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1、压力铸造:在高压作用下,使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模型腔,并在压力下成形和凝固而获得铸件的方法。压铸特点:高压力、高速度。压铸生产三要素:合金材料、压铸机及压铸模。压铸特点:优点(1)尺寸精度高(2)材料利用率高(3)可以制造形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件(4)可镶嵌其他材料的零件(5)压铸件组织致密,具有较高的强度和硬度(6)生产率高。缺点:(1)压铸件常有气孔及氧化夹杂物存在(2)不适合小批量生产(3)压铸件尺寸受到限制(4)压铸合金种类受到限制。压铸压力可以用压射力和压射比压两种形式表示。压射力:压铸机压射机构中推动压射活塞的力。压射比压:压室内金属液在单位面积上所受
2、的压力。压铸过程四个阶段:(1)慢速封孔阶段(2)充填阶段(3)增压阶段(4)持压阶段。压铸速度分为压射速度和充填速度。压射速度:压铸机压射缸内的液压推动压射冲头前进的速度。充填速度:液体金属在压力作用下,通过内浇道进入型腔的线速度。压铸机分类:(1)浇注方式:热压室压铸机、冷压室压铸机(2)压室的结构和布置方式:卧式压铸机、立式压铸机(3)功率(锁模力):小型压铸机、中型压铸机、大型压铸机。压铸机基本结构:开合模机构、压射机构、动力系统、控制系统等压铸机选用(1)确定锁模力F=AP,还需考虑分胀形力(2)估算压室容量(3)核算开模行程。壁厚选择原则(1)保证铸件刚度强度的前提下,应尽量减小厚
3、度,保证各截面厚薄均匀(2)厚壁处,通过减薄厚度并增设加强肋解决,增加零件强度、刚性。压铸件壁太厚,内部气孔,缩孔等缺陷增加;压铸件壁太薄,金属液填充不良,铸件成形困难。肋的作用:增加零件的强度和刚性,同时改善压铸工艺,使金属的流路顺畅,消除因增加壁厚而导致的气孔、收缩缺陷。铸造圆角作用:(1)气体易排出,有利于成形(2)避免尖角应力集中开裂。脱模斜度作用:(1)减少铸件与模型的摩擦,容易取出铸件;(2)保证铸件表面不被拉伤(3)延长模具使用寿命。嵌铸的作用(1)消除压铸件的局部热节,减小壁厚,防止产生缩孔。(2)改善和提高压铸件局部性能(3)对于复杂铸件,或者无法抽芯而导致压铸困难,使用嵌铸
4、则可以顺利压(4)可将许多小铸件合铸在一起,代替装配工艺。嵌件注意点(1)嵌件铸入之后,应被基体金属包紧,不应在任意方向上松动(2)包住嵌件的周围的基体金属层厚度应不小于1.5mm(3)防电化学腐蚀。浇注温度:从压室进入型腔时液体金属的平均温度。影响:浇注温度过高,合金收缩大,使压铸件容易产生裂纹,压铸件晶粒粗大,还能造成脆性;浇注温度过低,易产生冷隔、表面流纹和浇不足等缺陷。在压力较高的情况下,应尽可能降低浇注温度,延长压铸模使用寿命;减少产生涡流和卷入空气;减少金属在凝固过程中的体积收缩,以使壁厚处的缩孔和缩松减少。预热的作用:(1)避免高温液体金属对冷压铸模的“热冲击”而导致过早热疲劳失
5、效,以延长压铸模使用寿命(2)避免液体金属在模具中因激冷而很快失去流动性,使压铸件不能顺利充型,造成浇不足、冷隔、“冰冻”等缺陷,或即使成形也因激冷增大线收缩,引起压铸件产生裂纹或表面粗糙度增加等缺陷;持压时间:从液态金属充填型腔到内浇道完全凝固时,继续在压射冲头下的持续时间。作用:使压力传递给未凝固的金属,保证铸件在压力下结晶,以获得致密组织。压铸涂料作用(1)高温时保持良好的润滑性能(2)减少模型的导热率,保持熔融合金流动性,从而改善合金的成形性(3)保护模具,避免高温熔融合金对型腔表面的冲刷作用,改善模型的工作条件(4)预防粘模现象(铝、锌)(5)减少铸件与模型成型部分之间的摩擦、从而减
6、少型芯和型腔被磨损,延长模具的使用寿命并提高铸件表面质量。普通压铸工艺缺点:液态金属射出时空气易卷进制品中形成气泡。压铸模基本结构:浇注系统、溢流排气系统、模架(支承固定零件、导向零件、推出机构)、抽芯机构、加热冷却系统。(P60页读图)分型面:定模部分和动模部分的接触表面。分型面选择原则:(1)尽可能地使压铸件在开模后留在动模部分(2)有利于浇注系统、溢流排气系统的布置(3)保证压铸件的尺寸精度和表面质量(4)简化模具结构、便于模具加工(5)避免压铸机承受临界载荷(6)考虑压铸合金的性能浇注系统的影响:金属液流动方向、溢流排气条件、压力传递、充填速度、模具的温度分布。浇注系统组成:横浇道、内
