第六章压铸机ppt课件.pptx

第六章 压铸机,主要内容,压铸机的工作原理与分类压铸机的本体结构压铸机的主要技术参数与选用新型压铸工艺装备简介,第一节 压铸机的工作原理与分类,一、压铸成形特点压力铸造简称压铸，它是将熔融合金在高压、高速条件下充型并在高压下冷却凝固成形的一种精密铸造方法，是发展较快的一种少无切削加工制造金属制品的方法。高压和高速是压铸区别于其他铸造方法的重要特征。,第一节 压铸机的工作原理与分类,压铸有以下主要特点：1) 压铸件尺寸精度和表面质量高。尺寸精度一般可达IT11IT13，最高可达IT9；表面粗糙度可达Ra3.2Ra0.4m。制品可不经机械加工或少量表面机械加工就可直接使用，并且可压铸成形薄壁(最小壁厚约0.3mm)、形状复杂、轮廓清晰的铸件。2) 压铸件组织致密，硬度和强度较高。因熔融合金在压力下结晶，冷却速度快，故表层金属组织致密，强度高，表面耐磨性好。3) 生产率高，易实现机械化和自动化。,第一节 压铸机的工作原理与分类,4)可采用镶铸法简化装配和制造工艺。压铸时将不同的零件或嵌件先放入压铸模内，一次压铸将其连接在一起，可代替部分装配工作量，又可改善制品局部的性能。5)压铸件易出现气孔和缩松，除充氧压铸件外一般不宜进行热处理。因压铸速度极快，模腔内的气体难以完全排除，金属液凝固后残留在铸件内部，形成细小的气孔；而厚壁处难以补缩易形成缩松。6)压铸模具结构复杂、材料及加工的要求高，模具制造费用高，适于大批量生产的制品。,第一节 压铸机的工作原理与分类,二、压铸机的分类、型号1压铸机的分类压铸机的分类主要按熔炼炉的设置、压射装置和锁模装置的布局等情况进行分类。具体类型有：(1)热压室压铸机 指金属熔炼和保温与压射装置连为一体的压铸机。(2)卧式冷压室压铸机 指金属熔炼部分与压射装置分开单独设置，压射冲头水平方向运动，锁模装置呈水平分布的压铸机。(3)立式冷压室压铸机 指金属熔炼部分与压射装置分开单独设置，压射冲头垂直方向运动，锁模装置呈水平分布的压铸机。,第一节 压铸机的工作原理与分类,(4)全立式冷压室压铸机 指金属熔炼部分与压射装置分开单独设置，压射冲头垂直方向运动，锁模装置呈垂直分布的压铸机。其中按压射冲头运动方向的不同还可分为上压式和下压式两种。上压式为压射冲头由下往上压射的压铸机；下压式为压射冲头自上而下压射的压铸机。不同类型的压铸机对模具的结构形式和安装、使用要求均有不同，生产上应注意合理选用。,冷室压铸机,第一节 压铸机的工作原理与分类,2压铸机型号表示压铸机型号主要反映压铸机类型和锁模力大小等基本参数。表示方法：J“J”表示“金属型铸造设备”，J后第一位阿拉伯数字表示压铸机所属“列”，有两大列，分别用“1”和“2”表示，“1”表示“冷压室”，“2”表示“热压室”；J后第二位阿拉伯数字表示压铸机所属“组”，共分9组，“1”表示“卧式”，“5”表示“立式”；第二位以后的数字表示锁模力的l/100kN；在型号后加有A、B、C、D字母时，表示第几次改型设计。,第一节 压铸机的工作原理与分类,三、压铸机的工作原理1热压室压铸机热压室压铸机压射部分与金属熔化部分连为一体，并浸在金属液中，如图6-1所示。装有金属液的坩埚6内放置一个压室5，压室与模具之间用鹅颈管相通。金属液从压室侧壁的通道a进入压室内腔和鹅颈通道c，鹅颈嘴b的高度应比坩埚内金属液最高液面略高。压射前，压射冲头4处于通道a的上方；压射时，压射冲头向下运动，当压射冲头封住通道a时。压射冲头将金属液压入模腔，充满型腔并保压适当时间后压射冲头提升复位。鹅颈通道内未凝固的金属液流回压室，坩埚内的金属液又向压室补充，待下一循环压射。压铸机锁模部分的结构与工作过程同塑料注射机相似。,第一节 压铸机的工作原理与分类,第一节 压铸机的工作原理与分类,2立式冷压室压铸机图6-2为立式冷压室压铸机工作原理图，锁模部分呈水平设置，负责模具的开、合模及压铸件的顶出工作；压射部分呈垂直设置，压射冲头3与反料冲头5可上下垂直运动。