冷室压铸机技术教程(力劲版)

***冷室压铸机技术教程（力劲版）第一章卧式冷室压铸机的构成与工作原理压力铸造（简称压铸）是将熔化的金属，在高压作用下，以高速填充至型（模）具型腔内，并使金属在此压力下凝固而形成铸件的一种方法。

高压、高速是压铸法与其他铸造方法的根本区别，也是最重要的特点。

压力铸造是所有铸造方法中生产速度最快的一种方法，填充初始速度在0.5～70m/s 范围，生产效率高。

用压铸机能压铸出从简单到相当复杂的各种铸件，压铸件重量可从几克到几十千克不等，并能实现压铸生产的机械化和自动化，压铸产品广泛应用于汽车、航空航天、电讯器材、医疗器械、电气仪表、日用五金等，如图1-1所示为压力铸造工程示意图。

图1-1压力铸造工程示意图压铸机分为热室压铸机和冷室压铸机两大类。

热室压铸机与坩埚连成一体，其压室浸于金属熔液中，压射部件安装在熔炉坩埚的上面；冷室压铸机的压室与坩埚是分开的，压铸时，从熔炉的坩埚或保温炉中取出液体金属浇入压室后进行压铸，冷室压铸机适应于压铸各种有色合金和黑色金属。

用压铸机压铸具有如下工作特点：1）操作工序简单，生产效率高，容易实现自动化。

2）压铸可以代替部分装配，且原材料消耗少，能节省装配工时。

3）卧式冷室压铸机一般设有偏心和中心两种浇注位置，可供压铸型（模）设计时选用。

4）金属液在浇道中流动时转折少，有利于发挥增压的作用，提高压铸件质量。

5）压铸件力学性能好，以铝合金、镁合金为例（见表1-1）说明。

6）互换性好，便于维修。

7）压铸产品轮廓清晰，压铸薄壁、复杂零件以及花纹、图案、文字等，能获得很高的清晰度。

8）压铸设备投资高，一般不宜于小批量生产。

表1-1铝合金、镁合金不同铸造方法力学性能注：①W Cu 、W Al 分别表示Cu 、Al 的质量分数。

如图1-2所示为全自动镁合金卧式冷室压铸机在压铸生产时其设备配备图，其中压铸机是压铸生产的主导设备，其他各设备也都起着不可缺少的作用图1-2是力劲机械厂有限公司生产的全自动化镁合金卧式冷室压铸机压铸生产时其设备配备图图1-2压力生产设备图1--定量输送泵2--压铸机3--型（模）具加热器4--喷涂装置5--取件机械手6--熔化炉7--预热炉8--边角料传送带9--压边机10--压铸件传送带11--废品传送带第一节卧式冷室压铸机压铸原理如图1-3所示，压铸型（模）合型（模）后，金属液3浇入压室2中，压射冲头1向前推进，将金属液经浇道7压入型腔6中，冷却凝固成型。

开型（模）时，压射冲头前伸推出余料，顶出液压缸顶针顶出铸件，冲头复位，完成一个压铸循环。

图1-3卧式冷室压铸机压铸过程简图1--压射冲头2--压室3--液态金属4--定模5--动模6--型腔7--浇道8--动型座板9--顶出器10--余料11--定型座板压射冲头的压射运动过程可分为两个或三个阶段。

第一阶段：压射冲头以慢速推动金属液，使金属液充满压室前端并堆聚在内浇口前沿，此阶段可使压室内空气有较充分的时间逸出，并防止金属液从浇口中溅出。

第二阶段：压射冲头快速运动，使金属液快速经浇道填充至型腔。

第三阶段：终压阶段，压射冲头继续移动，压实金属，冲头速度逐渐降为零。

此阶段必须在机器压射系统有增压机构时才能实现。

在压铸填充过程中，压射冲头向前推进的速度大小直接影响铸件的质量。

如图1-4所示，当压射冲头在第一阶段的运动速度太低或太高时，都不利于铸件质量。

为有效消除压铸件藏气问题，在此阶段压射冲头可采用匀加速运动，即压射速度由零逐渐增高到一合适值，金属液在压射冲头的推动下，既不会从浇注口溅出，又能形成光滑的波幅将空气排出。

