一．壓鑄機的分類及其工作方式

壓鑄機的分類方法很多，按使用范圍分為通用壓鑄機和專用壓鑄機；按鎖模力大小分為小型機（≤4 000 kN）、中型機（4 000 kN～10 000 kN）和大型機（≥10 000 kN）；通常，主要按機器結(jié)構(gòu)和壓射室（以下簡稱壓室）的位置及其工作條件加以分類，各種類型的壓鑄機的名稱。

壓鑄機的分類：

熱室壓鑄機

冷室壓鑄機

常規(guī)熱室壓鑄機

臥式熱室壓鑄機

立式冷室壓鑄機

臥式冷室壓鑄機

全立式冷室壓鑄機

 壓鑄機由下列各部分組成：

（1）合模機構(gòu)

驅(qū)動壓鑄模進行合攏和開啟的動作。當(dāng)模具合攏后，具有足夠的能力將模具鎖緊，確保在壓射填充的過程中模具分型面不會脹開。鎖緊模具的力即稱為鎖模力（又稱合型力），單位為千牛（kN），是表征壓鑄機大小的首要參數(shù)。

（2）壓射機構(gòu)

按規(guī)定的速度推送壓室內(nèi)的金屬液，并有足夠的能量使之流經(jīng)模具內(nèi)的澆道和內(nèi)澆口，進而填充入模具型腔，隨后保持一定的壓力傳遞給正在凝固的金屬液，直至形成壓鑄件為止。在壓射動作全部完成后，壓射沖頭返回復(fù)位。

（3）液壓系統(tǒng)

為壓鑄機的運行提供足夠的動力和能量。

（4）電氣控制系統(tǒng)

控制壓鑄機各機構(gòu)的執(zhí)行動作按預(yù)定程序運行。

（5）零部件及機座

所有零部件經(jīng)過組合和裝配，構(gòu)成壓鑄機整體，并固定在機座上。

6）其他裝置

先進的壓鑄機還帶有參數(shù)檢測、故障報警、壓鑄過程監(jiān)控、計算機輔助的生產(chǎn)信息的存儲、調(diào)用、打印及其管理系統(tǒng)等。

（7）輔助裝置

根據(jù)自動化程度配備澆料、噴涂、取件等裝置。

立式冷室壓鑄機的工作方式：

 壓室7呈垂直放置，而上沖頭8處于壓室上方（圖上方的位置），下沖頭10則位于堵住噴嘴5孔口處，以免金屬液澆入壓室內(nèi)自行流入噴嘴孔。模具的開、合動作呈水平移動，開模后，壓鑄件留在動模。工作步驟如下：

 

（1）合攏模具；

（2）以人工或其他方式將金屬液澆入壓室；

（3）上沖頭以較低的壓射速度下移，進入壓室內(nèi)及至剛接觸金屬液液面；

（4）上沖頭轉(zhuǎn)為較高的壓射速度壓下，而下沖頭則與上沖頭保持著中間一段存有金屬液的相對距離同步地快速下移；

（5）當(dāng)下沖頭下移至讓出噴嘴孔口時，正好下到{zd2}部而被撐住；于是，上、下沖頭一同擠壓金屬液高速向噴嘴孔（直澆道6的一部分）噴射；

（6）金屬液通過由噴嘴、澆口套4、定模的錐孔和分流器2組成的直澆道6，從內(nèi)澆口3填充進入模具型腔；

（7）填充完畢，但上沖頭仍保持一定的壓力，直至型腔內(nèi)的金屬液完全凝固成壓鑄件1為止；澆道和壓室內(nèi)的金屬液分別凝固為直澆口和余料餅9；

（8）上沖頭提升復(fù)位；同時，下沖頭向上動作，將尚與直澆口相連的余料餅切離；

（9）下沖頭繼續(xù)上升，把余料餅舉出壓室頂面，再以人工或其他方式取走；

（10）下沖頭下移復(fù)位至堵住噴嘴孔口；

（11）打開模具，壓鑄件和直澆口一同留在動模上，隨即頂出并取出壓鑄件；一旦切離余料餅之后，開模動作可以立即執(zhí)行，也可以稍緩至適當(dāng)?shù)臅r候執(zhí)行，與下沖頭完成上舉和復(fù)位的動作無關(guān)；至此，完成一次壓鑄循環(huán)。