7、浇道、余料。侧浇道:一般开设在分型面上,可布置在压铸件外侧或内侧。中心浇道:优点(1)金属液从型腔中心部位导入,流程单,排气通畅(2)压铸件的浇注系统、溢流系统在模具分型面上的投影面积小(3)模具结构紧凑;浇注系统金属消耗量较少。缺点(1)浇道去除比较困难,一般需要切除直接浇道:内浇道截面积较大,有利于传递压力。缺点:(1)压铸件与直浇道连接处形成热节,易产生缩松(2)浇道需要切除。环形浇道:优点(1)金属液充满环形浇道后,再沿环形型腔壁充填型腔,可避免正面冲击型芯,排气条件良好,压铸件的内部质量及表面质量都较高(2)开设环形的溢流槽,在环形浇道和环形溢流槽处可设置推杆,使压铸件上不留推杆的痕
8、迹。缺点(1)浇注系统金属液消耗量较大,浇道需要切除。缝隙浇道:适用于型腔较深的模具,在型腔部分垂直分型,内浇道设置在型腔深处,金属液呈长条缝隙状顺序充填型腔,排气条件较好。点浇道:中心浇道和直接浇道的一种特殊形式,适用于外形基本对称、壁厚较薄、高度不大、顶部无孔的压铸件,为了取出浇注系统凝料,必须设计顺序分型机构,模具结构复杂。内浇道设计的原则(1)有利于压力的传递,内浇道一般设置在压铸件的厚壁处(2)有利于型腔的排气,金属液进入型腔后应先充填深腔难以排气的部位,而不应立即封闭分型面、溢流槽和排气槽(3)薄壁复杂的压铸件,宜采用较薄的内浇道,以保证较高的充填速度;一般结构的压铸件,宜采用较厚
9、的内浇道,使金属液流动平稳,有利于传递压力和排气(4)金属液进入型腔后不宜正面冲击型芯,以减少动能损耗,防止型芯冲蚀(5)应使金属液充填型腔时的流程尽可能短,以减少金属液的热量损失。(6)内浇道的数量以单道为主,以防止多道金属液进入型腔后从几路汇合,相互冲击,产生涡流、裹气和氧化夹渣等缺陷。而大型压铸件、框架类压铸件和结构比较特殊的压铸件则可采用多道内浇道(7)压铸件上精度、表面粗糙度要求较高且不加工的部位,不宜设置内浇道(8)内浇道的设置应便于切除和清理。横浇道:从直浇道末端至内浇道之间的一段通道。作用:将金属液从直浇道引入内浇道,同时横浇道中的金属液还能改善模具热平衡,在压铸件冷却凝固时起
10、到补缩与传递静压力的作用。确保获得优质压铸件。横浇道的设计要点(1)横浇道截面积应从直浇道起向内浇道方向逐渐缩小(2)横浇道截面积在任何情况下都不应小于内浇道截面积。多型腔压铸模主横浇道截面积应大于各分支横浇道截面积之和(3)横浇道应具有一定的厚度和长度横浇道过薄,则热量损失大;过厚,则冷却速度缓慢,影响生产率,增大金属消耗量。横浇道具有一定的长度,可对金属液起到稳流和导向的作用(4)金属液通过横浇道时的热量损失应尽可能地小,以保证横浇道在压铸件和内浇道之后凝固(5)根据工艺上的需要可设置盲浇道,以达到改善模具热平衡,容纳冷污金属液、涂料残渣和空气的目的。溢流槽的作用(1)排除型腔中的气体,储
11、存混有气体和涂料残渣的前流冷污金属液。(2)控制金属液的流动状态,防止局部产生涡流(3)调节模具的温度场分布,改善模具的热平衡状态(4)作为压铸件脱模时推样推出的位置,防止压铸件变形,避免在压铸件表面留有推杆痕迹(5)设置在动模上的溢流槽,可增大压铸件对动模的包紧力,使压铸件在开模时随动模带出(6)作为压铸件存放、运输及加工时的支承、吊挂、装夹或定位的附加部分。溢流槽的设计要点(1)溢流槽的设置应有利于排除型腔中的气体,排除混有气体和被涂料残余物污染的前流冷污金属液,改善模具的热平衡状态(2)应便于从压铸件上去除溢流槽,并尽量不损坏压铸件的外观(3)注意避免在溢流槽与压铸件之间产生热节(4)一个溢流槽上不应开设多个溢流口或一个很宽的溢流口,以免进入溢流槽的金属液倒流回型腔。溢流槽设置(1)金属液最现冲击部位和内浇道两侧(2型芯背面金属液汇合处(3)多股金属液汇合处(4)金属液最后充填的部位(5)压铸件局部壁厚处(6)主横浇道的端部斜导柱组成:成型零件是活动型芯;运动元件是滑块;传动元件是斜导柱;锁紧元件是楔紧块;限位元件是限位块(P130页读图)推出机构组成(1)推出铸件(2)复位元件(3)限位元件(4)导向元件(5)结构元件(P162读图)P112计算