第六章--压铸机.

第六章压铸机 第一节压铸机的分类 代号和参数第二节压铸机的基本结构第三节压铸自动化和压铸机参数测试与控制简介第四节压铸机的选用和有关计算 第一节压铸机的分类 代号和参数 一 压铸机的分类二 国产压铸机代号和压铸机参数 一 压铸机的分类 压铸机的基本分类见表 一 热室压铸机 二 冷室压铸机 三 全立式压铸机 一 热室压铸机 热室压铸机与冷室压铸机的区别 浇注结构不同 热室压铸机的特征是压室与熔炉紧密地连成一个整体 冷室压铸机的压室和熔炉是分开的 两种压铸机的合模机构是一样的 热室压铸机压射过程如图所示 当压射冲头3上升时 金属液1通过进口5进入压室4内 合模后 在压射冲头下压时 金属液沿着通道6经喷嘴7充填压铸模8 冷却凝固成型 压射冲头回升 然后开模取件 热室压铸机压铸锌合金等低熔点合金 优点 易实现生产自动化 劳动生产率高 金属消耗少 工艺参数稳定 压铸件质量较好 劳动条件有所改善 二 冷室压铸机 1 卧式冷室压铸机2 立式冷室压铸机3 立式压铸机与卧式压铸机优缺点比较 1 卧式冷室压铸机 卧式冷室压铸机的压室中心线垂直于模具分型面 称为水平压室 冷室压铸的压室工作条件比热室好 可以采用大压力的卧式压射缸 适合中大型压铸机 冷室压铸机不仅可压铸铝合金 镁合金和铜合金 而且也可用于压铸高熔点的黑色金属 卧式冷室压铸过程如图所示 合模后 金属液浇入压室2 压射冲头1向前推进 将金属液经浇道7压入型腔6 开模时 余料8借助压射冲头前伸的动作离开压室 同压铸件一起取出 为了使金属液在浇入压室后 不致自动流入型腔 应在模具内装设专门机构或把浇口安放在压室的上部 2 立式冷室压铸机 立式冷室压铸机压室的中心线平行于模具的分型面 称为垂直侧压室 压铸过程如图所示 合模后 浇入压室2中的金属液3 被已封住喷嘴孔6的反料冲头8托住 当压射冲头向下压到金属液面时 反料冲头开始下降打开喷嘴6 金属液被压入型腔 凝固后 压射冲头退回 反料冲头上升 切断余料9 并将其顶出压室 余料取走后 反料冲头再降到原位 然后开模取出压铸件 立式压铸机由于增加了反料机构 结构复杂 操作比卧式冷室压铸机困难 立式冷室压铸机最大特点是在压铸前反料冲头堵住了喷嘴 能够压射具有中心浇口的零件 3 立式压铸机与卧式压铸机优缺点比较 三 全立式压铸机 合模机构和压射机构垂直布置的压铸机称为全立式合模压铸机 其压射系统在下部 而开合模系统则处于上部 浇料的方式有两种 一种是在模具未合模前 将金属液浇入垂直压室中 其压铸过程如图所示 金属液2浇入压室3后合模 压射冲头上压将金属液压入型腔6中 冷却凝固后开型推出铸件 完成一个压铸循环 全立式压铸机特点 1 金属液由下向上填充 比较平稳 2 压铸模浇口可开大一些 不需很高的压射比压 3 放置嵌件方便 4 占地面积少等 二 国产压铸机代号和压铸机参数 国产压铸机代号的意义如下 第二节压铸机的基本结构 一 合模机构二 压射机构 一 合模机构 合模机构 带动压铸模的动模部分使模具分开或合拢的机构 由于压射充填时压力作用 合拢后的动模仍有被撑开的趋势 故这一机构还要起锁紧模具的作用 这种力称为锁模力 在压铸机标准中称之为合型力 压铸机合模机构主要有两种形式 1 液压合模机构2 机械合模机构 1 液压合模机构 全液压合模机构如图6 1所示 它由合模座缸5 内缸4 外缸1和动模安装板2组成 合模座缸 内缸和外缸组成开模腔C1 内合模腔C2和外合模腔C3 当向内合模缸C2通入高压油时 内缸4向右运动 