尽可能与型腔开设位置相同，但是要避免直对型芯（或者直对型腔中的突出部分）。这样设计的目的为了有效避免反应过程中所产生的气体卷入。另外，为了保证浇筑零件能够实现同步凝固，需要将内浇口开设在薄壁处。除此之外，要保证浇筑零件的接口与内浇口之间的横截面厚度不得超过铸件壁厚的1/2，特殊情况下，不得超过浇注零件壁厚的2/3。

2.3冒口设计制造

冒口的设计及制造，要尽可能将冒口安排在能够产生缩孔的区域。这样做的目的为了使能够产生缩孔现象的区域在凝固时，能够通过冒口及时获得液体的补缩，降低浇筑失败率。另外，冒口的重量设计应当满足足够存续能量的要求，并且保证冒口能够顺利且通畅自由地送达要求补缩的区域。也就是说，在保证有效补缩的状态下，冒口的设计及制造要尽可能的小，在整个浇筑零件重量所占份额为1/4左右。

2.4模板与型芯之间的配合度要求

浇筑模具选用强度高、刚性强、减磨耐磨、耐油耐腐蚀的尼龙材料。在浇筑过程中，要保证混合液的流动性，且采取注射的方式，有效降低漏料的发生率。经反复工艺实验证实，模板与型芯之间实施注射尼龙混合料方式，是杜绝漏料现象发生的重要手段。

2.5新型浇筑模具分型面的密封设计及制造

为了有效延长模具的使用寿命，也就是提升模具的设计制造质量，且有效避免漏料、气孔、缩孔等不良现象的发生，需要在设计中采用6mm的硅橡胶密封绳，并且保证密封槽的尺寸为5.7mm×5.5mm，保证新型浇筑模具分型面的密封要与型腔外形相符。

3　设计成果及探讨

经过反复的新型浇筑模具工艺设计实验发现，新型的浇筑模具工艺是对传统浇筑模具工艺的极大优化，而且新型浇筑模具工艺已经处于稳定成熟发展阶段，广泛应用于我国各个领域，如化工、电气、仪表等制造领域。另外，新型浇筑模具工艺弥补了我国生产高强度尼龙产品的空白，如新型浇筑模具工艺应用在汽车制造业，车辆的轮胎均采用新型浇筑结构，极大提升了行车的安全性，能够有效控制交通事故的发生率。另外，形象浇筑模具工艺具有较为宽广的市场，未来发展前景一片光明。但是，我国应该加强技术自主研发。目前，我国的尼龙材料仍然以国际进口为主，因此提升我国原材料自主研发是当务之急。除此之外，需要强化新型浇筑模具工艺设计及制造人才的培养，保证足够的人才储备，全面提升我国的供给竞争软实力，促进我国尼龙产业的健康、可持续发展。

4　尼龙轮辋零件加工浇筑模具未来的设计方向

未来，尼龙轮辋零件加工浇筑模具未来的设计将呈现数字化。从设计到制造的过程主要包括：设计产品图——模腔布置——分型设计——模架设计——冷却水道——浇筑系统——三维模具。利用先进的数字化技术，改变传统的浇筑模具繁杂的设计及制造程序，解决尼龙轮辋零件加工密度低等问题。另外，数字化的浇筑模具能够极大程度地提升工作效率，且保证工作质量，有效减小尼龙轮辋零件的体积，且不会发生形变，能够快速成型，保持新型浇筑模具的优势。简言之，它具有强度高、刚性好、减磨耐磨、耐油且耐腐蚀等优良性能。另外，经数字化技术设计后，尼龙轮辋零件加工中的浇筑模具呈三维形态，更加立体化。此外，在材料选用上，需要利用复合粉末作为制造原料，然后利用激光烧结技术，对模具镶块进行型坯。如此所得到的浇筑模具经打磨和抛光处理后，便可以装配到模架上，进行批量生产。数字化浇筑模具更加集约，充分彰显出降耗节能的原则，对社会发展具有良性作用。总之，尼龙轮辋零件加工浇筑模具未来的设计方向——数字化，是在数字信息技术高速发展（成熟）的状态下形成的，具有较好的应用市场，可拓展空间大，发展前景一片光明。因此，我国应当不断提升我国数字化浇筑模具设计、制造技术的自主研发能力，培养专业的高素质、复合型、创新型数字化尼龙轮辋零件加工人才，且做好相应的人才储备工作。此外，要在现有的工作状态基础上，积极探索数字化发展渠道，拓展我国尼龙轮辋零件的国际应用市场，提升核心竞争力，从而保障我国尼龙轮辋零件加工行业的可持续性发展。

5　结语

总而言之，尼龙轮辋零件加工中的新型浇注模具设计需要结合设计要求及企业发展实际需要来确定，并且应当加强尼龙原材料的自主研发，强化人才储备力量，保证在设计过程中充分彰显出可持续发展原则，尽可能保证横浇道、内浇口、冒口、模板与型芯之间的配合度、模具分型面的密封度符合相关要求，从而有效推动我国尼龙模具产业的健康、可持续发展，同时带动相关产业的崛起与发展。另外，数字化是尼龙轮辋零件加工浇筑模具未来的设计方向，需要不断提升我国数字化浇筑模具设计、制造技术的自主研发能力，提升我国尼龙轮辋零件加工产业的核心竞争力，缩小与世界发达水平之间的差距，从而促进我国尼龙轮辋零件加工行业的健康、可持续发展。

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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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