第3章 压铸机课件

1、 压铸机是压铸生产的主要设备，设计压铸模具与选用压压铸机是压铸生产的主要设备，设计压铸模具与选用压铸机有密切的联系。须熟悉其特性、技术规格，通过设铸机有密切的联系。须熟悉其特性、技术规格，通过设计计算，选用合适的压铸机，才能生产出合格的压铸件。计计算，选用合适的压铸机，才能生产出合格的压铸件。 一、压铸机的分类一、压铸机的分类热压室压铸机热压室压铸机冷压室压铸机冷压室压铸机 冷压室压铸机按压室结构和布置方式分类冷压室压铸机按压室结构和布置方式分类卧式卧式立式立式 常用的压铸机的分类常用的压铸机的分类分类特征分类特征基本结构方式基本结构方式压室浇注方式压室浇注方式冷压室压铸机冷压室压铸机热压室压

2、铸机热压室压铸机压室的结构和布置方式压室的结构和布置方式卧式压铸机卧式压铸机立式压铸机立式压铸机功率（锁模力）功率（锁模力）小型压铸机：热室小型压铸机：热室630KN，冷室冷室2500KN。中型压铸机：热室中型压铸机：热室6304000KN，冷室冷室4000KN，冷室冷室6300KN （一）热压室压铸机（一）热压室压铸机 热压室、冷压室压铸机的合模机构相同，区别在于压射、热压室、冷压室压铸机的合模机构相同，区别在于压射、浇注机构的不同。浇注机构的不同。 热室压铸机的热室压铸机的压室压室与与熔炉连在一起熔炉连在一起，而冷室压铸机的，而冷室压铸机的压压室室与与熔炉熔炉是是分开的分开的。 热室压铸机

3、的热室压铸机的压射机构一般为立式压射机构一般为立式，热室压铸机的压室，热室压铸机的压室浸在保温坩埚的液体金属中，压射部件装在坩埚上面浸在保温坩埚的液体金属中，压射部件装在坩埚上面 。见下图所示见下图所示:热室压铸机压铸过程示意图热室压铸机压铸过程示意图 压铸过程压铸过程 ：当压射冲头当压射冲头3上升时，金属液上升时，金属液2通过进口通过进口5进入压室进入压室6内，压铸模合模后，在压射冲头下压时，内，压铸模合模后，在压射冲头下压时，金属液沿着通道金属液沿着通道7（鹅颈管）经喷嘴（鹅颈管）经喷嘴1填充压铸模填充压铸模8，冷却凝固成型，压射冲头回升，然后开模取件，完成冷却凝固成型，压射冲头回升，然后

4、开模取件，完成一个压铸循环。一个压铸循环。 热压室压铸机结构图热压室压铸机结构图 热室压铸机的特点：热室压铸机的特点： 操作程序简单，不需要单独供料，生产效率高操作程序简单，不需要单独供料，生产效率高 ； 金属液从液面下进入压室，不容易带入杂质；金属液从液面下进入压室，不容易带入杂质； 金属液由压室直接进入型腔，浇注系统消耗的金属液少，金属液由压室直接进入型腔，浇注系统消耗的金属液少，金属液的温度波动范围少；金属液的温度波动范围少； 压铸的比压较低；压铸的比压较低； 压室和压射冲头长期浸泡在高温金属液中，使其易受浸压室和压射冲头长期浸泡在高温金属液中，使其易受浸蚀。蚀。 通常仅用于压铸铅、锌、

5、锡等低熔点合金，有时也用于通常仅用于压铸铅、锌、锡等低熔点合金，有时也用于压铸小型镁合金铸件。压铸小型镁合金铸件。 热压室压铸机有热压室压铸机有立式立式和和卧式卧式两种。两种。 卧式热压室压铸机是国外近期研制的产卧式热压室压铸机是国外近期研制的产品，国内目前尚未进行开发。品，国内目前尚未进行开发。1、卧式压铸机、卧式压铸机压室中心线垂直于模具的分型面，呈水平布置。压室中心线垂直于模具的分型面，呈水平布置。 压铸过程中，金属液从加料口浇入压室，压射冲头向前压铸过程中，金属液从加料口浇入压室，压射冲头向前运动，推动金属液使之经浇道充填模具型腔。金属液在运动，推动金属液使之经浇道充填模具型腔。金属液

