压铸工艺及模具复习资料概述

《压铸工艺及模具》复习资料第一章绪论1、压铸：压铸是压力铸造的简称，其实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模型腔，并在压力下成形和凝固而获得铸件的方法。

（高压和高速是压铸时熔融合金充填成形的过程的两大特点）2、压铸压铸合金的优缺点优点：1）压铸件的尺寸精度高，表面粗糙度值低2）材料利用率高3）可以制造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件4）在压铸件上可以直接嵌铸其他材料的零件5）压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度6）生产率极高缺点：1）压铸件常有气孔及氧化夹杂物存在2）不适合小批量生产3）压铸件尺寸受到限制4）压铸合金种类受到限制第二章压铸过程原理及常用压铸合金1、压铸压力：压射力：压铸机压射机构中推动活塞的力压射比压：压室内金属液在单位面积上所受的压力（压射比压变化的三个阶段：Ⅰ、慢速封孔阶段Ⅱ、充填阶段Ⅲ、增压阶段Ⅳ、持压阶段）2、压铸速度：压射速度：压铸机压射缸内的液压推动压射冲头前进的速度充填速度：液体金属在压力作用下，通过内浇道进入型腔的线速度3、三大充填理论：喷射充填理论、全壁厚充填理论、三阶段充填理论（巴顿认为充填过程的三个阶段对铸件质量所起的作用是不同的，第一阶段是铸件的表面质量；第二阶段是铸件的硬度；第三阶段是铸件的强度）4、常用的压铸合金：锌合金、铝合金（最常见）、镁合金、铜合金5、锌合金老化现象的原因：由于铅、锡、镉等杂质在锌中的溶解度过小，从而使这些杂质集中于晶粒边界造成晶间电化学腐蚀。

6、合金材料的性能包括使用性能和工艺性能7、压铸的合金应具有的性质1）高温下有足够的强度和可塑性，无热脆性；2）尽可能小的线收缩率和裂纹倾向，以免压铸件产生裂纹，使压铸件有较高的尺寸精度3）结晶温度范围小，防止压铸件产生过多的缩孔和疏松4）在过热温度不高时有足够的流动性，便于充填复杂型腔，以免获得表面质量良好的铸件5）与型壁产生物理化学作用的倾向小，以减小粘模和相互合金化第三章压铸机1、压铸机的分类按浇注方式分：热压室压铸机和冷压室压铸机冷压室压铸机按压室结构和布置方式又分卧式（应用最多）和立式还有全立式2、压铸机主要由开合模机构、压射机构、动力系统、控制系统等组成3、合模机构形式：液压合模机构、机械合模机构（机械合模机构可分为曲肘合模机构、各种形式的偏心机构、斜楔式机构等）图见书P24.254、锁模力定义：推动动模移动合拢并锁紧模具的力称为锁模力作用：为了克服反压力，以锁紧模具的分型面，防止金属液飞溅，保证铸件的尺寸精度。

