《模具概论》第一节 压铸成型工艺及模具结构.doc

第四章 其他模具 第一节 压铸成型工艺及模具结构 中国古代辉煌铸造史 从70年代开始，随着电子技术和计算机技术等现代科技的发展，数控压铸机、计算机控制压铸柔性单元及系统(压铸FMC及FMS)和压铸工艺与设备计算机辅助设计(CAD)的出现，标志着压铸成型生产开始从经验操作转变到科学控制新阶段，从而使压铸件的质量、自动化程度及劳动生产率都得到极大的提高。 一、压铸成型工艺 (一)压铸概述 1.压铸成型定义 压铸是将液态或半固态金属浇入压铸机的压室中，金属液在运动的压射冲头作用下，以极快的速度充填型腔，并在压力的作用下结晶凝固而获得铸件的一种铸造方法。 2.压铸设备 压铸过程是由压铸机来实现的，如图4-1所示。压铸机分热压室压铸机和冷压室压铸机两大类。 图4-1压铸机 （1）热压室压铸机工作的基本原理 热压室压铸机的压室通常浸没在坩埚的金属液中，如图4-2（a）所示。压铸过程中，金属液在压射冲头上升时通过进口进入压室；压射冲头下压时，金属液沿着通道经喷嘴充填压铸模型腔，待金属液冷却凝固成型后，压射冲头上升，此时开模取出铸件，完成一个压铸循环,如图4-2（b）所示。 图4-2(a)热压室压铸机 1-动模 2-定模3-喷嘴4-坩埚5-压室6-压射冲头7-进口8-金属液 图4-2(b)热压室压铸机压铸原理图 （2）冷压室压铸机工作的基本原理 ?冷压室压铸机的压室与保温坩埚是分开的，如图4-3（a）所示。压铸时由人工用料勺从保温坩埚内舀取金属液浇入压室后再进行压铸。根据压铸模与压室的相对位置不同，冷压室压铸机又可分为立式、卧式、全立式三种。其压铸过程分别为立式冷压室压铸机，如图4-3（b1）所示；卧式冷压室压铸机，如图4-3（b2）所示；全立式冷压室压铸机，如图4-3（b3）所示。 图4-3（a）冷压室压铸机 （a）合模加料 （b）压铸 （c）推出余料 （d）开模 1-型腔 2-直浇道3-压射冲头4-金属液5-压射缸6-反料冲头7-余料8-动模9-压铸件10-定模 图4-3（b1）立式冷压室压铸机压铸原理图 （a）合模 （b）压铸 （c）开模 1-型腔 2-加料口3-压室4-压射冲头5-定模6-压铸件7-动模8-金属液 图4-3（b2）卧式冷压室压铸机压铸原理图 (a)上压式 (b)下压式 1-压射冲头2-金属液3-型腔 图4-3（b3）全立式冷压室压铸机压铸原理图 3.压铸工艺特点及其应用发展 压铸是高压高速充填成型，所以压铸工艺和生产过程、压铸件的结构和质量以及有关性能都有自己的特点。 （1）压铸工艺特点 与其他金属成型工艺相比，压铸的特点为： 1)生产率极高，生产过程容易实现机械化和自动化。一般冷压室压铸机每八小时可压铸600～700次，热压室压铸机每八小时可压铸3000～7000次。而且一幅压铸模中的型腔往往不止一个，这样生产的压铸件数也就成倍地增加了。 2)铸件的尺寸精度高，其尺寸稳定、一致性好、加工余量少而且有很好的装配性。压 铸件的精度可达IT11～IT13级，有时可达IT9级。表面粗糙度值一般为Ra0.8～3.2，最低达Ra0.4。一般压铸件只需对少数几个尺寸部位进行机械加工，有的零件甚至于不需机械加工就可直接装配使用。这样材料利用率高，可达60%～80%，毛坯利用率达90%。 3)铸件组织致密，具有较高的强度和硬度。由于压铸时金属液是在压力下凝固的，又 因高速充填，冷却速度极快，使铸件表面生成一层冷硬层(约0.3～0.8 mm)，该层的金属晶粒细小，组织致密。所以压铸件强度和硬度较高，坚实耐磨。当压铸件壁厚适当且均匀时，其强度更高。 4)可以压铸形状复杂、轮廓清晰的薄壁深腔铸件，因为金属液在高压下能保持高的流动性。压铸件最小壁厚锌合金可达到0.3 mm，铝合金约为0.5 mm。最小铸出孔径为0.7 mm，可铸螺纹的最小螺距为0.75 mm。 5)镶铸法可省去装配工序，简化制造工艺。在压铸件的特定部位上可以直接嵌入所需的其他材料的制件，例如磁铁、铜套、绝缘材料等嵌件以满足特殊要求，既省去了装配工序，又简化了制造工艺。 6)铸件内部有气孔存在，但一般仍能满足使用要求。由于金属液充填速度极快，充填时卷入型腔中的气体很难完全排除，致使压铸件内常有气孔及氧化夹杂物存在，从而降低了压铸件的质量。因此，一般压铸件不能进行热处理，也不宜在高温下工作。同样，也不希望进行机械加工，以免铸件表层下的气孔露出来。 7)压铸机的压室和压铸模