冷室压铸机成型相关理论计算
冷室压铸机成型相关理论计算
产品编号/名称机器型号T产品材料冲头直径Φd60mm产品重量 (单腔)g 投影面积a3100cm2冲头截面积a1/Ap cm2渣包重量 (单腔)g 投影面积a46cm2材料密度g/cm3型腔数目n 流道投影面积a220cm2铸造压力Pp(见bar浇口速度Vg(见表3)m/s流道重量300g 是否机械载荷Y最小壁厚mm 滑块产品面积Ac20cm2是否耐气密/大充填时间(见表1)ms 滑块斜锲角度θ15o是否电镀／喷充填重量=(产品重量 +渣包重量 )X 型腔数目(n)=200g +30g X1(n)=g充填体积=充填重量=230g=cm3材料密度 2.7g/cm3充填速率 (Q)=充填体积=85.1852cm3=l/s 充填时间10ms冲头/压射速度Vp=充填速率 Q(l/s) x10=8.51852l/s X10=m/s 冲头截面积(cm2)28.2743cm2流道截面积A Gl=充填速率 Q x1000=8.51852l/s X1000=mm2流道速度 V GL15m/s浇口总截面积A A=充填速率 Q x1000=8.51852l/s X1000=mm2进料口速度 V A40m/s=进料口总截面积A A=212.963mm2=mm2型腔数目1产品浇口 Ag 理论截面积40冷室压铸机成型相关理论计算LK 160Φ2.7500XXXXXXXXAluminum8.518518528.27433393.0128096 200110301.5567.90123212.96296212.9629685.185185230铸造面积A1=(产品面积a3 +渣包面积a4)X 型腔数目(n)+ 流道投影面积a2 +冲头截面积a1=100+6X 1+20+=cm 2铸造重量Ｇ=(产品重量 +渣包重量 )X 型腔数目(n)+流道重量=200g +30g X1(n) +=g 理论锁模力=开模力F1 X=KN 冲头高速行程=充填体积(cm 3)=85.1852cm 3=mm 冲头截面积(cm 2)28.2743cm 2冲头高速速度=冲头高速行程mm=30.1281mm =m/s 充填时间 ms10ms 浇口凝固时间(铝)= B X αX (浇口厚度)2120mm =ms 154.27433浇口长度62.99058828.2743300530708.3646430.1280963.0128096表表1：产品充填时间与最小壁厚对照表表2：铸造压力推荐值(单位：bar)(1 Mpa= 10 bar)表3：压铸合金浇口充填速度(m/s)。
压铸参数计算
压铸工艺参数的计算从持压终了至开模这段时间，根据铸件厚薄、复杂结构选择。
综合压铸过程的压铸工艺参数压力、速度、温度、时间选项择为：铸件壁厚、结构复杂，压力要大，留模时间要长;铸件壁薄、结构复杂，压射速度要快，模具温度要高;留模时间=产品壁厚X产品壁厚A、填充时间填充时间=0.01x产品壁厚x产品壁厚b、依据模具条件的高速速度高速速度=(产品+溢流重量)/压室截面积X填充时间X铝液密度C.依据机器能力的高速速度模具临界速度=550X√(浇口截面积)²X压射缸截面积XACC压力X10/(压室截面积)³(注：只考虑模具的浇口抵抗，充填抵抗时的实打速度)d.确认浇口速度浇口速度=压室截面积/浇口截面积X高速速度(一般为40-60m/s)例题：产品壁厚：3mm，产品+溢流重量：510g，压室截面积：19.63cm²，浇口截面积：1.04cm²,铝液密度：2.6g/cm³，ACC压力：14MPa，压射缸截面积：(π/4)×112=95cm²。
