压铸工艺 第二章

3.2、国产压铸机的主要技术参数
表2-1 压铸机的主要技术参数
压铸机型 号 锁 模 力 /K N 压射 力/Kg 压射 比压 /MP a 动模 板行 程 /mm 模具厚度 /mm 最小 最大 压室 直径 /mm 冲头 顶出 行程 / mm 顶出 器顶 出力 /KN 最大合金浇 注量/kg 轻合 金 重合 金 一次 空循 环时 间/s 拉杆内间距 /mm
液压和电器系统提供动 力、能源以及控制。
2.1、合模机构
合模机构——带动模具动模部分合模或开模的机构 2.1.1、液压合模机构 合模液压缸直接带动动模安装板和动模分、合模，并起 锁紧作用。 优点：结构简单，操作方便，安装不同厚度的模具时不 用调节合模液压缸座的位置，省去了相应的机械结构， 在生产过程中，锁模力可以保持不变。 缺点：合模的刚性差，可靠性不好，熔融金属易从分型 面喷出，降低了压铸件的尺寸精度；合模速度较慢，效 率低。
一、压铸机的选用原则
1) 满足压铸件的工艺性及合金种类等的要求； 2) 压铸机的技术参数应满足生产要求； 3) 在满足生成需要的前提下，尽量减少压铸机的品种和规格。 4）以是否能得到最佳经济效益来决定是否采用自动化生产。
二、压铸机的选用
选择压铸机应考虑的因素 A、压铸合金的种类不同，选用压铸机压室的形式也不一样：
铝合金采用冷压室压铸机，最好采用立式冷压室压铸机；
锌合金采用冷、热压室压铸机生产均可，从生产效率和实现自动化的 难易出发，一般选用热压室压铸机； 镁合金可以采用冷、热压室压铸机，以前主要采用冷压室压铸机，目 前已经有应用于镁合金的专用热压室压铸机在使用； 铜合金通常采用冷压室压铸机。
增加了反 料结构
余料未切断前不能开 模
立式冷压室压铸机的压室和压射机构处于垂 直位置，压室中心线垂直于模具运动方向
1.2.3、全立式冷压室压铸机
根据压室移动方 式及合金供料方 式的不同，分为
摆动式压室 平移式压室 真空吸入式 电磁泵给料
图2-4 立式冷压室压铸机
图2-5 垂直分型的摆动压室压铸机的压铸过程
J116D
J113C J1125 J1140A
J1163E
J216 J213B
图2-12 J118G型卧式冷压室压铸机模具安装图
表2-2 J118G型卧式冷压室压铸机的主要技术参数
第二节 压铸机的选用
任务：了解压铸机的选用方法。 重点：会选用压铸机 会校核技术参数
压铸机是压铸生产的最基本的设备，是 压铸生产中提供能源和选择最佳压铸工艺参 数的条件，是获得优E供—压铸机提供的能量 E需—铸件所需要的能量
2、直接从能量方面比较选 择，E供>E 需。
四、压铸机选定后，应校核的参数 4.1、锁模力校核 锁模力应满足：
Fs ≥K(Fz主+Fz分)
Fs偏 ≥K(Fz主+Fz分)(1+2e)
式中：Fs—压铸机提供的锁模力（N） K—安全系数，一般取1.1~1.3 Fz主—主胀型力（N） Fz分—份胀型力（N） Fs偏 —实际压力中心偏离锁模力中心时的锁模力（N ）
压铸件工艺分析、压铸工艺制定 第一步，压铸件的结构分析
内容有：1) 壁厚是否在该合金压铸壁厚的范围内？ 2) 孔和槽隙能否铸造出来？
3）压铸件的表面质量要求如何
4）尺寸精度是否在压铸生产的范围内？ 5）铸造圆角半径是否符合压铸件的工艺要求？
第二步，压铸工艺编制
内容有：1) 了解铸件所用合金的性能（特别是铸造性能) 2) 确定一模内的型腔个数及压铸件的投影面积 3）估算单个铸件的质量
1.2.2、立式冷压室压铸机
图2-4 立式冷压室压铸机 （JM1518镁合金压铸机）
立式冷压室压铸机的特点：
1）有利于防止杂质进入型腔。 2）压铸机结构直立，占地面积小。 金的流动性。
压射前反料冲头 封住了喷嘴孔
3）流体转折90度进入型腔，压力损失大，降低了熔融合 4）主要用于开设中心浇口的压铸件生产。 5）压铸机结构复杂，维修不便。 6）压铸机生产效率低。
F反
F轴
图2-16 液压抽芯时，法向分胀 型力计算示意图
4.2、压室容量校核
m ≥Vρ/ (1000K)
式中：m—压铸机给定压室容纳金属的质量（Kg）
V—压铸件（包括浇注系统、排溢槽在内）的总体积(cm3)
