壓鑄成形工藝與模具設(shè)計課件：壓鑄機-

壓鑄機【本章要點與提示】

知識要點目標(biāo)要求學(xué)習(xí)方法壓鑄機的分類、壓鑄過程及特點熟悉通過多媒體課件中的圖片演示，獲得對壓鑄機初步認(rèn)識，了解壓鑄機的分類和特點，在理解的基礎(chǔ)上加深記憶。壓鑄機的選用重點掌握通過了解各種壓鑄機的特點，結(jié)合老師講解，掌握壓鑄機的選用方法。壓室容量的估算、開模行程的核算掌握在領(lǐng)會各項核算的用途的基礎(chǔ)上熟悉計算公式，掌握核算的方法。2【主要內(nèi)容】

3.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.1壓鑄機的分類3.1.2壓鑄機的結(jié)構(gòu)及特點3.1.3國產(chǎn)壓鑄機代號和壓鑄機參數(shù)

3.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)

3.3壓鑄機的選用及有關(guān)參數(shù)校核3.3.1鎖模力的校核3.3.2壓室容量的估算3.3.3開模行程的核算3.3.4其他參數(shù)的核算33.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.1壓鑄機的分類分類特征基本結(jié)構(gòu)形式壓室溫度狀態(tài)熱室壓鑄機冷室壓鑄機壓室的結(jié)構(gòu)和布置方式臥式壓鑄機立式壓鑄機全立式壓鑄機鎖模力小型壓鑄機（熱室<630kN，冷室<2500kN）中型壓鑄機（熱室630～4000kN，冷室2500～6300kN）大型壓鑄機（熱室>4000kN，冷室>6300kN）43.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.1壓鑄機的分類冷室壓鑄機53.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.1壓鑄機的分類熱室壓鑄機63.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.2壓鑄機的結(jié)構(gòu)及特點1.熱室壓鑄機

1-蓄壓器2-合模機構(gòu)3-移動模板4-基座5-固定模板6-壓射機構(gòu)7-坩堝73.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.2壓鑄機的結(jié)構(gòu)及特點1.熱室壓鑄機

生產(chǎn)工序簡單，操作方便，效率高，易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。金屬液由壓室直接進入型腔，金屬消耗少，溫度波動范圍小，壓鑄工藝穩(wěn)定。金屬液在密閉通道中進入型腔，雜質(zhì)不易帶入，壓鑄件質(zhì)量好。壓鑄比壓較低，壓室和沖頭、噴嘴等長期浸在金屬液中，易受浸蝕，影響使用壽命，并易增加合金中的含鐵量。對于易燃燒的低熔點合金壓鑄，如鎂合金，可將坩堝密封，并通入惰性氣體保護合金液，防止其氧化或燃燒。熱室壓鑄機目前大多用于壓鑄鋅合金等低熔點合金鑄件，但也有用于壓鑄小型鋁、鎂合金壓鑄件。其特點如下：83.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.2壓鑄機的結(jié)構(gòu)及特點1.冷室壓鑄機

臥式冷室壓鑄機的結(jié)構(gòu)示意圖

1-蓄壓器2-基座3-合模機構(gòu)4-移動模板5-固定模板6-壓射機構(gòu)93.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.2壓鑄機的結(jié)構(gòu)及特點臥式冷室壓鑄機占主導(dǎo)地位，是壓鑄機的代表，適合于大中型壓鑄機。目前，可壓鑄的鋁合金壓鑄件質(zhì)量最大已達(dá)60kg。規(guī)格型號全面，對產(chǎn)品尺寸及合金種類的適應(yīng)范圍廣，生產(chǎn)操作簡便，生產(chǎn)效率高，可與自動化周邊設(shè)備聯(lián)機實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，一般設(shè)有偏心和中心兩個澆注位置，且可在偏心與中心間任意調(diào)節(jié)，比較靈活，便于實現(xiàn)自動化。缺點：壓射過程金屬液熱量損失大，容易卷入氧化夾雜物及空氣，對高致密度或要求熱處理的產(chǎn)品須采取特殊的工藝。目前臥式冷室壓鑄機主要用于鋁、鎂、銅等有色合金的生產(chǎn)，黑色金屬的壓鑄應(yīng)用極少。臥式冷室壓鑄機的特點103.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.2壓鑄機的結(jié)構(gòu)及特點1.冷室壓鑄機