a.填充时间=0.01×3×3=0.063sb.高速速度=(510/19.63×0.063×2.6)=1.59m/sc.模具临界速度=550X√(1.04)²×95×14×19/(19.63)³=7.58m/sd.浇口速度=(19.63/1.04)X1.59=30.01m/s(3)快慢速度转换行程对于铝、镁合金来说，各个压射阶段的切换点尤为重要，比如低速在什么时候转入高速，高速什么时候转为增压等，直接影响到产品的表面和内部质量。
转换行程=空打行程-(产品+溢流重量/压室截面积X熔液密度)-余料厚度-1cm(一般考虑到行程开关的反应时间，转换行程可以延长1cm)例题：产品+溢流重量：510g，压室截面积：19.63 cm²，空打行程：368mm，余料厚度：23mm，铝液密度：2.6g/cm³转换行程=36.8-(510/19.63X2.6)-2.3-1=235mm二、压力参数(1)铸造压力铸造压力是获得铸件组织致密和轮廓的主要因素，又是压铸区别于其他铸造方法的主要特征.其大小取决于压铸机的结构及功率。
冷室压铸机的工艺参数
密度小，压射比压、增压比压均选小些。 ④比强度：要求比强度大，增压比压高些。
一、 主要工艺参数的设定技能
3）浇注系统决定压力参数的设定 ①浇道阻力： 浇道阻力大，主要是由于浇
道长、转向多，在同样截面积下、内浇 口厚度小产生的，增压比压应选择大些。 ②浇道散热速度：散热速度快，压射比压 高些；散热速度慢，压射比压低些。
冷室压铸机的工艺参数
压铸生产中机器工艺参数的 设定和调节直接影响产品的质 量。一个参数可能造成产品的 多个缺陷，而同一产品的同一 缺陷有可能与多个参数有关， 要求在试压铸生产中要仔细分 析工艺参数的变化对铸件成形 的影响。压铸生产厂家通常由 专人设定和调节机器参数。
一、 主要工艺参数的设定技能
DCC280卧式冷室压铸机设定的内容 及方法如下： （1）射料时间：射料时间大小与铸件壁厚 成正比，对于铸件质量较大、压射一速 速度较慢且所需时间较长时，射料时间 可适当加大，一般在2S以上。射料二速 冲头运动的时间等于填充时间。
2.主要工艺参数的调节技能
（10）射料回锤速度调节 射料回锤运动的速度由射料可调换向阀右 侧控制，调节其螺杆可改变回锤运动速度： 顺时针旋转螺杆，速度减小；逆时针旋转螺 杆，速度增大，如图所示。
2.主要工艺参数的调节技能
（11）一速、二速运动行程的调节 一速、二速运动行程的长短由二速感应开关的 位置决定，两段行程的长短影响铸件的成形质 量，例如欠铸、飞边、气泡等，一般在试压铸 生产中根据产品质量作调节，如图所示。
2.主要工艺参数的调节技能
（4）射料二速工作压力的调节 射料二速工作压力由控制二速压力的调 节螺钉调节，用手旋转减压阀上的调节 螺钉可调节压力大小，其压力示值从射 料二速压力表中读出，此压力即为二速 射料运动中的射料压力。DCC400卧式冷 室压铸机具体调节步骤如下：
压铸入门说明
1. 浇注温度
熔融金属的浇注温度是指它自压室进入型腔时的平均温度。由于对压室内的金属液的温度测量不方便，一般以保温炉的温度表示。
（1）浇注温度的作用和影响
①气体在合金中溶解度，随温度的升高而增大，其熔解金属中的气体，在压铸过程中难以析出，对塑性是有影响的。
②含铁量随合金温度升高而增加，使流动性降低，结晶粗大，性能恶化。
第 10 页共 25 页 2004 年 9 月·压铸工艺培训讲义
铸件的平均壁厚与填充时间的推荐值表
铸件平均壁厚（mm）
填充时间（s）
铸件平均壁厚（mm）
填充时间（s）
1
0.010～0.014
5
0.048～0.072
压铸涂料在使用时应重视操作和注意用量。不论是涂刷还是喷涂，都要薄而均匀，避免涂层太厚或遗漏涂喷。喷涂或涂刷后，应待涂料稀释剂挥发后，才能合模－浇料－压射。否则，将使型腔或压室增加大量的挥发性气体，使铸件产生气孔缺陷，甚至由于这些气体而形成高的反压力，使铸件成型困难。
目前，市场上涂料种类很多，外购应根据压铸合金、模具结构、铸件形状、型腔表面质量、操作工艺以及来源等因素而定。应遵照其说明书的要求来使用。
