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1、1,第六章 压铸机,掌握压铸机的分类、代号和参数的意义；掌握常用种类压铸机的工作过程及特点；了解压铸机的基本结构；掌握压铸机锁模力和压室容量的计算；熟悉压铸机的选用方法；了解压铸机 图的有效压力特性线和压铸模 图的需要压力特性线的作图方法。,2,第一节 压铸机的分类、代号和参数第二节 压铸机的基本机构第三节 压铸自动化和压铸机参数测试与控制第四节 压铸机的选用和有关计算第五节 压铸机 图的有效压力特性线第六节 压铸模 图的需要压力特性线,3,第一节 压铸机的分类、代号和参数,一、压铸机的分类,压室浇注方式,冷室压铸机,热室压铸机,卧式压室压铸机,立式压室压铸机,卧式合模压铸机,立式合模压铸机,
2、压室的结构和布置方式,总体结构,4,机器锁模力,通用程度,自动化程度,中型压铸机,大型压铸机,小型压铸机,(热室630kN，冷室2500kN),(热室6304000kN，冷室25006300kN),(热室4000kN，冷室6300kN),通用压铸机,专用压铸机,半自动压铸机,全自动压铸机,压铸机的分类,5,瑞士布勒（BUHLER)压铸机,6,德国富来（FRECH)压铸机,7,8,9,力劲牌压铸机,顺德华大压铸机,10,特征：压室与熔炉紧密连成一个整体，适于压铸锌合金等低熔点合金。,1.热室压铸机,热室压铸机压铸过程示意图1.金属液 2.坩埚 3.压射冲头 4.压室 5.进口 6.通道 7.喷嘴
3、 8.压铸模,压铸过程,11,结构简单，操作方便，生产率高，工艺稳定，铸件夹杂少，质量好；压室和压射冲头使用寿命短，且压室更换不便，故常用于低熔点合金。,特点,12,特征：压室和熔炉是分开的，工作条件比热室好，能压铸较大的非铁合金和铁合金铸件。,卧式冷室压铸机,全立式冷室压铸机,立式冷室压铸机,2.冷室压铸机,13,压室中心线垂直于模具分型面且成水平位置时，称为水平压室。世界上90的冷室压铸机是卧式的，常用于压铸铝、镁、铜合金，也用于黑色金属。,卧式冷室压铸机,14,压铸过程,15,金属液进入型腔转折少，有利于发挥增压的作用；一般设有偏心和中心两种浇注位置，可供设计模具时选用，设置中心浇口时模
4、具结构较复杂；便于操作，便于维修，容易实现自动化；金属液在压室内与空气接触面积大，压射时速度选择不当，容易卷入空气和氧化夹渣。,特点,16,压室的中心线平行于模具的分型面且成垂直布置，称为垂直侧压室。,立式冷室压铸机,17,压铸过程,18,压射前用反料冲头封住了喷嘴孔，有利于防止杂质进入型腔，主要用于开设中心浇口的各种非铁合金压铸件生产；压射机构直立，占地面积小；增加了反料机构，故结构复杂，操作和维修不便，且影响生产率。,特点,19,压射机构和合模机构呈垂直布置的压铸机称为全立式合模压铸机，简称全立式压铸机。,全立式压铸机,20,按冲头运动的特点又分为：,冲头上压式全立式压铸机,冲头下压式全立
5、式压铸机,21,a)金属液倒入压室,b)合模压射,c)开模冲头上升,d)推出铸件冲头复位,冲头上压式全立式压铸机压铸过程,压铸过程,22,a)合模金属液倒入压室,b)压射下冲头下降金属充填型腔,c)开模,d)冲头回程推出铸件,冲头下压式全立式压铸机压铸过程,压铸过程,23,金属液进入模具型腔时流程短，压力损失小，不需要很高的压射比压；冲头上下运行十分平稳；模具水平放置，稳固可靠，安放嵌件方便；但结构复杂，操作维修不便，取出铸件困难，生产率低。,特点,24,二、国产压铸机代号和压铸机参数,JZ213 250KN的自动卧式热室压铸机J1125B,例,2500KN第二次改型的卧式冷室压铸机,25,第