带动外缸1与动模安装板2向右运动 产生合模动作 随着外缸1的移动 外合模腔C3内产生负压 充填阀塞6被吸开 充填油箱中的常压油进入外缸1 动模合拢后 增压装置通过增压器口3对外合模缸中的常压油突然增压 在压射金属液时 使合模力增大 压铸模被锁紧不致胀开 这种结构称全液压复缸增压合模机构 J1113型 J1163型及J1512型压铸机的合模机构就是带有增压装置的 另有一种不带增压装置的合模机构 当常压油进入外缸1后 管路中的压力油由油孔a进入 对外缸内的常压油逐渐充压 合模座缸5内的压力与管路中的压力相同 这种机构称全液压复缸补压合模机构 J116型压铸机的合模机构就是这一种 开模时 将内合模腔C2和外合模腔C3与卸压系统接通 开模腔C1中的高压油使外缸1缓缓向左移动 压铸模随即打开 1 液压合模机构 动力是由合模缸中的压力油产生的 压力油的压力推动合模活塞 带动动模安装板及动模合模 并起锁紧作用 优点 1 结构简单 操作方便 2 在安装不同厚度的压铸模时 不用调整合模缸座的位置 3 在液压不变的情况下 锁模力可保持不变 缺点 1 合模的刚性和可靠性不够 胀形力稍大于锁模力 压力油就会被压缩 动模立即发生退让 使金属液从分型面喷出 2 大型压铸机的合模液压缸直径和液压泵大 生产率低 3 开合模速度慢 液压密封元件易损 2 机械合模机构 是借助于适当的扩力系统 以较小外力作用 使合模框架产生和保持一定的变形 产生锁模力 机械合模机构分为曲肘合模机构 各种形式的偏心机构 斜楔机构等 曲肘合模机构如图所示 当压力油进入合模缸1时 推动合模活塞2带动连杆3 使三角形铰链4绕支点a摆动 通过力臂6将力传给动模安装板 产生合模动作 为了适应不同厚度的压铸模 用齿轮齿条7使动模安装板与动模作水平移动 进行调整 然后用螺母5固定 压铸模闭合时 a b c三点成一直线 亦称 死点 利用 死点 进行锁模 曲肘合模机构优点 1 可将合模缸推力放大 与液压合模机构相比 合模直径可大大减少 2 运动性能良好 刚开合模时动模移动速度也较低 对推出压铸件和借助于斜拉杆实现机械抽芯都是有利的 3 合模时刚度大而且可靠 4 控制系统简单 使用维修方便 曲肘合模机构的缺点 1 不同厚度的模具要调整行程 2 合模框架的预应力是变化的 容易引起压铸机拉杆过载 3 肘杆精度要求高 使用时其铰链内会出现高的表面压力 有时因油膜破坏 产生强烈的摩擦 二 压射机构 压射机构 将金属液推送进模具型腔填充成型为压铸件的机构 压射机构主要组成部分包括压室 压射冲头 压射杆 压射缸及增压器等 压射系统发展的总趋势 1 获得快的压射速度 2 终止阶段高压力 3 低的压力峰现代压铸机的压射机构的主要特点是三级压射 三级压射过程如下 1 慢速开始压射时 压力油从油孔7进入后腔C5 推开单向阀6 经过U形腔 再通过通油器3中的中间小孔 推动压射活塞2 即为第一级压射 压射活塞的行程为压射冲头刚好越过压室浇料口 速度可通过螺杆4作补充调节 2 快速当压射冲头越过浇料口的同时 压射活塞尾端圆柱部分便脱出通油器 而使压力油得以从通油器蜂窝状孔进入压射腔C1 压力油迅速增多 压射速度猛然增快 即为第二级压射 3 增压当填充即将终了时 金属液正在凝固 压射冲头前进的阻力增大 这个阻力反过来作用到压射腔C1和U形腔内 使腔内的油压增高足以闭合单向阀 从而来自进油孔7的压力油无法进入由C1和U形腔形成的封闭腔 而只在后腔C5作用在增压活塞5上 增压活塞便处于平衡状态 