臥式冷室壓鑄機的工作方式

  壓室7呈水平放置，壓射沖頭5處于壓室右端虛線位置。模具的開、合動作呈水平移動，開模后，壓鑄件留在動模。工作步驟如下：

（1）合攏模具；

（2）將金屬液以人工或其他方式澆入壓室；

（3）壓射沖頭按預(yù)定的速度和一定的壓力推送金屬液，使之通過模具的澆道3，從內(nèi)澆口2填充進入模具型腔；

（4）填充完畢，沖頭保持一定的壓力，直至金屬液完全凝固成為壓鑄件1為止；這時，澆道和澆口套6（沒有澆口套的模具在該處即為連體壓室）內(nèi)的金屬液也同時凝固，成為澆口和余料餅4；

（5）打開模具，沖頭與開模動作同步移動，從而推著余料餅隨著壓鑄件和澆口一同留在動模而脫離定模，到達一定的距離時，沖頭便返回復(fù)位；

（6）開模后，壓鑄件、澆口和余料餅留在動模上，隨即頂出并取出壓鑄件；

至此，完成一次壓鑄循環(huán)。

全立式冷室壓鑄機的工作方式

 壓室5垂直放置在機器的下部，模具的開、合動作為上下移動，故稱為全立式壓鑄機。通常模具的動模固定在上方，開模后，壓鑄件留在動模。工作步驟如下：

（1）將金屬液以人工或其他方式澆入壓室；

（2）合攏模具；

（3）沖頭6上移壓送金屬液，通過澆道3、分流器4，從內(nèi)澆口2填充進入模具型腔；

（4）填充完畢，沖頭保持一定的壓力直至金屬液完全凝固成為壓鑄件1為止；這時，澆道和壓室內(nèi)的金屬液也同時凝固，而壓室內(nèi)的便成為余料餅7；

（5）打開模具，沖頭與開模動作同步向上移動，從而使余料餅跟隨壓鑄件和澆口一同隨著動模上移而脫離定模，到達一定的距離時，沖頭便下移復(fù)位；

（6）開模后，隨即頂出并取出壓鑄件；

至此，完成一次壓鑄循環(huán)。

二．壓鑄機的選用

壓鑄機的選用，對壓鑄生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、管理成本等諸多方面，有著十分重要的影響。為此，合理地選擇適用的壓鑄機，是一項技術(shù)性和經(jīng)濟性都很強的工作。

熱室壓鑄機的特點

目前生產(chǎn)中，多數(shù)采用常規(guī)的熱室壓鑄機。市場供應(yīng)的以鎖模力小于4000 kN的機器為主導(dǎo)，更多的則是鎖模力在1600 kN以下，而鎖模力大于4000 kN的很少。其特點如下：

（1）通常以低熔點合金的壓鑄為主，而以鋅合金為典型；

（2）以小型壓鑄件的生產(chǎn)為宜，中、大型壓鑄件不宜采用熱室壓鑄；

（3）填充進入模具型腔的金屬液始終在密閉的通道內(nèi)流動，氧化夾雜物不易卷入，對壓鑄件的質(zhì)量較為有利；

（4）壓鑄過程的自動化容易實現(xiàn)；

（5）由于不需要澆料程序，在正常運行的狀態(tài)下，生產(chǎn)效率較高；

（6）壓射比壓稍低，并且壓射過程沒有增壓階段，但對小型、薄壁件影響較小；

（7）壓射沖頭、澆壺、噴嘴等熱作件的壽命難以掌握和控制，失效后更換較為費時；

（8）更換或修理熔爐時，要拆裝熱作件，增加了輔助時間；

（9）對于高熔點合金的熱室壓鑄，目前仍以鎂合金較為適宜，而用于鎂合金的熱室壓鑄機，同樣存在上述的特點。

立式冷室壓鑄機的特點：

（1）適合于鋅、鋁、鎂、銅等多種合金的壓鑄；

（2）生產(chǎn)現(xiàn)場中用量較少，并以小型機占多數(shù)；

（3）壓室呈垂直放置，金屬液澆入壓室后，氣體在金屬液上面，壓射過程中包卷氣體較少；

（4）壓射壓力經(jīng)過的轉(zhuǎn)折較多，使壓力傳遞受到影響，尤其在增壓階段，因噴嘴入口處的孔口較小，壓力傳遞不夠充分；

（5）方便于開設(shè)中心澆口；

（6）機器的長度方向占地面積較小，但機器的高度相對較高；

（7）下沖頭部位竄入金屬液時，排除故障的工作不方便；

（8）生產(chǎn)操作中有切斷余料餅和舉出料餅的程序，降低生產(chǎn)效率；

（9）采用自動化操作時，增加從下沖頭的頂面取走余料餅的程序。

臥式冷室壓鑄機的特點：

（1）適合于各種有色合金和黑色金屬（目前尚不普遍）的壓鑄；

（2）機器的大小型號較為齊全；

（3）生產(chǎn)操作少而簡便，生產(chǎn)效率高，且易于實現(xiàn)自動化；

（4）機器的壓射位置較容易調(diào)節(jié)，適應(yīng)偏心澆口的開設(shè)，也可以采用中心澆口，此時模具結(jié)構(gòu)需采取相應(yīng)措施；