5、压射机构作用：将金属液推送进模具型腔，填充成形为压铸件的机构组成部分：压室、压射冲头、压射杆、压射缸及增压器等。

6、现代压铸机的压射机构的主要特点是三级压射（慢速；快速；增压）7、书P28.29第四章压铸件结构设计及压铸工艺1、压铸工艺对压铸件结构的要求（图见书P30~32）（一）从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑1、铸件的分型面上应尽量避免圆角2、避免模具局部过薄3、避免压铸件上互相交叉不通孔4、避免内侧凹（二）改进模具结构，减少抽芯部位（三）方便压铸件脱模和抽芯2、压铸件基本结构：壁厚和肋；铸造圆角；脱模斜度；铸孔；压铸镶嵌件（详见书P32~35）3、压铸工艺参数的选择：压铸压力的选择；压铸速度的选择；温度参数的选择；充填、持压和开模时间4、温度参数：浇注温度：从压室进入型腔时液体金属的平均温度压铸模温度：压铸模使用前预热的温度（预热的作用：避免“热冲击”以延长寿命和避免因激冷失去流动性）5、压铸涂料的作用1）高温时保持良好的润滑性能2）减少模具的导热率，保持熔融金属的流动性，从而改善金属的成形性3）保护模具，避免熔融金属对模具的冲刷作用，改善模具工作条件，延长模具使用寿命4）预防粘模（对铝、锌合金而言5）减少铸件与模具成型部分之间的摩擦，从而减少型芯和型腔被磨损并提高铸件表面质量6、压铸件的清理、浸渗、后处理和表面处理压铸件的清理：包括取出浇口、排气槽、溢流槽、飞边和毛刺等；多采用普通多角滚筒和振动埋入式清理装置压铸件的浸渗：压铸件内部缺陷如气孔、针孔、或疏松等，可加入密封剂（浸渗剂）使其具有耐压性（气密性、防水性）；常用方法是真空加压法压铸件的后处理：主要是指时效退火和负温时效处理7、半固态压铸的特点1）减少了对压室、压铸型腔和压铸机组成部件的热冲击，因而可以提高压铸模的使用寿命2）由于半固态收缩，所以铸件不易出现疏松、缩孔，故提高了铸件质量3）半固态压铸对薄壁件能良好充模，并可改善铸件表面质量4）节约金属和能量，同时可以改善工作环境，生产率也得到提高8、半固态压铸成形的方法：流变压铸和触变压铸（常见）9、半固态合金的制备方法：机械搅拌法；电磁搅拌法；应变激活法10、其他压铸工艺：真空压铸、充氧压铸、精速密压铸、黑色金属压铸第五章压铸模的基本结构及分型面设计1、压铸模由动模和定模两大部分组成2、压铸模的基本结构（图见书P60）成型零件；浇注系统；溢流、排气系统、模架3、分型面的类型：平直分型面；倾斜分型面；阶梯分型面；曲面分型面（图见书P61）4、分型面选择的基本原则：1）尽可能地使压铸件在开模后留在动模部分2）有利于浇注系统、溢流排气系统的布置3）保证压铸件的尺寸精度和表面质量4）简化模具结构、便于模具加工5）避免压铸机承受临界载荷6）考虑压铸合金的性能第六章浇注系统及溢流、排气系统设计1、浇注系统的结构：主要由直浇道、横浇道、内浇道和余料等部分组成。

（图见书P66）2、浇注系统的分类：一般可分为侧浇道；中心浇道；直接浇道；环形浇道；缝隙浇道；点浇道等浇注系统3、溢流槽的作用1）排除型腔中的气体，储存混有气体和涂料残渣的前流冷污金属液2）控制金属液的流动状态，防止局部产生涡流3）调节模具的温度场分布，改善模具的热平衡状态4）作为压铸件脱模时推杆推出的位置，防止压铸件变形，避免在压铸件表面留有推杆痕迹5）作为压铸件存放、运输及加工时的支承、吊挂、装夹或定位的附加部分4、溢流槽的结构形式：设置在分型面上的溢流槽；设置在型腔内的溢流槽5、排气槽的结构形式：分型面上排气槽的结构形式；利用型芯和推杆间隙设置排气槽的结构形式第七章 成型零件和模架设计1、压铸模成型零件的结构可分为整体式和镶拼式2、整体式结构：优点：模具结构简单；外形尺寸；强度刚度高；不易变形；压铸件表面光滑平整，没有镶拼的痕迹；便于开设冷却水道缺点：适用于型腔较浅的小型单腔压铸模；生产形状较简单、精度要求不高、合金熔点较低的压铸件的模具；压铸件生产批量较小，可不进行热处理的压铸模3、镶拼式结构优点：对于复杂的型腔可以分块进行加工，简化加工工艺，提高模具制造质量，容易满足成型部位的精确要求；能合理使用模具钢，降低模具制造成本；有利于易损坏的更换和修理；更换部分镶块，即可改变压铸模型腔的局部结构，满足不同压铸件的需求；拼接处的适当间隙有利于型腔排气。

