压铸机的工作原理与本体结构.docx

压铸机的工作原理与本体结构.docx

《压铸机的工作原理与本体结构.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压铸机的工作原理与本体结构.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

压铸机的工作原理与本体结构

第2章压铸设备

2.1压铸机的工作原理与分类

2.1.1压铸成型特点

熔融合金在高压、高速条件下充型，并在高压下冷却凝固成型的一种精密铸造方法。

压铸特点：

①压铸件尺寸精度和表面质量高；

②压铸件表层组织致密，硬度和强度较高，表层较耐磨。

③可采用镶铸法简化装配和制造工艺；

④生产率高，易实现机械化和自动化；

⑤由于压铸速度极快，型腔气体难于完全排除，厚壁难以补缩，使压铸件易出现气孔和缩松；

⑥压铸模具结构复杂、材料及加工的要求高。

2.1.2压铸机的分类、型号

1．分类

按熔炼炉设置、压射装置、锁模装置布局等。

热压室压铸机

卧式冷压室压铸机

立式冷压室压铸机

全立式冷压室压铸机

2．型号

J1113B

J表示金属性铸造设备；第一位数字表示所属列，共有两列，“1”为冷压室，“2”为热压室；第二位数字表示所属“组”，共有9组，“1”表示卧式，“5”表示立式；第二位数字后数字表示锁模力的1/100kN;型号后的字母表示第几次改型设计。

2.1.3压铸机的工作原理

2.1.3.1热压室压铸机

热压室压铸机工作原理图

1-动模；2-定模；3-喷嘴；4-压射冲头；5-压室；6-坩埚

a-压室通道；b-鹅颈嘴；c-鹅颈通道

压射部分与金属熔化部分连为一体，并浸在金属液中。

鹅颈嘴b的高度应比坩埚内金属液最高液面略高，使金属液不致自行流入模腔。

模具闭合。

压射时，冲头向下封住通道a时，压室、鹅颈通道、模腔构成密闭系统。

冲头以一定的推力和速度将金属液压入模腔，充满型腔并保压适当时间后，冲头提升复位。

2.1.3.2立式冷压室压铸机

锁模部分呈水平设置，负责模具的开、合及压铸件的顶出。

压射部分呈垂直设置，压室与金属熔炉分开。

压铸时，模具闭合，舀取一定金属液倒入压室，反料冲头应上升堵住浇道b，以防金属液自行流入模腔。

当压射冲头下降接触金属液时，返料冲头随压射冲头下移，使压射室与模具浇道相通，金属液迅速充满模腔a。

冷却后，压射冲头上升复位，反料冲头往上移动，切断余料e并将其顶出压室，接着开模顶出压铸件。

立式冷压室压铸机工作原理图

a）合模；b）压射；c）开模、取件

1-动模；2-定模；3-压射冲头；4-压室；5-反料冲头

a-模腔；b-浇道；c-金属液；d-压铸件；e-余料

2.1.3.3卧式冷压室压铸机

压室与熔炉分开设置，压室水平布置，并可从锁模中心向下偏移一定距离。

压铸时，金属液c注入压室→冲头向前压射→金属液经内浇道a压射入模腔b→保压冷却→开模，同时，冲头继续前推，将余料e推出压室，让余料随动模1移动，压射冲头复位。

动模开模结束、顶出压铸件d，再合模。

卧式冷压室压铸机工作原理图

a）合模；b）压射；c）开模、取件

1-动模；2-定模；3-压室；4-压射冲头；

a-内浇道；b-模腔；c-金属液；d-压铸件；e-余料

2.1.3.4全立式冷压室压铸机

（1）压射冲头上压式压铸机

金属液2倒入压室3，模具闭合，压射冲头1上压，金属液经浇注系统进入模腔6，冷却后开模，冲头继续上升，推动余料7随铸件移动，通过模具顶出机构顶出压铸件及浇注系统，同时，冲头复位。

