壓鑄工藝題詳解

壓鑄工藝題詳解一.填空題和選擇題1壓鑄的特點(diǎn)高壓和高速是壓鑄時(shí)液態(tài)或半液態(tài)金屬充填成型過程的兩大特點(diǎn)，也是壓鑄與其他鑄造方法最根本的區(qū)別所在2壓鑄的主要特點(diǎn)是金屬液在高壓、高速下充填壓鑄模型腔，并在高壓下成型、結(jié)晶,因此，壓鑄過程中壓力和速度的變化及其作用是至關(guān)重要的3充填過程主要有以下三種:壓入金屬液流動(dòng)冷卻凝固。4一種合金是否適合于壓鑄，取決于它的熔點(diǎn)和流動(dòng)性5三級(jí)壓射速度定點(diǎn)壓射是指壓射缸在壓射過程中，按充填各階段的要求，分為三級(jí)壓射速度，每一級(jí)壓射的始終位置，均有嚴(yán)格的控制6目前最常用的壓鑄合金有鋁合金、鋅合金、鎂合金、銅合金7在影響充型的許多因素中，主要是壓力、速度、溫度和時(shí)間等，時(shí)間則是有關(guān)工藝參數(shù)的協(xié)調(diào)和綜合的結(jié)果8壓鑄機(jī)通常按壓室的受熱條件的不同分為冷壓室壓鑄機(jī)（簡稱冷室壓鑄機(jī)）和熱壓室壓鑄機(jī)（簡稱熱室壓鑄機(jī)）兩大類。冷室壓鑄機(jī)又因壓室和模具放置的位置和方向不同分為臥式、立式和全立式三種9合模機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)形式主要有全液壓合模機(jī)構(gòu)和液壓、曲肘式合模機(jī)構(gòu)兩種10要求壓鑄模閉合時(shí)，a、b、c三點(diǎn)恰好能成一直線，亦稱為“死點(diǎn)”，即利用這個(gè)“死點(diǎn)”進(jìn)行鎖模11壓鑄模合模后應(yīng)能嚴(yán)密地鎖緊分型面，因此，要求合模后的模具總厚度大于（一般大20mm）壓鑄機(jī)的最小合模距離12壓鑄模、壓鑄設(shè)備和壓鑄工藝是壓鑄生產(chǎn)的三個(gè)要素。在這三個(gè)要素中，壓鑄模最為關(guān)鍵13壓鑄模的定模與動(dòng)模的接觸表面通常稱為分型面，分型面是由壓鑄件的分型線所決定的。而模具上垂直于鎖模力方向上的接合面，即為基本分型面14內(nèi)澆口的設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)澆口時(shí)，主要是確定內(nèi)澆口的位置和方向，并預(yù)計(jì)合金充填過程的流態(tài)、可能出現(xiàn)的死角區(qū)和裹氣部位，以便設(shè)置適當(dāng)?shù)囊缌骱团艢庀到y(tǒng)。值小，開模力小而抽芯力大，用于短抽芯．α值較大，所需開模力較大，抽芯力小，抽芯時(shí)產(chǎn)生的開模阻力為抽芯力的４０％～５０％，為了縮短開模行程可用于開模行程較長的型芯。15分流錐起分流金屬液和帶出直澆道的作用。分流錐單獨(dú)加工后裝在鑲塊內(nèi)，不允許在模具鑲塊上直接做出16橫澆道設(shè)計(jì)橫澆道是直澆道的末端到內(nèi)澆口前端的連接通道，它的作用是將金屬液從直澆道引入內(nèi)澆口，并可以借助橫澆道中的大體積金屬液來預(yù)熱模具，當(dāng)鑄件冷卻收縮時(shí)用來補(bǔ)縮和傳遞靜壓力17排溢系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)，在整個(gè)型腔充填過程中是一個(gè)不可分割的整體。排溢系統(tǒng)由溢流槽和排氣槽兩大部分組成18全部溢流槽的溢流口截面積的總和應(yīng)等于內(nèi)澆口截面積的60%～75%19型腔磨損后，尺寸增大。在計(jì)算型腔尺寸時(shí)，應(yīng)保持鑄件外形尺寸接近于最小極限尺寸型芯磨損后，尺寸減小。在計(jì)算型芯尺寸時(shí)，應(yīng)保持鑄件內(nèi)形尺寸接近于最大極限尺寸。20模架的標(biāo)準(zhǔn)化主要是指模架在設(shè)計(jì)過程中的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及生產(chǎn)的規(guī)?