《压铸工艺及模具设计》复习题1-答案

压铸模具设计复习题

一、名词解释

1、压力铸造：压力铸造是将熔融状态或者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者半熔融的金属冷却凝固成形而获得铸件的高效益、高效率的精密铸造方法。

2、压射压力：压射压力Fy是压射机构（压射缸内压射活塞）推动压室冲头运动的力，即压射冲头作用于压室中金属液面上的力。

3、压射速度：即压室内压射冲头推动金属液的移动速度（又称冲头速度）

4、内浇口速度：是指金属液通过内浇口时的线速度（又称充填速度）

5、合金浇注温度：是指金属液从压室进入型腔的平均温度，因测量不便，通常以保温炉内的温度表示。一般高于合金液相线20～30℃

6、模具的工作温度：模具的工作温度是连续工作时模具需要保持的温度。

7、充填时间：金属液自开始进入模具型腔直至充满型腔所需的时间称为充填时间。

8、增压建压时间：是指金属液在充模的增压阶段，从充满型腔的瞬时开始，至达到预定增压压力所需的时间，也就是比压由压射比压上升到增压比压所需的时间。

9、压室充满度：浇入压室的金属液量占压室容量的百分数称压室充满度。

10、压铸机的压射机构：是将金属液推送进模具型腔填充成型为压铸件的机构。

二、填空题（每空1分，共计20分）

1、金属液充填理论主要有：喷射充填理论、全壁厚充填理论、三阶段充填理论

2、压铸按压铸机分类：热室压铸、冷室压铸

3、液态金属成型新技术有：真空密封造型、气压铸造、冷冻造型

4、压铸用低熔点类合金主要有：锌、锡、铅。

5、压铸生产中，要获得表面光滑及轮廓清晰的压铸件，下列因素起重要作用：（1）压射速度

（冲头速度）；（2）压射比压；（3）充填速度（内浇口速度）。

6、压铸铁合金种类：压铸灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、低碳钢、不锈钢、合金钢和工具钢等。

