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1、金属手机壳是如何生产的？,手机壳生产的过程压力铸造,iPhone 7 的机身加工,一整块7003铝材，通过 CNC 切削，得到机身的雏形。之后表面削去一层，预留出双镜头的镜头舱的凸起结构，再通过切削钻孔得到镜头舱。,再用铣床加工机身外壳表面，进行倒角的加工和毛刺的消除，这时外壳已经有了大致的模样。将初步成形的外壳由机械臂吸住，放入细腻的抛光砂中进行均匀的 3D 旋转抛光,再经阳极氧化,通过极细的磁化铁粉对阳极氧化层进行进一步的抛光.,压力铸造 High Pressure Die Casting,概述 压铸机与模具 压铸过程原理 压铸工艺参数 压铸件的工艺设计,1. 概 述,压力铸造：是将液态金
2、属在高压作用下快速充填铸型型腔中，并在压力作用下结晶，而获得铸件的一种特种铸造方法。,几个到几十甚至500MPa,线速度0.5-75m/s，最高120m/s。 充填时间：0.01-0.2s,a) 注入金属 b) 压铸 c) 抽芯 d)顶出铸件,压力铸造的“三要素” 压铸模 压铸机 压铸工艺,2. 压铸机分类,按压室是否浸在熔融金属中，分 冷室压铸机 热室压铸机,按压室位置，分 卧式压铸机 立式压铸机,按功率大小，分 大型压铸机 中型压铸机 小型压铸机,IMPRESS-系列 “大型卧式冷室压铸机”,压力铸造概述,压力铸造过程原理,卧室冷室压铸机,立式冷室压铸机,热压铸,热压铸原理,压铸工艺流程,
3、保温炉 镶件机械手 镶件运送滚道 2500T MW压铸机 ETFA镶件放置与涂层龙门机械手 ABB 6400取铸件机械手 SERF切边压床 TECHNIFOR打标机 HAFFROY 托盘 现场保护,压铸机布局,压铸机的大小取决于连接面上铸件的投影面积.,循环开始,型芯闭合 注射活塞后退 浇勺降低到保温炉内,闭合锁紧,定量浇勺的升高 向料筒供料 液态合金注射,制造循环,第1阶段注射,一直压射到零件浇口处 活塞速度： 0,2 米/秒,第2阶段注射,高速压铸填充（加速器） 活塞速度： 4,5米/秒 填充速度： 60米/秒,第3阶段注射,液态合金的压缩（倍增器） 金属上的压力值： 950巴,开模,开模
4、 浇道随注射活塞一起移动,脱模,型芯脱开,零件脱模挺杆,零件脱模挺杆 用机械手拿零件,喷涂层,脱模器返回 向模具压模的喷涂层和吹气,放置插件,针对用插件的零件, 取出模具内的插件。,模具的固定部分固定在压铸机的固定凸台上。 它由一个托架和一个压模组成。 模具的移动部分固定在压铸机的移动凸台上。它由一个托架和一个压模组成，包括零件脱模挺杆机构。,模具与工装,压铸模的基本结构,压铸模是保证压铸件质量的重要的工艺装备，它直接影响着压铸件的形状、尺寸、精度、表面质量等。 压铸生产过程能否顺利进行，压铸件质量有无保证，在很大程度上取决于压铸模的结构合理性和技术先进性。 在压铸模设计过程中，必须全面分析压
5、铸件结构，了解压铸机及压铸工艺，掌握在不同压铸条件下的金属液充填特性和流动行为，并考虑到经济效益等因素，才能设计出切合实际并满足生产要求的压铸模。,动模座板 垫块 支承板动模套板 限位块 螺杆 弹簧滑块 斜销 楔紧块定模套板 定模座板定模镶 块活动型芯型芯 内浇口 横浇道 直浇道 浇口套 导套 导流块 动模镶块 导柱 推板导柱 推板 导套推杆复位杆 限位钉 推板 推杆固定板,一、成型零件 决定压铸件几何形状和尺寸精度的零件。形成压铸件外表面的称为型腔；形成压铸件内表面的称为型芯。如图中的定模镶块、动模镶块、型芯、活动型芯。,二、浇注系统 连接压室与模具型腔，引导金属液进入型腔的通道。由直浇道、