压室4与金属熔炉分开设置。压铸时，模具闭合，取一定量金属液倒入压室内，反料冲头上升堵住浇道b(图6-2a)。当压射冲头下降接触金属液时，反料冲头随压射冲头往下移动，使压室与模具浇道相通，金属液在压射冲头高压作用下，迅速充满模腔a成形(图6-2b)。压铸件冷却成形后，压射冲头上升复位，切断余料e并将其顶出压室，接着进行开模顶出压铸件(图6-2c)。,第一节 压铸机的工作原理与分类,3卧式冷压室压铸机成形过程如图6-3所示。压铸机压室与金属合金熔炉也是分开设置的，压室呈水平布置，并可从锁模中心向下偏移一定距离(部分压铸机偏移量可调)。压铸时，将金属液c注入压室中(图6-3a)；压射冲头向前压射，将金属液经模具内浇道a压射入模腔b，保压冷却成形(图6-3b)；冷却时间到开模，同时压射冲头继续前推，将余料e推出压室，让余料随动模1移动，压射冲头复位，等待下一循环。动模开模结束，顶出压铸件d，再合模进行下一循环工作。,第一节 压铸机的工作原理与分类,4全立式冷压室压铸机(1)压射冲头上压式压铸机图6-4所示为压射冲头上压式压铸机工作过程原理图。金属液2倒入压室3，模具闭合，压射冲头1上压，使金属液经过浇注系统进入模腔6，冷却成形后开模，压射冲头继续上升，推动余料7随铸件移动，通过模具顶出机构顶出压铸件及浇注系统，同时压射冲头复位。,第一节 压铸机的工作原理与分类,第一节 压铸机的工作原理与分类,(2)压射冲头下压式压铸机工作过程如图6-5所示。模具闭合后，将金属液3浇入压室2内，反料冲头在弹簧5作用下上升封住横浇道6，当压射冲头1下压时，迫使反料冲头后退，金属液经浇道进入模腔，冷却定形后开模，压射冲头复位，顶出机构顶出铸件及浇注系统凝料。推出机构复位后，反料冲头在弹簧作用下复位。,第二节 压铸机的本体结构,一、压铸机的结构形式及特点组成：合模机构、压射机构、机座、动力部分、液压与电气控制系统及其他辅助装置。需配备合金熔炉和保温炉。1热压室压铸机金属熔炼、保温部分与压射装置构成机床的铸料系统，压射装置直接浸没于金属液中。锁模装置类似于塑料注射机。图6-6为PLC控制的热压室压铸机的外形图。多为中小型机，易实现生产过程自动化，生产率高，金属消耗量少。但压室长时间浸没在高温的金属液中易被侵蚀，影响压射构件的使用寿命，增加合金中的杂质成分，导致压铸合金成分不纯。压射比压较小。目前多用于铅、锡、锌等低熔点合金铸件的生产。,第二节 压铸机的本体结构,第二节 压铸机的本体结构,2卧式冷压室压铸机不带金属熔炼和保温装置，压射装置和锁模装置呈水平分布，压射装置由压室和压射冲头组成，并可根据模具浇注系统需要向下偏移一定距离，机床上常配有自动加料装置。锁模装置与卧式塑料注射机相似。图6-7为J1116型卧式冷压室压铸机外形图。压室的工作条件比热压室好，可以采用大吨位的卧式压射缸，适合中大型压铸机。可用于铝合金、镁合金、铜合金及黑色金属的压铸成形。,第二节 压铸机的本体结构,第二节 压铸机的本体结构,3立式冷压室压铸机不带金属熔炼装置，压射装置呈垂直分布，由压室、压射冲头与反料冲头组成，进料口在机床模板中心处。锁模装置呈水平分布，其结构与卧式冷压室压铸机相同。占地面积较卧式压铸机小，金属液杂质上浮压射时不易进入模腔，有利于提高铸件质量。模具模腔可沿中心对称布置，使模具压力中心与压铸机锁模中心重合，便于压铸具有中心浇口的铸件。生产率较热压室和卧式冷压室压铸机低。金属液从压室进入模腔需经90转折，压力损失大。可用于锌、铝、镁和铜合金压铸件的生产。,第二节 压铸机的本体结构,卧式与立式冷压室压铸机相比，其压室结构较简单，故障少，维修方便，易于实现自动化；金属液流程短，压力和热量损失少，铸件致密性好。但卧式冷压室压铸机压室内的金属液与空气接触，产生氧化表面较大，而且氧化渣等杂质会进入模腔，影响压铸件质量。在卧式冷压室压铸机上使用的压铸模，通常要求浇注系统的主浇道位置向下偏置，以防压射冲头加压前金属液自行流入模腔。该压铸机可压铸的合金种类较多，适应性较强，特别是压铸铝合金方面应用广泛。