（a）（b）（c）图1-4第一阶段压射运动图解a）速度太低，空气困在尾部b）速度太高，空气困在浪花中c）在临界压射速度下，可形成完滑的波幅将空气排出第二节卧式冷室压铸机的构成如图1-5所示为卧式冷室压铸机构成图，它由柱架、机架、压射、液压、电气、润滑、冷却、安全防护等部件组成。

按机器零、部件组成的功能分类，我们将卧式冷室压铸机分成合型（模）、压射、液压传动、电气控制、安全防护五大类。

下面以力劲机械厂有限公司生产的DCC280卧式冷室压铸机为例进行结构分析。

图1-5卧式冷室压铸机构成图1--调型（模）大齿轮2--液压泵3--过滤器4--冷却器5--压射回油油箱6--曲肘润滑油泵7--主油箱8--机架9--电动机10--电箱11--合型（模）油路板组件12--合开型（模）液压缸13--调型（模）液压马达14--顶出液压缸15--锁型（模）柱架16--型（模）具冷却水观察窗17--压射冲头18--压射液压缸19--快压射蓄能器20--增压蓄能器21--增压油路板组件22--压射油路板组件一、合型（模）机构合型（模）机构主要起到实现合、开型（模）动作和锁紧型（模）具、顶出产品的作用。

它主要由定型座板、动型座板、拉杠（哥林柱）、曲肘机构、顶出机构、调型（模）机构等组成。

图1-6为合型（模）机构结构简图。

图1-6合模装置结构简图1--调型（模）液压马达2--尾板3--曲肘组件4--顶出液压缸5--动型座板6--拉杆7--定型座板8--拉杠螺母9--拉杠压板10--调型（模）大齿轮11--动型座板滑脚12--调节螺母压板13--调节螺母14--合开型（模）液压缸1、液压双曲肘合型（模）机构的工作特点（1）增力作用通过曲肘连杆系统，可以将合型（模）液压缸的推力放大16～26倍，与液压式合型装置相比，高压油消耗减小、合型液压缸直径减小、泵的功率相应减小。

（2）合、开型（模）运动速度为变速如图1-7所示，在合型（模）运动过程中，动型座板移动速度由零很快升到最大值，以后又逐渐减慢，随着曲肘杆逐渐伸直至终止时，合型速度为零，机构进入自锁状态（锁型状态）。

在开型过程中，动型座板移动由慢速转至快速，再由快速转慢至零，非常符合机器整个运动设计要求。

图1-7曲肘部分结构简图1--合开型（模）液压缸2--钩铰3--长铰4--动型座板（3）当压铸型（模）合紧且肘杆伸直成一直线时，机构处于自锁状态，此时，可以撤去合型（模）液压缸的推力，合型（模）系统仍然会处于合紧状态。

