压铸机铸造原理

一、压铸机铸造原理

1、压铸机压射部的结构

压铸机的压射（铸造）简单来说正如图1所示。

通常设定铸造条件是通过压铸机上速度、压力以及速度的切换位置的调整，其他方面可在模具上进行调整。通过以下各项目的计算方法，说明一下压铸机的铸造构成。

φD = 压射油缸直径mm

φd = 冲头直径mm

Ah = 压射油缸断层面积mm2

Ap = 冲头断层面积mm2

Ag = 浇口断层面积mm2

A1 = 铸造面积mm2

Fs = 压射力kN

Ph = 油压压力(蓄能器压力）Mpa

p = 铸造压力（压射压力）Mpa

F1 = 开模力kN

Fd = 锁模力kN

Vg = 浇口速度m/s

Vp = 压射速度m/s

2、压射力和铸造压力

所以产品上所负压力可以通过压射力除以冲头断层面积计算出来的。

Fs压铸机的压射力(压射油缸的推动力）

Fs＝油压压力Ph×压射油缸断层面积Ah（kN)

铸造压力Pp（至产品的压力或比压）

Pp＝油压压力Ph×压射油缸断层面积Ah/冲

头断层面积Ap＝压射力Fs/冲头断层面积Ap

所以产品上所负压力可以通过压射力除以冲

头断层面积计算出来的。

Fs压铸机的压射力(压射油缸的推动力）

Fs＝油压压力Ph×压射油缸断层面积Ah（kN)铸造压力Pp（至产品的压力或比压）

Pp＝油压压力Ph×压射油缸断层面积Ah/冲头断层面积Ap＝压射力Fs/冲头断层面积Ap

3、高速压射速度与浇口速度

下图伯努利定理可以表达出压铸机的压射速度与浇口速度的关系。也就是说：通过流量Q＝流速V×断层面积A的公式计算出来。其入口和出口的流量相等。Q＝V1A1=V2A2

这个时候A1是冲头断层面积、A2是浇口断层面积、V

1是压射速度、V2是浇口速度。压射速度Vp×冲头断

层面积Ap＝浇口速度Vg×浇口断层面积Ag

浇口速度Vg：

Vg（V2)＝压射速度Vp（V1)×冲头断层面积Aｐ（A

1)/ 浇口断层面积Ag（A2)(ｍ/s)

铝合金压铸时浇口速度可以参考表(1)进行设定。另外，

设计模具时一般把高速压射速度计算为２-2.5m/s。由

此可推算出浇口断层面积。

近年来也有超高速铸造法，那样的话，高速压射速度

为4～5m/s,浇口速度设计为50～60m/s。另外,根据伯努

利定理, 由于速度×面积是流量, 所以用容积除以流

量可以得出实际的充填时间。这样的话，容积就是充填的产品（加上集渣包）的体积,通过重量除以比重来求得。至于溶汤比重一般铝用2.64、镁用1.75ｇ/ｃｍ3 算。

充填时间ｔ：

t＝产品体积/浇口流量＝(产品重量／比重)/ 浇口速度Vg×浇口断层面积Ag(Sec)

表(2)能帮助我们简单地判断压射速度，浇口面积大致是否适当。充填时间过长可能会导致结束前就提前凝固。此外，凝固也会受熔汤温度、模温等温度的影响造成充填不良。

以下是计算从凝固时间到充填时间的简易公式:充填时间ｔ＝α×（铸造品的薄肉部厚度）2 ；一般α用铝：0.01、镁：0.005计算。

4、浇口

面积和

冲头直

径

从图2

的压力

和图3

的速度关系得到冲头直径和铸造压力；冲头直径和浇口速度之间的关系，如图4表所示。

除了确定正确的冲头直径、浇口尺寸、除铸造压力、浇口速度以外，压室的充填率、压室的厚度以及影响浇口处理（切边）等其他要素也必须充分考虑到，以便于恰当的浇口设计方案。下图5为改变冲头直径、

浇口面

积时，所

产生的

铸造影

响。

5

、低速速

度

通常铝合金铸造的低速速度为：

一般情况0.20m/s-0.25m/s

压室的充填率小(20%以上），薄壁产品0.25m/s-0.30m/s

压室的充填率大(30%以上)，厚壁产品，真空压0.15m/s-0.20m/s。

低速压射的目的是为了防止压室内卷进空气,根据浇铸量进行调整。另外，多段压射系统可以在0.

03m/s-0.7m/s之间，或者匀加速等。最大可以进行9段的调整。因此，压室充填速度、浇道充填速度、产

品充填速度，可分别设定。可慢慢加速调整等，达到条件设定的多样化。

低速速度的稳定性，对产品品质有很大影响。与高速速度也一样，需要进行监视管理。另外，压室、冲头的卡住等，也是实际速度不安定的原因，必须注意。

6、速度切换位置

对压射速度切换位置和压射状态的关系加以说明。

基

本的压

射切换

位置和

其要点

如右边

图6所

示，各状

态位置加以设定，注意以下各点进行条件设定。

A．给汤完了状态

压射时间内，溶汤安定后，开始压射

B．低速压射，压室充填设定防止空气卷入的速度

注意无溶汤飞溅，冲头的卡住等的影响。

C．低速压射，浇道充填

多段压射的机器另外可以设定，一般情况下，以加速度的匀加速进行设定。

D．高速切换位置

一般来说以溶汤到达浇口

的位置为基准进行设定，根据产品前后调整切换位置来决定最佳的位置。

E．减速位置

产品充填完了后，在集渣包充填完了之前进行有效减速的决定，设定后短射必然会有，但必须对

产品的影响加以确认。