6、二节 压铸机的基本机构第三节 压铸自动化和压铸机参数测试与控制,26,第四节 压铸机的选用和有关计算,一.选用原则1.多品种小批量生产，选用液压系统简单、能快速调整的全液压式压铸机且通用性高的压铸机；,模具快速压紧装置，采用液压自动锁紧系统，替代原来的模具压板螺栓锁紧机构,导柱抽出装置，在模具交换时将上侧一根或两根导柱抽出，对于有油缸抽芯或水平宽度超出导柱内距的大型模具，可以方便的装入，不需拆装油缸,模具放置定位装置，在压铸机上安装模具放置定位台或“V”型导轨托架，在模具安装过程中，实现模具与压室法兰及型板的快速定位,27,2.少品种大批量生产，选自动化压铸机；3.生产单一产品压铸件，采用专用
7、压铸机；4.对大型薄壁压铸件的压铸，选适于大型薄壁压铸机的现代压射机构的压铸机；5.据压铸件重量选合适锁模力的压铸机；6.据压铸件质量要求和成本选压铸机。,28,二.有关计算1.锁模力,推动动模移动合模且锁紧模具使之不被胀型力胀开的力。,胀型力(N),压铸机应有的锁模力(N),安全系数(一般取1.25),主胀型力，与分型面上金属的投影面积有关的胀型力(N),由侧面胀型力引起的沿锁模力方向上的分力(N),29,P比压(MPa),A压铸件、浇口和溢流槽三部分金属在分型面上的总投影面积(),30,压射比压（增压）推荐值（MPa）,例：一锌合金框形压铸件，表面质量要求高，在热压室压铸机上生产，不存在斜
8、滑块，溢流部分忽略不计，求锁模力。,31,F主 24826x30744780（N）,F锁 1.3x 744780 968214（N）可取锁模力为1000KN（100t）以上的压铸机,32,国产压铸机比压投影面积对照图,33,法向分胀型力核算参考图a）斜销抽芯 b）斜滑块抽芯,机械抽芯机构,有分胀型力时,34,c）液压抽芯,液压抽芯机构,有分胀型力时,35,实际压力中心偏离锁模力中心时锁模力的计算,实际压力中心偏离锁模力中心时锁模力（N）,同中心时锁模力（N）,型腔投影面积重心最大偏离率（水平或垂直）,36,A分别为余料、浇道与铸件投影面积（mm2）L拉杠中心距（mm）CAXB（mm3），B为底
9、部拉杠中心到各面积重心A的距离，C为各A对底部拉杠中心的面积矩（mm2）,37,校核,L0胀型力合力作用的中心至压铸机压力中心的距离(m),L1模具边缘至压铸机的中心距离(m),安全系数(一般取0.750.90),型腔偏离压铸机压力中心示意图,38,2.压室容量,压室容量,浇入压室的金属液的质量,压室充满度,39,3.开模距离的核算,开合模行程校核,L行 L取,开模力和推出力；顶出行程；模具外形尺寸等,模具厚度校核,40,A,ML,DL,第五节 压铸机 图的有效压力特性线,表示压铸机空载时金属液比压和流量平方的函数关系的直线，称为压铸机 图的有效压力特性线，又称压射头特性线的定标线，简称有效压
10、力线。,第六节 压铸模 图的需要压力特性线,表示压铸模比压和流量平方的函数关系的特性线称为压铸模 图的需要压力特性线，简称需要压力线。,41,第七章 压铸模设计概述,了解压铸模的设计过程；掌握压铸模的基本结构组成，能初步分析简单压铸模具的结构；掌握分型面的类型；掌握分型面的选择原则，能对典型零件分型面的选择进行分析。,42,第一节 压铸模的结构组成,第二节 分型面设计,定模和动模部分的接触表面称为分型面。,压铸模的设计过程,43,压铸模的设计过程,1.设计压铸模的基本要求2.设计前的基础性准备3.压铸模设计的工艺准备4.压铸模总体设计的主要内容5.比较模具总体设计方案6.绘制模具总装图和零件图
