《金屬壓鑄工藝及模具設(shè)計(jì)》重點(diǎn)知識歸納

1、金屬壓鑄工藝及模具設(shè)計(jì)重點(diǎn)知識歸納1.金屬壓鑄：壓力鑄造的簡稱。它是將熔融的液態(tài)金屬注入壓鑄機(jī)的壓室 ，通過 壓射沖頭 的運(yùn)動(dòng)， 使液態(tài)金屬在高壓作用下，高速通過 模具澆注系統(tǒng) 填充型腔， 在壓力下 結(jié)晶 并迅速冷卻凝固形成壓鑄件。2.壓鑄工藝的重要特征：高壓、高速 。也是壓鑄與其他鑄造方法最根本的區(qū)別所在。鋁合金壓鑄件產(chǎn)量最多，其次為鋅合金 壓鑄件。3.金屬填充理論有：噴射 填充理論、 全壁厚 填充理論、 三階段 填充理論。噴射填充理論費(fèi)羅梅爾認(rèn)為該填充理論分為兩個(gè)階段：噴射階段和渦流階段，缺點(diǎn)：渦流中容易卷入空氣及涂料燃燒產(chǎn)生的氣體； 全壁厚填充理論勃蘭特認(rèn)為：金屬液經(jīng)內(nèi)澆口進(jìn)入型腔后，即

2、擴(kuò)展至型壁，后沿整個(gè)型壁截面向前填充，直到充滿為止。優(yōu)點(diǎn)：填充速度低，不產(chǎn)生渦流，利于氣體排出，減少了氣孔與疏松；三階段填充理論巴頓認(rèn)為：填充過程分為三個(gè)階段，巴頓還認(rèn)為，充填過程的三個(gè)階段對鑄件質(zhì)量所起的作用是不同的。第一階段是影響鑄件表面質(zhì)量；第二階段是影響鑄件的硬度；第三階段是影響鑄件的強(qiáng)度。4.全自動(dòng)壓鑄循環(huán)過程：清理模具噴刷涂料合模澆料壓鑄凝固開模推出取出鑄件。5.壓鑄件產(chǎn)生氣孔的原因：渦流包卷氣體 。6.對壓鑄合金要求：過熱溫度不高具有較好的流動(dòng)性；線收縮率和裂紋傾向性?。唤Y(jié)晶溫度范圍??； 具有一定的高溫強(qiáng)度； 在常溫下有較高的強(qiáng)度； 與型壁間產(chǎn)生物理化學(xué)作用的傾向性??；具有良好的

3、加工性能和一定的抗蝕性。7.壓鑄合金選用壓鑄機(jī)的原則 ：鋁合金：對鐵有很高的化學(xué)活性，澆注溫度較高，采用冷室壓鑄機(jī)， 最好選用臥式冷室壓鑄機(jī)。鋅合金： 冷室和熱室均可，但熱室壓鑄機(jī)能縮短循環(huán)時(shí)間，提高設(shè)備生產(chǎn)率，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，減少金屬消耗。鎂合金：熱室和冷室壓鑄機(jī)均可。銅合金：熔化溫度高，通常采用冷室壓鑄機(jī)。8.常用的壓鑄合金有鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金。鉛、錫合金僅用于少數(shù)場合。9.壓鑄合金、壓鑄模、壓鑄機(jī)是壓鑄生產(chǎn)的三要素。10.注意以下幾個(gè)合金的牌號： ZL103 、ZL301 、Y401 、80-3-3 表示鋁鎂合金、鋁硅合金、壓鑄合金、硅黃銅合金。11.壓鑄件的尺寸精度的影響因素

4、有：長度尺寸壁厚、肋厚、法蘭或凸緣厚度等尺寸圓角半徑尺寸角度和錐度尺寸孔中心距尺寸。12.壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因滿足：壓鑄件的尺寸精度、表面形狀和位置、表面粗糙度、加工余量13.壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性：簡化模具結(jié)構(gòu)、延長模具壽命有利于脫模與抽芯防止壓鑄件變形（壓鑄件形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，收縮時(shí)會產(chǎn)生變形或出現(xiàn)裂紋。解決的方法除設(shè)加強(qiáng)肋外也可采用改變鑄件結(jié)構(gòu)的方法。圖3.15(a) 中壓鑄件斷面厚薄不勻，容易產(chǎn)生翹曲變形。改成均勻壁厚可避免，如圖3.15(b) 所示。圖 3.16(a) 中板狀零件收縮時(shí)容易產(chǎn)生翹曲變形，如圖3.16(b) 所示改為有凹腔，避免或減少翹曲變形。箱形薄壁件收縮變形如圖 3.1