从而在封闭腔内的油压进行增压 压射活塞也就获得增压的效果 至于增压的大小 是通过调节背压腔C4的压力来得到的 压射活塞的回程是在压力油进入回程腔C2的同时 另一路压力油进入尾腔C3推动活塞8 顶开单向阀6 U形腔和C1腔便接通回路 压射活塞产生回程动作 第三节压铸自动化和压铸机参数测试与控制简介 压铸自动化是实现浇注 压铸 取出铸件 去除飞边和浇口以及压铸模喷涂等工序的自动运转 目的 为了使压铸工艺的每个操作过程保持稳定 压铸工序自动化装置包括 1 合金浇注自动化 2 压铸件脱模及取出自动化 3 压室 模具上涂料及压铸机润滑的机械化和自动化 4 压力油 模具及压室的冷却和加热系统自动化 5 压铸件运往下道工序的机械化和自动化 压铸工序自动化装置应与自动化压铸机结合起来 组成自动化机组 为了实现压铸生产自动化 应测试和控制压铸机参数 主要有锁模力 压射速度 压铸压力和型腔内部压力等 锁模力F N 是通过测量压铸机拉杆的应变 然后通过下式计算 即 压射速度的测量方法分为压射过程中某段距离的平均速度测量和连续变化速度的测量 压射压力和型腔内部压力测试系统 大多应用压力传感器将金属液压力信号变为电信号进行放大后转变成电压的原理 第四节压铸机的选用和有关计算 实际生产中选择压铸机一般从以下三个方面进行考虑 一 按生产规模及压铸件品种选择压铸机二 按压铸件的结构参数选择压铸机三 有关计算 一 按生产规模及压铸件品种选择压铸机 对多品种小批量条件下使用的压铸机 要求能够按压铸模厚度快速调整压铸机动模安装板的位置 多品种小批量生产 对压铸机要求 1 尽可能选择具有连接抽芯器的附加机构 压铸模连接槽的数量要多 有各种推出机构的压铸机为好 2 压铸机机器功率取较 大或小 的备用系数 3 压铸小零件时 可安装几种不同零件的内模的通用模架 4 压铸大零件时 可安装专用模架或单个大内模的通用模架 少品种大批量生产 宜于选择机械化及自动化机构的压铸机和自动化压铸机组 而生产单一品种压铸件时 采用专用压铸机最为合算 以上讲述了选择压铸机的两个极端的方案 中间方案则按折衷的办法来选择 同时 考虑压铸件质量要求和成本限制 某些特殊的产品需要保证压铸件的高质量和高强度 选择压铸机的原则有所不同 二 按压铸件的结构参数选择压铸机 对于薄壁压铸件的压射速度要 高or低 在高速压射行程结束时不造成很大液压峰 对于厚壁压铸件 低速压射的工作规范完全可用 对致密度和表面粗糙度要求高的压铸件 可选择专用压铸机 三 有关计算 1 确定压铸件所需压铸机的锁模力2 压室容量的计算3 开模距离的核算和其他 1 确定压铸件所需压铸机的锁模力 锁模力的作用 为了克服与分型面上金属的投影面积有关的胀型力和由侧面胀型力引起锁模方向上的分力 锁紧模具的分型面 偏心的胀型力会产生力矩 可能会引起压铸模分型面张开 因此 计算出的锁模力还必须校核 2 压室容量的计算 校核公式如下 3 开模距离的核算和其他 模具的总厚度应 大于or小于 压铸机的最小合模距离 压铸机的最大开模距离减去模具的总厚度后应留有取出压铸件的距离 所需的开模力和推出力 应 小于or大于 压铸机的最大开模力和顶出力 压铸机的顶出行程应能使压铸件推出模具 模具外形尺寸应能安装在压铸机上 图6 7最大开模距离图 4 模具安装 1 卧式冷压室压铸机的压室与压铸模的浇口套 立式冷压室压铸机和热压室压铸机的喷嘴与浇口套连接处的配合要正确 2 压铸模不应与压铸机拉杆相碰 3 压铸模安装于压铸机上 小型压铸模用压板固定 大型模具为确