【正文】 高可達500Mp，甚至更高，充填速度極快，充填時間極短。 . 壓力鑄造的優(yōu)缺點及其應(yīng)用范圍 在高速發(fā)展的當(dāng)今社會，汽車，摩托車，家店，數(shù)碼等行業(yè)高速發(fā)展，此時單一的生產(chǎn)模式難以再滿足市場需求，而人們對產(chǎn)品的性能及其質(zhì)量的要求越來越高，工廠開始追求一種能生產(chǎn)出高質(zhì)量、高效率的加工方法，壓力鑄造。 （ 3） 壓力鑄造相對其他加工方法而言，有更高的尺寸和表面精度，壓鑄生產(chǎn)的零件基本上不用再次加工，配合度很高，或可直接投入使用，表面粗糙度在 R m ~ R m??范圍內(nèi)。 （ 6） 壓力鑄造生產(chǎn)零件的工藝流程短、操作簡易，自動化程度高，設(shè)備占用工作場地少。如果對成型的壓鑄件再次進行熱處理或是在高溫下工作，留存在型腔內(nèi)氣體會影響壓鑄件的質(zhì)量，嚴重的會使逐漸開裂。 壓鑄生產(chǎn)有很多優(yōu)點，但由于壓鑄受到材料的局限，壓鑄目前只適用在鋅、鋁合金等一些材料中，但并非其他的材料就不能被應(yīng)用到壓鑄生產(chǎn)上，只是一些高熔點或特殊 4 系列的合金，在用壓鑄進行生產(chǎn)時，會嚴重損壞壓鑄模，造成再生產(chǎn)出的壓鑄件的尺寸會產(chǎn)生很大的差別。我們不難想象未來壓力鑄造的應(yīng)用范圍將越來越廣。從此，我國不僅掌握了常規(guī)壓鑄生產(chǎn)工藝，自行設(shè)計制造了壓鑄模，對一些新壓鑄工藝（如真空壓鑄和黑色金屬壓鑄）也進行了深入研究，壓鑄件逐步應(yīng)用到了農(nóng)機、機床、辦公用具、軍工等領(lǐng)域。我國對大型壓鑄機的需求，主要通過向國外采購，同時也抓緊研制先進的壓鑄來擺脫國外的壓制，真正實現(xiàn)獨立自主地生產(chǎn)全過程，近年來以取得明顯成效。 近二十多年來，隨著材料科學(xué)與技術(shù)以及航空航天、汽車、摩托車、機械制造、電子、輕工業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是對提高生產(chǎn)效率、縮短生產(chǎn)周期和節(jié)能降耗減排的強 5 烈要求，壓鑄技術(shù)作為無切削、少切削的近終形制造技術(shù)受到高度重視，國內(nèi)外對壓鑄技術(shù) 都進行了大量的研究與開發(fā)，壓鑄技術(shù)和產(chǎn)業(yè)得到了更快更好的發(fā)展，已從傳統(tǒng)壓鑄時期走入了現(xiàn)代壓鑄技術(shù)時代，正在成為一種很有前途的、重要的先進制造技術(shù)。 2021 年，我國的壓鑄件總產(chǎn)量已達 萬噸，其中鋁壓鑄件已達 萬噸、 鋅壓鑄件已達 萬噸、鎂壓鑄件 1已達 .83 萬噸、銅壓鑄件已達 萬噸。最后，經(jīng)濟發(fā)展迅速的大國，主要是印度；印度和中國一樣人口基數(shù)大，地域廣 ，發(fā)展模式屬于勞動密集型，模具工業(yè)技術(shù)主要集中在少數(shù)大型國有企業(yè)。國外壓鑄行業(yè)的競爭十分激烈，為了在壓鑄行業(yè)爭得一席之地，模具市場競爭者們，都積極投入壓鑄機的研究工作，以期能夠研制出他們特有的、能實現(xiàn)其他壓鑄機所不能實現(xiàn)的功能的壓鑄機。他們在壓鑄技術(shù)上也許不是最拔尖的，但是模具生產(chǎn)能力絕對是屬于世界一流水平的。中國臺灣模具產(chǎn)值主要來自塑料模具，塑料模具占市場比例的 45%，壓鑄模具僅占 8 個百分比。 工業(yè)發(fā)達國家 的研究者們有一種高度的負責(zé)精神，工作嚴謹，喜歡挑戰(zhàn)高難度的工作， 92年北美壓鑄協(xié)會專門為壓鑄的發(fā)展，發(fā)起了有關(guān)壓鑄的研究 課題，正是因為他們關(guān)注壓鑄工業(yè)的研發(fā)工作，僅僅幾年內(nèi)，壓鑄高新技術(shù)的研究取得了一次又一次的突破，制出了實時壓射控制壓鑄機，帶動了更多的企業(yè)和大學(xué)對研發(fā)工作的重視。此外，主要 以熱室機著稱于世的 Frech公司擁有 M 系列和 RC系列的壓鑄機， 前者根據(jù)需要即可采用實時壓射控制，也可進行常規(guī)三級壓射，后者為實時壓射控制壓鑄機。 