1600KN冷室精密压铸机压射部件设计含4张CAD图
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正确确定压铸机的压射速度冯圣才 (内蒙古科技大学机械工程学院, 包头 014010) 摘要:在压铸过程中,压射速度既受压力的直接影响,又与压力共同对铸件内部质量、表面要求和轮廓清晰程度起着重要作用。因此,必须对压射速度进行恰到好处的控制,以获得高质量的压铸件。关键词:压铸机;压射;压射速度;充填速度Ensure The Injection Velocity Of Die-casting Machine CorrectlyFeng Shengcai(Mechanical engineering college of Inner Mongolia University Of Science & Technology,Baotou 014010)Abstract:In the course of compression casting,injection velocity was not only influenced by pressure directly,it also play a central role to internal quality of the die casting,surface oblige and the level of excellent definition the with pressure together.Wherefore ,we must control the injection velocity tailormadely in order to obtain high-grade die casting.Key words:Die-casting machine ; Injection ; Injection velocity ; filling velocity最近三十多年来随着制造业的飞速发展,对铸件的质量和精度要求也越来越高,压铸件既要有尺寸准确的内外腔形状,又要有良好的力学性能。实验和生产实践表明:压铸件充型完好、轮廓清晰,很大程度上取决于压射速度。因此,必须根据不同的情况对压铸过程中的所有工艺参数如压射速度、充填速度和压射压力等进行恰到好处的控制,以获得高质量的压铸件。1 压射速度压铸过程中,压室内的压射冲头推动熔融金属移动时的速度称为压射速度(又称为冲头速度)。而压射速度又分为两极:级压射速度和级压射速度。级压射速度又称为慢压射速度,是指冲头起始动作直至冲头将室内的金属液送入内浇口之前的运动速度。在这一阶段,将熔融合金推至压室前端并堆积在内浇道口前端,在既不过多降低合金液温度,又有利于排除压室中的气体的原则下,该阶段采用的速度应尽量的低,压射速度的高低取决于浇注到压室内熔融合金量的多少而定,慢压射速度的选择见表1。表1 慢压射速度的选择压室充满度(%)压射速度/mms-1压室充满度(%)压射速度/mms-1压室充满度(%)压射速度/mms-130300400306020030060100200级压射速度又称快压射速度,即熔融合金通过内浇口充满型腔时的压射速度。快速压射运动所占时间极短,它的目的是压实金属,使铸件组织致密。增压运动速度在调节时,一般观察射料压力表的压力值在增压运动中呈一斜线均匀上升,压铸产品无疏松现象即可。该速度由压铸机的特性决定。式中: 快速压射速度(mm/s);V型腔容积(mm3); n 型腔数;d 压射冲头直接(mm); 充填时间(s), 此压射速度为获得最佳质量的最低速度,一般压铸件可提高至1.2倍,对有较大镶件或大模压小件时可提高至1.52倍。压射速度可以通过压铸机的流量控制阀进行调整。1.1 快压射速度的作用和影响1.1.1快压射速度对压铸件力学性能的影响提高压射速度,则动能转化为热能,可提高合金溶液的流动性,这有利于消除流痕、冷隔等缺陷,也可提高力学性能和表面质量。但速度过快时,合金熔液呈雾壮与气体混合,产生严重涡流包气,使力学性能下降,如图1所示提高压射速度,使合金熔液在填充型腔时的温度上升,如图2所示。内浇道流速与填充流程长度的关系如图3所示,图中s为铸件厚度。内浇道流速有利于改善填充条件,可压铸出质量优良的复杂薄壁铸件。但压射速度过高时,填充条件恶化,在厚壁铸件中尤为显著。 1.2 快压射速度的选择和考虑的因素1)压铸合金的特性:熔化潜热、合金的比热和导热性、凝固温度范围。2)模具温度高时,压射速度可适当降低;考虑到模具的热传导状况、模具设计结构制造质量,为提高模具寿命,可适当限制压射速度。3)铸件的质量要求:当铸件薄壁复杂且对表面质量有较高要求时,应采用较高的压射速度。1.3 压射过程中速度的变化压射过程中速度的变化情况如图4所示,N为慢压射速度,O为快压射速度,P为压射平均速度,Q为凝固过程加压速度。2 充填速度在压射冲头作用下,熔融合金通过内浇口进入型腔的线速度称为充填速度。充填速度也是压铸工艺主要参数之一。充填速度是高低直接影响压铸件的内部和外观质量。充填速度过小会使铸件的轮廓不清晰,甚至不能成形。采用较高的充填速度即使压射比压较低也能将熔融合金在凝固之前迅速充填型腔,获得轮廓清晰、表面光洁的压铸件。但是充填速度过大,熔融合金容易包卷空气,压铸件形成气泡,使力学性能下降;熔融合金呈雾状进入型腔,粘附于型腔壁与后来的熔融合金不能熔合而形成表面缺陷和氧化夹杂,加速压铸模工作零件的磨损。填充速度的选择,一般应遵循的原则:对于壁厚或内部质量要求较高的铸件,应选择较低的充填速度和高的增压比压;对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件,应选择较高的比压和高的充填速度。此外,合金的浇注温度较低、合金和模具材料的导热性能好、内浇道厚度较大时,也要选择较高的充填速度;充填速度与内浇口截面积小充填速度高,反之充填速度低。根据我国实际设备和工艺条件,常用充填速度可参考表2选取。充填速度与压铸件的平均壁厚和充填时间的关系见表3。表2 常用的充填速度 m/s合金简单壁厚铸件一般铸件复杂壁厚铸件锌合金、铜合金镁合金铝合金1015202510151525351525152035402530表3 充填速度与压铸件的平均壁厚和充填时间的关系压铸件平均壁厚/mm充填时间/ms充填速度/ms-1压铸件平均壁厚/mm充填时间/ms充填速度/ms-11.01.53.03.54.05.06.010-1414-2028-4034-5040-6048-7256-8446-5544-5338-4636-4434-4232-4030-372.02.57.08.09.010.018-2622-3266-10076-11688-138100-16042-5040-4828-3426-3224-2922-27在压铸过程中,通过调整压射速度,改变压射冲头直径、压射比压及内浇口截面积等,都可以直接或间接调整充填速度,以满足生产需要。3 结束语压射速度和充填速度是压铸机在生产过程中的两个主要的参数。合理地选择压铸机的压射速度和充填速度是生产出完美铸件的关键。在实际生产中可节省成本,降低能耗,减少压铸件气孔的生成,减少压铸件披缝,降低模具损耗,减少压铸装置的冲击振动,明显地提高了压铸件产品的质量,延长设备的寿命周期。参考文献:1 范建蓓. 压铸模与其他模具M,北京:机械工业出版社,2005.1. P2122.2 赖华清. 压铸工艺及模具M,北京:机械工业出版社,2004.6. P3940.3 彭继慎. 压铸机控制技术M,北京:机械工业出版社,2006.6. P1418.4 郗志刚,柯有权. 冷室压铸机压射速度的匀加速控制J. 铸造技术,2006.06,P562564.5 王强,彭继慎. 压铸机压射速度的闭环控制设计J.沈阳航空工业学院学报,2006. 10, 第23卷第5期P18-19.
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