7、铸造方法有砂型铸造、特种铸造。压铸工艺属于特种铸造工艺范畴。

8、常见压铸的分类方法：按压铸材料分类、按压铸机分类、按合金状态分类

9、压铸按压铸材料分类：单金属压铸、合金压铸

10、压铸用高熔点类合金主要有：铝、镁、铜。

11、压铸合金、压铸模和压铸机是压铸生产的三大要素。

12、压铸新技术有真空压铸、加氧压铸和定向抽气加氧压铸、精速密压铸、半固态压铸、挤

压压铸、铁合金压铸。

三、判断题（每小题1分，共计10分）

1、全壁厚充填理论所提出的充填形态是最理想的。

2、充填过程主要有以下3种现象：（1）压入（2）金属液流动（3）冷却凝固。

3、压力铸造属于特种铸造中金属型（即压铸模）在压力机上进行生产的一种精密铸造，其最终产品为压铸件。

4、铁合金又称黑色金属，压铸应用较多。（×）

5、压射力不是反映压铸机功率大小的一个主要参数。（×）

6、压铸过程中，初始阶段压射比压通过金属液传给压铸模，此时的胀模力最大。（×）

7、低速压射时的压射速度的选择，根据浇到压室内金属液的多少而定。

8、内浇口速度是与压射比压密切相关的一个重要工艺参数。

9、充填模具型腔时金属液流动的状态与充填速度无关（×）

10、采用三级压射速度的定点压射是改善充填形态的有效方法。

11、为使模具温度控制在一定的范围内，应采取冷却措施，使模具保持热平衡。

12、从压铸工艺角度来说，增压建压时间越短越好。压铸机压射系统的增压装置能提供增压比压所需的时间。（×）

13、通用真空罩适于不同厚度的压铸模，专用真空罩只适于某种压铸模。

14、充氧压铸消除或减少了压铸件内部的气孔，提高压铸件质量。

15、定向抽气加氧压铸实质是一种真空压铸和半固态压铸相结合的工艺。（×）

16、半固态压铸的出现，为解决铁合金压铸模寿命低的问题提出了一个办法，而且对提高压铸件质量、改善压铸机压射系统的工作条件，都有一定的作用。

17、压室选用不必考虑压射比压和压室的充满度。（×）

18、要求压射比压大时应选用较大直径的压室，要求压射比压小时应选用较小直径的压室（×）。

19、具有优良性能的压射机构的压铸机，是获得优质压铸件的可靠保证。

20、压铸机的选用一般从生产规模、压铸件品种、压铸件的结构参数三个方面进行考虑。

四、选择题（每小题1分，共计10）

1、压铸在世界范围的应用最多的是汽车部件：（1）汽车部件、（2）摩托车部件、（3）农业机械，（4）电信电器、（5）其它。

2、在压铸压射和金属液固化成形的整个过程中，始终有（）存在。

（1）金属液流动、（2）金属固体、（3）压力

3、三级压射可避免一般充填中所发生的裹气和涡流现象。

（1）一级压射（2）二级压射（3）三级压射

4、压力铸造属于特种铸造中（）在压力机上进行生产的一种精密铸造，其最终产品为压铸件。

（1）砂型、（2）金属型、（3）陶瓷型

5、压力铸造与金属型重力铸造相比较，要晚几千年，它依赖于压力机的诞生。

（1）金属型重力铸造（2）特种铸造（3）注塑成型

6、压铸铝合金由于铝与铁由很强的亲和力，（）。

（1）易粘模、（2）易老化、（3）机械切削性能不好

7、压铸锌合金压铸时易老化。

（1）易粘模、（2）易老化、（3）不易镀Cr、Ni等金属

8、通常压铸件的表面粗糙度比模具相应成形表面的粗糙度（）

（1）高一级、（2）高两级、（3）低一级

9、由于压铸件的表面层因激冷作用而形成致密层，而其内部组织相对表面层比较疏松，同时在表面层附近常有气孔和针孔存在，因此压铸件的机械加工余量越少越好（应选用小值）。

（1）越少越好（应选用小值）、2）尽量多（应选用大值）、（3）没有限制

10、（）的选择，应根据压铸件的结构（形状、尺寸、复杂程度、壁厚）、合金种类、温度、浇口及排溢系统等确定

（1）压射速度、（2）压射时间、（3）压射比压

11、压铸工艺是将压铸三要素进行有机组合和运用的过程。

（1）压铸合金、（2）压铸模、（3）压铸机、（4）压铸工艺

12、压铸件的主要缺陷之一是气孔和疏松，由此不能对其进行（）。

（1）机械切削加工、（2）表面镀覆、（3）焊接和热处理

13、采用较高的充填速度，在较低的压射比压下可以获得完整而表面光洁的压铸件。

（1）压射速度、（2）压射时间、（3）压射比压

14、（）是反映压铸机功率大小的一个主要参数。

（1）压射速度、（2）压射力、（3）压射比压

（1）半固态压铸、（2）真空压铸、（3）充氧压铸

15、消除压铸件的气孔和疏松，对发展和扩大压力铸造的应用领域是至关重要的。

（1）机械切削加工、（2）气孔和疏松、（3）热处理强化

16、模具的强度限制着（）的最大限度

（1）压射力、（2）压射速度、（3）压射比压

17、压铸模决定铸件的形状和尺寸精度

（1）压铸合金、（2）压铸机、（3）压铸模

18、压铸机配有若干种（）不同内径的压室。

（1）2种、（2）4种、（3）一般2~4种

19、液压合模压铸机都具有最小合模距离和最大开模距离

（1）最小合模距离、（2）最大开模距离、（3）最小合模距离或最大开模距离

20、卧式冷室压铸机多采用（）的形式。

（1）三级压射、（2）二级压射、（3）一级压射

五、问答题（每小题10分，共计40分）

1、简述精速密压铸原理及特点。

答：精速密压铸原理：

精速密压铸是一种精确、快速及密实的压铸方法，它采用两个套在一起的内外压射冲头，故又称套筒双冲头压铸法。压射开始时，内外冲头同时压射，当填充结束压铸件外壳凝固型腔达到一定压力后，限时开关启动，内压射冲头继续前进，推动压室内的金属液补充压实压铸件。

精速密压铸的特点有：

(1)低的充填速度。精速密压铸压铸法金属液的充填速度是一般压铸法的10%，慢速充填是其基本特点。采用较低的压射速度和压力，可以减轻压射过程中发生的涡流和喷溅现象，后者是包住空气导致形成气孔的主要原因。

(2)厚的内浇口。为了发挥小冲头的作用，浇口截面积必须比较大（浇口厚度为5~10mm），才能更好地传递压力，提高压铸件的致密性。

(3)控制压铸件顺序凝固。压铸模型腔在受控的情况下冷却（又外壁向内壁冷却，能达到顺序凝固），因而有利于消除缩孔和气孔。

(4)压射机构采用双冲头，应用小冲头辅助压实，并降低压射速度。

2、简述加氧压铸的原理及特点

答：加氧压铸的原理：

充氧压铸是在铝合金液充填型腔之前，用氧气充填压室和型腔，以置换其中的空气和其他气体。当铝金属充填时，一方面通过排气槽排出氧气，另一方面喷散的铝金属液与没有排出的氧气发生化学反应，即4AL+3O2=2AL2O3，形成的三氧化二铝小颗粒（直径在1μm以下）分散在压铸件内部，从而减少或消除了气体，提高了压铸件的致密性。这些小颗粒分散在压铸件中约占总质量的0.1%～0.2%，不影响力学性能，并可使压铸件进行热处理。充氧压铸仅适于铝合金。

充氧压铸特点：

答：（1）消除或减少了压铸件内部的气孔，提高压铸件质量。较一般压铸件强度提高10％，伸长率增加1．5～2。倍。因压铸件内无气孔可进行热处理，热处理后强度可再提高30％，屈服极限增加100％，冲击韧性也显著提高。