但不便于压铸带有嵌件的铸件，生产中心浇口压铸件的压铸模结构复杂。,第二节 压铸机的本体结构,4全立式冷压室压铸机压射装置和锁模装置均呈垂直分布，总体结构类似于四柱液压机，其中按压射冲头运动方向的不同还可分为上压式和下压式两种。上压式为压射冲头由下往上压射的压铸机；下压式为压射冲头至上而下压射的压铸机。特点：模具水平放置，稳固可靠，安放嵌件方便。广泛用于压铸电动机转子类零件；金属液进入模腔时转折少，流程短，减少了压力和热量的损失；设备占地面积小。但设备高度大，不够稳定，铸件顶出后需人工取出，不易实现自动化生产。,第二节 压铸机的本体结构,二、压铸机的主要机构示例1压射装置压射装置是实现液态金属高速充型，并使金属液在高压下结晶凝固成铸件的重要机构。压射装置不仅要能达到压铸工艺要求的压射比压和压射速度，而且还应使压射过程的压射速度、压射力、压力建立时间等能方便地调节，以便更好的适应各种压铸工艺的要求。,第二节 压铸机的本体结构,(1)增压缸有背压压射装置 图6-8所示为J1113A型压铸机采用的三级压射增压机构。它由带缓冲器的普通液压缸和增压器组成，联合实现分级压射，具有两种速度和一次增压压射的机构。压室1和压射缸6固定在压射支架16上，支架底部装有升降器17，以便调节压射机构位置，使之与模具浇口套对准。,第二节 压铸机的本体结构,第一级压射：压力油经增压器的油孔14进入，由于增压器活塞的背压腔11有背压，增压活塞12不能前移，压力油经活塞中的单向阀进入压射缸的后腔，汇集在缓冲杆周围的分油器8中，由于节流阀杆9的作用，只有很小流量的压力油从分油器的中心孔进入，作用在压射活塞的缓冲杆端部截面上，作用力也小，因而压射活塞慢速前进，进行慢速压射，压射冲头2缓缓地封闭压室1注液口，以免金属液溢出，同时以利于压室中空气的排出和减少气体卷入。,第二节 压铸机的本体结构,第二级压射：当压射冲头越过注液口(即缓冲杆脱开分油器8时)，大流量压力油进入压射缸，推动压射活塞快速前进，实现快速压射充模。第三级压射：金属液充满模腔，压射活塞停止前进的瞬间，增压活塞及单向阀阀芯13前后压力不平衡，增压活塞因压差作用而前移，单向阀阀芯在弹簧10作用下自行关闭，实现压射增压。,第二节 压铸机的本体结构,压射结束后，只要压射缸前腔进入压力油，同时增压器的油孔14回油即实现压射冲头回程。回程后期由于缓冲杆重新插入分油器中，回程速度降低起缓冲作用。这种压射机构其压射速度和压射力均可按工艺要求进行调节。压射力的调节：当压射活塞面积一定时，压射力决定于增压压力，而增压压力的大小又决定于背压腔压力的大小。背压力越大增压力越小，反之亦然。背压力可通过接通背压腔油路上的单向顺序阀与单向节流阀配合调整。压射速度的调节：第一级低速压射速度，可通过节流阀杆9调节；第二级高速压射速度，由油口14的调节螺杆调整。,第二节 压铸机的本体结构,(2)增压缸无背压压射装置 图6-9所示为J1116型PLC控制压铸机的压射装置，采用分罐式压射增压结构。它用两个蓄能器分别对压射缸和增压缸进行快速增压，增压压力通过调整蓄能器压力来改变，压射速度、压射力和压力建立时间都能分别单独调节，互不影响。,第二节 压铸机的本体结构,第二节 压铸机的本体结构,工作过程：合模结束信号发讯后压射开始，压力油由油口13进入压射缸4进行慢速压射，当随动杆3离开行程感应开关5时，切换为快速压射，此时快速压射蓄能器的压力通过油口13进入压射缸进行快速压射，快速压射工作油同时进入增压缸起动阀12，当模腔内金属液充满，快速压射因突然停止引起的压力冲击使阀12换向，受阀12控制的增压缸控制阀8打开，增压蓄能器的压力油进入增压缸，推动增压活塞产生压射增压。,第二节 压铸机的本体结构,优点：压射速度高，反应与升压时间短；反应与升压时间可单独调节；压力稳定不受压射速度影响；增压压力可通过增压蓄能器上的减压阀直接进行调整；由于压射与增压蓄能器分开，互不干扰。