④熔化潜热和比热高的合金，填充时间可选长些。
2. 增压建压时间
增压建压时间是指熔融金属在充型过程中的增压阶段，从充满型腔的瞬时开始，直至增压压力达到预定值所需建立起来的时间。也就是压射比压上升到增压比压建立起来所需的时间。
3. 持压时间
熔融金属充满型腔后，使熔融金属在增压比压作用下凝固的这段时间，称为持压时间。
推荐常用的留模时间表（s）
合金
壁厚<3mm
壁厚3～6mm
压铸工艺参数理论计算
2.2.5 慢压射1行程：L停L2L3L4=415-101-106.4-39=168.6(mm)
需要说明的是有的压铸机上L1+L2设置合并为一个慢压射阶段。
S1：冲头面积
V2：内浇口速度
S2：内浇口面积
V3：排气槽气体速度（推荐值75m/s）
S3：排气槽的面积
1.2.3 压铸时间[1]
压铸时间包括充填时间，持压时间及铸件在压铸模型中停留的时间。
1.2.3.1 充填时间：金属液开始进入内浇口到型腔充满所需的时间。不同壁厚的铸件充填时间选择参照表1：
2.2.3 高速行程：
L3=（G铸+G溢）/[（ρ×3.14/4）×A2] =1.39/ [（2.6×10-6]×3.14/4）×802 ]
=106.4(mm)
在压铸工艺参数中,高速转换点直接关系到铸件外观质量和内在质量。
2.2.4 慢压射2行程：
G浇为浇注系统的重量
1.2.2 流道中单位时间内不同位置截面中通过合金液的流量关系式（见图2）
金属液在流动过程中，单位时间内通过截面的流量Q相等，则Q=V1×S1=V2×S2= V3×S3 （注：V3 × S3是利用等式，而非金属液流量）
其中V1：冲头速度
G2=G浇
G3+G4=G铸+G溢流
其中：G3+G4为金属液刚达到内浇口处时冲头端面至冲头停止之间的铝液重量，即为快压射起始点位置至冲头停止行程内金属液的容量。
G铸为铸件重量 G溢为溢流系统重量 G2为慢压射2行程内压室能容纳的金属液重量
冷成型工艺及力的计算
1、变形毛坯端部夹持方法，金属的预成型形状， 预成型冲头的锥腔角度，冲压件各模具的结构 形状，变形施力点相对毛坯轴心线的位移，切 面清洁度，毛坯两端的倾斜度，毛坯轴心线的
状态、材料翘曲以及切削刃磨钝等因素的系数。
F—切口面积 τ切应力： τ= σb/√3
≈0.6 σb 因此，在确定切断力时，各公式都可以用σb取代
Kpτ。 b.镦粗、镦锻力：毛坯进行自由镦粗时的最大压
力
P= σs*(1+0.4μ√F/H)
• 式中F-零件的横截面积；H-零件的高度 • μ-带润滑材料的冷变形摩擦系数μ ≈0.1 • σs*（折算流动应力）=β σs • β=1--1.5(劳德系数) • σs--流动应力/真实应力；在塑性变形中
冷成型工艺实例一
工序简图：
其余
20-00 23.17-00
120-00
120-00
120-00
120-00
一、设计思路：
1、根据功能图要求的机械性能等级确定材料。
2、计算镦制产品的用料重量（为生产、采购、 财务提供计划及成本核算） 、体积，计算出头 部用料，根据试选材料规格计算出镦锻比（长 径比），该镦锻比应以第二工位头部体积计算， 并加以修正，根据最终产品杆部尺寸确定材料 的规格。
可使h0/d0增大到10， D/d0≤25。首先材料是退火 好的状态。
2、制造螺栓和阶梯轴采用镦粗及多次缩径工艺， 一次缩径的极限变形ε=0.36，缩细角2α≤30°多 次缩径的总极限为ε=0.96～1.36，第一次和第 二次缩径的极限为ε=0.28～0.35，第三次、第 四次ε=0.36～0.40。
冷室压铸机技术教程
第三节卧式冷室压铸机的参数一、基本参数1、压铸型（模）厚度压铸型（模）厚度是压铸型（模）合紧时的厚度，即压铸型合紧时压铸机动型座板与定型座板之间的距离，如图1-6所示，用H表示。
