pg电子模拟器平台压力铸造及压铸模结构简介

　　pg电子模拟器平台压力铸造及压铸模结构简介压铸：将熔融状态或半熔融状态的金属浇入压铸机的压室，在高压力的作用下，以极高的速度充填在压铸模（压铸型）的型腔内，并在高压下使熔融或半熔融的金属冷却凝固成型而获得铸件

　　3、压铸机尺寸受限，受机台锁模力和装模尺寸限制难以压铸大型压铸件，对于内凹复杂的铸件，压铸生产也较为困难

　　壁厚增加，则内部气孔、缩孔等缺陷也随之增加，在保证铸件有足够强度和刚度的前提下，应尽量减少厚度并保证均厚

　　2、为尽可能使压铸件开模后留在动模，设计时应使压铸件对动模型芯包紧力大于对定模型芯包紧力，而铸件对型芯的包紧力大于铸件收缩对型芯的包紧力

　　3、侧抽芯尽量设置在动模，这样在开模时，抽芯和脱离定模可以同时进行，简化模具结构，否则必须先完成抽芯动作后，才能从主分型面分型

　　压铸机主要分为热室压铸机和冷室压铸机，热室压铸机基本只有卧式款式，冷室压铸机则分为卧式、立式、全立式，其设备特点及应用场景如下：

　　\begin{array}{ccccc} \hline 设备&设备特点&适用材料&压射力&生产效率\\ \hline 冷室压铸机 & { 1、压室和保温坩锅是分开的，压铸时需要从保温炉中取出金属液浇入压室后进行压铸，热量损失大，操作较繁琐，生产效率不如热室压铸机\\ 2、冷室压铸机的压室工作环境较好，可以采用大压力的卧式压射缸，适合中大型压铸机，多用于压铸高熔点合金，可以压铸大尺寸铸件\\ 3、冷室压铸机分为卧式、立式、全立式压铸机，其中卧式压铸机是最为广泛应用的压铸设备\\ 卧式的压室和压射机构水平，压室平行于模具运动方向；\\ 立式的压室与压射机构垂直，压室垂直于模具运动方向；\\ 全立式的压射机构与合模机构均处于垂直位置，压室与模具运动方向平行。\\ 卧式压铸机优势是压力大，维修方便，效率高，缺点是金属液暴露在大气的表面积较大，工艺参数选择不当时，容易卷入空气、氧化物或其他杂质，且不便于做嵌件压铸\\ 立式压铸机优势是占地面积小，但结构比较复杂，操作维修不便，影响生产效率\\ 全立式压铸机的优点是模具水平放置，所以安装嵌件方便，缺点是结构复杂，取件较复杂，生产效率不高。 } & { 铝合金\\ 镁合金\\铜合金\\黑色金属 }&{压力大\\最高1800kN } &{ 较高\\ 生产效率不如热室压铸机高，平均每班800~900次 }\\ \hline 热室压铸机 &{ 1、压室浸在保温坩埚的液体金属中，压射部件装在坩埚上\\ 2、结构简单，操作方便，生产工序简单，不需要单独供料，效率高，易于实现自动化生产，但压室更换不便，压射比压小，多用于压铸低熔点合金和小型化铸件\\ 3、压铸金属液由压室直接进入型腔，金属液温度波动范围小，热损失少，且空气或杂质不易带入，金属液纯度高，压铸工艺稳定，铸件质量好\\ 4、浇注系统较冷室压铸机消耗原材料少，更节约成本\\ 5、压室等零件长期浸在熔融合金液中，易受腐蚀，影响使用寿命，且可能增加铸件的含铁量 } & { 锌合金\\ 镁合金\\ 锡合金\\ 铅合金 } &{ 压力较小\\ 最高200kN } &{ 高\\ 小型热室压铸机平均每班3000-7000次 } \\ \end{array} \\

　　由推出元件（推杆、推管、卸料板等）、复位元件（复位杆、斜滑块等）、限位元件（限位块、限位钉等）、导向元件（导柱、导套等）、结构元件（推板、推杆固定板等）组成

　　由 成型元件（侧型芯、镶件等）、运动元件（侧滑块，斜滑块等）、传动元件（斜销、齿条、液压抽芯器等）、锁紧元件（锁紧块、楔紧块等）、限位元件（限位块、限位钉等）组成