该压射增压装置允许在很大范围内调整压铸工艺参数，对不同的铸件压铸成形，可以选择较佳的压铸工艺。,第二节 压铸机的本体结构,2合模装置压铸机的合模机构主要完成模具的开、合动作及压铸件的顶出等工作。要求合模机构动作既平稳又迅速，锁紧可靠，便于压铸模的装卸和模具的清理，压铸件的取出方便可靠。压铸机的合模机构与塑料注射机相似，也有全液压锁模和液压一机械联合锁模两大类。,第二节 压铸机的本体结构,图6-10为J1113A型压铸机采用的全液压合模机构。整个机构由合模缸组、活塞组、动模板5、充液箱2、填充阀3和增压器7等组成。V3为开模腔，V1为内合模腔，V2为外合模腔，活塞组中的差动活塞1和外活塞及动模板相连接。,第二节 压铸机的本体结构,全液压合模机构以油液为工作介质，又应用组合缸结构，所以工作平稳，推力大，效率高，可以获得比动力源大好几倍的输出力(达1020倍)。对于不同厚度的压铸模，安装时不需调整合模缸座的位置便可使用，省去了合模缸座位置调节机构，生产中压铸模的受热膨胀也能自动补偿而不影响合模力的大小。这种机构较简单，操作方便。但全液压合模机构的工作周期较长，尤其是大规格的压铸机，为具有更大锁模力，液压缸径更大，增压时间更长，影响生产率和增加动力消耗，且机构庞大，不便加工、维修。全液压合模机构一般用于小型或中型压铸机。对于大中型压铸机的合模机构，广泛采用液压一机械合模机构。,第二节 压铸机的本体结构,3液压系统液压系统是完成压铸工艺过程的动力和驱动部分。早期的压铸机大多采用电气元件和液压元件联合的控制系统，这类机型生产中仍在使用。随着现代科技的发展，可编程序控制技术等的应用日益普遍，许多新的液压阀和电气元器件得到应用。(1)J1113A型压铸机的液压系统 如图6-13所示，该系统压射与增压共用一个蓄能器，液压控制系统较为简单。液压控制原理如下：,第二节 压铸机的本体结构,1)压力控制和自动卸载2)合模与插芯3)锁模与压射4)开模与抽芯5)压射冲头回程6)机器中停,第二节 压铸机的本体结构,(2)J1116型PLC控制压铸机液压系统液压控制原理如下：1)系统工作压力的控制和自动卸压 2)不带液压抽、插芯动作的工作循环3)带液压侧抽芯时用先插芯后合模的方式工作（适于动模侧抽芯）4)带液压侧抽芯时用先合模后插芯的方式工作（适于定模侧抽芯）,第二节 压铸机的本体结构,4电气控制系统为增强压铸机的控制稳定性和可靠性，提高生产效率和节约能源，便于操作和维护，目前许多厂家生产的压铸机都采用了可编程序控制。,第二节 压铸机的本体结构,5辅助装置压铸机的辅助装置是根据需要在压铸机上增设的某些专门的机构，如冷压室压铸机的金属液保温炉及自动舀料机构，自动取件机械手，液压侧抽芯装置，为方便装模而设的合模部分拉杆与定模板自动分离操纵机构等。冷压室压铸机均需要把金属液从保温炉输送到压室。早期多为人工操作，目前多用自动浇注装置。这类装置常用的有三大类，即气压注料装置、取料机械手以及电磁泵。电磁泵按线性马达的原理工作，它没有运动部件，金属流动速度可以在非常精密的范围内进行调节。但因电磁泵由特殊陶瓷材料制造的主体需要经常更换，费用很高，故应用不多。,第二节 压铸机的本体结构,(1)气压注料装置 该类装置又有真空型和低压型两种。图6-17为真空型注料装置示意图，它是用一台与压室连通的真空泵把金属液吸入压室。合模后打开真空泵阀门，金属液沿供液管而上吸入压室，当延时时间到，压射冲头慢速压射。压射冲头自动切断真空泵及金属液供应，电磁阀关闭，等待下一个循环。低压型注料装置是把低压空气加在保温炉内熔池液面上，迫使金属液沿管道上升进入压室，该装置比真空系统简单，供液管不必与压室直接相连。为保证每次供给的金属液量相同，必须改变空气压力来补偿液面的变动。,第二节 压铸机的本体结构,第二节 压铸机的本体结构,(2)取料机械手 常见形式有“潜水鸭”式、直线滑道式和转臂式等。图6-18为“潜水鸭”式取料机械手示意图。装在转轴上的浇杯与金属流槽做成一体，浇杯浸没在液面下勺取金属液。调整浇杯的高低可以改变勺取金属液的量。