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1、压铸机结构及原理力劲科技(天津）有限公司 技术支援部1冷室压铸机结构如图1-5所示为卧式冷室压铸机构成图，它由柱架、机架、压射、液压、电气、润滑、冷却、安全防护等部件组成。按机器零、部件组成的功能分类，我们将卧式冷室压铸机分成合模、压射、液压传动、电气控制、安全防护五大类。下面以力劲机械厂有限公司生产的DCC280卧式冷室压铸机为例进行结构分析。2图1-5 卧式冷室压铸机构成图31-调模大齿轮 2-液压泵 3-过滤器 4-冷却器 5-压射回油油箱 6-曲肘润滑油泵 7-主油箱 8-机架 9-电动机 10-电箱 11-合模油路板组件合开模液压缸- 12 调模液压马达- 13 顶出液压缸- 14锁
2、模柱架- 15 模具冷却水观察窗-16 压射冲头- 17 压射液压缸- 18 快压射蓄能器- 19 增压蓄能器- 20 增压油路板组件- 21 压射油路板组件- 224图1-6 合模装置结构简图1-调型（模）液压马达 2-尾板 3-曲肘组件 4-顶出液压缸 5-动型座板 6-拉杆 7定型座板 8-拉杠螺母9-拉杠压板 10-调型（模）大齿轮 11-动型座板滑脚 12调节螺母压板 13-调节螺母 14-合开型（模）液压缸一、合模机构一、合模机构 合模机构主要起到实现合、开模动作和锁紧模具、顶出产品的作用。它主要由定型座板、动型座板、拉杠（哥林柱）、曲肘机构、顶出机构、调型（模）机构等组成。图1-
3、6为合型（模）机构结构简图。5图1-7 曲肘部分结构简图1-合开型（模）液压缸 2-钩铰 3-长铰 4-动型座板1、液压双曲肘合模机构的工作特点（1）增力作用 通过曲肘连杆系统，可以将合模液压缸的推力放大1626倍，与液压式合型装置相比，高压油消耗减小、合型液压缸直径减小、泵的功率相应减小。（2）合、开模运动速度为变速 如图1-7所示，在合模运动过程中，动型座板移动速度由零很快升到最大值，以后又逐渐减慢，随着曲肘杆逐渐伸直至终止时，合型速度为零，机构进入自锁状态（锁型状态）。在开型过程中，动型座板移动由慢速转至快速，再由快速转慢至零，非常符合机器整个运动设计要求。6（3）当压铸模合紧且肘杆伸直
4、成一直线时，机构处于自锁状态，此时，可以撤去合模液压缸的推力，合模系统仍然会处于合紧状态。（4）合开模运动的三要素 为力、速度、行程或位置，所涉及的几个概念解释如下合模力：合模终结时，模板对模具形成的锁紧力。锁模力：在合模终结当合金液注入模具型腔时，模板对模具形成的最终锁力。变形力：在锁紧模具过程中，机构由于变形而产生的内力。移型（模）力：在起闭模时，对动型座板的作用力。胀型（模）力：因合金液模腔压力作用，而产生欲使型（模）具分开的力。移型（模）速度：在合开型（模）运动中，动型座板和动模运动的速度。移型（模）速度是一个变速过程。运动速度应是慢 - 快 - 慢的变化过程。这样既能使型（模）具运行
5、安全，铸件能平稳顶出，又能提高机器的循环次数。7图1-8 顶出双液压缸组件结构简图1-三通法兰 2-顶出双缸套 3-顶出前盖 4-顶出活塞连杆 5-连接杆 6-动型座板2、顶出液压缸组件顶出液压缸又称为顶针液压缸，顶出液压缸组件是依据液体的压力来带动推杆（顶针）运动，使铸件从压铸型（模）中顶出。目前，普遍采用的液压顶出机构，其顶出力、顶出速度和时间都可以通过液压系统调节。如图1-8所示为力劲机械厂有限公司生产的卧式冷室压铸机顶出双液压缸组件结构简图，在机器开型（模）后，通过顶出液压缸活塞杆的相对运动来实现推杆及顶针的顶出运动。采用双液压缸能使推杆的受力更均匀，运动更平稳，使顶针孔的分布更为合理
6、。83、调型（模）机构压铸机在设计过程中，需要设置调型（模）机构以适应在一定范围内的各种压铸型（模），在机器技术参数中，应确定最大型（模）具厚度尺寸Hmax和最小型（模）具厚度尺寸Hmin作为机器使用者选定压铸型（模）的参数，如图1-6所示。这个最大与最小型（模）具厚度的调整量是通过调型（模）机构实现的。调型（模）机构是用调型（模）液压马达或调型（模）电动机带动传动机构，使锁型（模）柱架的尾板和动型座板沿拉杠作轴向运动，从而达到增大或缩小动、定型座板之间间距的目的。94、曲肘润滑系统曲肘是压铸机十分重要的运动构件。为了使其运动副的磨损减小，必须在运动副表面保持适当的清洁的润滑油膜，而过量供油与