立式冷室壓鑄機的結(jié)構(gòu)示意圖

1-蓄壓器2-合模機構(gòu)3-移動模板4-固定模板5-壓射機構(gòu)6-切料返料機構(gòu)7-基座113.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.2壓鑄機的結(jié)構(gòu)及特點壓室和壓射機構(gòu)處于垂直位置，壓室中心與模具運動方向垂直。由于壓射前反料沖頭封住了噴嘴孔，使其在金屬液壓射過程中卷入氣體少，有利于防止雜質(zhì)進入型腔；更適合壓鑄具有中心澆道設(shè)置的零件；壓射機構(gòu)直立，占地面積小，但因增加了反料機構(gòu)，故結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作和維修不便，且影響生產(chǎn)率。目前立式壓鑄機主要用于電機轉(zhuǎn)子等特殊產(chǎn)品的壓鑄生產(chǎn)。隨著臥式冷室壓鑄機壓射性能的不斷提高，為提高生產(chǎn)效率，目前微電機轉(zhuǎn)子已越來越多的采用臥式冷室壓鑄機生產(chǎn)。立式冷室壓鑄機的特點123.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.2壓鑄機的結(jié)構(gòu)及特點1.冷室壓鑄機

全立式冷室壓鑄機的結(jié)構(gòu)示意圖

1-合模機構(gòu)2-移動模板（上工作臺）3-固定模板（下工作臺）4-壓射機構(gòu)5-基座133.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.2壓鑄機的結(jié)構(gòu)及特點全立式冷室壓鑄機中的金屬液充型比較平穩(wěn)，帶入型腔的空氣較少，生產(chǎn)的鑄件氣孔顯著地較普通壓鑄件少；金屬液進入型腔時轉(zhuǎn)折少，流程短，減少壓力的損耗，故不需要很高的壓射壓力；金屬液的熱量集中在靠近澆道的壓室內(nèi)，熱量損失少；沖頭上下運行十分平穩(wěn)，且模具水平放置，穩(wěn)固可靠，安放嵌件方便，適于各種有色金屬壓鑄，廣泛用于電機轉(zhuǎn)子、定子的壓鑄。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作維修不便，取出壓鑄件困難，生產(chǎn)率低。143.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.3國產(chǎn)壓鑄機代號和壓鑄機參數(shù)1.國產(chǎn)壓鑄機代號及其意義國產(chǎn)壓鑄機的代號及其意義一般按JB/T3000-2006《鑄造設(shè)備型號編制方法》確定

J2110J1513J1125B—1000kN臥式熱室壓鑄機；—1250kN立式冷室壓鑄機；—2500kN第二次改型的臥式冷室壓鑄機。153.1壓鑄機的種類和應(yīng)用特點3.1.3國產(chǎn)壓鑄機代號和壓鑄機參數(shù)2.壓鑄機的參數(shù)規(guī)格國家標(biāo)準(zhǔn)《冷室壓鑄機》（GB/T21269-2007）規(guī)定了冷室壓鑄機的型式參數(shù)、幾何精度、技術(shù)要求、檢驗方法和檢驗規(guī)則以及標(biāo)志、包裝、貯存、運輸，適用于臥式冷室壓鑄機和立式冷室壓鑄機。

GB/T25717-2010規(guī)定了鎂合金熱室壓鑄機的基本參數(shù)、技術(shù)要求、精度要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和標(biāo)志、包裝、運輸、貯存。熱室壓鑄機基本參數(shù)由JB/T8083—2000規(guī)定163.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)合模機構(gòu)壓射機構(gòu)推出機構(gòu)動力、傳動系統(tǒng)控制系統(tǒng)……壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)主要包括有：173.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)1.合模機構(gòu)開合模及鎖模機構(gòu)統(tǒng)稱合模機構(gòu)，它是帶動壓鑄模的動模部分使模具分開或合攏的機構(gòu)。由于壓射填充時的壓力作用，合攏后的動模仍有被脹開的趨勢，故這一機構(gòu)還要起鎖緊模具的作用。推動動模移動合攏并鎖緊模具的力稱為鎖模力。合模機構(gòu)必須準(zhǔn)確可靠地動作，以保證安全生產(chǎn)，并確保壓鑄件尺寸公差要求。壓鑄機合模機構(gòu)主要有如下兩種形式:液壓合模機構(gòu)機械合模機構(gòu)

183.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)1.合模機構(gòu)液壓合模機構(gòu)1-外缸2-動模固定板3-增壓器口4-內(nèi)缸5-合模缸6-充填閥塞7-充填閥8-充填油箱C1-開模腔C2-內(nèi)合模腔C3-外合模腔