全立式冷压室（上压式）压铸机工作原理图

a）浇注金属液；b）合模、压射；c）开模、顶出铸件

1-压射冲头；2-金属液；3-压室；4-定模；5-动模；6-模腔；7-余料

（2）压射冲头下压式压铸机

模具闭合后，金属液3浇入压室2，反料冲头在弹簧5作用下上升封住横浇道6，压射冲头1下压时，迫使反料冲头后退，金属液经浇道进入模腔，冷却后开模，冲头复位。

顶出机构顶出铸件及浇注系统凝料。

推出机构复位后，反料冲头在弹簧作用下复位。

全立式冷压室（下压式）压铸机工作过程

a）合模、浇注金属液；b）压射成型；c）开模、顶出铸件

1-压射冲头；2-压室；3-金属液；4-反料冲头；5-弹簧；6-横浇道

2.2压铸机的本体结构

2.2.1压铸机的结构形式及特点

基本结构：

合模机构、压射机构、机座、动力部分、液压与电气控制系统、其它辅助装置。

合金熔炉、保温炉。

2.2.1.1热压室压铸机

熔炼、保温与压射装置构成机床的铸料系统。

压射装置浸没于金属液中，结构紧凑。

锁模装置类似于塑料注射机。

配有数字式温控和可编程控制系统，可选配自动取件机械手、抽芯装置等附件。

多为中小型机，易实现自动化，生产率高，金属消耗量少。

但压射构件易被浸蚀，也影响合金纯度。

多用于铅、锡、锌等铸件。

PLC控制热压室压铸机

1-电气控制柜；2-合模部分；3-取件机械手；4-压射装置；5-增压蓄能器；6-合金熔炉；7-集中冷却装置；8-操作面板；9-床身；10-手动润滑泵

2.2.1.2卧式冷压室压铸机

压射装置和锁模装置呈水平分布，压射装置由压室和压射冲头组成，并可根据模具浇注系统需要向下偏移一定距离。

锁模装置与卧式塑料注射机相似。

压室工作条件比热压室好，可采用大吨位卧式压射缸，适于中大型压铸机。

可用于铝合金、镁合金、铜合金及黑色金属。

J1116型卧式冷压室压铸机

1-电气控制柜；2-液压系统；3-锁模装置；4-操作面板；5-压射装置；6-取料机械手；7-快速压射蓄能器；8-增压蓄能器；9-床身；10-自动润滑系统

2.2.1.3立式冷压室压铸机

压射装置呈垂直分布，由压室、压射冲头、反料冲头组成，进料口在机床模板中心处。

锁模装置水平分布，结构与卧式冷压室压铸机相同。

占地面积小。

杂质上浮、压射时不易进入模腔，有利于提高铸件质量。

模具模腔可沿中心对称布置，使模具压力中心与压铸机锁模中心重合，便于压铸具有中心浇口的铸件。

多了一组余料切除装置，生产率较前二者低，金属液压力损失大。

可用于锌、铝、镁、铜合金压铸件。

2.2.1.4全立式冷压室压铸机

压射装置和锁模装置均呈垂直分布，总体结构类似于四柱液压机。

按压射冲头运动方向的不同可分为上压式和下压式。

特点：

模具水平放置，稳固可靠，安放嵌件方便，广泛用于压铸电动机转子类零件；金属液进入模腔转折少，流程短，减少了压力和热量损失；占地面积小。

但高度大，铸件顶出后常需人工取出，不易实现自动化。

2.2.2压铸机的主要机构示例

2.2.2.1压射装置

达到工艺要求的压射比压和压射速度，且压射速度、压射力、压力建立时间等方便可调。

（1）增压缸有背压的压射装置

压射增压机构

1-压室；2-压射冲头；3-冷却水通道；4-压射杆；5-活塞杆；6-压射缸；7-压力表；8-分油器；9-节流阀杆；10-弹簧；11-背压腔；12-增压活塞；13-单向阀阀芯；14-油孔；15-调节螺杆；16-压射支架；17-升降器

由带缓冲器的普通液压缸和增压器组成，联合实现分级压射，具有两种速度和一次增压压射的机构。

第一级压射：

压力油经油孔14进入，由于背压腔11有背压，增压活塞12不能前移，压力油经单向阀进入压射缸后腔，汇集在缓冲杆周围的分油器8中，由于节流阀杆9的作用，只有很小流量的压力油从分油器的中心孔进入，作用在压射活塞的缓冲杆端部截面上，作用力也很小，因而压射活塞慢速前进，进行慢速压射，压射冲头2缓慢地封闭压室1注液口，以免金属液溢出，同时，有利于压室空气排出、减少气体卷入。

第二级压射：

当压射冲头越过注液口，大流量压力油进入压射缸，推动压射活塞快速前进，实现快速压射充模。

第三级压射：

金属液充满模腔，压射活塞停止前进的瞬间，增压活塞及单向阀阀芯13前后压力不平衡，增压活塞因压差作用而前移，单向阀阀芯在弹簧10作用下自行关闭，实现压射增压。

（2）增压缸无背压的压射装置

分罐式压射增压结构

1-压室；2-压射冲头；3-随动杆；4-压射缸；5-快速压射行程感应开关；6-增压缸；7-增压蓄能器入油口；8-增压缸控制阀；9-增压速度调节螺栓；10-增压起始时间调节入油口；11-压射力调节阀；12-增压缸起动阀；13-慢速压射与快速压射蓄能器入油口；14-压射冲头回程入油口