（4）合开型（模）运动的三要素为力、速度、行程或位置，所涉及的几个概念解释如下。

合型（模）力：合型（模）终结时，模板对型（模）具形成的锁紧力。

锁型（模）力：在合型（模）终结当合金液注入型（模）具型腔时，模板对型（模）具形成的最终锁紧力。

变形力：在锁紧型（模）具过程中，机构由于变形而产生的内力。

移型（模）力：在起闭模时，对动型座板的作用力。

胀型（模）力：因合金液模腔压力作用，而产生欲使型（模）具分开的力。

移型（模）速度：在合开型（模）运动中，动型座板和动模运动的速度。

移型（模）速度是一个变速过程。

运动速度应是慢-快-慢的变化过程。

这样既能使型（模）具运行安全，铸件能平稳顶出，又能提高机器的循环次数。

2、顶出液压缸组件顶出液压缸又称为顶针液压缸，顶出液压缸组件是依据液体的压力来带动推杆（顶针）运动，使铸件从压铸型（模）中顶出。

目前，普遍采用的液压顶出机构，其顶出力、顶出速度和时间都可以通过液压系统调节。

如图1-8所示为力劲机械厂有限公司生产的卧式冷室压铸机顶出双液压缸组件结构简图，在机器开型（模）后，通过顶出液压缸活塞杆的相对运动来实现推杆及顶针的顶出运动。

采用双液压缸能使推杆的受力更均匀，运动更平稳，使顶针孔的分布更为合理。

图1-8顶出双液压缸组件结构简图1--三通法兰2--顶出双缸套3--顶出前盖4--顶出活塞连杆5--连接杆6--动型座板3、调型（模）机构压铸机在设计过程中，需要设置调型（模）机构以适应在一定范围内的各种压铸型（模），在机器技术参数中，应确定最大型（模）具厚度尺寸Hmax 和最小型（模）具厚度尺寸Hmin作为机器使用者选定压铸型（模）的参数，如图1-6所示。

这个最大与最小型（模）具厚度的调整量是通过调型（模）机构实现的。

调型（模）机构是用调型（模）液压马达或调型（模）电动机带动传动机构，使锁型（模）柱架的尾板和动型座板沿拉杠作轴向运动，从而达到增大或缩小动、定型座板之间间距的目的。

4、曲肘润滑系统曲肘是压铸机十分重要的运动构件。

为了使其运动副的磨损减小，必须在运动副表面保持适当的清洁的润滑油膜，而过量供油与供油不足同样有害，会产生附加热量、污染和浪费。

力劲机械厂有限公司生产的压铸机曲肘部分的润滑采用的是集中润滑系统。

所谓集中润滑系统，是由一个油泵提供一定排量、一定压力的润滑油，为系统中所有主、次油路上的分流器供油，而由分流器将油按所需油量分配到各润滑点；同时，由控制器完成润滑时间、次数和对故障报警、停机等功能，以实现自动润滑的目的。

卧式冷室压铸机曲肘的润滑一般选用脱压润滑泵，如图1-9所示，它有如下特点：1）压力输出方式为可调式的输出结构，符合各种机器的需求，可做出相对压力的匹配调整。

2）附有油位检知装置，测知储油箱内供油的存量，适时反应回报，连接应变动作。

3）即时需求按键装置，可使机器在刚开始使用时，便立即得到应有的油量，减少不必要的摩擦。

4）深入底部吸油，使得出油功率大为提高，并能清除油管中空气间隔的缺失。

5）配有油压检知装置（1～0.3MPa）特性，可检测下列漏失：①管内压力不足可测知管路破裂。

②油料混浊吸油口阻塞可测知油网阻塞。

③马达运转不良可测知马达不良。

④零件老化、输出功率不良等致使压力不足的情况可测知油压不足。

⑤油料不足的情况可测知油桶无油。

图1-9润滑泵安装位置图二、压射机构及工作原理压射机构是将金属液压入型（模）具型腔进行充填成形的机构。

它主要由压射液压缸组件、压射室（入料筒）、冲头（锤头）组件、快压射蓄能器组件、增压蓄能器组件组成，它的结构性能对压铸过程中的铸造压力、压射速度、增压压力及时间等起着决定性作用，并直接影响铸件的轮廓尺寸、力学性能、表面质量和铸件的致密性。

下面以力劲机械厂有限公司生产的DCC280卧式冷室压铸机为例，说明压射机构的工作原理.如图1-10所示，开始压射时，系统液压油通过油路集成板进入C2腔，再经A3通道进入C1腔，从而推动压射活塞2向左运动，实现第一阶段慢速压射运动。

当压射冲头1越过压射室(料筒)浇料口后，液压蓄能器3的控制油阀打开，使蓄能器3下腔的液压油经A1、A3通道迅速进入C1腔，C1腔液压油油量快速增大，使压射活塞运动速度增快，实现第二阶段快速压射运动。

压射冲头将合金液填充至型（模）具型腔中，当充填即将终止时，合金液正在凝固，此时压射冲头前进的阻力增大，此阻力将反馈到控制系统，液压蓄能器4的控制油阀打开，其下腔的液压油经A2通道快速进入C3腔，从而推动增压活塞5及活塞杆6向左快速移动。

当活塞杆6和浮动活塞7内外锥面接合时，A3通道截断，使C1形成一个封闭腔，增压活塞5、活塞杆6、浮动活塞7的推动及C1、C2腔的液压压力共同使活塞2获得一个增压的效果。