第二章+壓鑄機(jī)

2第章壓鑄機(jī)及其合理選用壓鑄模、鍛模及其他模具重慶三峽學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院

Thecastingdies、ForgingdiesandOtherdies1本章主要內(nèi)容本章重點(diǎn)內(nèi)容壓鑄機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和應(yīng)用范圍；壓鑄機(jī)的選用應(yīng)考慮的問題及有關(guān)計(jì)算。掌握壓鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)原理和技術(shù)參數(shù)的校核；能夠正確合理地選用壓鑄機(jī)。2一、壓鑄機(jī)的類型：常用的壓鑄機(jī)為冷壓室壓鑄機(jī)和熱壓室壓鑄機(jī)兩大類。其中臥式壓鑄機(jī)應(yīng)用最多，立式壓鑄機(jī)已很少應(yīng)用。壓鑄機(jī)熱壓室壓鑄機(jī)專用壓鑄機(jī)冷壓室壓鑄機(jī)臥式冷壓室壓鑄機(jī)立式冷壓室壓鑄機(jī)全立式冷壓室壓鑄機(jī)普通熱壓室壓鑄機(jī)臥式熱壓室壓鑄機(jī)鎂合金熱壓室壓鑄機(jī)第一節(jié)壓鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理3二、壓鑄機(jī)的型號(hào)：JZ1113C結(jié)構(gòu)性能改進(jìn)設(shè)計(jì)代號(hào)（屬第三次改進(jìn)）鎖模力為1300KN（1/100）組別：屬臥式壓鑄機(jī)列別：屬冷壓室壓鑄機(jī)表示金屬壓鑄機(jī)表示方法為“J×××”◆J后第一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示壓鑄機(jī)所屬“列”，共有兩大列，“1”表示“冷壓室”，“2”表示“熱壓室”。◆J后第二位阿拉伯?dāng)?shù)字表示壓鑄機(jī)所屬“組”，共有九組，“1”表示“臥式”，“5”表示“立式”。特征符號(hào)：Z—表示機(jī)器是自動(dòng)或半自動(dòng)的4二、壓鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)H動(dòng)模定模1.臥式冷壓室壓鑄機(jī)（1）臥式冷壓室壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)：

臥式冷壓室壓鑄機(jī)壓室水平安裝，合模和壓射均為水平運(yùn)動(dòng)。

鎖模力小于100kN的壓鑄機(jī)采用無增壓壓射；另外一些機(jī)型（如J1113A、J1113C等）采用液壓合模并有背壓壓射；其余都是采用液壓驅(qū)動(dòng)屈肘機(jī)械擴(kuò)力合模機(jī)構(gòu)和雙回路無背壓增壓壓射系統(tǒng)。無背壓增壓器在動(dòng)作時(shí)滯后時(shí)間短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，國產(chǎn)臥式冷壓室壓鑄件基本上都采用這種增壓方式。5（2）臥式冷壓室壓鑄機(jī)具有以下特點(diǎn)：①熔融合金進(jìn)入型腔轉(zhuǎn)折少，壓力損失小，利于發(fā)揮增壓作用；②臥式壓鑄機(jī)一般設(shè)有偏心和中心兩種澆注位置供設(shè)計(jì)模具時(shí)選用；③熔融合金在壓室內(nèi)與空氣接觸面積大，壓射易卷入空氣及氧化殘?jiān)虎懿捎弥行臐部趬鸿T模，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；⑤壓力大，便于操作、維修，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；⑥常用于壓鑄鋁合金、銅合金、鎂合金，也適于壓鑄黑色金屬。62.立式冷壓室壓鑄機(jī)（1）立式冷壓室壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)：

（如右圖）（2）臥式冷壓室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)：①熔融合金澆注到直立壓室后，不會(huì)流入型腔中，壓射時(shí)空氣不會(huì)進(jìn)入型腔；②壓力損失大；③壓射機(jī)構(gòu)直立，占地面積??；④結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不便；⑤余料未切斷前不能開模，生產(chǎn)效率低；⑥用于壓鑄需開設(shè)中心澆口的壓鑄件。動(dòng)模定模73.全立式壓鑄機(jī)