其优点是结构简单，特别适于压射较大铸件的情况。缺点是金属流槽短，保温炉必须紧靠压铸机安装。,第二节 压铸机的本体结构,第二节 压铸机的本体结构,直线滑道式取料机械手 图6-19为直线滑道式取料机械手简图。滑道上挂一浇杯，取料时浇杯下降到熔池预定深度后上升，然后沿滑道移到压射室，倾倒浇杯，金属液就注入压室。,第二节 压铸机的本体结构,转臂式取料机械手 图6-20为转臂式取料机械手示意图。转臂绕熔炉和压室之间的转轴转动，用浇杯勺取金属液，移动到压室附近时，转动浇杯将金属液倒人压室。为保证每次勺取的金属液量相同，常用低压探针探测熔池金属液面的位置，以确定浇杯下降的深度。,第二节 压铸机的本体结构,为克服夹带氧化物的问题，研制了由底部充填金属液的浇杯，如图6-21所示。该浇杯浸入溶池，但上表面始终处于液面之上。拔起底部锥塞后，金属液充入浇杯，重新塞上锥塞，将浇杯移至压室注入孔正上方位置后，拔起锥塞浇注金属液。为防止锥塞泄露金属液，设计了锥塞转动塞紧结构可有效防止塞孔处泄露问题的发生。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,一、压铸机主要技术参数压铸机的性能参数包括：压射、合模及设备技术经济指标三个部分的内容。1合模力指压铸机的合模装置对模具所能施加的最大夹紧力，单位常用kN。它限制了设备所能成形制品的最大投影面积。2压射力指压射冲头作用于金属液的最大力，单位常用kN。压射过程中设备作用于金属液的压射力不是恒定不变的，它的大小随不同的压射阶段而改变，在金属液充满模腔的瞬间升至最大值。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,3压射比压压射冲头作用于单位面积金属液表面上的压力，单位常用MPa。压射比压是确保制品致密性和金属液充填能力的重要参数，其大小受压铸机的规格和压室直径的影响，它们之间的关系为 式中，p为压射比压(Pa)；F为压射力(N)；d为压室直径(m)；A为压射冲头截面积(m2)。4压室容量指压铸机的压室每次浇注能够容纳金属液的最大质量，单位常用kg，其大小与压室直径及压铸合金的种类有关，反映了设备能够成形制品的最大质量。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,5工作循环次数指压铸机每小时最高的循环周期数。它与设备的压射装置性能、合模装置性能、压铸合金的种类、压铸工艺参数、制品结构形状、模具结构等有关。因此，一般以设备的空循环时间来表示。空循环时间是在没有浇注、压射、保压、冷却及取出制品等动作的情况下，完成一次循环所需要的时间，它由合模、压射、压射退回、开模、顶出、顶出回退等动作过程组成。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,6合模部分基本尺寸它包括模板尺寸和拉杆有效间距、模板间距与模具最大、最小厚度等，这些参数决定了设备所用模具尺寸的大小和它们之间的安装关系。此外，压铸机的基本参数还有开模力、开模行程、顶出力和行程、浇注中心偏距、设备动力和外形尺寸大小等，它们从不同的角度反映出设备的性能和特征。压铸机的主要技术参数见表6-1。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,二、压铸机的选用压铸机的结构类型和规格有许多，实际生产中应根据产品的需要和具体情况选择压铸机。通常按压铸成形合金种类可大致确定压铸机的类型，如镁、锌合金及其他低熔点合金压铸成形通常选用热压室压铸机，而铝、铜合金及黑色金属压铸通常选用冷压室压铸机。冷压室压铸机又可根据压铸件的不同结构加以选择，如用中心浇口的制品比较适合于立式冷压室压铸机成形，而用侧浇口的制品较适合于卧式冷压室压铸机成形，带嵌件(如电动机转子)压铸件则较适合于全立式压铸机压铸成形。选定了压铸机类型之后，具体规格的确定需要对相关参数加以校核才能最终选定。