7、供油不足同样有害，会产生附加热量、污染和浪费。力劲机械厂有限公司生产的压铸机曲肘部分的润滑采用的是集中润滑系统。所谓集中润滑系统，是由一个油泵提供一定排量、一定压力的润滑油，为系统中所有主、次油路上的分流器供油，而由分流器将油按所需油量分配到各润滑点；同时，由控制器完成润滑时间、次数和对故障报警、停机等功能，以实现自动润滑的目的。卧式冷室压铸机曲肘的润滑一般选用脱压润滑泵，如图1-9所示，它有如下特点：图1-9 润滑泵安装位置图101）压力输出方式为可调式的输出结构，符合各种机器的需求，可做出相对压力的匹 配调整。2）附有油位检知装置，测知储油箱内供油的存量，适时反应回报，连接应变动作。3）即
8、时需求按键装置，可使机器在刚开始使用时，便立即得到应有的油量，减少不 必要的摩擦。4）深入底部吸油，使得出油功率大为提高，并能清除油管中空气间隔的缺失。5）配有油压检知装置（10.3 MPa）特性，可检测下列漏失： 管内压力不足可测知管路破裂。 油料混浊吸油口阻塞可测知油网阻塞。 马达运转不良可测知马达不良。 零件老化、输出功率不良等致使压力不足的情况可测知油压不足。 油料不足的情况可测知油桶无油。11二、压射机构及工作原理二、压射机构及工作原理压射机构是将金属液压入型（模）具型腔进行充填成形的机构。它主要由压射液压缸组件、压射室（入料筒）、冲头（锤头）组件、快压射蓄能器组件、增压蓄能器组件组
9、成，它的结构性能对压铸过程中的铸造压力、压射速度、增压压力及时间等起着决定性作用，并直接影响铸件的轮廓尺寸、力学性能、表面质量和铸件的致密性。下面以力劲机械厂有限公司生产的DCC280卧式冷室压铸机为例，说明压射机构的工作原理.在整个压射运动过程中，慢速、快速及增压的快慢和时间长短都可以通过安装在油路集成板上的控制油阀调节图1-10 压射原理图1-压射冲头 2-活塞 3、4-蓄能器 5-增压活塞 6-活塞杆 7-浮动活塞 8-压射室C1、C2 压射腔 C3 增压腔 C4 回程腔 A1、A2、A3 通道12三、液压传动系统三、液压传动系统液压传动系统是通过各种液压元件和回路来传输动力，从而实现各
10、种动作程序的系统。液压传动系统由以下五个基本部分组成：1）动力元件-液压泵，它供给液压系统压力油，是将电动机输出的机械能转换为油液的 液压能的装置。2）执行元件-液压缸或液压马达，是将油液的液压能转换为驱动工作部件的机械能装 置。实现直线运动的执行元件叫做液压缸；实现旋转运动的执行元件 叫做液压马达。3）控制元件-各种控制阀，如方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等，用以控制、调 节液压系统中油液的流动方向、压力和流量，以满足执行元件运动的要求。4）辅助元件-包括油箱、过滤器、蓄能器、热交换器、压力表、管件和密封装置等。5）工作介质-液压油，通过它进行能量的转换、传递和控制。13图1-11 DC
11、C280液压传动系统部装图1-液压泵 2-冷却器 3-主油箱 4-润滑泵 5-压射回油油箱 6-压射油路尾板组件7压射油路板组件8-顶出油路板组件（1） 9-顶出油路板组件（2） 10-空气滤清器 11-调型（模）液压马达 12-合开型（模）油路板组件 压铸机液压系统主要由液压泵、合开型（模）液压缸、顶出液压缸、压射液压缸、调型（模）液压马达、液压控制元件、液压蓄能器、过滤器、空气滤清器、热交换器组成。如图1-11所示为力劲机械厂有限公司生产的DCC280液压传动系统部装图。 14图1-12 蓄能器的种类a) 重量式蓄能器 b) 弹簧式蓄能器 c) 活塞式蓄能器 d) 气囊式蓄能器 e) 薄膜
12、式蓄能器1、液压蓄能器液压蓄能器的用途是在液体压力下容纳一个液体量，并在需要时给出。合理地选用液压蓄能器对于液压系统的经济性、安全性及可靠性都有极其重要的影响。液压蓄能器的种类及结构如图1-12所示，卧式冷室压铸机一般采用图1-12c、d所示的两种。15图1-13 气囊式蓄能器结构1-充气阀 2-皮气囊 3-钢质容器 4-盘形阀 5-液体接头活塞式蓄能器主要适用于大体积和大流量系统，可以在低温-53到高温121之间使用，它的强度和可靠性较高。活塞式蓄能器的气体（通常为氮气）和液体被一个自由运动的活塞分离,活塞在一个液压缸套中活动并通过密封圈密闭气体和液体，最大增压比（即气体压力与工作压力之比）
13、为1：10。在选用时应考虑到活塞运动时的摩擦损失及泄漏,故不适宜工作频率高、压力差小的系统回路。气囊式蓄能器中氮气和液体由密封的弹性胶囊分开，氮气装在胶囊中，胶囊装在钢质容器内，使预压气体不能泄漏出来。它的工作特点是感应灵敏、迅速，运行惯性低。气囊式蓄能器的结构如图1-13所示。16a )b )c)图1-14 气囊式蓄能器的工作原理卧式冷室压铸机采用液压蓄能器适时地补充压射机构的液压油以增加压射运动的压力和速度。从图1-5中可看出液压蓄能器安装的位置。气囊式蓄能器的工作原理如图1-14所示，充液时，液压系统的液压油推开盘形阀流入钢质容器内并将皮囊中的氮气压缩至一定体积（图1-14a）；放出液体