6、横浇道、内浇口组成。如图中浇口套、导流块组成直浇道，横浇道、内浇口开设在动、定模镶块上。,三、溢流、排气系统 排除压室、浇道和型腔中的气体，储存前流冷金属液和涂料残渣的处所，包括溢流槽和排气槽，一般开设在成型零件上。,四、模架 将压铸模各部分按一定规律和位置加以组合和固定，组成完整的压铸模具，并使压铸模能够安装到压铸机上进行工作的构架。通常可分为三个部分： （一）支承与固定零件 包括各类套板、座板、支承板、垫块等起装配、定位、安装作用的零件，如图中的动模座板、垫块、支承板、动模套板、定模套板、定模座板。 （二）导向零件 确保动、定模在安装和合模时精确定位，防止动、定模错位的零件。如图中的导柱、
7、导套。 （三）推出机构 压铸件成形后，动、定模分开，将压铸件从压铸模中脱出的机构。如图中的推杆、复位杆、推板、推杆固定板、推板导柱、推板导套等。,五、抽芯机构 抽动与开合模方向运动不一致的活动型芯的机构，合模时完成插芯动作，在压铸件推出前完成抽芯动作。如图中的限位块、螺杆、弹簧、滑块、斜销、楔紧块、活动型芯等。 六、加热与冷却系统 为了平衡模具温度，使模具在合适的温度下工作，压铸模上常设有加热与冷却系统。 七、其他如紧固用的螺栓及定位用的销钉等。,模具的每个部分都有一个内部冷却系统, 通常由2种类型的系统管线组成: 在换型前允许给启动模具预热，然后在运行过程中再冷却。 只用水通过流量的控制进行
8、冷却。,模具的冷却系统,压铸特点,精度高（CT3-6级；Ra0.4-0.8m）、组织致密；所有铸造方法中生产精度最高、表面粗糙度最细。 适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可组合压铸或镶嵌压铸； 生产率高、材料利用率提高60-70%、实现少切削和零切削，经济效益好。 加氧压铸、真空压铸,典型镶嵌 压铸件,深孔 镶嵌压铸件,压铸特点(2),压铸件存在气孔。气体难以排出，压铸件易产生皮下气孔，压铸件不能进行热处理，不能焊接，也不宜在高温下工作； 金属液凝固快，厚壁处来不及补缩，易产生缩孔和缩松 压铸型寿命短,压铸机投资大,铸型制造周期长、造价高，不宜小批量生产；,。,压铸的特点,压铸的发展历史,
9、1838年 勃鲁斯最早使用压铸机压铸印刷用铅字 1849年 英国人斯都奇斯取得热压室压铸机专利 1885年 O.默根瑟勒，发明活塞式印字压铸机 1905年 H.H.多勒，第一台工业生产的压铸机 1907年 瓦格纳首先制成了气动活塞压铸机 1920年 英国开发冷室压铸机（压铸Al、Mg成为可能） 1927年 捷克人约瑟夫波拉克设计了立式冷压室压铸机 1950年代 大型压铸机出现，开拓了新的应用领域 1966年 美国General Motors公司提出精、速、密压铸法 1969年 美国人爱列克斯提出充氧压铸的无气孔压铸法 1970年代 数控压铸机,计算机控制压铸柔性单元与系统,压铸应用概况,工业应
10、用：汽车、摩托车、家电、照相机、仪表、计算机、医疗器械、电器、航天航空、五金、办公用品、钟表、纺织、军事武器等。,汽车工业压铸应用分量例： 镁合金70-80% 铝合金60% 锌合金50%,铝合金压铸件和锌合金压铸件在汽车领域的部分应用,第二节 压铸过程原理及常用压铸合金,液态金属充填压铸型的特点 压铸工艺参数 常用压铸合金,压铸过程原理：在压力铸造过程中，液体金属在高压力的作用下以高的速度在极短的时间内充满型腔，从而获得尺寸精确、表面光洁的铸件。 液体金属充填铸型的过程特点： 过程复杂性-涉及流体动力学和热力学理论 影响因素多-液体金属的粘度、表面张力、重度及结晶温度范围；铸件的形状、内浇道形
11、状及位置、铸件与内浇道两者截面积之比；压射比压及充填速度以及压铸过程的热参数等。 充填理论的获取： 一系列的试验-提出各种充填理论-论点有局限性-要求进一步完善和深化 典型的金属充填理论归纳起来主要有三种,典型液态金属充填理论,喷射充填理论 全壁厚充填理论 三阶段充填理论,喷射充填理论,1932年弗洛梅尔(Frommer)提出了在压力作用下，液体金属充填铸型的第一个理论。他认为液体金属的充填过程是遵循流体力学定律，并且有摩擦和涡流现象。液体金属充填矩形型腔时的运动特性和内浇口与型腔截面积之比值(f/F)有关,大量的实验证实，这一充填理论适用于具有缝形浇口的长方形铸件或具有大的充填速度以及薄的内