根據(jù)壓室及熔融合金供給方式不同，可分為擺動(dòng)式壓室、平移式壓室、真空吸入式和電磁泵給料等多種形式。（1）真空吸入式和電磁泵給料式結(jié)構(gòu)圖：8（2）全立式壓鑄機(jī)具有以下特點(diǎn)：①熔融合金進(jìn)入型腔時(shí)轉(zhuǎn)折少，流程短，壓力損失小；②熔融合金澆注到直立壓室中，帶入型腔中的空氣少，壓鑄氣孔明顯減少，縮松較少；③沖頭上下運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，模具水平放置，便于放置嵌件；④熔融合金熱量集中在靠近澆道的壓室內(nèi)，熱量損失??；⑤占地面積小，操作不便，生產(chǎn)效率低；⑥常用于壓鑄形狀簡(jiǎn)單、壁厚較大的零件，也可生產(chǎn)需要熱處理的壓鑄件。94.熱壓室壓鑄機(jī)國產(chǎn)熱壓室壓鑄機(jī)都采用液壓驅(qū)動(dòng)屈肘機(jī)械擴(kuò)力式合模機(jī)構(gòu)，有慢壓射和快壓射兩級(jí)壓射速度。為適應(yīng)快速循環(huán)和自動(dòng)化生產(chǎn)需要，合模機(jī)構(gòu)一般傾斜安裝。（1）熱壓室壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)形式：10（2）熱壓室壓鑄機(jī)具有以下特點(diǎn)：①壓室進(jìn)入坩鍋內(nèi)與熔融合金相通，無需單獨(dú)澆料，操作簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高；②金屬消耗少，工藝參數(shù)穩(wěn)定，壓鑄件質(zhì)量好；③熔融合金從液面下進(jìn)入壓室，不易帶入雜質(zhì)，純度高；④坩鍋可密封，通入保護(hù)氣體保護(hù)熔融合金面；⑤壓室和壓射沖頭長期浸入熔融合金中，易受侵蝕，合金中鐵含量會(huì)增加，影響壓鑄件性能；⑥壓鑄時(shí)壓射比壓低；⑦常用于生產(chǎn)鉛合金、錫合金、鋅合金、鎂合金等低熔點(diǎn)合金鑄件。11三、壓鑄機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：

壓鑄機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要有合模機(jī)構(gòu)和壓射機(jī)構(gòu)兩部分。（一）合模機(jī)構(gòu)合模機(jī)構(gòu)是帶動(dòng)模具動(dòng)模部分合?；蜷_模的機(jī)構(gòu)，在壓射過程中還起到鎖模作用。1、液壓合模機(jī)構(gòu)由合模液壓缸直接帶動(dòng)動(dòng)模安裝板及動(dòng)模合模，并起鎖緊作用。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；在安裝不同厚度的壓鑄模時(shí)無需調(diào)整液壓缸位置；生產(chǎn)過程中可保持鎖模力不變。

缺點(diǎn)：合模剛性差，可靠性不夠；熔融合金易從分型面噴出；合模速度慢，效率低。要求動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠12

2、機(jī)械合模機(jī)構(gòu)

借助增力機(jī)構(gòu)，以較小外力使合模架產(chǎn)生并保持一定變形，從而產(chǎn)生鎖模力?？煞譃榍夂夏C(jī)構(gòu)、偏心合模機(jī)構(gòu)、斜楔合模機(jī)構(gòu)。曲肘合模機(jī)構(gòu)是利用“死點(diǎn)”進(jìn)行鎖模的。

優(yōu)點(diǎn)：油壓低，鎖模力大；機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度快；鎖模時(shí)剛性大且可靠；操作簡(jiǎn)單，維修方便。缺點(diǎn)：對(duì)不同厚度的模具行程調(diào)整困難；易引起拉桿過載；肘桿精度要求較高。適用于中型和大型壓鑄機(jī)。13（二）壓射機(jī)構(gòu)將熔融合金推進(jìn)模具型腔充填成型為壓鑄件的機(jī)構(gòu)。主要包括壓室、壓射沖頭、壓射桿、壓射缸及增壓器等?，F(xiàn)代壓射機(jī)構(gòu)主要是三級(jí)壓射，即低速排出壓室中的氣體和高速充填型腔的兩級(jí)速度，以及不間斷地給熔融合金施以穩(wěn)定的一級(jí)增壓。14如圖所示三級(jí)壓射機(jī)構(gòu)的壓射過程如下：（1）慢速開始?jí)荷鋾r(shí)，壓力油從油孔7進(jìn)入后腔C5，推開單向閥6，經(jīng)U形腔、通油器3，推動(dòng)活塞2，即為第一級(jí)壓射。（2）快速當(dāng)壓射沖頭越過澆料口的同時(shí)，壓射活塞尾端圓柱部分便脫出通油器，壓力油從通油器的蜂窩進(jìn)入壓射腔C1，壓射速度迅速增快，即為第二級(jí)壓射。（3）增壓充填即將終了時(shí)，壓射沖頭前進(jìn)的阻力增大，作用在壓射腔C1和U形腔內(nèi)的油壓增高，單向閥6閉合，來自進(jìn)油孔7的壓力油無法進(jìn)入C1和U形腔，只在后腔C5作用在增壓活塞上，從而對(duì)封閉型腔內(nèi)的油液進(jìn)行增壓，壓射活塞獲得增壓效果。即為第三級(jí)壓射。（4）回程在壓力油進(jìn)入回程腔C2的同時(shí)，另一路壓力油進(jìn)入尾腔C3推動(dòng)活塞8，頂開單向閥6，U形腔及C1腔便接通回路，壓射活塞產(chǎn)生回程動(dòng)作。15一.壓鑄機(jī)的選用原則（1）首先對(duì)壓鑄產(chǎn)品進(jìn)行工藝分析，根據(jù)其合金種類、結(jié)構(gòu)、尺寸和技術(shù)要求選用壓鑄機(jī)的類型；（2）選擇壓鑄機(jī)的技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足壓鑄件的生產(chǎn)要求，同時(shí)其精度、性能等必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；（3）盡量減少壓鑄機(jī)品種規(guī)格，便于管理維護(hù)；（4）根據(jù)具體情況分析論證，提高壓鑄自動(dòng)化程度以獲得高質(zhì)量鑄件，改善勞動(dòng)條件，取得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。第二節(jié)壓鑄機(jī)的選用1617機(jī)械手18二.壓鑄機(jī)的選用

