03 第3章 压铸机.pptx

第1页：第3章压铸机封面

第3章 压铸机

第2页：本章要点与学习目标

【本章要点与提示】

• 熟悉压铸机的分类、压铸过程及特点：通过课件图片演示获得初步认识，了解压铸机的分类和特点
• 重点掌握压铸机的选用：通过了解各种压铸机的特点，掌握压铸机的选用方法
• 掌握压室容量的估算、开模行程的核算：在领会各项核算用途的基础上熟悉计算公式，掌握核算方法

第3页：本章主要内容

【主要内容】

• 3.1 压铸机的种类和应用特点
  • 3.1.1 压铸机的分类
  • 3.1.2 压铸机的结构及特点
  • 3.1.3 国产压铸机代号和压铸机参数
• 3.2 压铸机的基本结构
• 3.3 压铸机的选用及有关参数校核
  • 3.3.1 锁模力的校核
  • 3.3.2 压室容量的估算
  • 3.3.3 开模行程的核算
  • 3.3.4 其他参数的核算

第4页：压铸机的分类

第5页：冷室压铸机

冷室压铸机：图示为冷室压铸机的外形与结构。

第6页：热室压铸机

热室压铸机：图示为热室压铸机的外形与结构。

第7页：热室压铸机的结构组成

1. 热室压铸机——结构组成

• 1-蓄压器
• 2-合模机构
• 3-移动模板
• 4-基座
• 5-固定模板
• 6-压射机构
• 7-坩埚

第8页：热室压铸机的特点

热室压铸机目前大多用于压铸锌合金等低熔点合金铸件，但也有用于压铸小型铝、镁合金压铸件。其特点如下：

• 生产工序简单，操作方便，效率高，易实现自动化生产
• 金属液由压室直接进入型腔，金属消耗少，温度波动范围小，压铸工艺稳定
• 金属液在密闭通道中进入型腔，杂质不易带入，压铸件质量好
• 压铸比压较低，压室和冲头、喷嘴等长期浸在金属液中，易受浸蚀，影响使用寿命，并易增加合金中的含铁量
• 对于易燃烧的低熔点合金压铸（如镁合金），可将坩埚密封并通入惰性气体保护合金液，防止其氧化或燃烧

第9页：卧式冷室压铸机的结构

1. 冷室压铸机——卧式冷室压铸机的结构示意图

• 1-蓄压器
• 2-基座
• 3-合模机构
• 4-移动模板
• 5-固定模板
• 6-压射机构

第10页：卧式冷室压铸机的特点

卧式冷室压铸机的特点

• 占主导地位，是压铸机的代表，适合于大中型压铸机；目前可压铸的铝合金压铸件质量最大已达60 kg
• 规格型号全面，对产品尺寸及合金种类的适应范围广，生产操作简便，生产效率高，可与自动化周边设备联机实现自动化生产
• 一般设有偏心和中心两个浇注位置，且可在偏心与中心间任意调节，比较灵活，便于实现自动化
• 缺点：压射过程金属液热量损失大，容易卷入氧化夹杂物及空气，对高致密度或要求热处理的产品须采取特殊工艺

目前卧式冷室压铸机主要用于铝、镁、铜等有色合金的生产，黑色金属的压铸应用极少。

第11页：立式冷室压铸机的结构

1. 冷室压铸机——立式冷室压铸机的结构示意图

• 1-蓄压器
• 2-合模机构
• 3-移动模板
• 4-固定模板
• 5-压射机构
• 6-切料返料机构
• 7-基座

第12页：立式冷室压铸机的特点

立式冷室压铸机的特点

• 压室和压射机构处于垂直位置，压室中心与模具运动方向垂直
• 压射前反料冲头封住喷嘴孔，使金属液压射过程中卷入气体少，有利于防止杂质进入型腔
• 更适合压铸具有中心浇道设置的零件
• 压射机构直立，占地面积小，但因增加了反料机构，结构复杂，操作和维修不便，且影响生产率