　　成型系统：构成成形空腔以形成压铸件几何形状的零件称为成形零件，其决定了压铸件的质量和精度，也决定了压铸模的使用寿命，成型系统包括型腔、固定型芯、活动型芯等

　　整体式由于结构加工量大，不易维修，难以热处理和表面处理，只适用于批量小、型腔浅、精度要求低和合金熔点低的模具或试验模

　　对于冷室压铸机来说，直浇道主要由压铸机的压室和压铸模上的浇口套组成，在直浇道上的那一段合金凝料称为余料

　　浇口套（唧嘴）：形成直浇道的圆套型零件，一般嵌在定模座板上，一端与喷嘴相接，一端与定模镶件相接，采用浇口套可以节省模具钢且便于加工

　　分流锥：正对直浇道装配，使金属液分流并能平稳改变流向的圆锥形零件，用于调整浇道的截面积，改变金属液的流向，对于直径比较大的分流锥，可在中心或沿中心对称位置设置推杆

　　横浇道（流道）：从直浇道的末端到内浇口前段的通道其作用是将金属液从直浇道引入内浇口，并可以借助横浇道中的大体积金属液来预热模具，当铸件冷却收缩时用来补缩和传递静压力，有时横浇道可划分为主横浇道和过渡横浇道

　　1、横浇道的截面积应该从直浇道到内浇口保持均匀或逐渐减小，不可急速变化，建议出口处截面积比进口处减小10%-30%

　　4、对于小而薄的铸件，可以利用横浇道或扩展横浇道的方法来使模具达到热平衡，加开盲浇道，容纳冷污金属液、涂料残渣和气体

　　6、多型腔时，尽量采用对称的布局形式，并使得各型腔的填充工艺条件尽量一致，尽可能在相同的时间内同时填满各个型腔，当各型腔的压铸件种类不同时，各个内浇口截面积应单独计算确定pg电子模拟器，同时截面积初始尺寸选小一些，以便后续试模调整修正

　　直浇道直接开设在壳型或筒型压铸件底部外侧中心部位的一种浇注系统形式，与铸件连接处即为内浇口，也是浇注系统中截面积最大的地方，便于压铸终了保压时的补缩

　　优点：金属液流动状态好，流程短，排气通畅，且浇注系统、溢流槽和压铸件在分型面上的投影面积之和最小，模具结构紧凑，水口渣包料少，受力均匀

　　缺点：压铸时和直浇道连接处形成热节（铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域，也可以说是温度最高，最后冷却的地方，易产生缩松缩孔和收缩应力集中的部位）

　　是直接浇口的一种特殊形式，在产品中心附近有不大的通孔时，内浇口就设在通孔处，中间设置分流锥，金属液在压铸件底部以环状进入型腔

　　也是直接浇口的一种特殊形式，对于某些外形基本对称或呈中心对称、壁厚均匀且较薄、形体不大，高度较小且顶部中心处无孔的压铸件，可采用点浇口

　　同时为了取出浇注系统的冷凝料，在定模上需要增加一个分型面，采用定距顺序分型机构，模具结构比较复杂

　　6、尽量采用单个内浇口而少用分支浇口，避免多路金属液汇流时相互冲击，必须采用多个分支浇口时，应注意防止多路金属液互相撞击形成涡流，产生裹气或氧化物夹杂以及冷隔等压铸缺陷

　　8、应尽量避免金属液直冲型腔，减少动能损失，防止冲蚀和产生粘模，尤其应避免冲击细小型芯或螺纹型芯，防止产生弯曲和变形

　　9、一般情况，铸件较薄且要求外观轮廓清晰时，宜采用较薄的内浇口，以保证足够的填充速度，但内浇口过薄会导致金属液喷射严重且容易被杂质堵塞局部内浇口，同时进入型腔的金属液容易产生雾化现象，从而堵塞排气通道，使铸件表面出现麻点和气孔

　　对于一般形状零件，建议采用较厚的内浇口，有利于降低填充速度，也有利于补缩压力的传递，但内浇口太厚会使得充填速度过低导致降温大，可能导致铸件轮廓不清，去除内浇口也麻烦

　　溢流槽（积渣包）：用于将前端的冷凝金属液、气体、氧化残渣、其他杂质推挤至模具型腔外的凹槽，以提高模具局部温度，达到良好有序的充填过程，当溢流槽开在动模侧上，溢流槽上可以放置推杆（顶针）

　　7、设计溢流槽时要注意便于后处理去除，且尽量不放置在外观面，避免后处理影响产品外观，原则上保证产品性能要求下尽量少加溢流槽，试模确定产品外观后再考虑增加，减少后处理工作量

　　排气槽：用于将型腔内的气体推挤至模具型腔外部的气流沟槽，利于产品充填，一般与溢流槽配合，布置在溢流槽后端加强排渣排气效果

　　6、采用曲折的排气槽时，为了减少排气阻力，在转折宽度可取正常排气槽宽度的两倍，正常排气槽的长度不小于15-25mm

　　7、直通的排气槽可做成阶梯状，加深到1.5倍厚度，或制成带15′的斜度，或将分型面上的投影形状制成扩大的喇叭形状

　　顶出系统主要由推出元件（推杆、推管、卸料板等）、复位元件（复位杆、斜滑块等）、限位元件（限位块、限位钉等）、导向元件（导柱、导套等）、结构元件（推板、推杆固定板等）组成， 作用是将铸件从成型零件中脱出