14、时（图1-14b），液压油从盘形阀口流出进入到所需容器，气囊中的氮气压力起推动液压油、压紧盘形阀的作用。盘形阀能限制气囊被压出孔外（图1-14c）。17如图1-15网式过滤器1-端盖 2-焊接支架 3-铜丝网 4-端盖2、过滤器过滤器的用途就是滤去油液中杂质，将压力介质的污染减低到允许程度，保证液压系统正常工作。过滤器的精度可分为四类：粗过滤器-能滤去直径d0.1mm的杂质；普通过滤器-能滤去d=0.10.01mm的杂质；精过滤器-能滤去直径d=0.010.005mm的杂质；特精过滤器-能滤去直径d=0.005mm0.0001mm杂质。常用过滤器有网式（图1-15）、线隙式、纸芯式、烧结式几种
15、，压铸机常采用网式过滤器。18图1-16油箱注油口的空气滤清器3、空气滤清器空气滤清器一般安装在主油箱的上盖上，它具有两种功能：一是作为注油过滤器，在添加液压油时，可防止杂质进入油箱；二是作为通风过滤器，系统工作过程中油箱液面波动需要空气来平衡，可通过过滤器对外界流入油箱的空气起过滤作用。如图1-16所示为油箱注油口的空气滤清器。19图1-17小型分离式油箱1-吸油管 2-网式过滤器 3-空气滤清器 4-回油管 5-顶盖 6-油面指示器 7、9-隔板 8-放油塞4、油箱油箱在液压系统中用于储存油液，以保证供给液压系统充分的工作介质，同时还具有散热、使渗入油液中的空气逸出以及使油液中的污物沉淀的
16、作用。油箱有整体式和分离式两种。整体式是指利用主机的底座等作为油箱，而分离式油箱则与主机分离并与泵等组成一个独立的供油单元。通常油箱用2.55mm钢板焊接而成，如图1-17所示为小型分离式油箱。205、热交换器液压系统中常用油液的工作温度为4050，一般最高不高于55，最低不低于15。温度过高将使油液迅速变质，同时使液压泵的容积效率下降；温度过低使液压泵吸油困难。为控制油液温度，油箱常配有冷却器和加热器，热交换器是冷却器和加热器的总称。（1）冷却器 冷却器可分为风冷、水冷和氨冷多种形式，压铸机液压系统中主要采用水冷式。如图1-18所示为水冷式冷却器的两种结构形式。冷却器一般安装在回油路，以避免
17、承受高压（2）加热器 液压系统中油液加热的方法有用热水或蒸气和电加热两种方式。由于电加热器使用方便，易于自动控制温度，故应用广泛。图1-18 水冷式冷却器(a) 蛇形管式冷却器 （b）多管式冷却器 1-外壳 2-挡板 3-铜管 4-隔板21阅读和分析液压工作原理图的方法和步骤1、 阅读液压工作原理图如图1-25所示为力劲机械厂有限公司生产的DCC280卧式冷室压铸机液压工作原理图，阅读时应了解图中所有的液压元件的功能和相对位置，分清主油路和控制油路，并以执行元件为中心，将系统分解为若干个子系统。列出液压元件明细表见表1-10。22图1-25 DCC280液压原理图232、 编制出液压系统循环动
18、作图如图1-26所示，全面了解机器的运动过程图1-26 DCC280液压系统循环动作图24注：+表示得电3、 编制出液压系统各电磁铁动作顺序表（表1-11）掌握系统从一个工作状态转换到另一个工作状态是由哪些发信元件发出信号，使哪些换向阀或其他控制操纵元件动作，从而实现油路的通断状态。表1-11 DCC280卧式冷室压铸机液压系统各电磁铁动作顺序表254. 分析DCC280液压系统各动作原理（1）起动 接通电源，起动电动机、液压泵（双泵），S1、S2得电，比例压力阀V9自动控制在总压值，液压油从油箱经过滤器V5吸入液压泵V6，通过液压泵吸油到系统油路中，并经卸荷溢流阀V7、比例压力阀V9卸荷。（
19、2）合型（模）运动 合型（模）运动按三个动作顺序完成：常速合型（模）、低压合型（模）、高压合型（模）。具体分析如下：1） 常速合型（模） 比例压力阀V9切换至合型（模）压力值，S1、S2、S3、S7得电，实现常速合型（模）运动。进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 阀V12右位 合开型（模）液压缸V38左腔。回油：合开型（模）液压缸V38右腔 阀V12右位 冷却器V8 油箱。2）低压合型（模） 比例压力阀V9切换至低压合型（模）值，系统压力降至一定值，液压回路与“常速合型（模）”相同，实现低压合型（模）运动。3）高压合型（模） 比例压力阀V9切换至合型（模）快转慢压力值，S1、S2