（5）壓射系統(tǒng)的技術(shù)含量較高；

（6）壓射過程的分級、分段明顯并容易實現(xiàn)，能夠較大程度地滿足壓鑄工藝的各種不同的要求，以適應(yīng)生產(chǎn)各種類型和各種要求的壓鑄件；

（7）壓射過程的壓力傳遞轉(zhuǎn)折少；

（8）壓室內(nèi)金屬液的水平液面上方與空氣接觸面積較大，壓射時易卷入空氣和氧化夾雜物；對于高要求或特殊要求的壓鑄件，通過采取相應(yīng)措施仍能得到較滿意的結(jié)果。

全立式冷室壓鑄機的特點：

（1）廣泛用于電機轉(zhuǎn)子的壓鑄，多為中小型機器；

（2）此類壓鑄機比同噸位其他壓鑄機器的占地面積小，但高度較高；

（3）金屬液進入模具型腔時轉(zhuǎn)折少、流程短，壓力損耗小；

（4）澆注金屬液時，需越過模具分型面，應(yīng)保證液滴不會滴在模具分型面上；

（5）壓射機構(gòu)在下方，更換壓室和維修工作都不方便。

選用壓鑄機的基本原則：

（1）了解壓鑄機的類型及其特點；

（2）考慮壓鑄件的合金種類以及相關(guān)的要求；

（3）選擇的壓鑄機應(yīng)滿足壓鑄件的使用條件和技術(shù)要求；

（4）選定的壓鑄機在性能、參數(shù)、效率和安全等方面都應(yīng)有一定的裕度，以確保滿意的成品率、生產(chǎn)率和安全性；

（5）在保證第4點的前提下，還應(yīng)考慮機器的可靠性與穩(wěn)定性，據(jù)此來選擇性價比合理的壓鑄機；

（6）對于壓鑄件品種多而生產(chǎn)量小的生產(chǎn)規(guī)模，在保證第4點的前提下，應(yīng)科學(xué)地選擇能夠兼容的規(guī)格，使既能含蓋應(yīng)有的品種，又能減少壓鑄機的數(shù)量；

（7）在壓鑄機的各項技術(shù)指標(biāo)和性能參數(shù)中，首要應(yīng)注意的是壓射性能，在同樣規(guī)格或相近規(guī)格的情況下，優(yōu)先選擇壓射性能的參數(shù)范圍較寬的機型；

（8）在可能的條件下，盡量配備機械化或自動化的裝置，對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、安全生產(chǎn)、企業(yè)管理以及成本核算都是有益的；

（9）評定選用的壓鑄機的效果，包括：成品率、生產(chǎn)率、故障率、維修頻率及其工作量、性能的穩(wěn)定性、運行的可靠性以及安全性等。

選型前的技術(shù)測算工作：

選型的原始要素包括壓鑄件的圖樣、實物、合金種類、{zd0}外廓尺寸（長×寬×高）、凈重、平均壁厚、{zd0}壁厚、小壁厚、需要抽芯的方向及個數(shù)、需要抽芯的{zd0}長度以及特殊結(jié)構(gòu)。

壓鑄件的使用條件和技術(shù)要求（包括后續(xù)加工工序）。

生產(chǎn)大綱 需求量（月度、季度或年度）、壓鑄生產(chǎn)的工作制度。

（1）初定壓鑄機的鎖模力

測算模具分型面上的金屬投影面積，設(shè)為A（mm2），通常包括壓鑄件（按型腔數(shù)）、澆道系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和壓室直徑等4個部分的面積的總和（當(dāng)有真空抽氣道時應(yīng)另加）。根據(jù)壓鑄件的技術(shù)要求選用增壓比壓，設(shè)為pz（MPa）；模具分型面上金屬投影的脹型力，設(shè)為F1（kN），則

F1 = A × pz

動、定模合攏楔緊斜面（含抽芯機構(gòu)）在合模方向的分力的總和，設(shè)為F2（kN）；合模方向的脹型力的總和，設(shè)為F0（kN），于是

F0 = F1 + F2

選擇的壓鑄機的鎖模力，設(shè)為F（kN），同時考慮安全系數(shù)k（一般取0.85～0.95），測算時，選擇壓鑄機的鎖模力F應(yīng)大于脹型力F0，即