研究或解決問題 盡管壓鑄有很多優(yōu)勢，但并不是無可挑剔的，像其他工藝方法一樣，壓鑄也存在一些需要進一步改進的問題，目前，主要存在 的問題有： (1）壓鑄的合金牌號和類別受到限制；壓鑄模對材料有一定的要求，高熔點材料用壓鑄進行長期生產(chǎn)，壓鑄模承受不起。液態(tài)合金沖型速度極快，流態(tài)和不穩(wěn)定，型腔中的氣體很難排除干凈，流體前端也容易形成熔渣，這些使得壓鑄件中有氣孔和夾雜物和縮孔 、疏松缺陷，使壓鑄件不宜進行熱處理和高溫下工作。還有就是壓鑄機和壓鑄模價格很高，成本也是關(guān)鍵。另一方面，加大壓鑄技術(shù)的研究力度，開發(fā)出一種性能優(yōu)異的壓鑄機，提高壓射比壓，改善模具結(jié)構(gòu)，力求能用壓鑄生產(chǎn)出一系列質(zhì)量上乘的壓鑄件，并且壓鑄件能進行熱處理，也能在高溫下工作。 . 壓鑄件的結(jié)構(gòu) 此次設(shè)計端蓋零件鑄件外徑尺寸為 116mm，由于尺寸較大，若采用一模多腔或多模多腔，則需要選用較大模具，由于壓鑄模生產(chǎn)成本高，主要用于大批量生產(chǎn)，就考慮實際適用性和經(jīng)濟效率來看，適宜采用一模一腔的形式；且采用斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)；由于是圓形鑄件，結(jié)構(gòu)對稱均勻，澆注系統(tǒng)選擇中心澆口形式；推出機構(gòu)選擇推桿形式。零件中有兩個鑄孔 ,其直徑為 3 mm ， 8個沉頭孔 ,直徑分別為 4 mm 和 3 mm；表面質(zhì)量為 m? 。R=r+(h+h1)/2 脫模斜度按《壓鑄模設(shè)計手冊》表 226 中推薦值來確定，內(nèi)、外表面配合面的最小脫模斜度分別是 0 39。 缺點： ，出模時易發(fā)生形變； ； ，容易產(chǎn)生縮孔。 而根據(jù)鎖模力選用壓鑄機是最常用的方法，對于尺寸較大的鑄 件，還需要進行校核壓室容量、開模行程等參數(shù)，來保證壓鑄機選擇的正確性和合理性。 11 分脹型力 ()10APF tg ????? 芯分 （ 22） 式中 F分 ：分脹型力； A芯 ：側(cè)向活動型心成型端面的投影面積（ cm）； ? ：楔緊塊的楔緊角，楔緊角度的確定是由側(cè)抽芯滑塊的斜角決定的，取 ? =13； 2= 11 2 38 13 cm? ? ? ?芯 0( 13 3. 7 40 ) / 10 13 24 7. 6F tg k N? ? ? ?分 鎖模力： K F +FF ? 主鎖 分（ ） 其中 k為安全系數(shù)，一般取 。 項目名稱 數(shù)值 項目名稱 數(shù)值 合型力（ kg) 1250 最大金屬澆注量 （鋁） 拉桿間的內(nèi)尺寸（水平 垂直）（ mm) 420 420 壓室法蘭直徑（ mm） 110 拉桿直徑（ mm) 80 壓室法蘭凸出高度（ mm) 10 動模座板行程（ mm) 350 沖頭跟蹤距離（ mm) 100 壓鑄模厚度 (mm) 200~500 液壓頂出器頂出力（ kN) 100 壓射位置（ mm) 0~10 液壓頂出器頂出行程（ mm) 80 壓射力（ kN) 85~150 一次空循環(huán)時間（ s) 7 壓室直徑（ mm) 40/50/60 管路工作壓力（ MPa) 12 壓射比壓（ MPa） 30~120 油泵電機功率（ kW) 11 鑄件投影面積（ C㎡ ) 104~416 外形尺寸 (長 寬 高） 5030 1320 1740 12 圖 52 臥室冷室壓鑄機的組成 1— 控制室 2— 合模缸 3— 模具高度調(diào)節(jié)機構(gòu) 4— 曲肘支承座板 5— 動模座板 6— 模座板 7— 拉桿 8— 定模座板 9— 蓄能器 10— 增壓器 11— 壓射缸 12— 壓室與沖頭 13— 頂出缸 14— 底座與傳動液箱 15— 泵及電機 3. 壓鑄模的總體設(shè)計 壓鑄模的總體設(shè)計相當(dāng)重要，設(shè)計要正確合理，一旦某一設(shè)計過程出現(xiàn)差錯，則會影響壓鑄生產(chǎn)的順利進行 ，也會對壓鑄件的質(zhì)量產(chǎn)生影響。