第三章壓鑄機

1、上節(jié)課知識點回顧上節(jié)課知識點回顧1、壓鑄的實質是什么？2、壓鑄成型與注塑成型的區(qū)別？3、壓鑄成型三要素是哪些？4、什么是壓射比壓？在壓鑄過程中，壓射比壓分為哪四個階段？5、常用的壓鑄合金有哪些？第三章第三章 壓鑄機壓鑄機第一節(jié)第一節(jié) 壓鑄機的種類和應用特點壓鑄機的種類和應用特點 第二節(jié)第二節(jié) 壓鑄機的基本機構壓鑄機的基本機構第三節(jié)第三節(jié) 壓鑄機的選用壓鑄機的選用1.1 基本知識壓鑄產(chǎn)品跟我們的生活是息息相關的，存在于我們生活的各個方面常見的如：合金玩具、鐘表、水暖浴室件、裝飾品、服裝扭扣、拉鏈、餐具、手機外殼、筆記本電腦外殼、各種門把手等等不常見的如：汽車、摩托車、航空等各個零配件等第一節(jié)第一

2、節(jié) 壓鑄機的種類和應用特點壓鑄機的種類和應用特點一、壓鑄機的分類 二、壓鑄機的壓鑄過程及特點（一）熱壓室壓鑄機 （二）冷壓室壓鑄機一、壓鑄機的分類一、壓鑄機的分類 壓鑄機分為熱壓室壓鑄機熱壓室壓鑄機和冷壓室壓鑄機冷壓室壓鑄機兩大類，冷壓室壓鑄機按其壓室結構和布置方式又分臥式、立式兩種形式，以臥室壓鑄機應用最多。常用的壓鑄機的分類見表3-1。1.1 基本知識 冷室壓鑄機：這個名稱是區(qū)別與熱室壓鑄機的，在結構結構上，熱室壓鑄機與冷室壓鑄的區(qū)別主要在射料部分。 熱室壓鑄機熱室壓鑄機的壓射室壓射室與坩堝坩堝是裝在一起的。冷室壓鑄機冷室壓鑄機的壓射室與坩堝是分開的，它是靠自動給湯機的機械手將金屬液從坩堝

3、舀入壓射室。冷室機的錘頭是空的，中間有冷卻水流過主要產(chǎn)品：汽車、摩托車等零配件(如汽車輪轂、發(fā)動機外殼)主要材料：鋁合金、銅合金、鎂合金（高熔點金屬600C）（一）冷壓室壓鑄機（一）冷壓室壓鑄機冷室壓鑄機生產(chǎn)產(chǎn)品汽車零部件1.3 冷室壓鑄機生產(chǎn)產(chǎn)品摩托車配件1.3 冷室壓鑄機生產(chǎn)產(chǎn)品手機外殼隨身聽外殼筆記本電腦外殼手機部件PDA外殼投影儀外殼（二）熱壓室壓鑄機（二）熱壓室壓鑄機熱壓室壓鑄機的壓室浸在保溫坩堝的液體金屬中，壓射部件裝在坩堝上面，其壓鑄過程如圖3-1所示。當壓射沖頭3上升時，金屬液1通過進口5進入壓室4內；合模后，在壓射沖頭下壓時，金屬液沿著通道6經(jīng)噴嘴7填充壓鑄模8，冷卻凝固成形

4、，壓射沖頭回升。然后開模取件，完成一個壓鑄循環(huán)。其特點如下：特點1）操作程序簡單，不需要單獨供料，壓鑄工作能自動進行。2）金屬液由壓室直接進入型腔，澆注系統(tǒng)消耗的金屬液少，金屬液的溫度波動范圍小。3）金屬液從液面下進入壓室，雜質不易帶入。4）壓鑄比壓較低，壓室和壓射沖頭長期浸入金屬液中，易受浸蝕，縮短使用壽命，并且可能會增加合金中的含鐵量。 熱壓室壓鑄機目前大多用于熱壓室壓鑄機目前大多用于壓鑄壓鑄鋅合金鋅合金等低熔點合金鑄件，等低熔點合金鑄件，但也有用于壓鑄小型鋁、鎂合金但也有用于壓鑄小型鋁、鎂合金壓鑄件。壓鑄件。（二）冷壓室壓鑄機1臥式壓鑄機2立式壓鑄機 3全立式壓鑄機 cold chamb