其動力是由合模缸中的壓力油產(chǎn)生的，壓力油的壓力推動合模活塞，帶動動模安裝板及動模合模，并起鎖緊作用。193.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；在安裝不同厚度的壓鑄模時，不用調(diào)整合模缸座的位置，省去了移動合模缸座用的機械調(diào)整裝置；生產(chǎn)過程中，在液壓不變的情況下，鎖模力可以保持不變。優(yōu)點缺點合模的剛性和可靠性不夠；對大型壓鑄機而言，合模液壓缸直徑和液壓泵大，生產(chǎn)率低；開合模速度較饅，并且液壓密封元件容易磨損。液壓合模機構(gòu)203.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)1.合模機構(gòu)機械合模機構(gòu)機械合模機構(gòu)可分為曲肘合模機構(gòu)、各種形式的偏心機構(gòu)、斜楔式機構(gòu)等。目前國產(chǎn)壓鑄機大都采用曲肘合模機構(gòu)。（圖中上側(cè)為鎖模狀態(tài)，下側(cè)為開模狀態(tài)）

1-合模缸2-合?；钊?-連桿4-三角形鉸鏈5-螺母6-力臂7-齒輪齒條213.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)可將合模缸的推力放大(約放大16~26倍)。該機構(gòu)運動性能良好。曲肘合模機構(gòu)開合速度快，合模時剛度大而且可靠。控制系統(tǒng)簡單，使用維修方便。優(yōu)點缺點不同厚度的模具要調(diào)整行程比較困難；曲肘機構(gòu)在使用過程中，由于受熱膨脹的影響，合模框架的預(yù)應(yīng)力是變化的，這容易引起壓鑄機拉桿過載；肘桿精度要求高，使用時其鉸鏈內(nèi)會出現(xiàn)高的表面壓力，有時因油膜破壞，產(chǎn)生強烈的摩擦。曲肘合模機構(gòu)223.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)2.壓射機構(gòu)定義：

將金屬液推送進模具型腔，填充成型為壓鑄件的機構(gòu)。主要組成：

包括壓室、壓射沖頭、壓射桿、壓射缸及增壓器等。

壓射過程的壓力、速度和時間等主要工藝參數(shù)都是由它而產(chǎn)生的。壓射系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢在于獲得快的壓射速度、壓鑄終止階段的高壓力和低的壓力峰?，F(xiàn)代壓鑄機的壓射機構(gòu)的主要特點是三級壓射，也就是低速排除壓室中的氣體和高速填充型腔的兩級速度，以及不間斷地給金屬液施以穩(wěn)定高壓的一級增壓。

233.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)J1113型（臥式冷室）壓鑄機的三級壓射機構(gòu)

1-壓射沖頭2-壓射活塞3-通油器4-調(diào)節(jié)螺桿5-增壓活塞6-單向閥7-進油孔8-回程活塞C1-壓射腔；C2-回程腔；C3-尾腔；C4-背壓腔；C5-后腔；U-U形腔243.2壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)3.推出機構(gòu)推出機構(gòu)是將成形的壓鑄件和澆道凝料從模具中脫離。普遍采用液壓推動油缸活塞桿來帶動推桿運動。4.動力、傳動系統(tǒng)動力系統(tǒng)用于提供各機構(gòu)運動的動力。常用液壓系統(tǒng)來提供動力，由壓力控制閥和方向控制閥等來調(diào)節(jié)壓力、流量和方向。傳動系統(tǒng)借助動力系統(tǒng)提供的動力，通過液壓或機械傳動完成壓鑄過程中的各種運行動作。5.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的作用在于按預(yù)定的動作程序要求發(fā)出控制信號，使壓鑄機按設(shè)定的運行程序工作。目前常用的壓鑄機控制系統(tǒng)是計算機控制方式，壓鑄機的工作狀況和工藝參數(shù)都顯示在屏幕上，便于人機交互和監(jiān)控。

壓鑄機的結(jié)構(gòu)還包括零部件及機座，所有零部件經(jīng)過組合和裝配，構(gòu)成壓鑄機整體，并固定在機座上。有時還需有關(guān)輔助裝置，根據(jù)自動化程度配備澆料、噴涂、取件等。253.3壓鑄機的選用及有關(guān)參數(shù)校核

首先，應(yīng)考慮壓鑄件的不同品種和批量。

多品種小批量的生產(chǎn)，一般選用液壓系統(tǒng)簡單、適應(yīng)性強和能快速進行調(diào)整的壓鑄機。少品種大量生產(chǎn)，則應(yīng)選用配備各種機械化和自動化控制機構(gòu)的高效率壓鑄機。單一品種大量生產(chǎn)的鑄件，可選用專用壓鑄機。其次，應(yīng)考慮壓鑄件的不同結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)。壓鑄件的外形尺寸、質(zhì)量、壁厚及工藝參數(shù)的不同，對壓鑄機的選用有重大影響。選用壓鑄機時應(yīng)考慮下述兩個方面的問題：根據(jù)鎖模力選用壓鑄機是一種傳統(tǒng)的并被廣泛采用的方法。壓鑄機初選后，還必須對壓室容量和開模距離等參數(shù)進行校核。263.3壓鑄機的選用及有關(guān)參數(shù)校核3.3.1鎖模力的校核F鎖——壓鑄機的鎖模力，kN；F主——主脹型力，kN；F分——分脹型力，kN；