至于排溢系統(tǒng)是由排氣槽和溢流槽兩部分組成，澆注和排溢系統(tǒng)兩者休戚相關(guān)，兩者配合，合理布局是壓鑄模設(shè)計的必要條件。點澆口其他部分尺寸見下表 表 410 點澆口其他部分尺寸的選擇 直徑 d/mm 4 6 8 進口角度 β /186。另一部分是壓鑄模上的澆口套，澆口套結(jié)構(gòu)決定澆注方式，很大程度上影響鑄件質(zhì)量。 ，壓鑄機壓射沖頭的跟蹤距離一般應(yīng)大于澆口套長度（安全距離 K，100mm）。下面我們來具體分析溢流槽的的作用： 1）在充填金屬熔體之前，型腔里存在著一定的氣體，這些氣體如果不排出型腔，就會留在壓鑄件內(nèi)，對壓鑄件的力學(xué)性能、工作性能都會產(chǎn)生影響，機械加工后，會影響鑄件表面精度。 4）溢流槽處可以用來頂出壓鑄件而不在壓鑄表面留下推桿痕跡，所以溢流槽又可以作為推出壓鑄件推桿的布置位置，脫模時推桿推出鑄件，又可以排氣排雜，一舉兩得。 溢流槽的設(shè)計要點： ，且取出后要盡量不會損壞鑄件的外觀，更加不會影響其尺寸精度。 查《壓鑄模具設(shè)計手冊》表 443，溢流槽的布置示例，宜選擇環(huán)形結(jié)構(gòu)，布置在分型面上?！?排 氣 槽 開 放 系 數(shù) ， 取 值 1 。 （ 2） 分型面基本上是選在壓鑄件的最大的一個端面上，這里我們選擇有凸臺的端蓋面上，還是兩個分型面，第一次脫模鑄件擺脫定模，第二次脫模鑲塊脫離，推桿頂出鑄件。 17 對于上述要點，在實 際設(shè)計中，不可能完全滿足，這時要根據(jù)具體情況，具體分析，在保證鑄件要求下，合理布置分型面。多分型面可以有各種單分型面組合而成。 主要加熱方法有 : 1）管狀電熱元件加熱法 18 2）低電壓大電流加熱法 3）用電熱棒加熱 . 主要冷卻方法有： 1） 風(fēng)冷法 2） 水冷法 由《壓鑄模具設(shè)計手冊》表 65模具的預(yù)熱規(guī)范，鋁合金的預(yù)熱溫度為 00180 C~300 C，模具預(yù)熱所需要的功率是： 0i()p3600P kWm kgc kJ kg. C ) ?！?模 具 初 溫 （ 室 溫 ） （ ） 。 . 冷卻水道設(shè)計 冷卻水道設(shè)計注意事項 : ，采用多規(guī)格冷卻水道，水嘴的尺寸最好能夠統(tǒng)一，目的在于設(shè)計簡便 ，降低制造復(fù)雜性。 冷卻水道設(shè)計計算： 1）壓鑄過程中從金屬液傳入模具的熱流量。kJ m??。D = m m , L = 4wC??— 水 的 傳 熱 系 數(shù) （ /(m ） ；— 冷 卻 水 道 的 面 積— 流 經(jīng) 水 道 的 冷 卻 水 平 均 溫 度 ；計 算 的 冷 卻 水 道 的 直 徑 長 度 。39。 ： 鑄 件 的 基 本 尺 寸 ； 由 表 各 種 合 金 壓 鑄 件 計 算 收 縮 率 推 薦 指 可 選 ；模 具 制 造 公 差 取 模 具 磨 損 系 數(shù) 取 1/ 6 。 ( 0. 7 )D D D? ??? ? ? ? （ 39） 39。+ 0 .88 00 0 .8839。.10 800 .10 800 .64 00 0 .6439。39。 000 00 39。 39。 0 0 39。0 d ( ) 。 00 39。 00 39。 I 5 。 Y HHMIJKXY??????????????? ? ?? ? ? ??????????? 中心距離的計算 + 0 .78039。R ( 20 20 %) 8 1 8?????? ? ? ???銷 釘 孔 距 ： 86 ； 沉 頭 孔 距 中 心 鑲塊壁厚尺寸 由查考文獻【 2】中表 622鑲塊壁厚尺寸推薦值，可選擇如下數(shù)據(jù) : 型腔長邊尺寸為 116mm,鑲塊壁度 h=30mm,鑲塊底厚 H=20mm。 . 抽芯機構(gòu)的設(shè)計 抽芯機構(gòu)的設(shè)計要點 : 1抽芯部位的選擇合理 ,要考慮到下面幾種狀況 : ① 一般很難再在活動型芯上噴刷涂料 ,要避免金屬液沖擊細長活動型芯，不能讓型芯彎曲變形，這會影響逐漸抽出。 。 24 ，型芯和鑲塊的裝配間隙距離 應(yīng)保持在一定值內(nèi)。102 35 11 (