6、在压力下冷却凝固，然后开模，取出带着浇注系统和余料压力下冷却凝固，然后开模，取出带着浇注系统和余料的压铸件，完成一个压铸循环。的压铸件，完成一个压铸循环。 镁合金压铸机（冷室）用保温炉镁合金压铸机（冷室）用保温炉 镁合金压铸机可压铸大小不等的镁合金产品。产品广泛应用于镁合金压铸机可压铸大小不等的镁合金产品。产品广泛应用于3C产品、汽车、摩托车工业、航空航天、移动电话、笔记本计算机、产品、汽车、摩托车工业、航空航天、移动电话、笔记本计算机、家用电器、电动工具等高科技产业。家用电器、电动工具等高科技产业。 镁合金压铸机（热压室）镁合金压铸机（热压室） 卧式压铸机的特点：卧式压铸机的特点： 金属液进

7、入型腔的转折少，压力损失小；金属液进入型腔的转折少，压力损失小； 卧式压铸机一般设有偏心和中心两个浇注位置；卧式压铸机一般设有偏心和中心两个浇注位置； 便于操作、维修方便、易实现自动化；便于操作、维修方便、易实现自动化； 金属液在压室内与空气的接触面积大，若压射速度选择金属液在压室内与空气的接触面积大，若压射速度选择不当，易卷入空气和氧化夹渣；不当，易卷入空气和氧化夹渣； 当设置中心浇道时模具的结构较复杂。当设置中心浇道时模具的结构较复杂。 其压室的工作条件比热压室的好。其压室的工作条件比热压室的好。 缺点是金属液在压室内与空气接触面积大，易卷气、夹缺点是金属液在压室内与空气接触面积大，易卷气

8、、夹渣。渣。 2、立式冷室压铸机、立式冷室压铸机其压室的中心线平行于模具的分型面。称为其压室的中心线平行于模具的分型面。称为垂直侧压室。垂直侧压室。 压铸模压铸过程：压铸模压铸过程： 合模后、浇人压室合模后、浇人压室5中的金属液中的金属液4被已封住喷嘴孔被已封住喷嘴孔2的反的反料冲头料冲头6托住，当压射冲头托住，当压射冲头3向下压到金属液面时，反料向下压到金属液面时，反料冲头开始下降冲头开始下降(下降高度由弹簧或分配阀控制下降高度由弹簧或分配阀控制)打开喷嘴打开喷嘴2，金属液被压人型腔。凝固后，压射冲头退回，反料冲头金属液被压人型腔。凝固后，压射冲头退回，反料冲头上升，切断余料上升，切断余料7

9、，并将其顶出压室，余料取走后，反，并将其顶出压室，余料取走后，反料冲头再降到原位，然后开模取出压铸件，完成一个压料冲头再降到原位，然后开模取出压铸件，完成一个压铸循环。铸循环。 立式冷室压铸机的特点：立式冷室压铸机的特点： 金属液注入直立的压室中，有利于防止杂质进入型腔；金属液注入直立的压室中，有利于防止杂质进入型腔； 适宜于需要设置中心浇道的压铸件；适宜于需要设置中心浇道的压铸件； 占地面积小；占地面积小； 余料需切断才能开模，影响生产率。余料需切断才能开模，影响生产率。 3、全立式压铸机、全立式压铸机其合模机构和压射机构是垂直布置的。其合模机构和压射机构是垂直布置的。 其压射系统在下部。而

10、开合模系统则处于上部。其压射系统在下部。而开合模系统则处于上部。 3、全立式压铸机、全立式压铸机其合模机构和压射机构是垂直布置的。其合模机构和压射机构是垂直布置的。 全立式压铸机的特点：全立式压铸机的特点： 模具水平放置，放置嵌件方便；模具水平放置，放置嵌件方便； 压铸件的气孔少；压铸件的气孔少； 热量损失少；热量损失少； 压力损耗少。压力损耗少。自动给汤机自动给汤机自动取件机自动取件机四连自动喷雾机四连自动喷雾机自动取件机自动取件机直动式自动喷雾机直动式自动喷雾机 国产压铸机代号的意义如下（国产压铸机代号的意义如下（JB3000-81） 例如：例如：J1115，表示为，表示为1500KN卧式