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,1锁模力校核为保证压铸成形时不因胀模力在模具分型面上产生溢料，必须使设备提供的锁模力大于模具的胀模力，所需锁模力的大小与压射比压、压铸制品(含浇注与排溢系统)在开模方向上总的投影面积及胀模合力中心偏移情况有关。即 F锁KF胀 式中，F锁为锁模力(kN)；F胀为胀模力(kN)；K为安全系数，一般为11.3，小型薄壁铸件取小值，大型铸件取大值。胀模力F胀的大小可用下式计算 F胀=pA103 式中，p为压射比压(MPa)；A为压铸件及浇注系统、排溢系统在分型面上的投影面积(m2)。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,如图6-22所示，当模具带有侧抽芯机构时，其楔紧块的法向分力与胀模力是叠加在一起的，因此计算胀模力时应加上这个力。另外总胀模力中心偏离压铸机合模中心时，将使所需的锁模力进一步加大，所以校核锁模力时还应将其计算在内。具体计算方法如下：侧抽芯楔紧块法向分力为 F1=pA1tan103 式中，F1为楔紧块斜面的法向分力(kN)；Al为侧抽形芯成形部分沿抽芯方向的投影面积之和(m2)； 为楔紧块斜角。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,此时，使模具打开趋势的合力F合为 F合=F胀+F1=p(A+A1tan )103所需的锁模力为 F锁KF合考虑F合中心与锁模力中心偏离因素影响，锁模力应满足下式要求： F锁KF合(l1+l0)/l1式中，l1为模具边缘至压铸机锁模中心的距离(mm)；l0为模具打开趋势合力至压铸机锁模中心的距离(mm)。,2022/11/18,材料成形设备,67,第三节 压铸机主要技术参数与选用,第三节 压铸机主要技术参数与选用,2压室容量的校核选定压铸机规格后，压射比压、压室直径以及压室额定容量均可确定。因此，每次压铸的金属液总量不得超过压室可容纳的金属液总量G，即 G0G = (Vl+V2+V3)/1000 式中，G0为压铸机压室额定容量(kg)；G为每次压铸所需的金属液总量(kg)；V1为压铸件的体积(cm3)；V2为压铸件浇注系统的总体积(cm3 )；V3为压铸件排溢系统的总体积(cm3)； 为合金密度(g/cm3 )。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,3开模行程校核与塑料注射机开模行程校核一样，模具厚度对设备开模行程的影响在不同合模机构的压铸机中有所不同。当压铸机为全液压合模机构时，设备的开模行程为合模行程减去模具厚度；当压铸机为曲肘式合模机构时，模具厚度对设备的开模行程无影响，开模行程为定值。校核开模行程方法可参看塑料注射机选用有关章节。,第三节 压铸机主要技术参数与选用,4模具安装尺寸的校核模具安装尺寸校核主要有以下几个方面：1)浇口套与压室(冷压室压铸机)、浇口套与喷嘴(热压室压铸机)连接处配合要正确。2)模具外形尺寸应小于压铸机模板尺寸，且通常长(或宽)方向应小于压铸机拉杆有效间距，以便于模具的安装。3)当模具用螺栓直接固定在压铸机模板上时，模具座板上孔位应与压铸机模板上的安装螺孔对应。4)模具顶出机构与压铸机顶出杆的连接结构应适应。此外，还应对压铸机的开模力、顶出力和顶出行程进行必要的核对，以免出现模具无法正常工作的情况。,第四节 新型压铸工艺装备简介,一、半固态压铸成形1半固态压铸成形工艺特点半固态压铸是当金属液凝固时对其进行强烈搅拌，并在一定的冷却条件下获得50左右甚至更高的固体组分的金属熔料时，对其进行压铸的方法。半固态金属熔料中固体质点为球状，相互之间分布均匀且彼此隔离地悬浮在金属母液中。常见的压铸方法有两种：一是将半固态的金属熔料直接加入压室压铸成形，该法称为流变压铸法；另一种是将半固态金属熔料制成一定大小的锭块，压铸前重新加热到半固态温度，然后送入压室进行压铸，该法称为流变压铸法。