11、7.模具图样的修正与定型,44,a 压铸件应符合压铸毛坯图上所规定的形状尺寸及各项技术要求，特别是要设法保证高精度和高质量部位达到要求。,b 模具应适合压铸生产工艺的要求，并且技术经济性合理。,c 应采用合理先进简单的结构，有利于延长模具工作寿命。,d 模具各种零件应满足机械加工工艺和热处理工艺的要求。,e 掌握压铸机的技术特性，使模具与压铸机的连接方便可靠。,f 模具零部件尽可能推广标准化、通用化、系列化。,基本要求,45,产品零件图技术要求实物模型零件用途毛坯生产方式后续加工处理工序用户需要量,特性参数工作特点安装配合部分,设备能力零部件标准化程度料坯储备热处理方法,现场设备工艺流程,研究
12、产品对象,熟悉压铸机,模具制造知识,现场压铸工艺知识,基础性准备,46,工艺准备,对零件图进行工艺性分析,合金种类及要求的技术性能,尺寸精度及形位精度,壁厚、壁的连接、肋和圆角,分型、出模方向与出模斜度,抽芯部位、有无型芯交叉和内侧凹,推出方向、推杆位置,小孔、深孔、螺纹和齿的压铸,铸入镶嵌件的装夹定位及金属的包覆,图案、文字、符号和凸纹,基准面和机械加工的部位,表面外观,特殊质量要求,47,对模具结构的初步分析,选择分型面、确定型腔数量、计算压铸投影面积,选择内浇口进口位置，确定浇注系统布置方案,确定抽芯位置，选用合理抽芯方案,确定推出元件位置，选择合理推出、复位方案,分析镶嵌件装夹和固定方
13、式,48,选定压铸机,据合金种类选择压铸机类型据投影面积和质量要求特点选定压铸机兼顾设备生产负荷的均衡性,确定压射比压，计算锁模力，选定压铸机型号和规格,估算开模行程、推出力，是否需要推出回程及定模液压抽芯,选用需配备的附件，如液压抽芯器、通用模座、真空压铸系统等,49,绘制压铸毛坯图,压铸件的形状、尺寸及精度,指明留有加工余量的表面,指明毛坯基准表面,推杆位置及顶端尺寸,余留浇口、溢流槽残根的位置和大小,镶嵌件的图号及镶铸的位置和尺寸,分型面位置，开模方向,压铸工艺附加物形状尺寸,图案文字制造标记、厂家代号、生产年月等的形状尺寸及位置,未注明出模斜度数值及取值方向,未注明圆角半径数值,未注明
14、公差代号、等级,合金种类牌号及技术标准代号,压铸毛坯重量,压铸件验收的标准代号、要求的类别及允许的缺陷级别,压铸件需进行特殊检验的内容,所属产品零件图号及名称,需方的名称或代号,50,布置分型面、型腔位置、浇注系统和溢流排气系统,确定成型部分的分割、镶块的镶拼和固定方式,确定型芯的位置尺寸，固定方式或动作方式,确定推杆、复位杆的位置数量，确定推出机构和各部分尺寸,布置冷却加热管道的位置和尺寸,确定镶嵌件的安装、固定方法,选用有关的零部件、料块，标准模架、模套、模座等,计算模具总厚度，核对压铸机允许的最小或最大模具厚度,按模具外形轮廓尺寸，核对压铸机拉杆间距,计算抽芯力，确定抽芯机构及其主要部分
15、尺寸,确定动模和定模镶块、套板的外形尺寸，以及导柱导套的位置和尺寸,按模具定模和动模座板尺寸，核对压铸机压室位置和安装槽（孔）的位置,按选用的压射比压，计算模具分型面上胀型力总和，复核压铸机的锁模力,51,定模:固定在压铸机定模安装板上,有浇注系统与喷嘴或压室相通。动模:固定在压铸机动模安装板上,并随动模安装板作开合模移动 合模时，闭合构成型腔与浇注系统，液体金属在高压下充满 型腔；开模时，动模与定模分开，借助设在动模上的推出机 构将铸件推出。,一、压铸模基本结构,52,（一）成型零件,型芯镶块,（二）浇注系统,直浇道（浇口套）横浇道（镶块）内浇口余料,（三）溢流、排气系统:溢流槽,排气槽、排