ρ—合金的密度（g/cm3） K —压室的充满度，一般K=0.6~0.8 4.3、模具厚度、开模距离校核 (1) 模具厚度校核
700 200
L
700 B
200
20
∮60 350 B
图2-13 压力中心和锁模力中心不重合时锁模力的计算
∑A=44227mm2
∑C=19147750mm3
250
e=11.8%
Fs偏=Fs(1+2e) ≈1.24Fs=54841.48p(N)
回顾胀型力计算公式
式中：Fz主——胀型力（N） Pb —— 压射比压（Pa） A
2.1.2、机械合模机构
利用机械的增力机构，用较小的外力作用使模架产生一定的 变形，从而产生锁模力。常用的机构是曲肘合模机构。 优点：采用推力放大机构，合模液压缸直径小，油压低，锁 模力大；机构运动良好，开、合模时速度缓慢、平稳，运动 时速度快；锁模刚性大且可靠；操作简单，维修方便。 缺点：使用不同厚度的模具时，调节行程比较困难；肘杆精 度要求高。
B、压铸件结构和工艺参数的影响：
压铸件结构工艺性，压铸工艺参数等不同，则压铸机的规格也不同。 要注意：压铸机安装模具的空间与模具最大外形尺寸， 压室容量与压铸件质量， 锁模力与胀型力， 动模座板的行程与开模行程。
必 须 相 适 应
C、压铸件的品种和生产批量： 多品种小批量，一般选用液压系统简单、适应性强，能快速进行调整
4）确定浇注温、模具预热温度及冷却方式
5）确定压射比压、确定压射速度 6）预定保压时间、留模时间
表2-1 压铸工艺卡
压力铸造工艺卡 牌号 材 料 新旧 料比 模具预热温度 浇注温度 工 艺 压射速度 规 程 保压时间 留模时间 冷却方式 压铸件投影面 积 压射比亚 设备 型号 压室直径 压铸 件质 量 产品名称 浇注系统 质量 每模 件数 压铸件名称 镶嵌件 数量 预热 温度 使用方法和次数
F反
F作
F轴
α
图2-15 斜销抽芯时，法向分胀型力计算示意图
α
F作 F分
第二种：液压抽芯
Fz分＝∑(Pb×A分tanα－F插) 如果液压抽芯器未注明插 芯力，可以按下式计算 Fz分＝0.00785D插2p管
式中： P管——压铸机的管道压力（MPa） D—液压抽芯器液压缸直径(mm) F插—液压抽芯器的插芯力（N） 其余符号含义与前面相同。
1，浇料 2，压室摆正 3，压室上升
4，冲头上升
图2-6 水平分型的摆动压室压铸机的压铸过程 1，浇料 2，压室摆正 3，压室上升 4，冲头上升
a,压室平移，浇料 b,压室复位 c,冲头上升 d,压室平移，顶出余料
图2-7 平移压室压铸机的压铸过程
图2-8 真空吸入式和电磁泵给料等熔融合金供给方式的压铸机
的压铸机；
少品种大批量生产，则应选用配备各种机械化和自动化控制的高效率 压铸机。
三、常用压铸机的选择方法 根据锁模力选择压铸机
首先要初步估算出要生产的 压铸件的胀型力，然后根据 胀型力与锁模力的关系，初 步选定压铸机。
1、先绘制出压铸机和压铸 工艺所需要的p—Q2图，只 根据能量供求关系选择压铸机 要压铸工艺的p—Q2图在压 铸机的p—Q2图下方，就表 明所选用的压铸机能满足给 p—压射系统的最大金属静压力 定零件的生产需要。
图2-3 卧式冷压室压铸机的结构 1—控制柜 2—合模缸 3—模具高度调节机构 4—曲肘支撑座板 5—曲肘机 构 6—动模座板 7—拉杆 8—定模座板 9—蓄能器 10—增压器 11—压射 缸 12—压射冲头 13—顶出缸 14—底座与传动液箱 15—液压泵与电机
卧式冷压室压铸机的特点： 1）设有两种浇注位置：偏心和中心两种。
2.2、压射机构
压射机构——将熔融合金推进模具型腔并充填成型的机构 主要有：压室、压射冲头、压射杆、压射缸及增压器等。 三、压铸机的型号和主要技术参数 3.1、型号，代号的含义 J Z
改型设计顺序号：如A，B，C 锁模力参数：近似锁模力的1/100 机器的模式：1—卧式，5—立式 机器的分类：1—冷压室 2—热压室 表示金属压铸机 特性符号：Z表示机器时自动或半自动
涂料 名称
牌号
工艺说明
例1-1
第二章
压铸机
内容：了解压铸机的结构特点、工作原理，掌 握压铸技术参数的校核及压铸机的结构 原理，能正确选用压铸机。 重点和难点：掌握压铸技术参数的校核及压铸机 的结构原理，能正确选用压铸机。