11、冷室压铸机。卧式冷室压铸机。 压铸机主要由：压铸机主要由：合模机构合模机构、压射机构压射机构、动力系统动力系统和和控制控制系统系统等组成。等组成。一、合模机构一、合模机构开合模及锁模机构统称为合模机构，它是带动压铸模的开合模及锁模机构统称为合模机构，它是带动压铸模的动动模部分模部分进行模具分开或合拢的机构。进行模具分开或合拢的机构。压铸机的合模机构主要有两种形式：压铸机的合模机构主要有两种形式： 液压合模机构液压合模机构和和机械合模机构机械合模机构. （一）液压合模机构（一）液压合模机构 合模动作：合模动作： 向内合模缸向内合模缸C2通入高通入高压油压油内缸内缸1向右运动向右运动3与与4被带动

12、向右运被带动向右运动动外合模缸外合模缸C3形成形成负压负压充填阀塞充填阀塞5打开打开 充填油箱中的常压充填油箱中的常压油进入油进入C3动模合拢动模合拢通过增压气口使通过增压气口使C3中的常低压突然增压中的常低压突然增压压铸模在压射金属压铸模在压射金属时不胀开时不胀开 开模动作：内合模缸C2与卸压系统接通（开模缸C1保持常高压）C1中的高压油使内缸1被缓缓向左推动压铸模随即打开 （一）液压合模机构（一）液压合模机构 优点：优点：结构简单，操作方便。结构简单，操作方便。 缺点：缺点：合模时的刚性的可靠性不够，开合模速度较慢。合模时的刚性的可靠性不够，开合模速度较慢。 一般用在小型压铸机上。一般用在

13、小型压铸机上。 （二）机械合模机构（二）机械合模机构 曲肘合模机构曲肘合模机构 偏心式机构偏心式机构 斜楔式机构斜楔式机构机构描述：机构描述：合模缸合模缸1的合模型腔的合模型腔C1进入压力油后，推动合模活塞进入压力油后，推动合模活塞2，继，继而推动连接于合模缸座而推动连接于合模缸座3和动模固定板和动模固定板5之间的曲肘机构之间的曲肘机构4，直至伸，直至伸直达到直达到“死点死点”，从而撑紧动模固定板，依次进行锁型。当开模腔，从而撑紧动模固定板，依次进行锁型。当开模腔C2进入压力油，而合模腔便放出压力油，这时，合模活塞便带动曲进入压力油，而合模腔便放出压力油，这时，合模活塞便带动曲肘机构肘机构“缩

14、回缩回”做开模动作。图中上半部图形为曲肘机构伸直到做开模动作。图中上半部图形为曲肘机构伸直到“死点死点”位置；下半部图形为曲肘机构位置；下半部图形为曲肘机构“缩回缩回”情况。情况。 曲肘合模机构的优点：曲肘合模机构的优点： 与液压合模机构相比，其合模缸的直径较小，压力油的与液压合模机构相比，其合模缸的直径较小，压力油的耗量较少；耗量较少； 机构运动性能好，可缓慢合模、刚开模时动模速度较低机构运动性能好，可缓慢合模、刚开模时动模速度较低便于型芯的抽芯和开模；便于型芯的抽芯和开模； 合模机构开合速度快，合模时刚度大且可靠，控制系统合模机构开合速度快，合模时刚度大且可靠，控制系统简单，使用和维修方便

15、。简单，使用和维修方便。 曲肘合模机构的缺点：曲肘合模机构的缺点： 不同厚度的模具要调整行程比较困难；不同厚度的模具要调整行程比较困难； 容易引起压铸机拉杆过载容易引起压铸机拉杆过载 肘杆的精度要求高。肘杆的精度要求高。 此机构适用于中型和大型的压铸机。此机构适用于中型和大型的压铸机。 压射机构压射机构是将金属液推送进模具型腔，填充成形为压铸是将金属液推送进模具型腔，填充成形为压铸件的机构。件的机构。 主要组成部分主要组成部分：压室、压射冲头、压射杆、压射缸、增：压室、压射冲头、压射杆、压射缸、增压器等。压器等。 三级压射：三级压射：低速排除压室中的气体和高速填充型腔的两低速排除压室中的气体和