F > F0 / k

（2）查對已選的壓鑄機與模具體積及安裝尺寸的匹配情況

①壓鑄機4根大杠（又稱拉杠）的內(nèi)間距應(yīng)大于模具的橫向與豎向的模板外廓尺寸；②壓鑄機可調(diào)的模具厚度尺寸應(yīng)在模具總厚度（含定模、動模和動模座）的范圍之內(nèi)；③壓鑄機的開合模行程應(yīng)滿足壓鑄后能夠順利取出壓鑄件所需要的開模距離；

（3）查核壓鑄機的壓室能夠容納的金屬液的重量

①估算澆入壓室的金屬液的重量G0（g或kg），包括壓鑄件（按型腔數(shù)）、澆道系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和余料餅等4個部分的總和；②根據(jù)已初步選定的壓室直徑，查閱機器樣本或機器說明書中關(guān)于該直徑的壓室允許容納的{zd0}金屬液重量G（g或kg）；③查核時，應(yīng)滿足

G > G0 。

經(jīng)過上述的初步測算，便有了預(yù)選壓鑄機的型號和規(guī)格的技術(shù)基礎(chǔ)。在正式設(shè)計模具時，選用的技術(shù)參數(shù)可能會有些差異，只要稍作調(diào)整就能解決。

估算壓鑄生產(chǎn)的節(jié)拍

壓鑄的生產(chǎn)節(jié)拍按一個壓鑄工作循環(huán)作為計算單位，通常從合模開始，經(jīng)過各種動作和各個環(huán)節(jié)，直至下一次合模為止，即作為一個工作循環(huán)。這個工作循環(huán)所需的時間，稱為每模需要的時間，以“s/模”表示。壓鑄生產(chǎn)時，每模需要的時間由下列幾個部分組成。

(1) 機器一次空循環(huán)時間

壓鑄機按機動順序所作的每一個空循環(huán)所需的時間稱為一次空循環(huán)時間。

對于熱室壓鑄機，包括：合模、壓射、壓射回程、開模、頂出和頂出返回諸動作所用的時間的總和，是為一次空循環(huán)時間。

對于立式冷室壓鑄機，包括：合模、壓射、壓射回程、下沖頭切料并舉料、下沖頭返回、開模、頂出和頂出返回諸動作所用的時間的總和，是為一次空循環(huán)時間。

對于臥式冷室壓鑄機，包括：合模、壓射、開模、沖頭跟出、壓射回程、頂出和頂出返回諸動作所用的時間的總和，是為一次空循環(huán)時間。

對于全立式冷室壓鑄機，包括：合模、壓射、開模、沖頭上舉、壓射回程、頂出和頂出回程諸動作所用的時間的總和，是為一次空循環(huán)時間。

(2) 壓鑄操作需用的時間

澆料的運行時間（指冷室壓鑄機，有手工的、機械的和氣壓式的）；

潤滑壓射沖頭的時間；

對模具噴涂潤滑劑、等候潤滑劑揮發(fā)、清理模具等操作所用的時間；

取件時間；

對于立式冷室壓鑄機，下沖頭舉起余料餅至高于壓室頂面后，取走余料餅的時間；

檢查壓鑄件的時間（人工目測時加入）；

放置鑄入鑲件至模具內(nèi)的時間（有這一操作時加入）。

(3) 工藝需要的時間

金屬液澆入壓室后等待靜置的時間（指冷室壓鑄機）；

壓射終了需持續(xù)施壓的持壓時間；

壓射填充完畢，壓鑄件凝固過程所需的延續(xù)留在模具內(nèi)的留模時間；

抽芯動作占用的時間（有手工的活鑲塊或液壓抽芯時加入）。

(4) 其他原因造成的追加時間

因模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要增加操作程序或工藝程序造成的追加時間；

因模具的原因（如模具結(jié)構(gòu)不合理、舊模具）而不能順利操作造成的延遲時間；

因壓鑄件產(chǎn)生變形，需要采取補救措施（如加長留模時間）造成的追加時間；

因其他原因造成的追加時間。

測算生產(chǎn)節(jié)拍時，根據(jù)實際需要選擇應(yīng)加入測算的項目。每模型腔數(shù)多于1時，在按上述項目測算的結(jié)果的基礎(chǔ)上，再酌情追加時間，但不需按型腔數(shù)的倍數(shù)增加。

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