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压铸机的结构和发展

发布日期 : 2016-09-14     来源 : gxpbgfsp.com
1 压铸

压铸的实质是使熔融状态或半熔融状态合金浇入压铸机的压室, 随后在高压的作用下,以极高的速度充填在压铸模的型腔内,并在高压 力下使熔融合金冷却凝固成形的高效益、高效率的精密铸造方法。高压 力和高速度是压铸时熔融合金充填成型过程的两大特点,也是压铸与其 他铸造方法最根本的区别之所在。

压铸与其他铸造方法相比较有以下优点:
压铸件的尺寸精度和表面光洁度很高。压铸件的强度和表面硬度 较高。压铸件的形状复杂,壁薄。压铸的生产率极高。
压铸因为其高效率、少切削的金属成型精密铸造的特点广泛应用 在国民经济的各行各业中,如汽车、摩托车、建筑材料及五金制品。因 为压铸的特性,完成压铸必须要用压铸机完成。压铸过程有三种主要现 象:其一压入;其二熔融合金液流动。其三冷却凝固,完成压铸过程有 三大要素:一是熔融或半熔融状态金属;二是压铸模;三是压铸机。压 射压力、压射速度是压铸过程主要的工艺参数。

2 压铸机分类

压铸机根据压射室和压射头是否浸没在熔融的金属液中而分为热 室压铸机和冷室压铸机两种。热室压铸机的压射室和压射头要都浸没在 金属液中,压射室和压射头长期受热态金属的加热和熔蚀,主要用于熔 点低而化学稳定性好的有色金属。但是压射室和压射头寿命比较短。冷 室压铸机可以克服热室压铸机的缺点,可以压铸熔点较高的合金。冷室压铸机根据压射室的位置又可以分为 1) 卧式冷室;2) 立式冷室;3) 全立式冷室三种类型。卧式压铸机机构较简单,使用方便,生产厂也比较多。

3 压铸机机构和发展

压铸机的主要有合型、压射、液压系统、电气控制、床身、冷却、 润滑和安全防护等八个部分。各个部分缺一不可,相互渗透、相互依 靠,成为一个有机的整体。
压铸机的合型机构主要功能是使压铸模准确可靠的闭合在一起, 以防止在压射过程和压射终了增压是液体金属将压铸型胀开而产生飞溅 和铸件尺寸变形,另一方面是在铸件凝固后,打开压铸型并压铸好的压 铸件从压铸型中顶出,因此,合型机构准确可靠地动作对安全生产和保 证铸件的尺寸精度极为重要。卧式冷室压铸机的合型机构多数采用斜排内卷式曲肘扩力机构,通过合型缸推动合型机构将合型力扩大几倍,具 有结构紧凑,使用可靠,运动合理等一系列优点。为了适应不同厚度的 压铸模,许多压铸机在合型部分增加了机械开档机构。
压射过程是利用高压力、高速度,迫使浇入压铸机压室内的熔融 或半熔融状态的金属在极短的时间内充满压铸模的型腔。在这样的充填 条件下,压铸机压射系统性能的优劣对压铸件的质量起着决定性的作用,因此压射系统从设备来说是压铸机质量的最关键的因素,机构合 理、性能优越的压射系统,不但保证压铸机的尺寸精确,机械性能良好而且可大大降低废品率和生产成本,所以世界各国对压铸机的研究和改 进,主要精力也放在压射系统方面,其结果是压射系统的结构不断发 展,性能不断提高,各式各样的结构不断出现。
压铸机的压射系统的主要特点有三级压射,也就是低速排除压射 室中的空气,高速填充型,不间断地给液态合金施以稳定的高压,即两 级速度,一级增压,为了实现三级压射的目的,对压射系统提出了如下 要求:

1) 慢压射速度应无级可调。
2) 快压射速度应大于 4 米 / 秒。
3)从慢压射到快压射的过渡的距离应在 30~50 毫米以下,不得超过 80 毫米。
4) 建压时间不得多于 30 毫秒。
5) 压射及增压压力冲击峰值不 应超过额定压力的 10%。
6) 各压射参数应能独立调节而互不干扰。

我国压铸机的压射系统基本普遍采用有增压器的压射系统。分为 压射和增压共用一个蓄能器的所谓单回路结构和压射与增压各自单独用 其蓄能器的所谓双回路结构。双回路结构增压时间短而且在调节增压与 压射参数是互不干扰。调节方便、稳定性好。双回路无背压增压压射系 统建压时间一般在 30 毫秒以下,压射冲击压力峰值比较低,是一种合 理而又先进的压射系统。在压射液压系统中应用插装阀,并应用比例换 向阀控制,使压射速度增加,使用液控换向阀对增压系统进行控制,使 增压可靠而且减小阀件体积。设计美观。比例控制技术具有控制原理简 单、控制精度高、抗污染能力强、价格便宜,受到人们的普遍重视。使 该技术得到飞速的发展。采用比例放大器控制比例电磁铁,实现对比例 阀的连续控制,从而实现液压系统压力、流量、方向的无级调节。

近年来,为了解决压铸充型时型腔内的气体没有完全排出以及铸 件在凝固收缩时,得不到补缩,而采取了一些先进的新工艺:

1) 真空压铸即将压射型腔内空气抽除,然后再压入液态金属的压 铸方法。

2) 加氧压铸是在液态铝合金充填型腔之前,用氧气充填压室和型 腔,取代其中的空气和其它气体,当液态铝合金充填时,一方面通过排 气槽排出氧气,另一方面铝液与没有排出氧气凡事化学反应,形成氧化 铝小微粒,分散在铸件内部,而不致于产生气孔。

3)定向、抽气、加氧压铸实质是真空压铸和加氧压铸相结合的工艺。

随着计算机在机械设计中的普及和应用,计算机辅助设计和辅助 制造也应用在压射系统的设计中。精准的计算压射速度和检测压射力的 大小,并形成闭环环路,对压射偏差进行纠正,确定压铸过程合金液的 流动、压铸模的充填的各种数据,可以帮助工程师评价出改变压铸过程 各参数的作用,以便选择最佳参数值。有利于工程师合理地确定压射力 和压射速度以及确定过程控制的最有效的时间。
压铸机的冷却系统、安全防护系统也至关重要,除了给压射室冷 却之外,有些大型压铸机还在合型机构的部件内部布置冷却循环管路, 延长合型机构的寿命。冷却系统也随着板式冷却器的应用而发展。安全 防护系统为压铸机的操作提供保障,保护压铸工人的安全,防止被飞溅 的高温金属液烫伤。电动防护安全门也被应用在大型压铸机中,通过电 气与机械的结合,实现自动化。

4 结语

综上所述,压铸零件的应用范围很广泛,压铸的确是很有发展前 途的工艺方法之一,随着工业的发展和压铸产业的壮大,在改革开放, 发展高科技应用于生产实际的形势下,压铸也必将迅猛发展,压铸机的 应用和研究也更加得到突飞猛进的发展。



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