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压铸模具设计基础 很多时候国外尤其是美国、德国、澳洲的客户对中国大陆的压铸模具设计师都一脸的淡然，有一位朋友说了那是绘图员不是设计师，问其原因，对机台、材料、工艺都不了解，任何设计计算数据都没有的图纸，哪怕你做的再好，也是偶然的，结果不可控，在现在拼效果（效率+结果）的时代，已经没有时间让你修修改改，最多只有一次休整的机会，也就是试模两次后成型及尺寸必须全部OK，一个星期的休整时间顶天了，更不要想什么T0了，直接T1。后面反思，是这么回事，现在很认同这种观点，想想做的好的压铸机厂设计和生产辅助系统都是以数据和计算为依据的，尤其是使用布勒机以后这种感觉更加强烈。在一段时间的学习和现场与机器数据对比后，可以做到参数计算数据与机器监控数据基本符合，位置差别在4-8MM内，速度与压力设置在模具设计参数时达到自己想要的结果，一次试模合格率可达95%，感觉很不错。这中间最大的功臣就是PQ图表的应用。在压铸机运行过程中，有三个系统运作和压射参数有关联，为其提供能量，包括两个液压系统和一个刚性系统。一个是机器压射系统，包括压射储能器、压射缸、增压储能器等部分，属于液压系统，为压射提供能量；一个是压射缸活塞、压射杆、压射冲头组成的刚性连接系统，负责传递力和速度，是刚性系统；一个是压室内的熔液，即我们最熟悉的浇注系统，主要研究两个断面，冲头前端与内浇口部分，为一段自由的液压系统。这是以液压原理来分析浇注系统，其研究对象为冲头断面与内浇口，涉及成型参数为压射比压（充型压力）与内浇口速度；在压射过程中，储能器的压力（能量）转换为冲头的动能产生一定的速度和力，根据液压原理，压力P和流量的平方成正比，而液压系统内减少的能量转化为刚性系统的动能，那么就有了上图图表所示的公式；我们可以设想下，在空速时没有任何压力反馈，全部转化为动能即速度，冲头前端的压力（压射比压）为零，压射缸压力为零；在增压结束时，冲头速度为零，全部转化为压力，刚性系统（压射杆等）形成静态平衡，则压射缸压力与储能器压力相等，以浇注过程的能量转化来解释可能更方便理解。最后我们得到压铸机性能表明线和模具性能表明线，最后都可以换算为冲头的速度（因直径一定，则流量可知）与压射比压（金属液填充压力）的关系。所涉及的参数为储能器压力、压射缸活塞直径、冲头直径、金属液密度、内浇口面积、冲头速度，我们可以说冲头速度与内浇口面积是函数关系，可以相互计算。这也反映了为什么叫PQ图，与时间无关。那么什么与时间有关？ 产品材料性能，本身的成型条件，在所需的时间内必须完成充填过程，否则得不到好铸件。这就要求压铸机和浇注系统的能力必须满足产品所需。这也是PQ图中的工艺窗口的来源，具体表现为一个可以变动的范围，这和实际生产中的参数设置时符合的，生产好产品并不是只有一组参数的，需根据需求选择一组最佳的参数。这就要求设计师对生产过程压铸机运转有基本的了解。注意事项：压射比压-为冲头施加给浇注系统金属液的压力，分为充填压射比压和增压压射比压，充填压射比压和模具浇口、压铸机压射系统能力匹配；增压压射比压为纯压力传递与模具浇口厚度、压铸机增压系统、压铸机锁模压力匹配；PQ图研究的是压射能力，为压射系统的性能表现，与增压系统开启后形成的增压压力无关，这就是在很多时候压铸老师傅很少开增压也可以压好产品的原因，调什么，速度来调节压力，压实产品。以布勒机的参数来说明：在这里我们可以看到，压射力分为两项，动态与增压，两者相差很大，旁边即为机器的性能曲线，以直径80的冲头为例，最大压射比压为800bar,合模力为13000KN;而生产数据中，最大压射力为2180bar,远大于机器性能线显示的800bar.使用压射压力（动态）409KN,来计算409KN/（0.785*80*80平方毫米）=81.4MPa,约为800bar.让我们来校核这个数据，机器性能压射力增压1096KN，冲头面积0.785*80*80=5024平方毫米，换算的压射比压为218.1Mpa,基本符合。最大压射力*最大投影面积=2180*596=12992.8KN 与合模力13000KN基本符合。所以有PQ图考虑的机器压射性能，决定压射比压（动态），与增压系统无关；压射面积和合模力及增压能力有关，在压射系统（无增压时）最终压力可以提供产品成型压力时不需开增压。