16、高速填充型腔的两级速度，以及不间断地给金属液施以稳定高压的一级增级速度，以及不间断地给金属液施以稳定高压的一级增压。压。 图图3-7一、确定压铸机的锁模力一、确定压铸机的锁模力锁模力的计算公式：锁模力的计算公式： F锁锁K（F主主+F分分）式中：式中： F锁锁-压铸机的锁模力（压铸机的锁模力（KN） F主主-主胀型力（主胀型力（KN） F分分-分胀型力（分胀型力（KN） K -安全系数（一般安全系数（一般K=1.25） 与模具设计有关的压铸机参数：与模具设计有关的压铸机参数：锁模力锁模力、压室容量压室容量、开开模行程模行程等等 。1、主胀型力的计算、主胀型力的计算F主主 =Ap/10A -铸件

17、在分型面上的总投影面积（铸件在分型面上的总投影面积（cm2）。一般增加）。一般增加 30%作为浇注系统和溢流排气系统的面积。作为浇注系统和溢流排气系统的面积。p -压射比压（压射比压（MPa）2、计算分胀型力、计算分胀型力 压铸机初步选定后，压射比压和压室直径的尺寸相应地压铸机初步选定后，压射比压和压室直径的尺寸相应地得到确定，故压室可容纳的金属液的质量也可确定：得到确定，故压室可容纳的金属液的质量也可确定： G室室G浇浇式中：式中：D D室室 -压室直径（压室直径（cm） L -压室的长度，包括浇道长度（压室的长度，包括浇道长度（ cm） -液态合金的密度液态合金的密度(g/cm3) K K

18、 -压室的充满度，一般取压室的充满度，一般取60%80% 每台压铸机都有每台压铸机都有最小合模距离最小合模距离Hmin和和最大开模距离最大开模距离Hmax。 压铸机的模具安装尺寸等；压铸机的模具安装尺寸等； 立式冷室压铸机喷嘴的规格尺寸；安装液压抽芯器的支立式冷室压铸机喷嘴的规格尺寸；安装液压抽芯器的支架和连接型芯用的结合器的规格尺寸等。架和连接型芯用的结合器的规格尺寸等。(1)卧式冷压室压铸机的压室与压铸模的浇口套，立式冷压卧式冷压室压铸机的压室与压铸模的浇口套，立式冷压室压铸机和热压室压铸机的喷嘴与浇口套连接处的配合室压铸机和热压室压铸机的喷嘴与浇口套连接处的配合要正确。要正确。(2)压铸

19、模不应与压铸机拉杆相碰。压铸模不应与压铸机拉杆相碰。(3)压铸模安装于压铸机上，小型压铸模用压板固定，大型压铸模安装于压铸机上，小型压铸模用压板固定，大型模具为确保安全，用螺钉直接固定于压铸机的安装板上。模具为确保安全，用螺钉直接固定于压铸机的安装板上。(1)热压室压铸机、卧式及立式冷压室压铸机各有什么特点？热压室压铸机、卧式及立式冷压室压铸机各有什么特点？(2)合模机构分哪几种？各适用于什么情况？为什么？合模机构分哪几种？各适用于什么情况？为什么？(3)压铸机哪些参数与模具设计有关？压铸机哪些参数与模具设计有关？ 不讲。不讲。 压铸模是压铸机的负载，压铸模的设计应该使压铸模是压铸机的负载，压

20、铸模的设计应该使压铸机的性能得到充分利用和有效发挥，也就压铸机的性能得到充分利用和有效发挥，也就是压铸模浇注系统应该与压铸机的压射系统相是压铸模浇注系统应该与压铸机的压射系统相匹配，在金属液充填过程达到最佳状态。为此，匹配，在金属液充填过程达到最佳状态。为此，首先需要了解压铸机的特性。首先需要了解压铸机的特性。 u7.1.1 7.1.1 压铸机压力压铸机压力- -流量特性曲线流量特性曲线 u7.1.2 压铸模压力压铸模压力-流量特性曲线和工作点流量特性曲线和工作点 压铸机压射机构是一个由压力油驱动的往复式柱塞泵，如图压铸机压射机构是一个由压力油驱动的往复式柱塞泵，如图3-10所示。所示。压射活