在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)具體情況選用壓鑄機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮以下三個(gè)方面的問題：

1.壓鑄合金的種類對(duì)選擇壓鑄機(jī)的影響（1）壓鑄鋁合金鑄件：常采用冷壓室壓鑄機(jī)。在壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)方面，最好采用臥式冷壓室壓鑄機(jī)；只有生產(chǎn)中小批量、帶有中心澆口的小型鑄件時(shí)，才采用立式冷壓室壓鑄機(jī)。（2）壓鑄鋁合金鑄件：常采用熱壓室壓鑄機(jī)。循環(huán)時(shí)間短、金屬消耗少，可降低生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。如采用冷壓室壓鑄機(jī)，鑄件質(zhì)量基本相同，但生產(chǎn)效率低。（3）壓鑄鎂合金鑄件：即可采用熱壓室壓鑄機(jī)，也可采用冷壓室壓鑄機(jī)，一般常采用冷壓室壓鑄機(jī)。由于鎂金屬的熔點(diǎn)較高，氧化劇烈易于燃燒。

192.壓鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)和壓鑄工藝參數(shù)對(duì)選擇壓鑄機(jī)的影響

不同的壓鑄件其結(jié)構(gòu)、外形尺寸、壁厚、質(zhì)量不同，所用壓鑄模具結(jié)構(gòu)、壓鑄工藝參數(shù)必不相同，壓鑄機(jī)應(yīng)能滿足相應(yīng)壓鑄件生產(chǎn)的需要。

例如：對(duì)于中心輻射或圓筒形壓鑄件，同時(shí)又具備開設(shè)中心澆口、頂澆口的條件時(shí)，常采用立式壓鑄機(jī)生產(chǎn)。3.壓鑄件的品種、生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)選擇壓鑄機(jī)的影響在多品種、小批量生產(chǎn)時(shí)，一般選用液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)和能快速調(diào)整的壓鑄機(jī)；少品種、大批量時(shí)，則選用自動(dòng)化的高效率壓鑄機(jī)；單一品種、大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用專用壓鑄機(jī)。（4）壓鑄銅合金鑄件：由于銅合金的熔點(diǎn)較高，通常只采用冷壓室壓鑄機(jī)。20三.壓鑄機(jī)技術(shù)參數(shù)的校核1.鎖模力的校核

鎖模力是夾緊裝置對(duì)模具施加的夾緊力。鎖模力必須大于脹型力在合模方向的分力。（1）壓力中心與鎖模力中心重合：式中：K——安全系數(shù)，K=1.1-1.3（2）壓力中心與鎖模力中心不重合：式中：e——型腔投影面積中心最大偏離率；

A——分別為壓鑄件、余料、澆道的投影面積；

C——各A對(duì)底部拉桿中心的面積距；

C=A×BLBBB壓鑄件澆道余料212.壓室容量的校核

壓鑄機(jī)壓室的容量應(yīng)滿足容納每次壓鑄所需澆注熔融合金的要求?？砂聪率竭M(jìn)行校核：

式中：m——壓鑄機(jī)給定壓室容納熔融合金的質(zhì)量（kg）；V——包括澆注系統(tǒng)、排溢槽在內(nèi)的壓鑄件的總體積（）;p——合金密度（g/）;K——壓室的充滿度，K=0.60-0.80.

223.模具厚度、開模距離的校核（1）模具厚度校核壓鑄模合模后應(yīng)能嚴(yán)密地鎖緊分型面，故要求合模后模具總厚度大于壓鑄機(jī)的最小合模距離，也不得大于給