压铸过程的参数选定精Word文档下载推荐.docx
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故称之为二次充型。
ΔP——压力冲击波的波峰值，ΔP＜增压后压力的3~5%。
ΔV___冲击波在波谷时铸件内气孔膨胀，造成冲头返回。
发生在二次充型的
最后一瞬间.此时合金正在冷凝，气孔壁上产生发裂（疲劳源）。
所以冲击波要小。
（二）实际图（合金到浇口处，受阻降速）
图二
（三）压铸过程中的压力降。
在流体力学里能量损失以压力降来表示，（图三）
P2
图三
h×
Γ＝Ph—为液体的水位高度。
Γ——液体的比重。
P—压力。
由此可见液体在流动过程要消耗能量的。
压力降由h×
Γ降到h6×
Γ.
这是沿程能量损失ΔP沿＝λΓλ—阻力系数。
—液体流动管道长度。
d—液体流动孔的孔径。
V—液体流动速度。
g——重力加速度。
合金通过内浇口时因为流动截面急剧缩小，有强大的局部能量损失，具体如下:
ΔP局＝ξΓV充2/2g---------------〔1〕
ΔP局——局部能量损失，ξ——局部阻力系数。
Γ——比重。
V充----合金液推入型腔时的速度,为充型速度，是个很大的数值，
压铸过程用Q充——充型流量，Q充=V冲×
A1=V充×
A
V冲——冲头速度A1——冲头面积A——浇口面积∴V充=V冲×
A1÷
例如，当冲头直径为60毫米，冲头面积A1为2827mm2，浇口面积为40×
1.5=60mm2
2827÷
60=47，若冲头速度V冲=2.5m/s，V充=117m/s，∵ΔP局和V充2成正比，所以ΔP局十分巨大，当然还有一些原因，
a.如快压射时合金液和熔杯壁的磨擦.b.气瓶中液面太高.压射缸壁拉伤
c.压室内外径不同心.尤其是大模具.d.冲头被切小（压射杆慢慢转动）.
e.涂料不合理。
料温太低。
太高（穿铝卡冲头）。
其他引起降速原因，在此不提，
说明：
模具。
工艺。
机床。
合金。
四位一体。
模具设计。
要考虑流态。
机床性能。
二,压铸过程的能量分配
航空部为了认证310AMTY-51，作了试验研究，发现了压铸过程有个能量分配问题，因而对机器进行了全面设计和改进，
（一）压铸过程中的各种能量损失（压力降）:
P3
图四
蓄能器中的液压油推动压射活塞时，要经过管道，阀门等液压元件，就会发生沿程和局部能量损失，而这种损失和油的速度U的平方成正比，
压射活塞推动冲头，将合金液推入型腔时产生V充、Q充。
所以U和V充之间只是一些面积之比的差值，比值是个常数，
因而F=K1ΔP机+K2ΔP局+K3N---------------
（2）
F----蓄能器中的能量（压强）。
K1ΔP机___机器所需能量。
K2ΔP局___克服浇口阻力。
K3N_____合金液入型时的动能和充满后作用在合金液上压强（能量），
公式
（2）表达了压铸过程蓄能器中的能量、消耗在以上各部分。
它们以压力降来分割能量。
而主要是和U和V充的平方成正比。
即和Q充的平方成正比
所以设计机床时要尽量减少能量损失，阀要园滑而光洁，管道尽量短（泵房？
！
）。
（二）。
作P___Q２图
F=K1ΔP机+K2ΔP局+K3N中的每一项都是二次方。
其方程式如下：
P=Pmax（1-Q2/Q2max）------------（3）为一条二次曲线（图五）
P4
把横座标Q的标值定为平方。
则得一直线。
P___Q２图。
（假设Q２=Z、得P—Z直线）
我在美国看到，作图十分科学，他们根据机床出厂时的性能指标来作图。
1．合金液充满型腔的瞬时（尚未增压）。
ΔP机=ΔP局=0F=K3N_=Pmax （因为冲头不运动。
所以合金液入型时的动能为零。
只有作用在合金液上的压强）P=PmaxV充=0=Q充
2．全速空压射
因为压铸时。
没有合金ξ=0ΔP局=0。
所以N=0作用在合金液上的压强P=0
F=K1ΔP机 能量全用在克服机器的运动所需。
所以：
当P=0V充=V充maxQ充=Q充max（用公式（3）也可求得）
美国以400吨机器为例。
工作压强为1500磅/吋２
压射缸活塞面积为A0=23.76吋２。
冲头直经为3吋。
面积A1为7.07吋２
Pmax=1500×
23.76÷
7.07=5041磅/吋２
机器最大压射速度为V冲max=107吋/秒。
Qmax=107x7.07=898吋３/秒。
机器的P___Q２图如下：
它说明机器出厂时的性能。
也是机床保养和维修的标准（机床动了。
心中无数）。
。
更是工艺参数选定的依据。
P5
图五
（三）能量分配图
ΔP局＝ξΓV充2/2gΔP局＝ξΓ（A2/A2）V充2/2g＝ξΓQ２/2gA2
为P=f（Q）的二次曲线A-----浇口面积
内浇口面积分别为0.3；
0.4；
0.5吋2时，得到图六中的一组二次曲线。
把横座标的标值定为平方。
则得一组直线（浇口阻尼线）。
图如下：