5、er die casting machine 1臥式壓鑄機 壓室中心線垂直垂直于模具分型面，呈水平布置。壓室與模具的相對位置及其壓鑄過程如圖3-2所示。合模后金屬液澆入壓室2，壓射沖頭1向前推進，將金屬液經(jīng)澆道7壓入型腔6；開型時，余料8借助壓射沖頭前伸的動作離開壓室，同壓鑄件一起取出，完成一個壓鑄循環(huán)。為了使金屬液在澆入壓室后不會自動流入型腔，應在模具內裝設專門機構或把內澆道安放在壓室的上部。 冷室壓鑄的壓室工作條件比熱室好，同時可以采用大壓力的臥式壓射缸，適合中大型壓鑄機，許多全自動全自動的壓鑄機已經(jīng)應用于實際生產(chǎn)中，不僅大大提高了生產(chǎn)率，而且使臥式冷室壓鑄機的應用也更加廣泛。 由于壓鑄用

6、模具鋼材料性能的提高，使臥式冷室壓鑄機不僅普遍應用于壓鑄鋁合金、鎂合金和銅合金，而且也可用于壓鑄高熔點的黑色金屬。臥式冷室壓鑄機的特點如下：特點1）金屬液進入型腔轉折少，壓力損耗小，有利于發(fā)揮增壓機構的作用。2）臥式壓鑄機一般設有偏心和中心兩個澆注位置，或在偏心與中心間可任意調節(jié)，供設計模具時選用。3）便于操作、維修方便，容易實現(xiàn)自動化。4）金屬液在壓室內與空氣接觸面積大，壓射速度選擇不當，容易卷入空氣和氧化物夾渣。5）設置中心澆道時模具結構較復雜。 臥式壓鑄機臥式壓鑄機2立式壓鑄機 立式壓鑄機壓室的中心線平行平行于模具的分型面，稱為垂直側壓室。合模后，澆入壓室2中的金屬液3被已封住噴嘴孔6的

7、反料沖頭8托住，當壓射沖頭向下壓到金屬液面時，反料沖頭開始下降，打開噴嘴6，金屬液被壓入型腔7。凝固后，壓射沖頭1退回，反料沖頭上升，切斷余料9并將其頂出壓室。余料取走后，反料沖頭再降到原位，然后開模取出壓鑄件，完成一個壓鑄循環(huán)。2立式壓鑄機 立式冷壓室壓鑄機由于增加了反料機構，因而結構復雜，操作也比臥式冷壓室壓鑄機困難，所以應用越來越少越來越少。立式冷壓室壓鑄機的最大特點最大特點就是在壓鑄前反料沖頭堵住在壓鑄前反料沖頭堵住了噴嘴，能夠壓射具有中心澆道的零件。了噴嘴，能夠壓射具有中心澆道的零件。而有些零件只能用中心澆道壓鑄，因而立式冷壓室壓鑄機還有一定的應用。 特點： 1）金屬液注入直立的壓室

8、中，有利于防止雜質進入型腔。2）適宜于需要設置中心澆道的鑄件。3）壓射機構直立，占地面積小。4）金屬液進入型腔時經(jīng)過轉折，消耗部分壓射壓力。5）余料未切斷前不能開模，影響壓鑄機的生產(chǎn)率。6）增加一套切斷余料機構，使壓鑄機結構 復雜化，維修不便。 立式壓鑄機3全立式壓鑄機 合模機構和壓射機構垂直布置垂直布置的壓鑄機稱為全立式合模壓鑄機，簡稱全立式壓鑄機。其壓射系統(tǒng)在下部，而開合模系統(tǒng)則處于上部。 全立式壓鑄機的壓射過程是金屬液由下向上填充，比較平穩(wěn)；壓鑄模澆道也可以開得大一些，不需要很高的壓射比壓；放置嵌件方便；占地面積少。 3全立式壓鑄機澆注的方式有兩種：一種是在模具未合模前將金屬液澆入垂直壓

9、室中，其壓鑄過程如圖3-4所示。金屬液2澆入壓室3后合模，壓射沖頭1上升將金屬液壓入型腔6中。冷卻凝固后開型推出鑄件，完成一個壓鑄循環(huán)。3全立式壓鑄機 另一種方法是將保溫爐放在壓室的下側，其間有一根升液管連接。通過加壓于保溫爐上面或通過型腔內抽真空將金屬液壓入或吸入壓室，然后壓射沖頭上升先封住升液管與壓室連接口，再將壓室內的金屬液壓入型腔進行壓鑄，冷卻凝固后開模推出鑄件。特點：1）模具水平放置，放置嵌件方便，廣泛用于壓鑄電機轉子類及帶硅鋼片的零件。2）帶入型腔的空氣較少，生產(chǎn)的鑄件氣孔顯著地較普通壓鑄件少。3）金屬液的熱量集中在靠近澆道的壓室內，熱量損失少。4）金屬液進入型腔時轉折少，流程短，