；褪袌?chǎng)化，通過模架的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，使得模架的通用性、互換性加強(qiáng)，模具的生產(chǎn)周期大大縮短，成本降低，更具有市場(chǎng)競(jìng)爭力21壓鑄模零件中最重要的零件是與金屬液接觸的成型工作零件，通常用熱作模具鋼制成22壓鑄模成型部位（動(dòng)、定模鑲塊、型芯等）及澆注系統(tǒng)使用的熱模鋼必須進(jìn)行熱處理二.簡單題1什么是分型面？選擇分型面時(shí)，主要根據(jù)哪些原則？壓鑄模定模與動(dòng)模的接觸表面通常稱為分型面.1開模時(shí),能保持鑄件隨動(dòng)模移動(dòng)方向脫出定模,使鑄件保留在動(dòng)模內(nèi).2有利于澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的合理布置3為保證鑄件的尺寸精度,應(yīng)使加工尺寸精度要求高的部分盡可能位于半壓鑄模內(nèi)4使壓鑄模的結(jié)構(gòu)簡化并有利于加工5其他:如考慮鑄造合金的性能,避免壓鑄機(jī)承受臨界負(fù)荷2壓鑄模設(shè)計(jì)的步驟有哪些？1根據(jù)產(chǎn)品使用的材料種類產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)和精度等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行工藝分析,制定工業(yè)規(guī)程2確定型腔數(shù)量，鑄件在模具內(nèi)的放置位置，進(jìn)行分型面，澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3確定鑲塊與型芯的鑲拼形式和固定方法，進(jìn)行成型零件的設(shè)計(jì)4確定抽芯距和抽芯力,進(jìn)行抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5確定推出元件的位置，進(jìn)行推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6先定壓鑄機(jī)，進(jìn)行模架，加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7校核模具與壓力機(jī)的相關(guān)尺寸，設(shè)繪總裝圖及零件圖8編制技術(shù)文件3弗洛梅爾提出了噴射充填理論簡述其基本內(nèi)容及發(fā)生的條件P8實(shí)驗(yàn)鑄型是一個(gè)在一端開設(shè)澆口的矩形截面型腔。通過研究，認(rèn)為金屬液的充填過程，可以分為兩個(gè)階段，即沖擊階段和渦流階段。在速度、壓力均保持不變的條件下，金屬液進(jìn)入內(nèi)澆口后仍保持內(nèi)澆口截面的形狀沖擊到對(duì)面的型壁（沖擊階段）。隨后，由于對(duì)面型壁的阻礙，金屬液呈渦流狀態(tài)，向著內(nèi)澆口一端反向充填（渦流階段），這時(shí)由于鑄型側(cè)壁對(duì)此回流金屬流的摩擦阻力，以及此金屬流動(dòng)過程中溫度降低所形成的粘度迅速增高，因而使此回流金屬流的流速減慢。與此同時(shí)，一部分金屬液積聚在型腔中部，導(dǎo)致液流中心部分的速度大于靠近型壁處的速度這一充填理論適用于具有縫形澆口的長方形鑄件或具有大的充填速度以及薄的內(nèi)澆口的鑄件。4抽芯機(jī)構(gòu)一般由哪幾部分組成？各起什么作用?1成型元件形成壓鑄件的測(cè)孔,凹凸表面或曲面2運(yùn)動(dòng)元件連接并帶動(dòng)型芯或型塊在模套導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)3傳動(dòng)元件帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)元件作抽芯和插芯運(yùn)動(dòng)4鎖緊元件合模后壓緊運(yùn)動(dòng)元件，防止壓鑄時(shí)受到壓力而產(chǎn)生位移5限位元件使運(yùn)動(dòng)元件在開模后停在所要求的位置，保證合模時(shí)傳動(dòng)元件工作順利5簡述內(nèi)澆口厚度對(duì)充型的影響。內(nèi)澆口的厚度對(duì)金屬液的充型影響較大。