20、、S7得电，S3失电，实现高压合型（模）运动。进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10右位 阀V12右位 合开型（模）液压缸V38左腔。回油：合开型（模）液压缸V38右腔 阀V12右位 冷却器V8 油箱。（3）抽芯入运动 比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S10得电，实现抽芯入运动。进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 阀V14左位 抽芯液压缸V40上腔。回油：抽芯液压缸V40下腔 阀V14左位 油箱。26（4）压射一速运动 比例压力阀切换至总压值，S1、S2、S3、S12、S15得电，实现压射一速运动。进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 比例流量阀V10左位 单向
21、阀V22 减压阀V23阀V24左位 压射液压缸41右腔。回油：压射液压缸41左腔 阀V16 油箱。压射一速回油控制油：S12得电，插装阀V16的控制油 阀V15左位 油箱，阀V16打开。 （5）压射二速运动 比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S12、S14、S15得电，分两路向压射液压缸供油，一路与压射一速运动供油路线相同，另一路由蓄能器V17供油，供油路线如下：进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 单向阀V22 减压阀V23 阀V24左位 压射液压缸41右腔。 另一路，蓄能器V17 的液压油 阀V26 压射液压缸41右腔。压射二速进油控制油： S14得电，插装阀V26
22、控制油 V20左位 油箱，V26 打开。 回油：压射液压缸41左腔 阀V16 油箱。压射二速回油控制油：S12得电，插装阀V16的控制油 阀V15左位 油箱，阀V16打开。27（6）射料增压运动 比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S12、S14、S15、S17得电，在压射二速运动过程中，当压射液压缸压力达到设定值时开始增压。进油：与一速、二速一致+增压蓄能器V34 阀V33 增压缸V42右腔。增压缸进油控制油：压射液压缸V41右腔 阀V30 阀V31 电磁-液体先导换向阀V35，使S17得电，插装阀V33的控制油阀V35左位 油箱。增压缸V42左腔排气至大气中。压射液压缸回油：与压
23、射二速回油相同，实现增压运动。（7）冲（锤）头跟出运动 机器选择自动循环运动时，如果选择冲（锤）头跟出运动，则在开型（模）运动的同时实现冲头跟出运动。比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S12、S13、S15得电，分两路向压射液压缸供油，一路与压射一速运动供油路线相同，另一路由蓄能器V17供油，供油路线如下：一路进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 比例流量阀V10左位 单向阀V22 减压阀V23 阀V24左位 压射液压缸41右腔。另一路进油：蓄能器V17 阀V27 压射液压缸V41右腔。进油控制油路：S13得电，插装阀V27控制油 阀V19左位 油箱，V27打开。回油：压射液压缸V4
24、1左腔阀V16 油箱。回油控制油路：S12得电，插装阀V16的控制油阀V15左位油箱，V16打开。28（8）抽芯回运动 比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S11得电，实现抽芯回运动。进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 阀V14右位 抽芯液压缸V40下腔。回油：抽芯液压缸V40上腔 阀V14右位 油箱。（9）开型（模）运动 开型（模）运动分为两个部分完成，常速开型（模）、开型（模）快转慢到终止。具体分析如下：1） 常速开型（模）运动：比例压力阀切换至开型（模）压力值，S1、S2、S3、S6得电，实现常速开型（模）运动。进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 阀