目前立式压铸机主要用于电机转子等特殊产品的压铸生产；随着卧式冷室压铸机压射性能提高，微电机转子已越来越多地采用卧式冷室压铸机生产。

第13页：全立式冷室压铸机的结构

1. 冷室压铸机——全立式冷室压铸机的结构示意图

• 1-合模机构
• 2-移动模板（上工作台）
• 3-固定模板（下工作台）
• 4-压射机构
• 5-基座

第14页：全立式冷室压铸机的特点

全立式冷室压铸机的特点

• 金属液充型比较平稳，带入型腔的空气较少，生产的铸件气孔显著地较普通压铸件少
• 金属液进入型腔时转折少、流程短，减少压力损耗，故不需要很高的压射压力
• 金属液的热量集中在靠近浇道的压室内，热量损失少
• 冲头上下运行十分平稳，模具水平放置，稳固可靠，安放嵌件方便，适于各种有色金属压铸，广泛用于电机转子、定子的压铸
• 缺点：结构复杂，操作维修不便，取出压铸件困难，生产率低

第15页：国产压铸机代号及其意义

1. 国产压铸机代号及其意义：国产压铸机的代号及其意义一般按 JB/T 3000-2006《铸造设备型号编制方法》确定。

• J2110——1000 kN 卧式热室压铸机
• J1513——1250 kN 立式冷室压铸机
• J1125B——2500 kN 第二次改型的卧式冷室压铸机

第16页：压铸机的参数与标准

2. 压铸机的参数规格

GB/T 21269-2007《冷室压铸机》

规定了冷室压铸机的型式参数、几何精度、技术要求、检验方法和检验规则以及标志、包装、贮存、运输，适用于卧式冷室压铸机和立式冷室压铸机。

GB/T 25717-2010

规定了镁合金热室压铸机的基本参数、技术要求、精度要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。

JB/T 8083—2000

规定了热室压铸机基本参数。

第17页：压铸机的基本结构

3.2 压铸机的基本结构：压铸机的基本结构主要包括

• 合模机构
• 压射机构
• 推出机构
• 动力、传动系统
• 控制系统

第18页：合模机构的作用与形式

1. 合模机构：开合模及锁模机构统称合模机构，是带动压铸模的动模部分使模具分开或合拢的机构。

• 由于压射填充时的压力作用，合拢后的动模仍有被胀开的趋势，故这一机构还要起锁紧模具的作用
• 推动动模移动合拢并锁紧模具的力称为锁模力
• 合模机构必须准确可靠地动作，以保证安全生产，并确保压铸件尺寸公差要求

压铸机合模机构主要有液压合模机构和机械合模机构两种形式。

第19页：液压合模机构的结构

液压合模机构：其动力由合模缸中的压力油产生，压力油推动合模活塞，带动动模安装板及动模合模，并起锁紧作用。

• 1-外缸；2-动模固定板；3-增压器口；4-内缸；5-合模缸
• 6-充填阀塞；7-充填阀；8-充填油箱
• C1-开模腔；C2-内合模腔；C3-外合模腔

第20页：液压合模机构的优缺点

液压合模机构

• 优点
  • 结构简单，操作方便
  • 安装不同厚度的压铸模时不用调整合模缸座位置，省去机械调整装置
  • 生产过程中液压不变时锁模力可以保持不变
• 缺点
  • 合模的刚性和可靠性不够
  • 对大型压铸机而言，合模液压缸直径和液压泵大，生产率低
  • 开合模速度较慢，液压密封元件容易磨损