5、7(a) 所示，采用加肋的方法來避免變形，如圖3.17(b) 所示。）14.壓鑄生產(chǎn)三要素：壓鑄合金、壓鑄機(jī)和壓鑄模具。15.壓鑄壓力是由泵產(chǎn)生的。壓力是使壓鑄件獲得致密組織和清晰輪廓的重要因素，壓鑄壓力有 壓射力 和壓射比壓 兩種形式。16. 壓射過程和壓射過程中各階段壓力變化和作用：第一階段： 壓射沖頭低速前進(jìn)，封住澆料口， 推動(dòng)金屬液， 壓力平穩(wěn)上升， 壓室內(nèi)空氣排出。壓力作用：克服壓室與壓射沖頭和液壓缸與活塞之間摩擦力。第二階段：壓射沖頭較快速度前進(jìn)，金屬液被推至壓室前端，充滿壓室堆積在澆口前沿。壓力作用：內(nèi)澆口處阻力最大，壓力升高，此階段后期，產(chǎn)生第一個(gè)壓力峰。第三階段：壓射沖頭按要

6、求的最大速度前進(jìn)，金屬液充滿型腔。壓力作用：金屬液突破內(nèi)澆口阻力，填充型腔，此階段結(jié)束前，由于水錘作用，壓力升高，產(chǎn)生第二個(gè)壓力峰。第四階段：壓射沖頭運(yùn)動(dòng)基本停止，但稍有前進(jìn)。壓力作用：此階段為增壓階段。壓實(shí)正在凝固的金屬液，消除或減少縮松，提高鑄件密度。17.脹型力 是初選壓鑄機(jī)型號及支承板進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核的重要參數(shù)。18.壓射速度是 壓室內(nèi)壓射沖頭 推動(dòng)金屬液的移動(dòng)速度，即壓鑄機(jī)壓射沖頭的速度。壓射速度分 低速和高速 兩個(gè)階段。低速壓射速度根據(jù) 澆注到壓室內(nèi)的金屬量多少 而定。19.壓射力大，內(nèi)澆口速度 高；合金密度大，內(nèi)澆口截面積大，內(nèi)澆口速度 低 。壓射過程中，通過調(diào)整 壓射速度 、

7、改變壓射沖頭直徑 、改變比壓 及內(nèi)澆口截面積 等都可直接或間接調(diào)整內(nèi)澆口速度。（根據(jù)這公式而定）20.壓鑄工藝中的時(shí)間是指充填時(shí)間、增壓建壓時(shí)間、持壓時(shí)間和留模時(shí)間。填充時(shí)間 是金屬液自開始進(jìn)入型腔到填滿所需的時(shí)間（填充時(shí)間取決于鑄件體積和復(fù)雜程度，體積大形狀簡單，填充時(shí)間長，反之，填充時(shí)間短） ；增壓建壓時(shí)間 是金屬液在充模的增壓階段， 從充滿型腔的瞬時(shí)開始， 至達(dá)到預(yù)定增壓壓力所需的時(shí)間， 即壓射比壓上升到增壓比壓所需的時(shí)間。 增壓建壓時(shí)間愈短愈好 （增壓建壓時(shí)間取決于金屬液的凝固時(shí)間。 ）；持壓時(shí)間 是金屬液充滿型腔到凝固之前，增壓比壓持續(xù)的時(shí)間（持壓時(shí)間長短取決于鑄件材料和壁厚。熔點(diǎn)高

8、、結(jié)晶溫度范圍大的厚壁鑄件，持壓時(shí)間長些，反之，持壓時(shí)間可短些。）；留模時(shí)間 是持壓時(shí)間終了到開模推出壓鑄件的時(shí)間（以推出壓鑄件不變形、不開裂的最短時(shí)間為宜。）21.選擇比壓原則：在保證壓鑄件成型和使用要求前提下，選用較低的比壓。22.金屬壓鑄溫度主要指合金澆注溫度和模具溫度。兩者關(guān)系： 壓鑄模溫度tm 和合金澆注溫度 tj 關(guān)系 tm（ 1/3）tj ± 25對薄壁復(fù)雜件取上限，厚壁簡單件取下限。23.壓鑄前須對模具預(yù)熱。 原因 ：每壓射一次，模具溫度進(jìn)行一次升降循環(huán)，為避免金屬液對壓鑄模 “熱沖擊 ” 和金屬液激冷失去流動(dòng)性，增大線收縮，引起裂紋影響鑄件質(zhì)量，24.壓力、速度、溫度及時(shí)間的選擇應(yīng)遵循原則 ：結(jié)構(gòu)復(fù)雜的厚壁壓鑄件壓射力大；結(jié)構(gòu)復(fù)雜薄壁鑄件壓射速度要快， 澆注溫度和模具溫度要高； 形狀一般的厚壁壓鑄件持壓時(shí)間和留模時(shí)間要長。25.壓鑄涂料是壓鑄過程中對模具型腔、型芯