21、塞的左右两侧压射活塞的左右两侧(环形侧和头侧环形侧和头侧)都有压力油流动。当压力油从右都有压力油流动。当压力油从右端进入时，压射活塞受头侧高压油的推动向左推进，环形侧的压力油端进入时，压射活塞受头侧高压油的推动向左推进，环形侧的压力油则退回到储油槽。压铸机空载时则退回到储油槽。压铸机空载时(即压室内未浇入金属液即压室内未浇入金属液)，压射活塞，压射活塞左移时所受的阻力有：活塞与压射缸壁的摩擦阻力、环形侧的压力油左移时所受的阻力有：活塞与压射缸壁的摩擦阻力、环形侧的压力油流出时管道的阻力、压室与压射冲头之间的摩擦阻力等。这些阻力对流出时管道的阻力、压室与压射冲头之间的摩擦阻力等。这些阻力对每一种

22、压铸机的作用都不同，甚至于同一型号的压铸机，由于制造厂每一种压铸机的作用都不同，甚至于同一型号的压铸机，由于制造厂家不同，新旧程度不同，其作用也都有所不同。压铸机说明书上标明家不同，新旧程度不同，其作用也都有所不同。压铸机说明书上标明的压射速度是指空载时的速度。的压射速度是指空载时的速度。经过对压铸机空载状态检测经过对压铸机空载状态检测(如图如图3-11所示测试曲线所示测试曲线)，即可作出以压射比压，即可作出以压射比压为纵坐标，以金属液流量为横坐标的直角坐标曲线，这种曲线表示了压铸为纵坐标，以金属液流量为横坐标的直角坐标曲线，这种曲线表示了压铸机的压射特性，称压铸机的压力机的压射特性，称压铸机

23、的压力-流量特性曲线。每种压铸机都有自己一定流量特性曲线。每种压铸机都有自己一定的特性曲线。当纵坐标是比压的特性曲线。当纵坐标是比压p、横坐标是流量的平方、横坐标是流量的平方q2v 时，此特性曲线时，此特性曲线表现为一直线。图表现为一直线。图3-12所示为典型压铸机压力所示为典型压铸机压力-流量特性曲线。由图流量特性曲线。由图3-12可可知，画该图只需两个点，即该直线与纵、横坐标轴的两个交点。直线与纵知，画该图只需两个点，即该直线与纵、横坐标轴的两个交点。直线与纵坐标轴的交点是压铸机空载结束时的压射比压，直线与横坐标轴的交点是坐标轴的交点是压铸机空载结束时的压射比压，直线与横坐标轴的交点是压铸

24、机空载时计算得出的金属液流量平方，这两个值都按测试曲线压铸机空载时计算得出的金属液流量平方，这两个值都按测试曲线(见图见图3-11)计算而得。计算而得。压铸机压力压铸机压力-流量特性曲线计算作图数据来自压铸机空载测试曲线及压射机流量特性曲线计算作图数据来自压铸机空载测试曲线及压射机构结构尺寸，计算作图步骤如下：构结构尺寸，计算作图步骤如下：(1) 压射活塞两侧的面积分别与图压射活塞两侧的面积分别与图3-11(a)及图及图3-11(b)测试所得的压力相乘，测试所得的压力相乘， 乘乘积之差即为作用于压射冲头上的压力。积之差即为作用于压射冲头上的压力。(2) 作用于压射冲头上的压力除以压射冲头的面积

25、，其商即为空载时的压射比作用于压射冲头上的压力除以压射冲头的面积，其商即为空载时的压射比压，也就是压铸机压力压，也就是压铸机压力-流量特性曲线与流量特性曲线与P-q2v 图中纵坐标轴的交点。图中纵坐标轴的交点。(3) 图图3-11(c)中压射冲头行程除以时间，求得压射冲头的压射速度。中压射冲头行程除以时间，求得压射冲头的压射速度。(4)压射冲头速度乘以压室截面积，其积为空载时的压射流量，此流量的平方即为压铸机压力压射冲头速度乘以压室截面积，其积为空载时的压射流量，此流量的平方即为压铸机压力-量特性曲线与量特性曲线与P-q2v图中横坐图中横坐标轴的交点。标轴的交点。(5)连接以上两点，就得到该压