16、气塞。,构成型腔的零件,金属液进入型腔的通道,排除压室、浇道和型腔中气体的通道。溢流槽又是贮存冷金属和涂料余烬的处所，一般开设在成型工作零件上。,2023/1/16,53,54,（七）推出机构:推杆(顶针),复位杆,推杆固定板,推板,推板导柱,推板导套。,（六）侧向抽芯机构:滑块、斜滑块，斜销、弯销、齿轮齿条，楔紧块、楔紧销，限位弹簧、限位块,（八）加热与冷却系统,（五）导向零件:导柱、导套,（四）支承零件:定模&动模座板、套板、支承板、垫块,将模具各部分按一定的规律和位置加以组合和固定，并使模具能安装在压铸机上。,准确引导动、定模合拢或分离,抽动与开合模方向运动不一致的活动型芯的机构，合模前
17、或后完成插芯动作，在压铸件推出前完成抽芯动作。,将铸件从模具上脱出,调节模具温度，确保铸件质量，延长模具寿命,55,56,11 定模镶块,12 活动型芯,20 动模镶块,13 型腔,14 内浇口,15 横浇道,16 直浇道,17 浇口套,19 导流块,9 定模套板10定模座板,1 动模座板2 垫块,3支承板4动模套板,18 导套21 导柱,5 限位块6 滑块7 斜销8 楔紧块,压铸模的基本结构,22 推板导柱23 推板导套24 推杆25 复位杆26 限位钉27 推板28 推杆固定板,57,58,59,60,61,62,二、压铸模结构示例,热室压铸机用压铸模的基本结构,1动模座板 2推板 3推杆
18、固定板 4、6、9推杆 5扇形推杆 7支承板 8止转销 10分流锥 11限位钉 12推板导套 13推板导柱 14复位杆 15浇口套 16定模镶块 17定模座板 18型芯 19、20动模镶块 21动模套板 22导套 23导柱 24定模套板,63,立式冷室压铸机用压铸模的基本结构,1定模座板 2传动齿条 3定模套板 4动模套板 5齿轴 6、21销 7齿条滑块 8推板导柱 9推杆固定板 10推板导套 11推板 12限位垫圈 13、22螺钉 14支承板 15型芯 16中心推杆 17成型推杆 18复位杆 19导套 20通用模座 23导柱 24、30动模镶块 25、28定模镶块 26分流锥 27浇口套 2
19、9活动型芯 31止转块,64,卧式冷室压铸机偏心浇口压铸模的基本结构,1限位块 2螺钉 3弹簧 4螺栓 5螺母 6斜销 7滑块 8楔紧块 9定模套板 10销 11活动型芯 12、15动模镶块 13定模镶块 14型芯 16、28螺钉 17定模座板 18浇口套 19导柱 20动模套板 21导套 22浇道镶块 23螺钉 24、26、29推杆 25支承板 27限位钉 30复位杆 31推板导套 32推板导柱 33推板 34推板固定板 35垫块 36 动模座板,65,1动模座板 2、5、31螺钉 3垫块 4支承板 6动模套板 7限位块 8螺栓 9滑块 10斜销 11楔紧块 12定模活动套板 13定模座板
20、14浇口套 15螺旋槽浇口套 16浇道镶块 17、19导套 18定模导柱 20动模导柱 21定模镶块 22活动镶块 23动模镶块 24分流锥 25推板导柱 26推板导套 27复位杆 28推杆 29中心推杆 30限位钉 32推杆固定板 33推板,卧式冷室压铸机中心浇口压铸模的基本结构,66,全立式压铸机用压铸模的基本结构,1压室 2座板 3型芯 4导柱 5导套 6分流锥 7、18动模镶块 8推杆 9、10螺钉 11动模座板 12推板 13推杆固定板 14推板导套 15推板导柱 16支承板 17动模套板 19定模套板 20定模镶块 21定模座板 22支承柱,67,基本部位,结构简单，型腔全在定模内