第21页：机械合模机构的结构

机械合模机构：可分为曲肘合模机构、各种形式的偏心机构、斜楔式机构等，目前国产压铸机大都采用曲肘合模机构（图中上侧为锁模状态，下侧为开模状态）。

• 1-合模缸；2-合模活塞；3-连杆；4-三角形铰链；5-螺母；6-力臂；7-齿轮齿条

第22页：曲肘合模机构的优缺点

曲肘合模机构

• 优点
  • 可将合模缸的推力放大（约放大16~26倍）
  • 机构运动性能良好
  • 开合速度快，合模时刚度大而且可靠
  • 控制系统简单，使用维修方便
• 缺点
  • 不同厚度的模具调整行程比较困难
  • 受热膨胀影响，合模框架的预应力变化，易引起压铸机拉杆过载
  • 肘杆精度要求高，铰链内会出现高的表面压力，有时因油膜破坏产生强烈摩擦

第23页：压射机构的作用与三级压射

2. 压射机构

定义

将金属液推送进模具型腔、填充成型为压铸件的机构。

主要组成

包括压室、压射冲头、压射杆、压射缸及增压器等，压射过程的压力、速度和时间等主要工艺参数都由它产生。

压射系统发展的总趋势在于获得快的压射速度、压铸终止阶段的高压力和低的压力峰。现代压铸机压射机构的主要特点是三级压射：低速排除压室中的气体和高速填充型腔的两级速度，以及不间断地给金属液施以稳定高压的一级增压。

第24页：J1113型压铸机的三级压射机构

J1113 型（卧式冷室）压铸机的三级压射机构

• 1-压射冲头；2-压射活塞；3-通油器；4-调节螺杆；5-增压活塞；6-单向阀；7-进油孔；8-回程活塞
• C1-压射腔；C2-回程腔；C3-尾腔；C4-背压腔；C5-后腔；U-U形腔

第25页：推出机构、动力传动与控制系统

3. 推出机构

将成形的压铸件和浇道凝料从模具中脱离，普遍采用液压推动油缸活塞杆来带动推杆运动。

4. 动力、传动系统

动力系统用于提供各机构运动的动力，常用液压系统提供动力，由压力控制阀和方向控制阀等调节压力、流量和方向；传动系统借助动力系统提供的动力，通过液压或机械传动完成压铸过程中的各种运行动作。

5. 控制系统

作用在于按预定的动作程序要求发出控制信号，使压铸机按设定的运行程序工作；目前常用计算机控制方式，工作状况和工艺参数显示在屏幕上，便于人机交互和监控。

压铸机的结构还包括零部件及机座，所有零部件经过组合和装配构成压铸机整体并固定在机座上；有时还需配备浇料、喷涂、取件等辅助装置。

第26页：压铸机选用的考虑因素

3.3 压铸机的选用：选用压铸机时应考虑下述两个方面的问题。

• 压铸件的不同品种和批量：多品种小批量生产一般选用液压系统简单、适应性强和能快速调整的压铸机；少品种大量生产应选用配备机械化和自动化控制机构的高效率压铸机；单一品种大量生产可选用专用压铸机
• 压铸件的不同结构和工艺参数：压铸件的外形尺寸、质量、壁厚及工艺参数的不同对压铸机选用有重大影响

根据锁模力选用压铸机是一种传统的并被广泛采用的方法；压铸机初选后还必须对压室容量和开模距离等参数进行校核。

第27页：锁模力的校核

3.3.1 锁模力的校核：锁模力的作用主要是为了克服压铸时的反压力，以锁紧模具的分型面，防止金属液飞溅造成事故或影响压铸件质量。压铸件所需压铸机的锁模力可按下式计算。

• F锁——压铸机的锁模力，kN
• F主——主胀型力，kN
• F分——分胀型力，kN
• K——安全系数，一般 K=1.25

第28页：主胀型力与分胀型力的计算

1. 主胀型力

• F主——主胀型力，kN
• A——压铸件在分型面上的总投影面积，一般增加30%作为浇注、溢流排气系统的面积，cm2
• P——压射比压，MPa

2. 分胀型力：压铸时金属液充满型腔后所产生的反压力作用于侧向活动型芯的成型端面上，会使型芯后退。斜销抽芯、斜滑块抽芯时分胀型力按下式计算。

• F分——由法向分力引起的胀型力（各型芯所产生的法向分力之和），kN
• A芯——侧向活动型芯成形端面的投影面积，cm2
• P——压射比压，MPa
• α——楔紧块的楔紧角，（°）