10、減少壓力的損耗。全立式壓鑄機第二節(jié)第二節(jié) 壓鑄機的基本機構壓鑄機的基本機構 壓鑄機主要由開合模機構開合模機構、壓射機構壓射機構、動力動力系統(tǒng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)等組成。 一、合模機構一、合模機構 開合模及鎖模機構統(tǒng)稱合模機構，是帶動壓鑄模的動合模機構，是帶動壓鑄模的動模部分進行模具分開或合攏的機構。模部分進行模具分開或合攏的機構。 由于壓射填充時的壓力作用，合攏后的動模仍有被脹開的趨勢，故這一機構還要起鎖緊模具的作用。推動動模推動動模移動合攏并鎖緊模具的力稱為鎖模力移動合攏并鎖緊模具的力稱為鎖模力，在壓鑄機標準中稱之為合型力合型力。合模機構必須準確可靠地動作，以保證安全生產(chǎn)，并確保壓鑄件尺寸

11、公差要求。壓鑄機合模機構主要有如下兩種形式：（一）液壓合模機構 （二）機械合模機構（一）液壓合模機構 其動力是由合模缸中的壓力油產(chǎn)生的，壓力油的壓力推動合?；钊麕觿幽０惭b板及動模進行合模，并起鎖緊作用。優(yōu)點優(yōu)點 結構簡單，操作方便；在安裝不同厚度的壓鑄模時，不用調整合模液壓缸座的位置，從而省去了移動合模液壓缸座用的機械調整裝置；在生產(chǎn)過程中，在液壓不變的情況下鎖模力（合型力）可以保持不變。缺點缺點1、合模的剛性和可靠性不夠，壓射時脹型力稍大于鎖模力時壓力油就會被壓縮，動模會立即發(fā)生退讓，使金屬液從分型面噴出，既降低了壓鑄件的尺寸精度，又極不安全2、對大型壓鑄機而言，合模液壓缸直徑和液壓泵較大

12、，生產(chǎn)率低3、開合模速度較慢，并且液壓密封元件容易磨損。這種機構一般用在小型壓鑄機上。（二）機械合模機構 機械合模機構可分為曲肘合模機構、各種形式的偏心機構、斜楔式機構等。目前國產(chǎn)壓鑄機大都采用曲肘合模機構，如圖3-6所示。此機構是由三塊座板組成，并用四根導柱將它串聯(lián)起來，中間是動模座板，由合模缸的活塞通過曲肘機構來帶動。優(yōu)點優(yōu)點1）可將合模缸的推力放大，因此與液壓合模機構相比，其合模缸直徑可大大減小，同時壓力油的耗量也顯著減少。2）機構運動性能良好，在曲肘離死點越近時，動模移動速度越低，兩半模可緩慢閉合。同樣在剛開模時，動模移動速度也較低，便于型芯的抽芯和開模。3）合模機構開合速度快，合模時

13、剛度大而且可靠，控制系統(tǒng)簡單，使用維修方便。缺點缺點 不同厚度的模具要調整行程比較困難；曲肘機構在使用過程中，由于受熱膨脹的影響，合?？蚣艿念A應力是變化的。這樣，容易引起壓鑄機拉桿過載；肘桿精度要求高，使用時其鉸鏈內會出現(xiàn)高的表面壓力，有時因油膜破壞，產(chǎn)生強烈的摩擦。綜上所述，曲肘合模機構是較好的，特別適用于中型和大型壓鑄機，現(xiàn)代壓鑄機已為彌補調整行程困難的缺點而增加了驅動裝置，通過齒輪自動調節(jié)拉桿螺母，從而達到自動調整行程的目的。 二、壓射機構 壓射機構是將金屬液推送進模具型腔，填充成形壓射機構是將金屬液推送進模具型腔，填充成形為壓鑄件的機構。為壓鑄件的機構。 主要組成部分都包括壓室、壓射沖

14、頭、壓射桿、壓射缸及增壓器等。它的結構特性決定了壓鑄過程中的壓射速度、壓射比壓、壓射時間等主要參數(shù)，直接影響金屬液填充形態(tài)及在型腔中的運動特性，因而也影響了鑄件的質量。二、壓射機構.三級壓射三級壓射 低速低速排除壓室中的氣體 高速高速填充型腔的兩級速度不間斷地給金屬液施以穩(wěn)定高壓的一級增壓一級增壓臥式冷室壓鑄機多采用三級壓射的形式。l慢速 開始壓射時，壓力油從右孔7進入后腔C5，推開單向閥6，經(jīng)過U形腔，通過油路器3的中間小孔，推開壓射活塞2，即為第一級壓射。這一級壓射活塞的行程為壓射沖頭剛好越過壓室澆道口，其速度可通過調節(jié)螺桿4作補充調節(jié)。2快速 當壓射沖頭越過澆料口的同時，壓射活塞尾端圓柱