图六
0.3,0.4,0.5,----浇口面积吋2。
α----ζ（浇口面积等有关）。
P6
M---浇口面积0.3吋2时，不同的充型速度（流量）。
克服浇口处阻力所需能量。
另外对某一个充型流量q，在不同的浇口面积上，克服小浇口处所需能量就大。
P1＞P2＞P3
把阻尼线和机器的P—Q2图相合,其交点为能量平衡点。
当浇口面积
A=0.3吋２则在生产中可实现的最大充型流量为660吋３/秒。
图七
图八P7
生产中人为提高压射速度。
使充型流量为750吋３/秒。
则能量分配就发生需求过大。
只能降速为660吋３/秒。
所以选择工艺参数
一定要以P----Q2图为依据。
（四）冲头直经对能量分配的影响
冲头直经是十分敏感的影响因素。
（小机器高比压）
图九
看图九（按图说明）------不能克服能量需求和提供的矛盾只能降速为550吋３/秒。
（五）蓄能器（蓄压器）压力对能量分配的影响
图十P8
目前国外压铸机随着压铸厂家的要求向高能充型发展,国际压铸会议上.己有高能阶梯分级速度充型法.来满足高性能压铸的要求.图九表明充型流量随着蓄能器压强的升高而增大。
（蓄能器的压强在一定范围内是可以调节的）。
（六）阀门调速：
生产中不可能全速压射
图十一
要降速。
能耗在阀门。
假定压室没有充满50%。
最好减小冲头直径。
再阀门调速。
（七）局部阻力系数ξ与浇口阻尼线对能量分配的影响：
当浇铸系统设计比较合理。
合金液没有因为浇铸系统设计不合理造成流动过程中发生急剧变换速度和方向。
合金熔液的温度及成分和工人的操作等。
都正常。
ξ——α如图。
当以上情况发生变化。
例如工人在浇铸后。
没有马上进行压射。
合金熔液在熔杯中停留。
流动性降低。
ξ值加大。
α就加大到α1（如图）。
是一个在生产中经常发生的并且变化比较大的因素。
P9
图十二
关于V充=Cd公式中流量系数Cd。
Cd=Zn=0.4-0.8.Al=0.3-0.7=Mg
选定一个值，作为验证计算的基础，是不合适的。
因为我和美国同行在谈“流态试验”时。
他们给的0.3-0.8。
是在典型的浇铸系统和标准的合金熔化参数（一定范围的运动粘性系数）下。
Cd。
Zn=0.6.Al=0.5=Mg才适用。
另外关于“窗口”的确定。
可以有所区别的加以引用。
我每次讲课都加以说明。
Cd=
但：
作为教材还是可以的，还是对压铸事业作了很好的贡献的。
（八）如何充分利用机床的能量。
为满足充型条件。
保证铸件质量。
所以要充分利用机床的能量。
在满足上述的分配情况下。
如何选择合适的机床。
是很必要的。
因为P=Pmax（1- Q2/Q2max）。
P10
机床作的功是W=PQ。
将上式乘以Q后为
W=PQ=Pmax/Q2max（Q2maxQ-Q3）。
令dW/dQ=0＝Pmax/Q2max（Q2max-３Q２）。
３Q２=Q2max
所以当Q=0.58Qmax时。
机床输出的功率为极大值。
三,浇注系统设计参数：
工艺参数的依托，浇、排系统的设计，影响能量分配，充型，流态等。
不论外购。
自制或返修压铸模都必须防止出现“无法扭转质量低劣的局面”。
*分析压铸件的结构和质量要求来制订工艺参数。
选定（A1、Q充、T充、V充）
*结合浇道、内浇口的形状与尺寸，了解合金液在型腔中的流态和进入型腔的流向角。
*要防止冲型腔，和产生化学亲合。
（一）流向角ф的计算：
（光盘）
内浇口的法向速度V内为120英尺/秒。
浇道内的速度V道为100英尺/秒
tanφ=100/120tan-1（100/120）=ф=400（流向角）。
充型流量等于内浇口面积A乘内浇口处的法向速度V内，也等于浇道截面积A道乘以合金液在浇道内的速度V道
A道×
V道＝A×
V内；
V道÷
V内＝A÷
A道
tan-1（A÷
A道）=流向角φ=tan－1（内浇口面积÷
浇道截面积）---------（5）（簿膜）
图十三流向角示意图P11
图十四浇道和内浇口面积比与流向角的关系
由此可见，只要a1和a的比值（内浇口面积÷
浇道截面积）不变，流向角也不会变.
反之改变浇道截面积或内浇口的截面积都可改变流向角。
（二）用于选择压铸工艺参数的“窗口”
美国培训教材的“窗口”。
由最佳充型速度范围和最佳充型时间范围构成的。
是选择（A1、Q充、T充、V充）的依据。
分析可知“窗口”的观点是有局限性的。
它侧重于保证压铸件的表面质量。
锌合金
铝合金
镁合金
一般表面
电镀表面
好的表面
V充米/秒
30~60
T充毫秒
＜40
＜20
＜60
＜30
P12
图十五充型速度图；
充型时间图；
“窗口”示意图。
图十六浇口面积0.25~0.4英寸2，在窗口区。
d=0.3英寸2时比d=0.25的好。
P13
浇口面积（英寸2）
Q充（英寸3/秒）
V充（英尺
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