,第四节 新型压铸工艺装备简介,2半固态压铸成形设备半固态压铸成形工艺除原有的冷压室压铸机之外，还必须配备半固态金属熔料制备装置，若采用搅溶压铸法成形，还要配置对锭料重新加热到半固态温度使用的重温炉。图6-23为半固态压铸成形辅助设备示意图。,材料成形设备,73,第四节 新型压铸工艺装备简介,第四节 新型压铸工艺装备简介,采用全液态压铸机进行半固态压铸全液态压铸与半固态压铸的区别在于后者所用浆料粘度高、温度低。因此, 其压铸过程的力学条件基本一致, 完全可以采用全液态压铸机完成半固态触变压铸。下表列出了几种卧式压铸机型号和规格。,第四节 新型压铸工艺装备简介,采用专用半固态压铸机进行压铸,不少国家根据半固态压铸机的特殊要求，以全液态压铸机为基础进行了重新设计和改造，制造出供生产选用的多种型号的半固态触变压铸专用设备，如图所示。其中图3为瑞士Buhler公司采用的设备，用它生产了铝合金汽车悬挂件、自行车零件和汽车转向齿轮等，并已进行系列化生产供应世界各地用户。该公司还采用与半固态铝合金相同的设备，制造出半固态镁合金制件。,第四节 新型压铸工艺装备简介,材料成形设备,76,典型的半固态压铸工艺流程如图，其主要的工艺参数包括压力（压射力和比压）、速度（压射速度和充填速度）、时间（充填时间、增压时间和压力升高时间、持压时间和留模时间）、温度（浆料温度和模具温度）和压铸用涂料等。,第四节 新型压铸工艺装备简介,压射压比是压射室内半固态坯料所受的静压力，是半固态铝合金压铸最重要的工艺参数之一。由於半固态铝合金压铸时，坯料粘度较大，流动性较液态金属差，为了充分利用半固态铝合金坯料的流变性，在成形时，压射比压一般比液态金属压铸时高2030。压射速度为压射室内压塞的推进速度。由於半固态坯料具有一定的粘度，因此在低速压射阶段，其流动相对液态更平稳，也不存在液态金属压射时的喷射、紊流和卷气现象，因此该阶段的压射速度可比液态金属压铸时快，有利於提高充型速度，缩短充型时间，提高铸件表面质量。,第四节 新型压铸工艺装备简介,压铸机的料缸尺寸应根据半固态坯料的大小来设计，由於半固态坯料在二次加热时表面有一层薄薄的氧化膜，为了除去这一层氧化膜，料缸的直径必须比坯料的直径稍小，并充分考虑半固态坯料在二次加热时的膨胀系数。料缸在压铸前要适当的预热，以保证半固态坯料压射前在料缸中不会冷却凝固，并保持稳定。除了要预热外，还要在料缸表面涂上一层润滑剂，以保证坯料不会和料缸表面粘在一起，但选择润滑剂时，要考虑其对半固态成形件性能的影响。半固态铝合金压铸时模具内的温度也比液态金属压铸时要高，且要求温度稳定，一般应控制在200350。其型腔内浇注系统常采用开放式浇注系统、浇道流程短、浇道位置不远离铸件。,第四节 新型压铸工艺装备简介,留模时间是指半固态坯料被压入模腔直到模腔被打开时成形件在模腔所停留的时间。留模时间直接影响这成形件的冷却速度，以及铸件的组织状况。因为留模时间长，即更长的保压时间会使铸件中没来得及填充的部位在保压下由浆料来填充。但时间太长，则会引起粘模现象。,第四节 新型压铸工艺装备简介,半固态压铸工艺的优点可归纳工艺优势和产品优势：1.工艺优势 1）不需加任何晶粒细化剂即可获得细晶粒组织，消除了传统铸造中的柱状晶和粗大树枝晶。 2）成形温度低(如铝合金可降低120以上)，可节省能源。 3）模具寿命延长。固较低温度的半固态浆料成形时的剪切应力，比传统的枝晶浆料小三个数量级，故充型平稳、热负荷小，热疲劳强度下降。 4）减少污染和不安全因素。因摆脱了高温液态金属环境。 5）变形阻力小，采用较小的力就可实现均质加工，对难加工材料的成形容易。 6）凝固速度加快，生产率提高，工艺周期缩短。 7）适于采用计算机辅助设计和制造，提高了自动化程度。,第四节 新型压铸工艺装备简介,2.产品优势 1）铸件质量高。因晶粒细化、组织分布均匀、体收缩减少、热裂倾向下降，基体上消除了缩松倾向，力学性能大幅度提高。 