21、，动、定模型腔错位对铸件影响较少,结构简单，动、定模型腔错位对铸件影响较少,对两半模对位要求较高，动、定模错位较小时，有利于用机械切除铸件的飞边,最常用,一、分型面的基本部位和类型,68,模具加工较复杂；垂直于分型面的嵌套式结构易和模具导向机构、滑块锁紧机构发生干涉且易形成飞边；A处突出部位强度差，热量集中；只能用于小模具,模具加工较复杂；垂直于分型面的嵌套式结构易和模具导向机构、滑块锁紧机构发生干涉且易形成飞边；只能用于小模具,模具加工较复杂；垂直于分型面的嵌套式结构易和模具导向机构、滑块锁紧机构发生干涉；模具各部分热平衡较好，铸件飞边便于机械切除，只能用于小模具,69,类型：平直分型面、倾
22、斜、阶梯、曲面、垂直；单、多,单分型面,直线分型面,分型面平行于压铸机动、定模固定板平面,倾斜分型面,分型面与压铸机动、定模固定板成一角度,70,单分型面,阶梯分型面,分型面不在同一平面上，由几个折线平面组成分型面,分型面按铸件结构特点形成曲面,曲线分型面,71,多分型面,双分型面,分型面由一个主分型面 II 和一个辅助分型面I-I构成,分型面由一个主分型面 II 和一个辅助分型面II-II构成,72,多分型面,三分型面,分型面由一个主分型面 II 和两个辅助分型面II-II和IIIIII构成，分型面II-II可省,73,多分型面,组合分型面,分型面由一个主分型面 II 和一个或者数个辅助分型
23、面I-I构成，或由上述几种类型分型面中的两种类型所构成。,74,选定分型面应考虑的因素：铸件在模具内的安排位置；确定动模和定模各自所包含的成形部分；铸件的形状和拔模斜度的方向；浇注系统的设置；排溢系统的布置；模具成形零件的镶拼方法；铸件尺寸精度的保证；铸件表面的完整程度和修正；生产时对模具清理工作量和清理的难易程度。,二、分型面的选择,75,第一种,压铸件,构成铸件形状的型腔被分型面截开，铸件圆柱表面完整性难以控制;必须设置抽芯机构，压铸模结构复杂。,实例,76,第二种,压铸件形状的型腔被分型面截开，d与d2能达到同轴，但与d1的同轴度不易保证；铸件尺寸H精度偏低。,77,第三种,构成铸件形状
24、的型腔全部在定模内，尺寸d1与d2能达到同轴，但与尺寸d不易保证同轴；尺寸h与H的基准都在分型面上，且尺寸H不受h的影响。,78,第四种,构成压铸件形状的型腔全部在动模内，这种分型法集中了前面三种分型的优点，但压铸件脱模机构较复杂。,79,分型面选择原则,1.开模时保持铸件随动模移动，方便脱出定模,铸件对动模型芯的包紧力大于对定模型芯,考虑到设备和生产操作等因素有可能增加定模脱模阻力，采用II-II分型面较能保持铸件随模具开模而脱离定模。,借助设在动模上的侧向抽芯机构或定模脱模机构强制铸件在开模时脱离定模,中心型芯包紧力大，采用I-I分型面可以借助侧向抽芯机构帮助铸件脱离定模，采用II-II分
25、型面时要用定模抽芯，模具结构较复杂。,80,2.有利于浇注系统、溢流系统和排气系统的布置,分型面应满足合理的浇注系统布置的需要,分型面设置在金属液最后充型的部位,铸件适合于设置环形或半环形浇注系统，I-I比II-II分型面更能满足铸件的铸造工艺要求,I-I 比II-II分型面有利于溢流槽和排气槽的布置。,分型面选择原则,3.分型面应通过铸件最大截面处，保证铸件顺利从型腔脱出,81,4.要求不影响铸件的尺寸精度,避免分型面影响铸件精尺寸精度,分型面应避免与铸件基准面重合,选用I-I分型面，易于保证尺寸20精度。,A为铸件基准面，应选I-I 作为分型面,分型面选择原则,82,避免活动型芯影响铸件尺