　　有分流锥的模具，如分流锥凸出分型面的高度大于成型部分的高度，则应按分流锥的高度来考虑推出距离

　　5、推杆应设置在脱模阻力较大的部位，如成型件侧壁的边缘、型芯或深孔周围，但至少应远离型芯侧边3mm，避免壁厚太薄削弱型芯强度

　　8、一般情况下，为了保证压铸件成型的平整度，推杆推出端面的组装高度应高出成型零件h，但h不宜过大，否则压铸件可能黏附在推杆上，h一般取0.05-0.1mm，不超过0.4mm

　　对于薄壁压铸件，不影响装配前提下，可适当增加推出部位的厚度，或使推杆端面低于型芯h1=0.05-0.1mm，不超过0.2mm，以增加压铸件强度

　　12、在压铸件斜面上设置推杆时，为防止推出过程中产生相对滑动，应在推杆推出端斜面上开设多个平行横槽

　　f所示为钩料推杆，在卧式冷室压铸机上，没有推出浇道余料的外伸动作时，利用钩料推杆将浇道余料从浇口套中脱出，再与压铸件上的推杆4同步将余料、浇道、压铸件一起推出，如下图所示。

　　抽芯系统：当压铸件外侧或内侧存在倒扣无法直接脱模时，需要将对应特征位置零件设计成活动零件，开模时先将活动零件抽出，在将产品推出脱模，合模后又将抽出的活动零件复位，完成上述动作的机构即抽芯机构

　　抽芯系统一般由成型元件（侧型芯、镶件等）pg电子模拟器、运动元件（侧滑块，斜滑块等）、传动元件（斜销、齿条、液压抽芯器等）、锁紧元件（锁紧块、楔紧块等）、限位元件（限位块、限位钉等）组成

　　1、型芯尽量设置在与分型面相垂直的动（定）模内，利用开模或推出动作抽出型芯，尽可能避免采用庞大的抽芯机构，尽可能少用定模抽芯

　　3、型芯抽出到最终位置时，滑块留在导滑槽内的长度一般不小于滑块长度2/3，以免合模插芯时，滑块发生倾斜造成事故

　　4、利用开合模运动作为抽芯机构的传动时pg电子模拟器，应注意在合模时活动型芯的复位与推出元件的干扰，一般要求在活动型芯投影面积范围内不设置推出元件，液压抽芯应严格操作程序或设安全装置

　　5、在滑块平面上，一般不宜设置浇注系统，若必须在其上设置浇注系统，应进行合理布局，加大滑块平面，不使浇注系统布置在滑块和模体的导滑配合部分，一面影响侧滑块的正常运行，并使配合部分有足够的热膨胀间隙

　　6、压铸模很少使用内滑块或斜顶块，因为压铸模生产温度高，模具膨胀量大且渣滓较多，斜顶与导向块之间间隙非常小，在生产过程中非常容易发生卡滞问题，导致模具无法连续生产

　　采用高的浇注温度时，熔融合金流动性好，铸件表面质量好，但熔融合金中气体溶解度和氧化加剧，压铸模寿命短，对于铝合金也易产生粘模现象

　　采用低的浇注温度时，熔融合金流动性差，铸件表面质量差，但为采用深的排气道提供了条件，从而改善排气条件，收缩也小，减少因壁厚不均匀在厚部产生缩孔和气孔的可能性，也可减轻对模具的溶蚀和粘模，从而延长了模具寿命

　　1、火焰加热，如喷灯、喷枪，方法简单，成本低廉，但火焰加热会使模体表面或凸起的局部区域过热，而对模体内部或凹入的局部区域加热不足，过热会导致压铸模型腔软化，降低模具寿命；

　　2、用热介质循环加热，利用冷却水道通入热油、热蒸汽等加热介质对模具进行循环加热，其制作简单，成本低廉；

　　3、用模具温度控制装置加热，如电阻加热器、电感应加热器、红外线加热器，采用模具温度控制装置不但能有效的控制模具温度，还能延长模具寿命；

　　压铸过程中，合金液凝固并冷却到推出温度，所释放的热量被模具吸收，为了保持传入模具的热量和从模具中传出的热量达到平衡，往往需要冷却系统进行强制冷却，合理设计冷却系统可提高压铸生产率、改善铸件质量及延长模具使用寿命。