2）凝固收缩小，故成型体尺寸精度高，加工余量小，近净成形。 3）成形合金范围广。非铁合金有铝、镁、锌、锡、铜、镍基合金；铁基合金有不锈钢、低合金钢等。 4）制造金属基复合材料。利用半固态金属的高粘度，使密度差大、固溶度小的金属制成合金，也可有效地使不同材料混合，制成新的复合材料。,第四节 新型压铸工艺装备简介,二、真空压铸成形1真空压铸成形工艺特点真空压铸是用真空泵装置将模具模腔中的空气抽出，达到一定的真空度后再拄人金属液进行压铸的工艺方法。2真空压铸成形设备真空压铸工艺要求在很短时间内模腔应达到预定的真空度，故真空系统应根据抽真空容积的大小确定真空罐的容积和足够大的真空泵。真空压铸成形区抽真空方法常见的有以下两种：,材料成形设备,84,第四节 新型压铸工艺装备简介,第四节 新型压铸工艺装备简介,材料成形设备,85,第四节 新型压铸工艺装备简介,真空压铸的特点是：1)消除或减少压铸件内部的气孔，提高铸件的强度和质量，可进行适当的热处理；2)改善了金属液充填能力，压铸件壁厚可以更薄，形状复杂的压铸件也不易出现充不满现象；3)减少了压铸时模腔的反压力；4)真空压铸密封结构复杂，还需配备快速抽真空系统，控制不当则效果不明显。,87,第四节 新型压铸工艺装备简介,三、充氧压铸充氧压铸是将干燥的氧气充入压室和压铸模模腔，以取代其中的空气。充填时，氧气一方面通过排气槽排出；另一方面由喷射的铝液与没有排出的氧气发生化学反应而产生氧化铝微粒，分散在压铸件内部，使压铸件内不产生气孔。充氧压铸可消除或减少气孔，提高铸件质量。因压铸件内无气孔，可经热处理从而使强度进一步提高，屈服极限增加，冲击性能也显著提高；与真空压铸相比，结构简单，操作方便，投资少。,第四节 新型压铸工艺装备简介,氧气加入方法有2种，即由压室充氧和由压铸模上设置的专用装置充氧。一般立式压铸机多采用从反料冲头通入氧气，而卧式压铸机则多采用在压铸模上设置充氧孔充氧。充氧压铸中要严格控制充氧时间及充氧压力2个主要工艺因素。此外，还必须合理地设计浇注系统和排气系统，正确选择压射速度，选用不挥发的涂料，以保证压铸质量。,第四节 新型压铸工艺装备简介,充氧压铸工艺参数：(1)充氧时间：充氧时间视压铸件大小、复杂程度及充氧口在模具上的开设位置等因素来确定，一般充氧时间取36s。最好在动定模相距35mm开始充氧，略停12s再合模。合模后再继续充氧一段时间。(2)充氧压力：充氧压力一般为0.40.7MPa，以确保氧的流量。充氧结束应立即压铸。(3)压射速度与压射比压：压射速度与普通压铸基本相同，压射比压可略低于普通压铸。模具预热温度略高，一般为250，以便使涂料中的气体尽快挥发排除。(4)应合理设计压铸型的浇注系统和排气系统，否则会发生氧气孔。一般以有利于充氧这点考虑，内浇口应设计稍大一些。,第四节 新型压铸工艺装备简介,充氧压铸用的涂料，国外用氟化钠溶液(型腔用)和甘油银色石墨(压室和冲头用)；国内用水剂石墨涂料。充氧压铸可用于压铸高强度、高致密度及高温下使用的零件（充氧压铸件可在200300的环境中工作），是一种有发展前途的压铸工艺方法。,第四节 新型压铸工艺装备简介,四、精速密压铸精速密压铸是精确、快速、密实压铸方法的简称，它采用两个套在一起的内外压射冲头进行压射，故又称套筒双冲头压铸法。压射开始时，内外冲头同时压射，当模腔填充结束压铸件外壁部分凝固后，延时装置使内压射冲头继续前进。推动压室内未凝固金属液补缩压实压铸件。由于内压射冲头动作在压铸件部分凝固情况下进行，因此，不会增大胀模力而造成飞边的出现。,材料成形设备,92,第四节 新型压铸工艺装备简介,精速密压铸的基本特征是：1)内浇口较厚，一般为35mm；2)充填速度较低，一般为46m/s；3)压铸后可用内压射冲头补充加压，从而提高铸件质量。控制压铸件的凝固。充填时，让液态金属平稳地充填型腔，使金属液在型腔内由远至近地起到充实的作用。同理，在压铸件的厚壁处，也可在压铸模上另设补压冲头，对压铸件进行补充压实，以获得致密的组织结构。,