26、铸机的压力连接以上两点，就得到该压铸机的压力-流量特性曲线。流量特性曲线。由上所得的曲线表示该压铸机压射机构为图由上所得的曲线表示该压铸机压射机构为图3-10所示尺寸时的特性，若压射冲头尺寸变化，储能器压力变化及速度控制所示尺寸时的特性，若压射冲头尺寸变化，储能器压力变化及速度控制阀开度变化，此曲线都随之改变。阀开度变化，此曲线都随之改变。压射冲头直径不同，压铸机压力压射冲头直径不同，压铸机压力-流量特性曲线很容易修正。因为作用在压射冲头上的压力一定时，冲头直径增大，则压流量特性曲线很容易修正。因为作用在压射冲头上的压力一定时，冲头直径增大，则压射比压变小。而空载压射，冲头速度不变时，冲头面积

27、越大，金属液流量亦越大。所以当压射冲头直径增大时，压铸机射比压变小。而空载压射，冲头速度不变时，冲头面积越大，金属液流量亦越大。所以当压射冲头直径增大时，压铸机压力压力-流量特性曲线的斜率减小，如图流量特性曲线的斜率减小，如图3-13 所示。所示。储能器压力增大或降低时，最终压射比压和金属液流量都随之增大或减少，改变储能器内的压力，则所得的压力储能器压力增大或降低时，最终压射比压和金属液流量都随之增大或减少，改变储能器内的压力，则所得的压力-流量特流量特性曲线互相平行。因此，求出压铸机储能器某一压力下的压力性曲线互相平行。因此，求出压铸机储能器某一压力下的压力-流量特性曲线后，若储能器压力变化

28、则可修正成该储能器流量特性曲线后，若储能器压力变化则可修正成该储能器各种压力时的压力各种压力时的压力-流量特性曲线，如图流量特性曲线，如图3-14 所示。所示。压射速度是通过改变速度控制阀的开度来进行调整的。开度增大，压力油通过速度控制阀的流动阻力减小，进入压射腔压射速度是通过改变速度控制阀的开度来进行调整的。开度增大，压力油通过速度控制阀的流动阻力减小，进入压射腔的压力油流量大为增加，压射速度亦增大，因此，金属液流量随之增加。而速度控制阀开度变化，压铸机储能器压力却的压力油流量大为增加，压射速度亦增大，因此，金属液流量随之增加。而速度控制阀开度变化，压铸机储能器压力却不受其影响，亦即压射比压

29、不变。故速度控制阀不同开度的压铸机压力不受其影响，亦即压射比压不变。故速度控制阀不同开度的压铸机压力-流量特性曲线在纵坐标轴上交于一点，如图流量特性曲线在纵坐标轴上交于一点，如图3-15 所示。所示。金属液流过压铸模浇注系统时，因摩擦等原因会有能量损失，表现金属液流过压铸模浇注系统时，因摩擦等原因会有能量损失，表现为金属液的压力下降，以致测得的金属液流速小于理论流速。实测为金属液的压力下降，以致测得的金属液流速小于理论流速。实测流速与理论流速之比称为流量系数流速与理论流速之比称为流量系数C C0 0。C C0 0的最大值为的最大值为1(1(实测流速就实测流速就是理论流速，但因摩擦阻力总是存在的

30、，故是理论流速，但因摩擦阻力总是存在的，故C C0 0不可能是不可能是1)1)，C C0 0的最的最小值为小值为0(0(整个流动系统封闭且静止整个流动系统封闭且静止) )。因此流量系数值。因此流量系数值C C0 0在在1 10 0之之间。相同压射比压之下，摩擦阻力越小，流速越大，金属液流量就间。相同压射比压之下，摩擦阻力越小，流速越大，金属液流量就越大，压铸模压力越大，压铸模压力- -流量特性曲线斜度越小。而要达到同样流量时，流量特性曲线斜度越小。而要达到同样流量时，流量系数越小需要的压射比压越大，如图流量系数越小需要的压射比压越大，如图3-193-19所示。所示。C C0=0.40=0.4是