一般情況下，當(dāng)鑄件較薄并要求外觀輪廓清晰時(shí)，內(nèi)澆口厚度要求較薄，但內(nèi)澆口過薄，金屬液噴射嚴(yán)重，甚至?xí)氯艢馔ǖ溃硅T件表面出現(xiàn)麻點(diǎn)和氣孔，在壓鑄鋁合金、銅合金時(shí)粘模嚴(yán)重當(dāng)鑄件表面質(zhì)量要求高、組織要求致密時(shí)可采用較厚的內(nèi)澆口，但內(nèi)澆口太厚，充填速度過低而降溫大，可能導(dǎo)致鑄件輪廓不清，切除內(nèi)澆口也麻煩6全壁厚充填理論是布蘭特于1937年用鋁合金壓入試驗(yàn)性的壓鑄型中得出的，試簡述該理論的結(jié)論1金屬液通過內(nèi)澆口進(jìn)入型腔后，即擴(kuò)展至型壁，然后沿整個(gè)型腔截面向前充填，直到整個(gè)型腔充滿金屬液為止。2在整個(gè)充填過程中不出現(xiàn)渦流狀態(tài)，在實(shí)驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)金屬堆積在型腔遠(yuǎn)端的任一實(shí)例，凡是遠(yuǎn)端有欠鑄的鑄件，在澆口附近反而完全填實(shí)。因此認(rèn)為噴射充填理論是不符合實(shí)際情況的，并且推翻了噴射充填理論所提出的將復(fù)雜鑄件看成若干個(gè)矩形型腔連續(xù)的說法。同時(shí)認(rèn)為，無論Ａg/Ａ1的值大于或小于1/4～1/3，其結(jié)果并無區(qū)別。按這種理論，金屬的充填是由后向前的，流動(dòng)中不產(chǎn)生渦流，型腔中的空氣可以得到充分的排除。至于充填到最后，在進(jìn)口處所形成的“死區(qū)”，完全符合于液體由孔流經(jīng)導(dǎo)管的水力學(xué)現(xiàn)象。三.計(jì)算題1計(jì)算下圖鎖模力。（安全系數(shù)K=1.25；壓射壓力p=30MPa）鑄件投影面積：A1=200*200-140*140=20400mm2橫澆道投影面積：A2=40*20*2=1600mm2直澆道投影面積：A3=60*60*π/4=2827mm2計(jì)算脹模力：F脹=（A1+A2+A3）*P*106*30*106=744810(N)計(jì)算鎖模力：F鎖=K*F脹=1.25*744810=931012.5(N)2有一鋁合金壓鑄件，平均壁厚為3.2mm,充填質(zhì)量W（壓鑄件+排溢系統(tǒng)質(zhì)量）為195g,試計(jì)算內(nèi)澆面積（鋁合金液密度ρ=0.0027g/mm3；型腔的充填時(shí)間t=0.072s;充填速度vg=40000mm/s)解:常用的經(jīng)驗(yàn)公式為Ag=G/(ρvgt)式中Ag——內(nèi)澆口截面積（m2）；G——通過內(nèi)澆口的金屬液質(zhì)量（kg）ρ——液態(tài)金屬的密度（kg/m3）vg——充填速度（m/s），見表3-41；t——型腔的充填時(shí)間（s），見表3-44。3 (a)熱室壓鑄機(jī)用澆注系統(tǒng)(b)立式壓鑄機(jī)用澆注系統(tǒng)(c)臥式壓鑄機(jī)用澆注系統(tǒng)(d)全立式壓鑄機(jī)用澆注系統(tǒng)1－直澆道2－橫澆道3－內(nèi)澆口4－余料4(a)傾斜分型面(b)折線分型面(c)曲線分型面(d)直線分型面51—型腔2—溢流口3—溢流槽4—排氣槽5—推桿4內(nèi)澆口下部冷卻時(shí)，冷卻通道不應(yīng)布置在內(nèi)澆口的下方，以防內(nèi)澆口處金屬液過早凝固（圖b合理）1-內(nèi)澆口2-橫澆道3-推桿4-水道5-型腔51．型腔尺寸計(jì)算25±0.5mm：將25±0.5mm變換為25.1-1.0mm，因此(mm)2．型芯尺寸計(jì)算:6分流錐示意圖中心設(shè)推桿的分流錐分流錐起分流金屬液和帶出直澆道的作用。分流錐單獨(dú)加工后裝在鑲塊內(nèi)，不允許在模具鑲塊上直接做出。圓錐形分流錐的導(dǎo)向效果好、結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長，因此應(yīng)用較為廣泛。對(duì)直徑較大的分流錐，可在中心設(shè)置推桿。推桿的導(dǎo)向效果好，能平穩(wěn)推出直澆道，其間隙有利于排氣。7抽芯機(jī)構(gòu)的組成:成型元件運(yùn)動(dòng)元件傳動(dòng)元件鎖緊元件限位元件限位塊2,8-楔緊塊3-斜銷4-矩形滑