由于调型（模）机构的作用，H大小可以在一定范围内调整，力劲机械厂有限公司生产的卧式冷室压铸机用“模薄（Hmin）”、“模厚（Hmax）”表示H的最小和最大值。
2、动型座板行程动型座板行程是动型座板的最大移动距离。
动型座板行程实际上就是压铸机开型（模）后型（模）具分型面之间的最大距离，用L表示。
如图1-6所示，在设计时，开型（模）行程应满足下列条件L≥L取式中L取 --开型（模）后分型面之间能取出铸件的最小距离（mm）。
3、拉杠之间的内尺寸压铸机拉杠（又称哥林柱）间在水平和垂直方向的内尺寸（又称哥林柱内距），如图1-21所示。
压铸型（模）在装入型面空间内时，一般要求压铸型（模）的长或宽尺寸应小于相应拉杠之间的内尺寸。
拉杠之间的内尺寸用（水平×垂直）（mm）表示。
图1-21 拉杆之间的内尺寸4、拉杠直径拉杠直径即为拉杠的外径，单位为mm。
5、顶出力压铸机顶出铸件时，推杆板受到顶出机构所施加的静压力。
顶出运动是通过顶出液压缸内液压油的压力推动活塞，再由活塞杆传递给推杆板来实现。
顶出力理论计算公式为F顶=πD12P1/4式中 P1--顶出液压缸工作液的压力（MPa）；D1--顶出液压缸内径（mm）；F顶--顶出力（N）。
6、顶出行程压铸机顶出机构的最大运动距离，用S表示，单位为mm，如图1-6所示。
7、压射室直径。
压射室的内径，单位mm。
8、最大金属液浇注量对冷室压铸机，为一次允许浇入压射室的最大合金重量，用W表示，单位kg或g。
其计算公式如下：W=KπD2L ρ/4式中 K--压射室的充填系数，对于卧式冷室压铸机取0.75；D--压射室直径（最大值，m或mm）；L--压射冲头有效行程（m或mm）；ρ--浇注合金密度（kg/ m3或g/ mm3）。
压铸常用计算公式
压铸常用计算公式1.单位换算：1Mpa=10bar=10kgf/cm²=145psi=1N/mm²1Mpa=1000000pa 1T=9.8KN2.压射力（打料压力）：压射液压缸内工作液推动压射活塞移动的力.P压=1/4∏D²（∏R²）P＇(D为液压缸的直径，P＇为液压缸的油压压力，已可以是增压压力表的压力)3.比压：压室内金属液单位面积上所受的压力.P比=4P压/∏d²(d为冲头的直径)P比×冲头的截面积S1=打料的压力P1×打料油缸的截面积S2或P比×冲头直径的平方d²=打料的压力P1×打料油缸直径的平方D².4.锁模力：F=（产品的总投影面积）S×（产品所需比压）P×(安全系数)1.25.注：比压单位选择Mpa（N/mm²），面积单位选择mm²时，得出结果单位为N,结果除以1000为KN,除以10000为T.5.压室充满度K=浇注铝料的体积V1÷压室的体积V2×100%V1=浇注铝料的质量m÷铝料的密度ρV2=∏R²(压室半径的平方)×L（压室的长度）正常范围30～70%.6.内浇口的截面积S=填充质量m÷(铝料的密度ρ×填充的速度u×填充的时间T)或内浇口的截面积S=(3～5)×填充质量的平方根. 填充质量不包括浇道的质量.7.高速行程L=填充质量m÷(铝料的密度ρ×冲头的截面积S).冲头截面积的单位：cm². L的单位:mm. 铝料的密度取0.264g/cm³. 高速起点=高速行程+料柄厚度+模鼻的厚度.压铸常用计算公式日本资料：高速起点=高速行程L1+电气液压延迟L2（10mm）+升压所需距离L3（15～25mm）+料柄厚度L4（20～25mm,冲头直径为Φ60～70mm时）8.内浇口的填充速度: 内浇口的填充速度U1×内浇口的截面积S1=冲头的运动速度U2×冲头的截面积S2. 单位：m/S.9.填充时间：填充时间T=填充金属的体积V÷（内浇口的截面积S×填充速度U）单位：s、m³、m²、m/s . （填充时间≈（平均壁厚）²×(Al:0.01,Mg:0.005)或者(平均壁厚)²×(0.01～0.028）10.