第一节 压铸机的结构和工作原理
任务：了解压铸机的结构和工作原理。 重点和难点：压铸机的结构特点
2）压力损失少，有利于发挥增压的作用。 3）操作、维修方便，便于实现自动化。 4）采用中心浇口的压铸模结构复杂。（分流锥，中心推 杆等，使得模具结构比偏心交口复杂了许多。）
5）使用的合金种类多（各种非铁合金，也可用于铁合金
压铸）。 6）不便于生产带有镶嵌件的铸件。
卧式冷压室压铸机的压室和压射机构处于水 平位置，压室中心线平行于模具运动方向
一、压铸机的类型和结构特点
1.1、压铸机的分类 冷压室压铸机
卧式冷压室压铸机
立式冷压室压铸机 全立式冷压室压铸机
压 铸 机
卧式热压室压铸机 热压室压铸机 普通热压室压铸机 镁合金热压室压铸机
专用压铸机
1.2、压铸机的结构特点 1.2.1、卧式冷压室压铸机
图2-1 卧式冷压室压铸机 J1180
图2-2 卧式冷压室压铸机
金属液进入型腔时流 程短、压力损失少
全立式冷压室压铸机的压室和压射机构处于 垂直位置，压室中心线平行于模具运动方向
1.2.4、热压室压铸机
热压室压铸机一般为立式。
图2-9 热压室压铸机
图2-10 J2140型精密热压室压铸机
图2-11 镁合金热压室压铸机
热压室压铸机的特点：
1）压铸机结构简单，操作方便，工艺稳定性好，铸件夹杂 少，质量好。 2）生产效率高，易实现自动化。 3）压射时压射比压低。 铝合金压铸生产。 5）压室和压射冲头使用寿命低，合金中的铁含量会增加。 6）压室更换不便。
1了解铸件所用合金的性能特别是铸造性能2确定一模内的型腔个数及压铸件的投影面积3估算单个铸件的质量4确定浇注温模具预热温度及冷却方式5确定压射比压确定压射速度6预定保压时间留模时间压铸件工艺分析压铸工艺制定压力铸造工艺卡产品名称压铸件名称材料牌号压铸件质量浇注系统质量每模件数镶嵌件数量新旧料比预热温度工艺规程模具预热温度涂料名称牌号使用方法和次数浇注温度压射比亚设备型号压室直径压射速度保压时间工艺说明留模时间冷却方式压铸件投影面积表21压铸工艺卡例11第二章压铸机内容
Fz主＝Pb×A
图2-14 投影面积的计算
=40×106×0.008×(1+0.3)=416×106(N)
分胀型力有分两种情况
第一种：斜销抽芯
和斜滑块抽芯
F分
Fz分＝∑(Pb×A分tanα)
式中： Fz分—分胀型力（N） Pb —压射比压（Pa） A分 —侧向活动型芯成形端 面的投影面积（mm2） α 楔紧块的楔紧角( 0 )
Fz主＝Pb×A
—— 压铸件在分型面的投影面积总和，一般加30%作为浇注系统 与溢流排气系统的面积（mm2）
例2-2，压铸合金为铝合金的一般压铸 件，其在分型面上的投影面积如下， 计算该压铸件的主胀型力。（其中： 铸件的投影面积为0.008m2 ） 解：查表1-26（课本）得铝合金压射 比压推荐值为30~50MPa，取平均 值40MPa，根据主胀型力计算公式， 算得：
它们长期与高温合金 液接触，易受到侵蚀
压室的温度与 合金液温度相 同，因此合金 的流动性好
4）适用于各种低熔点非铁合金压铸，特别适用于镁合金、
冷压室压铸机的优点是压力大，能够生产较大 的非铁合金和铁合金铸件；缺点是热量损失大，操 作繁琐。生产效率不如热压室压铸机高。
二、压铸机的基本结构
液压合模机构 压 铸 机 的 结 构 合模机构 机械合模机构 液压—机械合模机构 压射机构 模具调节机构 顶出机构
e—型腔投影面积重心最大偏离率（水平或垂直）
式中：A——余料、浇道、压铸件的投影面积（mm2 ）
L——压铸机拉杆中心距离（mm） C——各投影面积对底部拉杆中心的面积矩（ mm3）
C=A×B
L
心到各面积的重 心的距离
B从底部拉杆中
B
B
B
图2-12 偏离率计算示意图
例2-1，如图2-13所示，计算锁模力 （压射比压为p）
全立式冷压室压铸机的特点：
1）不需要很高的压射比压。 2）冲头上下运动平稳，模具水平放置，便于安放镶嵌件。 3）机器占地面积少。但操作不便，生产效率低。 4）适用于各种非铁合金压铸。 5）压铸机结构复杂，维修不便。 6）压铸件气孔少，缩松少。
增加了压室变 换位置的机构 熔融金属缴入直立的 压室中，带入的气体 少