25、V12左位 合开型（模）液压缸V38右腔。回油：合开型（模）液压缸V38左腔阀V12左位冷却器V8 油箱。2） 开型（模）快转慢至终止：比例压力阀仍控制在开型（模）压力值，S1、S2、S6得电，S3失电，实现开型（模）快转慢至终止运动。进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10右位 阀V12左位 合开型（模）液压缸V38右腔。回油：合开型（模）液压缸V38左腔阀V12左位冷却器V8 油箱。（10）顶针进运动 比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S9得电，实现顶针进运动。油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 阀V13右位 顶出液压缸V39左腔。回油：顶出液压缸V39右腔阀V13
26、右位油箱。29（11）顶针退运动 比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S8得电，实现顶针退运动。进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 阀V13左位 顶出液压缸V39右腔。回油：顶出液压缸V39左腔阀V13左位油箱。（12）冲头回运动 比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S16得电，S12、S13、S14、S15、S17失电，实现冲头回运动。进油：油箱 过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 单向阀V22 减压阀V23 阀V24右位 单向阀V25 压射液压缸41左腔。回油：压射液压缸41右腔 阀V24右位 油箱。增压缸回油：增压缸V42右腔 单向阀V32 油箱。控制
27、油路：系统压力油 阀V24右位 使液控单向阀V32打开。（13）调型（模）厚运动 选择手动操作，比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S4得电。进油：油箱过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 阀V11左位调型（模）液压马达V37上腔。回油：调型（模）液压马达V37下腔阀V11左位冷却器V8油箱。（14）调型（模）薄运动 选择手动操作，比例压力阀切换至相应压力值，S1、S2、S3、S5得电。进油：油箱过滤器V5 液压泵V6 阀V10左位 阀V11右位调型（模）液压马达V37下腔。回油：调型（模）液压马达V37上腔阀V11右位冷却器V8油箱。3031323334353637383940四、
28、电气控制系统四、电气控制系统 电气控制系统给机器提供动力并保证机器按预定的压力、速度、温度和时间进行工作，它主要由电动机、PLC控制系统及各种电器元件、电器线路组成。五、安全防护装置五、安全防护装置1、压射区的防护在压射区安装了如图1-19中所示的前安全门8、后安全门7、动型座板盖5、飞料挡板6，用以防止射料时金属液产生飞溅的危险。2、合型（模）运动区的的防护在合型（模）运动区周围安装了如图1-19中所示的前安全门8、后安全门7、动型座板盖5、尾板盖4、肘后罩板3、肘前罩板1、肘尾罩板2，以防止曲肘（机铰）、模板顶针运动时发生意外的伤害。41图1-19 卧式冷室压铸机防护设施图1-肘前罩板 2
29、-肘尾罩板 3-肘后罩板 4-尾板盖 5-动型座板盖 6-飞料挡板 7-后安全门 8-前安全门42图1-20 卧式冷室压铸机安全控制系统示意图3、安全控制系统（1）前安全门控制系统 前机门安全控制由限位开关（吉制）限位杆（吉制杆）进行检测，通过PLC控制系统来控制，其安全控制示意图如图1-20所示。1）当前安全门自动关闭时，如果夹住了异物（如手等），这时限位杆被推动，限位开关3和4将动作信号输入电脑，电脑发出信号，使前安全门自动打开，锁型（模）动作也不能进行。2）安全门关闭时，如果关闭没有到位，有两个限位开关7和8将信号传给电脑，则电脑发出信号，机器不能作开锁型（模）运动。3）关门不到位，限位开关5不动作时，液压安全阀不得电，液压控制阀不动作，致使锁型（模）动作不能进行。43（2）后安全门控制系统 后安全门由两个限位开关控制，当关门不到位时，限位开关发生作用，切断控制电路，机器不能动作，使锁型（模）动作不能进行。4、紧急停止安全防护卧式冷室压铸机一般设置有35个急停按钮，分别设置在主电箱、机前操作面板、起压板、定型座板、射料小电盒上，在机器运行过程中，按下任一个急停按钮，电动机均会停止运行，并有急停显示和报警。44THE END！ THANKS！45