12、浇口的铸件。,“全壁厚” 充填理论,勃兰特(Brandt) 认为：液体金属压入型腔后，随即扩展至型壁，然后沿着整个型腔截面向前流动,直至型腔全部被液体金属充满为止。这种充填理论还认为，无论内浇口截面积与型腔截面积之比值大小如何，流动形态不受影响。由于液体金属是以“全壁厚”形态向前推进，犹如“液态活塞”，充填时不产生涡流现象并且型腔中的气体很容易得到充分的排除。,三阶段填充理论,巴顿(Barton) 认为液体金属充填铸型的过程是一个包含着流体动力学和热力学的复杂过程，充填过程可以分为三个阶段。 第一阶段：液体金属按近内浇口的形状进入型腔，首先冲击对面的型壁，并在该处沿型壁向型腔四周扩展流向内浇口
13、。在金属流过的型壁上形成铸件的外壳，又称薄壳层。 第二阶段：随后进入的液体金属沉积在薄壳层内的空间进行充填，直至充满。 第三阶段：在型腔完全充满的同时，压力通过处于尚未凝固的中心部分作用在铸件上，型腔内的金属得到压实。,巴顿还认为，充填过程的三个阶段对铸件质量所起的作用是不同的。第一阶段是铸件的表面质量；第二阶段是铸件的硬度；第三阶段是铸件的强度。,弗洛梅尔的充填理论为许多试验所证实，故能为大多数人所接受。柯斯特和戈林曾设计了一副形状和尺寸与勃兰特试验时相似的压型，其两侧镶以抗热玻璃，通过高速摄影拍下充填过程的情景，结果却与弗洛梅尔充填理论基本相符，从而否定了勃兰特理论。 科普夫(Kopf)曾
14、在压铸机上安装测试仪器，通道示波器将压铸过程中压力和速度的变化显示出来，再将其拍摄下来。最后对示波器图像进行分析所得结论为：进入型腔内液体金属的动能决定着充填形态。如果内浇口处的液体金属的动能大于型腔内的流动阻力，则按弗洛梅尔理论充填；反之，则按勃兰特理论充填。 对于液体金属充填铸型过程的认识，对确定排气道的位置及基本压铸参数是非常重要的。,在实际生产中，大多数铸件（型腔）的形状比充填理论试验的型腔要复杂得多。通过对各种不同类型压铸件的缺陷分析和对铸件表面流痕的观察可知，金属在型腔中的充填形态并不是由单一因素所能决定的。例如，在同一铸件上，由于工艺参数的变动，也会引起充填形态的改变；在同一铸件
15、上，由于其各部位结构形式的差异，亦可能产生不同的充填形态。至于采取哪种形态，则是由金属流经型腔部位的当时条件而定。上述三种充填理论，在不同的工艺条件下都有其实际存在的可能性。,液态金属充填压铸型的特点,压铸过程中金属液充填压铸模型腔的形态与铸件的质量（致密度、气孔、力学性能、表面粗糙度等）有着很大的关系，长期以来，人们对此进行了广泛的研究。液体金属充填铸型的过程是一个非常复杂的过程，它涉及到流体动力学和热力学的一些理论问题，并且与许多因素有关，如液体金属的粘度、表面张力、重度及结晶温度范围；铸件的形状、内浇口形状及位置、铸件与内浇口两者截面积之比；压射比压及充填速度以及压铸过程的热参数等。,合金液能否有效的充填型腔，会不会产生缺陷，在很大程度下将取决于工艺参数。 在设计压铸模具时，选取合理的压铸工艺参数是设计模具的基础，也是发挥压铸机性能的基本条件。,压铸工艺参数,压铸压力：压射力与压射比压 压铸速度：压射速度与充填速度,压铸压力,压铸压力在压铸工艺中是主要的参数之一，压铸压力可以用压射力和压射比压两种形式来表示。 压射力来源于高压泵，它是压铸机压射机构中推动压射活塞的力，其大小随压铸机的规格不同而不同。,式中，Fy是压射力（N）； Pg是液压系统的管路工作压力（Pa）； AD是压铸机压射缸活塞的面积（m2）； D是压射缸活塞