K——安全系數(shù)，一般K=1.25。

鎖模力的作用主要是為了克服壓鑄時的反壓力，以鎖緊模具的分型面，防止金屬液飛濺，造成事故或影響壓鑄件質(zhì)量。壓鑄件所需壓鑄機的鎖模力可按下式計算273.3壓鑄機的選用及有關(guān)參數(shù)校核1.主脹型力F主——主脹型力，kN；A——壓鑄件在分型面上的總投影面積，一般增加30%作為澆注、溢流排氣系統(tǒng)的面積，cm2；P——壓射比壓，MPa。

壓鑄時金屬液充滿型腔后所產(chǎn)生的反壓力，作用于側(cè)向活動型芯的成型端面上，會使型芯后退。斜銷抽芯、斜滑塊抽芯時分脹型力的計算：F分——由法向分力引起的脹型力（各型芯所產(chǎn)生的法向分力之和)，kN；A芯——側(cè)向活動型芯成形端面的投影面積，cm2；P——壓射比壓，MPa；α——楔緊塊的楔緊角，（°）。2．分脹型力283.3壓鑄機的選用及有關(guān)參數(shù)校核3.3.2壓室容量的估算G室——壓室容納金屬液質(zhì)量，kg；G澆——每次澆注的質(zhì)量，即壓鑄件質(zhì)量、澆注系統(tǒng)質(zhì)量及排溢系統(tǒng)質(zhì)量、余料質(zhì)量之和，kg。D——壓室直徑，cm；L——壓室長度，包括澆道套長度，cm；ρ——液態(tài)合金的密度，g/cm3，鋅合金為6.3～6.7g/cm3，鋁合金為2.5～2.7g/cm3，鎂合金為1.7～1.8g/cm3；銅合金為8.0～8.5g/cm3；

K——壓室充滿度，一般取60%～80%。

293.3壓鑄機的選用及有關(guān)參數(shù)校核3.3.3開模行程的核算

h1為定模厚度，mm；h2為動模厚度，mm；H合為壓鑄模合模后的總厚度，mm；Lmin為最小合模距離，mm；Lmax為最大開模距離，mm；L1為壓鑄件（包括澆注系統(tǒng)）厚度，mm；L2為壓鑄件推出距離，mm；L為最小開模行程，mm。

303.3壓鑄機的選用及有關(guān)參數(shù)校核3.3.4其他參數(shù)的核算

估算所需的開模力和推出力，并要求其小于所選壓鑄機的最大開模力和推出力；核算壓鑄機的推出行程是否足以使壓鑄件推出模具；考慮壓鑄機的基本結(jié)構(gòu)與壓鑄模設(shè)計有關(guān)的內(nèi)容：壓鑄機的模具安裝尺寸，包括壓室的偏心距離、推桿和推桿孔的直徑及相互間的尺寸、緊固壓鑄模的螺釘直徑及相互間的尺寸等。(2)立式冷室壓鑄機噴嘴的規(guī)格尺寸。(3)安裝液壓抽芯器的支架和連接型芯用的結(jié)合器的規(guī)格尺寸等。313.3壓鑄機的選用及有關(guān)參數(shù)校核

壓鑄機的選用是壓鑄生產(chǎn)準(zhǔn)備前期的重要工作，是一項技術(shù)性很強的綜合性工作，前期通常采用預(yù)測的方式，準(zhǔn)確程度與實踐經(jīng)驗有很大關(guān)系。壓鑄機的選用，通常遵從以下原則：要了解壓鑄機的類型與特點，根據(jù)企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品要求選擇壓鑄機，既要保證滿足產(chǎn)品性能的要求，又要留有一定的富余度，兼顧產(chǎn)品發(fā)展方向的新需求，并保證滿意的合格率、生產(chǎn)效率與安全穩(wěn)定性，采用盡可能寬泛的工藝條件生產(chǎn)；如果有多臺壓鑄機，需要考慮壓鑄機型號（主要是鎖模力）有一定梯度，具備兼容性，既要滿足產(chǎn)品生產(chǎn)需要，又要盡可能減少壓鑄機型號與臺數(shù)，如果有不同品牌的壓鑄機，還要考慮不同品牌壓鑄機模具安裝尺寸的兼容性，以方便生產(chǎn)的組織；根據(jù)企業(yè)的實際情況，在可能的情況下，盡量配