15、部分便脫出通油器，而使壓力油得以從通油器蜂窩狀孔進入壓射腔C1，壓力油迅速增多，壓射速度猛然增快，即為第二次壓射。3增壓 當填充即將終了時，金屬液正在凝固，壓射沖頭前進的阻力增大，這個阻力反過來作用到壓射腔C1和U形腔內，使腔內的油壓增高足以閉合單向閥，從而使來自進油孔7的壓力油無法進入C1和U形腔形成的封閉腔，而只在后腔C5作用在增壓活塞5上，增壓活塞便處于平衡狀態(tài)，從而對封閉腔內的油壓進行增壓，壓射活塞也就獲得增壓的效果。增壓的大小，是通過調節(jié)背壓腔C4的壓力來得到的。3增壓壓射活塞的回程是在壓力油進入回程腔C2的同時，另一路壓力油進入尾腔C3推動回程活塞8,頂開單向閥6， U形腔和C1腔

16、便接通回路，壓射活塞產(chǎn)生回程動作。第三節(jié) 壓鑄機的選用一、確定壓鑄機的鎖模力二、壓室容量的估算三、開模行程的核算一、確定壓鑄機的鎖模力 鎖模力是選用壓鑄機時首先要確定的參數(shù)。鎖模力的作用主要是為了克服反壓力，以鎖緊模具的分型面，防止金屬液飛濺，保證鑄件的尺寸精度。依據(jù)鎖模力選用壓鑄機是一種廣泛采用的方法。根據(jù)鑄件結構特征、合金及技術要求選用合適的比壓、結合模具的結構考慮，估算投影面積，按公式計算可得到該壓鑄件所需要的鎖模力： 式中F鎖是壓鑄機應有的鎖模力(kN); F主是主脹型力(kN); F分是分脹型力（kN）；K是安全系數(shù)（一般K1.25），它與鑄件的復雜程度、壓鑄工藝等因數(shù)有關。對于薄壁

17、復雜鑄件，由于采用較高的壓射速度、壓射比壓和壓鑄溫度，使模具分型面受到較大的沖擊，因此應取較大K值；反之，取較小K值。1主脹型力的計算2計算分脹型力分主鎖FFKF1主脹型力的計算式中，F(xiàn)主是主脹型力（kN）；A是鑄件在分型面上的總投影面積，一般增加30%作為澆注系統(tǒng)與溢流排氣系統(tǒng)的面積（cm2）；P是壓射比壓（MPa）。 壓射比壓是確保鑄件致密性的重要參數(shù)之一，應根據(jù)鑄件的壁厚、復雜程度來選取。常用的壓鑄合金所選用的壓射比壓見表3-2。 10ApF主2計算分脹型力 壓鑄時金屬液充滿型腔后所產(chǎn)生的反壓力，作用于側向活動型芯的成形端面上，會促使型芯后退，故常與活動型芯相連接的滑塊端面采用楔緊塊，此

18、時在楔緊塊斜面上產(chǎn)生法向力。在一般情況下，如側向活動型芯成形面積不大或壓鑄機鎖模力足夠時，可不加計算；若需要計算時，可按不同的抽芯機構進行核算。斜導柱抽芯、斜滑塊抽芯時分脹型力的計算：式中，F(xiàn)分是由法向分力引起的脹型力，為各個型芯所產(chǎn)生的法向分力之和(kN)；A芯是側向活動型芯成形端面的投影面積（cm2）；P是壓射比壓（MPa）；是楔緊塊的楔緊角（）。為了簡化選用壓鑄機時的計算，在已知模具分型面上鑄件的總投影面積A和所選用的壓射比壓P后，可從有關手冊中直接查到所選用的壓鑄機型號和壓室直徑。tan10pAF芯分二、壓室容量的估算 壓鑄機初步選定后，壓射比壓和壓室直徑的尺寸相應地得到確定，壓室可容納的金屬液的質量也為定值，但是否能夠容納每次澆注的金屬液質量，必需按公式進行核算，即式中，G室是壓室容納金屬液質量(kg);G澆是每次澆注質量(kg),等于鑄件質量、澆注系統(tǒng)質量及排溢系統(tǒng)質量之和（kg）。式中，D室是壓室直徑