二快压射速度（m/s）; U=4V/∏d²T V为型腔的容积(m³)d为压射冲头的直径(m)，T为填充时间(S).11.内浇口凝固时间：铝：0.01×2×（内浇口平均壁厚）².镁：0.005×1.5×（内浇口平均壁厚）².12.浇注系统的投影面积：取产品投影面积的15～30%.排溢系统的投影面积：取品投影面积的10～20%.13.冲头的截面积与内浇口的截面积之比是14～17倍，通常取15倍.（2009-5-14加）14.铸造压力P=P0×I×(A2/A1) 单位：MpaP0:充油油压 I:增压比 A2:射出油缸截面积 A1:冲头截面积.例:P=13.8×2.16×（113.1/38.48）.15.单条横浇道的截面积取内浇口截面积的（3～5）倍.16.渣包入料口的截面积取内浇口截面积的（70～100）%.令狐昌顺 2009-7-29。
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产品编号/名称
机器型号T 产品材料冲头直径Φd 60mm 产品重量 (单腔)g 投影面积a3100cm 2冲头截面积a1/Ap cm 2渣包重量 (单腔)g 投影面积a46cm 2材料密度g/cm 3型腔数目n 流道投影面积a220cm 2铸造压力Pp(见表2)bar 浇口速度Vg(见表3)m/s 流道重量300g 是否机械载荷件Y 最小壁厚
mm 滑块产品面积Ac 20cm 2是否耐气密/大平面薄壁件充填时间(见表1)ms 滑块斜锲角度θ15o
是否电镀／喷涂件充填重量=(产品重量 + 渣包重量 ) X 型腔数目 (n)
=200g +30g X 1(n)=
g 充填体积=充填重量=230g =
cm 3材料密度 2.7g/cm 3
充填速率 (Q)=充填体积=85.1852cm 3=
l/s 充填时间10ms
冲头/压射速度Vp =充填速率 Q (l/s) x 10=8.51852l/s X 10=
m/s 冲头截面积 (cm 2)28.2743cm 2
流道截面积 A Gl =充填速率 Q x 1000=8.51852l/s X 1000=
mm 2流道速度 V GL 15m/s
浇口总截面积 A A =充填速率 Q x 1000=8.51852l/s X 1000=
mm 2进料口速度 V A 40m/s
=进料口总截面积A A =212.963mm 2=mm 2型腔数目1
铸造面积A1=(产品面积a3 + 渣包面积a4) X 型腔数目(n) + 流道投影面积a2 + 冲头截面积a1
=100+6X 1+20+=
cm 2铸造重量Ｇ=(产品重量 + 渣包重量 ) X 型腔数目 (n) + 流道重量
=200g +30g X 1(n) +=
g 理论锁模力=开模力F1 X 1.1 = (Pp X A1 + 滑块分力Fc) X 1.1=KN 冲头高速行程=充填体积 (cm 3)=85.1852cm 3=
mm 冲头截面积 (cm 2)28.2743cm 2
冲头高速速度=冲头高速行程 mm =30.1281mm =
m/s 充填时间 ms 10ms
浇口凝固时间(铝)= B X α X (浇口厚度)2120mm =ms 708.3646430.1280963.01280963.0128096567.90123212.96296212.96296154.27433浇口长度62.99058828.2743300530200110301.585.185********.2743339产品浇口 Ag 理论截面积40冷室压铸机成型相关理论计算
LK 160Φ2.7500XXXXXXXX Aluminum 8.5185185表
表1：产品充填时间与最小壁厚对照表
表2：铸造压力推荐值(单位：bar)(1 Mpa= 10 bar)表3：压铸合金浇口充填速度(m/s)。