　　在模具内设置冷却水通道，通过水通入模具带走热量，水冷效率高，易控制，是最常用的压铸模冷却方法，但是冷却水的杂质或水垢易堵塞水道。

　　5、冷却水道通过两块或多块模板或零件时，要求采用密封的措施防止泄露，多采用橡胶密封圈或密封片进行密封

　　其中最关键的是压射过程：从压射冲头开始移动到型腔充满保压（热室压铸机），或者至增压结束（冷室压铸机）为止

　　压力、速度是压射过程中两个重要工艺参数，记录压射过程中压力和速度的动态特性曲线称为压射过程曲线

　　液态金属在压室与型腔中的运动可分解成四个阶段，目前使用的大中型压铸机为四级压射，中小型压铸机多为压射（将第二、第三阶段合为一个阶段），而热室压铸主要以两个阶段压射为主（一速升液和二速填充）

　　特征：压力增大，压射冲头速度加快，越过浇料口位置后，压射压力提高，压射冲头速度加快，金属液充满压室至浇注系统，该阶段应防止卷气，尽量避免金属液提前进入型腔

　　特征：压射压力再次升高，压射速度略有下降，充型速度最快，由于内浇口处截面积大幅度缩小，流动阻力剧增，压射速度略有下降，但此时充型速度最快

　　特征：压射冲头停止运动，压力剧增，达到全过程的最高值，充满型腔后，增压压力对凝固中的金属液进行压室，压射冲头可能稍有前移，金属液凝固后，增压压力撤除，压射过程结束

　　比压：压室内压铸合金液单位面积上所受的力，即压铸机的压射力与压射冲头截面积之比，充填时的比压称为压射比压，有增压机构时，增压后的比压称为增压比压，它决定了压铸件最终所受压力和这时所形成的胀模力的大小

　　胀模力：压铸过程中，金属液充填型腔时，给型腔壁和分型面的压力称为胀模力，压铸过程中，最后阶段的增压比压通过金属液传给压铸模，此时的胀模力最大，为了防止压铸模被胀开，锁模力要大于胀模力在合模方向上的合力

　　铸件在较高的比压下凝固，其内部微小孔隙或气泡被压缩，内部组织的致密度和强度较高，但随着比压过高，铸件的塑性指标下降，强度也会下降，力学性能下降

　　较高的压射比压可以提高金属液的充模能力，防止铸件产生冷隔或充填不足的缺陷，轮廓较为清晰，但比压过大，会加剧金属液对型腔的冲击，加速模具的磨损，一般在保证压铸件成形和使用要求的前提下，选用较低的比压

　　压射力大，内浇口速度高；合金液密度大，内浇口截面积大，内浇口速度低，在压铸过程中，通过调整压射速度，改变压射冲头直径、比压及内浇口截面积等，都可以直接或间接调整内浇口速度

　　合金浇注温度指的是从压室进入型腔时压铸合金液的平均温度，经验证明，在压力较高的情况下，应尽可能降低浇注温度，最好在压铸合金液呈粘稠“粥状”时压铸，这样可以减少型腔表面温度的波动和压铸合金液对型腔的冲蚀，但对含硅量高的铝合金，则不宜使压铸合金液呈“粥状”时压铸，否则硅将大量析出，以游离状态存在于铸件内部，使加工性能变坏。

　　压铸模在使用前要预热到一定的温度，预热的作用一是避免高温压铸合金液对冷压铸模的热冲击，延长压铸模使用寿命，而是避免压铸合金液在模具中因激冷而很快失去流动性，使铸件不能顺利充型

　　压铸参数时间：1、充填时间 2、增压时间（建压时间） 3、保压时间（持压时间） 4、留模时间

　　充填时间：金属液从开始进入模具型腔到充满型腔所需要的时间称为充填时间，其长短取决于压铸件大小、复杂程度、内浇口截面积、内浇口速度等

　　增压时间：金属液充满型腔瞬间开始至达到预定增压压力所需时间，也就是增压阶段比压由压射比压上升到增压比压所需的时间，从压铸工艺角度来说，这一时间越短越好，但性能较好的机器最短增压时间也不少于0.01s

　　保压时间：从金属液充满型腔到内浇口完全凝固，冲头压力作用在金属液上所持续的时间，如保压时间不足，铸件最后凝固的厚壁处因得不到补缩而产生缩松缩孔缺陷，如保压时间过长，铸件已经凝固，冲头还在施压，这时的压力对铸件的质量不再起作用，生产中常用保压时间如下表

　　留模时间：从保压结束到开模的这段时间，若留模时间过短，由于铸件温度高，强度尚低，脱模时易变形或开裂，留模时间过长则影响生产率，还会因铸件温度过低使收缩大，导致抽芯及推出铸件阻力增大，热脆性合金还会引起铸件开裂，各合金的常用留模时间如下

　　1、如果生产条件有利于合金在型腔中充填，有利于合金对压铸件的缩松或缩孔进行补缩，则可以选用较小的比压，反之，则应选用较大的比压