采用分罐式压射增压器结构。

用两个蓄能器分别对压射缸和增压缸进行快速增压。

增压压力通过调整蓄能器压力来改变，压射速度、压射力和压射力建立时间都能分别单独调节。

工作：

合模结束信号发讯后，压射开始，压力油由油口13进入压射缸4进行慢速压射，当随动杆3离开行程感应开关5时，切换为快速压射，此时，快速压射蓄能器的压力油通过油口13进入压射缸进行快速压射，快速压射工作油同时进入增压缸起动阀12。

当模腔内金属液充满，快速压射因突然停止引起的压力冲击使阀12换向，受阀12控制的增压缸控制阀8打开，增压蓄能器的压力油进入增压缸，推动增压活塞产生压射增压。

优点：

①压射速度高，反应与升压时间短；②反应与升压时间可单独调节；③压力稳定不受压射速度影响；④增压压力可通过增压蓄能器上的减压阀直接进行调整；⑤由于压射与增压蓄能器分开，互不干扰。

2.2.2.2合模装置

主要完成模具的开、合及铸件顶出等。

要求它动作既平稳又迅速，锁紧可靠，便于压铸模的装卸和模具的清理，压铸件的取出方便可靠。

全液压锁模机构、液压-机械联合锁模机构。

全液压式合模机构

1-差动活塞；2-充液箱；3-填充阀；4-合模缸座；5-动模板；6-凸块；7-增压器

全液压合模机构。

整个机构由合模缸组、活塞组、动模板5、充液箱2、填充阀3和增压器7等组成。

V3为开模腔、V1为内合模腔、V2为外合模腔，活塞组中的差动活塞1和外活塞及动模板相连接。

合模时，V1通入液压油，虽V3也通入液压油，但差动活塞两边受力不同而右移，带着动模快速右移。

随着动模板5移动，V2腔容积不断增大、形成较大的真空度，自动打开填充阀3（此时阀a孔通液压油），使大量油液从充液箱向V2合模缸充液、进行快速合模。

当模具将闭紧时，由于动模板5拖动着拉杆凸块6打开凸轮阀，压力油进入V2腔，V2腔内压力升高，填充阀的阀门关闭，转为慢速合模，直至模具闭合。

此时，V2腔内压力升高到与管路中压力一致（～10MPa），但尚未达到压射时所需的最大合模力，因为增压器未起作用。

增压器通道e与V2腔相通，压射时，压力油从孔c进入增压器，克服弹簧4的弹力，顶开单向阀芯3，进入增压器液压缸左腔，推动活塞右移，使V2腔内压力增高，实现增压，使V2腔压力达23MPa，锁模力达1250kN。

开模时，V1腔和增压器从孔c回油，压力撤消，合模机构的差动活塞在V3腔常压压力油作用下，带着动模回位开模。

此时，V2腔内的油液必须迅速排回充液箱，为此，压力油从填充阀上端b孔通入，让先导推杆6推开填充阀内的先导阀门，从而，打开阀门3，使V2腔中油液先慢后快地排回充液箱，以实现开模过程的动作先慢后快。

全液压合模机构一般用于小型或中型压铸机；大中型压铸机合模机构，一般采用液压-机械合模机构。

填充阀

1、3-弹簧；2-阀门；4-先导阀门；5-阀座；6-先导推杆；7-缸座；8-活塞缸；9-活塞

增压器

1-活塞；2-单向阀体；3-阀芯；4-弹簧；5-活塞杆；6-活塞；7-增压缸

2.2.2.3液压系统

2.2.2.4电气控制系统

2.2.2.5辅助装置

（1）气压注料装置

（2）取料机械手

2.3压铸机主要技术参数与选用

2.3.1压铸机的主要技术参数

压射、合模、设备技术经济指标。

2.3.1.1合模力

合模装置对模具所能施加的最大夹紧力，kN

2.3.1.2压射力

压射冲头作用于金属液的最大力，kN

2.3.1.3压射比压

压射冲头作用于单位面积金属液表面上的压力，MPa

是确保制品致密性和金属液充填能力的重要参数。

P为压射比压（Pa）；F为压射力（N）；d为压室直径（m）；A为压射冲头截面积（m2）

2.3.1.4压室容量

压室每次浇注能够容纳金属液的最大质量，kg

2.3.