缺点：镶块拼合面过多时会增加装配的困难，且难以满足较高的组合尺寸精度；镶块拼合处的缝隙易产生飞边，既影响模具使用寿命，又会增加压铸件去毛刺的工作量；另外还会使模具的热扩散条件变差。

4、压铸件的收缩率（一）实际收缩率：压铸件的实际收缩率实ϕ是指室温下模具成型尺寸与压铸件实际尺寸的差值与模具成型尺寸之比，即%100⨯-=型实型实A A A ϕ（型A 是室温下模具的成型尺寸，实A 是室温下压铸件的实际尺寸）（二）计算收缩率：计算成型零件成型尺寸所采用的收缩率为计算收缩率ϕ，它包括了压铸件收缩值及模具成型零件在工作温度时的膨胀值，即%100'⨯-=AA A ϕ(A ’是计算得到模具成型零件的成型尺寸，A 是压铸件的公称尺寸)5、影响压铸件尺寸精度的主要因素1）压铸件收缩率的影响2）压铸件结构的影响3）模具成型零件制造偏差的影响4）模具成型零件磨损的影响5）压铸工艺参数的影响6、成型尺寸定义：成型零件中直接决定压铸件几何形状的尺寸称为成型尺寸分类：型腔尺寸；型芯尺寸；成型部分的中心距离和位置尺寸三类7、成型尺寸的计算（详见书P112~113）8、压铸模模架的基本结构（图见书P115）9、加热与冷却系统的主要作用使压铸模达到较好的热平衡状态和改善压铸件顺序凝固条件；提高压铸件内部质量和表面质量；稳定压铸件的尺寸精度；提高压铸生产效率；降低模具热交变应力，提高压铸件的使用寿命。

10、模具的加热方法：火焰加热；电加热装置加热；模具温度控制装置加热11、模具的冷却方法：水冷却；风冷却；用传热系数高的合金冷却；用热管冷却；用模具温度控制装置进行冷却第八章 压铸模机构设计1、常用的抽芯机构：机动抽芯；液压抽芯；其他抽芯机构（手动抽芯，活动镶块模外抽芯机构）2、抽芯距：型芯从成型位置抽至不妨碍铸件脱模的位置时，型芯和滑块在抽芯方向上所移动的距离3、影响抽芯力的主要因素1）成型部分表面积越大，所需抽芯力也越大；型芯断面的几何形状越复杂，抽芯力越大2）铸件侧面孔穴多且分布在同一抽芯机构上，因铸件的线收缩大，对型芯的包紧力，因此抽芯力也大3）铸件的成型部分壁较厚，金属冷却凝固的收缩变大，包紧力增加，抽芯力也增大4）活动型芯表面粗糙度值低，加工纹路与抽芯方向相同，可减少抽芯力5）加大活动型芯的脱模斜度，可减少抽芯力……（书P129）4、斜导柱抽芯机构的组成和工作原理（图见书P130）{重点}弯销抽芯机构的组成和工作原理（图见书P139）斜滑块抽芯机构的组成和工作原理（图见书P143）5、推出机构的分类、组成分类：机动推出；液压推出；手动推出组成：推出元件、复位元件、限位元件、导向元件、结构元件6、脱模力（推出力）：开始脱模的瞬间所需克服的阻力第九章压铸模使用材料的选择及技术要求1、对压铸模使用材料的要求1）具有良好的可锻性和切削性2)高温下具有较高的红硬性、高温强度、高温硬度、抗回火稳定性和冲击韧度3）具有良好的导热性和抗疲劳性4）具有足够的高温抗氧化性5）热膨胀系数小6）具有高的耐磨性和耐蚀性7）具有良好的淬透性和较小的热处理变形率。

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