第29页：压室容量的估算

3.3.2 压室容量的估算

• G室——压室容纳金属液质量，kg
• G浇——每次浇注的质量，即压铸件质量、浇注系统质量及排溢系统质量、余料质量之和，kg
• D——压室直径，cm
• L——压室长度，包括浇道套长度，cm
• ρ——液态合金的密度，g/cm3：锌合金为6.3～6.7，铝合金为2.5～2.7，镁合金为1.7～1.8，铜合金为8.0～8.5
• K——压室充满度，一般取60%～80%

第30页：开模行程的核算

3.3.3 开模行程的核算

• h1——定模厚度，mm
• h2——动模厚度，mm
• H合——压铸模合模后的总厚度，mm
• Lmin——最小合模距离，mm
• Lmax——最大开模距离，mm
• L1——压铸件（包括浇注系统）厚度，mm
• L2——压铸件推出距离，mm
• L——最小开模距离，mm

第31页：其他参数的核算

3.3.4 其他参数的核算

• 估算所需的开模力和推出力，并要求其小于所选压铸机的最大开模力和推出力
• 核算压铸机的推出行程是否足以使压铸件推出模具
• 考虑压铸机的基本结构与压铸模设计有关的内容：
  • 压铸机的模具安装尺寸，包括压室的偏心距离、推杆和推杆孔的直径及相互间的尺寸、紧固压铸模的螺钉直径及相互间的尺寸等
  • 立式冷室压铸机喷嘴的规格尺寸
  • 安装液压抽芯器的支架和连接型芯用的结合器的规格尺寸等

第32页：压铸机选用的原则

压铸机的选用是压铸生产准备前期的重要工作，是一项技术性很强的综合性工作，前期通常采用预测的方式，准确程度与实践经验有很大关系。压铸机的选用通常遵从以下原则：

• 了解压铸机的类型与特点，根据企业所生产的产品要求选择压铸机，既要保证满足产品性能要求，又要留有富余度，兼顾产品发展方向的新需求，并保证满意的合格率、生产效率与安全稳定性
• 如果有多台压铸机，需要考虑压铸机型号（主要是锁模力）有一定梯度、具备兼容性，既要满足生产需要又要尽可能减少型号与台数；不同品牌的压铸机还要考虑模具安装尺寸的兼容性，方便生产组织
• 在可能的情况下尽量配置自动化周边设备，在保证压铸性能满足的前提下综合考虑性价比、可靠性、可操作性、可维修性、安全性等因素

第33页：本章小结

【本章小结】压铸机是压铸生产的基本设备，压铸过程中的各种特性都是通过压铸机实现的，根据压铸工艺的需要它提供了选择压铸参数的有利条件。

设计压铸模与选用压铸机有密切联系，因此必须熟悉压铸机的特性、技术规格，通过设计计算选用合适的压铸机，才能保证压铸生产的正常进行并获得优质的压铸件。本章主要介绍了压铸机的分类、压铸过程及特点，压铸机的基本结构及各结构的作用，并介绍了合理选用压铸机的方法及其有关参数的校核。

第34页：本章关键术语

【关键术语】

热室压铸机

hot chamber die casting machine

卧式冷室压铸机

horizontal cold-chamber die casting machine

立式冷室压铸机

vertical cold-chamber die casting machine

锁模力

clamping force / die locking force

最大金属浇注量

most metal shot weight

压室容量

chamber capacity

压射室直径

diameter of pressure chamber

压射位置

shot position

压铸模厚度

die height

顶出力

ejector force

顶出行程

ejector stroke

开模行程

mould opening stroke

第35页：第3章结束页

The End !