26、寸精度,考虑铸件的外观要求,尺寸L的尺寸精度要求高，应选用II-II分型面，由固定型芯形成孔A。,铸件外表面不允许留脱模斜度，为减少铸件机加工量选II-II分型面。铸件外表面不允许有分型面痕迹，应选I-I 作为分型面,分型面选择原则,83,5.简化模具结构,尽量减少抽芯机构和活动部分,有利于模具成形零件机械加工工艺性,II-II分型面不必设置侧向抽芯机构，模具结构简单。,II-II分型面的型腔，采用一般的机械加工方法可完成。,分型面选择原则,84,分型面选择原则,6.分型面应考虑型腔在动模和定模内的深度,85,分型面选择原则,7.考虑金属液流程，尤其对粘度大的合金流程不应过长,86,分型面选择
27、原则,8.避免压铸机承受临界负荷,87,分型面选择原则,9.活动侧抽芯机构尽可能设置在动模内，避免使用定模抽芯机构,88,典型零件选择分型面要点分析,铸件有外螺纹，并要求互换性好,铸件两端排气条件较差,在法兰处采用缝隙浇口或在螺纹部分的另一端开设环形或半环形浇口，铸件质量较好,89,带凸缘不通孔的桶形零件,零件外形小时选用，模具结构简单,零件轴向尺寸大时选用，压铸工艺条件较好,90,带凸缘的筒形零件,需要设置定模出模辅助装置，适用于较大铸件,用于小型铸件，铸件成形条件较好,91,带反向凸缘的零件平面有外观要求,符合将分型面设置在金属液流动方向末端的要求,但A面会留有推杆痕迹,可采用卸料板推出机
28、构,满足A面的外观要求,92,有对应侧孔的壳体零件,利用模具对应侧抽芯机构强制铸件脱离定模,结构简单,若推杆设置在活动型芯在分型面的投影范围内,推出机构应能预复位,93,转盘形零件,可采用推杆推管联合推出,结构简单,需设两侧抽芯机构,模具复杂,94,套管形零件,侧抽芯机构在动模上,但主型芯全在定模内,要设置定模抽芯机构,同时难避免铸件变形,用推管和卸料板复合推出机构保证大小型芯同步出模,避免铸件变形,侧抽芯虽在定模上,因其反压力较小,易于采用开模前预抽芯机构,95,带喇叭口长管形零件,铸件长度与管形直径比值较大,模具结构简单,由于铸件长,小端成型条件差,铸件两端都有较大余地开设溢流槽,利于模具
29、热平衡,铸件质量较好,96,法兰压环类零件,型腔能大部分分置在定模,但两孔同轴度难保证,两孔位于同一半模,同轴度精度高,97,带三角槽的板形零件,由于三角槽和型芯的出模斜度明显偏大,将很难保证铸件随开模动作而留在动模上,型芯和型腔全部在动模内,铸件粘附在定模内的可能性小,且能避免金属液直接冲击型芯的锐角部位,利于型腔的充填和延长模具寿命,98,圆柱形散热片零件,适用卧式冷室压铸机,采用侧浇口,多用于以中心浇口为特点的立式压铸机,99,带散热片气缸盖零件,铸件对动模上的球面型芯所产生的包紧力很小,开模时铸件将留在定模上,铸件可顺利脱出定模,推出元件的位置也能得到较合理的安排,100,L,带嵌件支
30、架零件,嵌件长度L值较小时选用,L值较大时选用,101,带轴环架零件,嵌件可安放在模具侧抽芯机构的滑动块上,稳定可靠,利用嵌件强制铸件脱离定模,会引起嵌件松动或铸件变形开裂,102,孔轴线成锐角交叉的零件,斜孔抽芯轴线在分型面上,需要设置三个侧抽芯机构,生产率较低,只需设置一个斜抽芯机构,结构虽复杂,但可一模多腔,适用于批量大的小零件,103,带弯孔零件,便于设置弯孔抽芯机构,常选用,对于弯孔不长,弧度适当的零件,采用旋转推板推出机构,可简化模具结构,104,油杯,练习,材料为YL102铝合金，生产批量大，中部有螺杆嵌件，油杯要求防渗漏，不允许有缩松、冷隔等缺陷，表面要求光洁。,105,III-III分型面模具结构图,2023/1/16,106,