（2）因三氧化二铝有防蚀作用，充氧压铸件200～300℃环境中工作，可以焊接。

（3）充氧压铸与真空压铸相比，结构简单，操作方便，投资少 。

3、 下图是何种压铸机压射机构和压铸模？分析其压室特点和压铸模压铸过程。

答：是热压室压铸机压射机构和压铸模。热室压铸机的压射机构一般为立式，热室压铸机的压室浸在保温坩埚的液体金属中，压射部件装在坩埚上面，其压铸过程如图4—3所示。当压射冲头3上升时，金属液1通过进口5进入压室4内，合模后，在压射冲头下压时，金属液沿着通道6（鹅颈管）经喷嘴7填充压铸模8，冷却凝固成型，压射冲头回升，然后开模取件，完成一个压铸循环。

4、 下图是何种压铸机压射机构和压铸模？分析其压室特点和压铸模压铸过程。

答：是立式冷压室压铸机压射机构和压铸模。立式冷室压铸机压室的中心线平行于模具的分型面，称为垂直侧压室。压室与模具的相对位置及其压铸过程如图4—4所示。合模后、浇人压室2中的金属液3被已封住喷嘴孔6的反料冲头8托住，当压射冲头向下压到金属液面时，反料冲头开始下降(下降高度由弹簧或分配阀控制)打开喷嘴6，金属液被压人型腔。凝固后，压射冲头退回，反料冲头上升，切断余料9，并将其顶出压室，余料取走后，反料冲头再降到原位，然后开模取出压铸件，完成一个压铸循环。

5、 下图是何种压铸机的结构图？写出各组成部分的名称，从右图中指出其模具压室偏置时浇注

系统图，并分析直浇道设计要点。

答：1）是卧式冷压室压铸机，

2）其结构组成：

3）其模具压室偏置时浇注系统图：

4）其直浇道设计要点：

(1)直浇道的直径D根据压铸件所需的比压确定。

(2)直浇道厚度H一般取直径D的1/3～1/2。

(3)浇口套靠近分型面一端在长度15～25mm范围的内孔上加工出1°30′～2°的脱模斜度。

(4)与直浇道相连接的横浇道一般设置在浇口套的上方，防止金属液在压射前流入型腔。

(5)当卧式冷压室压铸机采用中心浇口时，直浇道的设计同立式冷压室压铸机。

1、6、下图是何种压铸机的结构图？写出各组成部分的名称及作用，从右图中指出其模具直浇道

图，并分析直浇道设计要点。

答：1）是热压室压铸机，2）其结构组成：

3）其直浇道图：

4）其直浇道设计要点：

(1)根据压铸件的结构和质量查表来选择直浇道尺寸。

(2)直浇道环形截面处壁厚对小件取2 ～3mm，对于中等压铸件取3～5mm。

(3)直浇道的脱模斜度取2°～6°。

(4)在喷嘴、浇口套和分流锥内部设置冷却系统以发挥热压室压铸机的高效率。

10、对于同一压铸件，可以选择不同的分型面。根据下图，选择不同的分型面及模具结构，并分析对压铸件质量和模具复杂程度的影响。

答：

1、在A分型面分型，型腔全部在动模内。压铸件对大型芯的包紧力大于对小型芯的包紧力，分型时只有依靠动模上的侧型芯的阻碍作用才能使压铸件留在动模上，还应使斜销侧抽芯动作略微滞后于分型动作，否则难保证压铸件留在动模上。模具采用推管脱模，在推出压铸件后，推管包住动模型芯，使喷涂涂料发生困难。

2、在A分型面分型，型腔全部在定模内。压铸件对动模的包紧力大，采用推板脱模，动作可靠。由于这种结构定模部分较厚，横浇道和内浇口开设在分型面上，压射冲头伸入定模部分的深度受到压铸机的限制，可能使直浇道余料太厚。

3、在B分型面分型，压铸件的方凸缘部分位于动模部分的推板上。金属液在充填型腔时首先封住分型面，对排气不利，方凸缘与主体部分的对称性也较差。由于推板上有型腔，难以实现模具的自动化脱模。

4、分型面设在B面，方凸缘与主体部分的对称性较差，充填时金属液首先封住分型面影响排气。

5、在C分型面分型，侧面小孔由动模型芯成形，压铸件内部的孔由左右侧向型芯组成，内浇口设在压铸件中部，排气效果较好，但需设计侧向抽芯机构，增加了模具结构的复杂性，压铸件的外表面有分型接合缝。

6、在D分型面分型，侧面小孔和内部孔分别由三个侧型芯成形。排气效果较好，但需三面侧向抽芯，模具结构过于复杂，加工精度不易保证，在压铸件上会留有分型接合缝。如开设直接浇口，会影响压铸件的外观质量。

通过对以上分型面选择示例的详细分析可以看出，该铝合金压铸件有4种模具分型的方式和6种压铸模具的结构设计方案，其中分型面选择比较好的方案应该是第2种。同时也可看出，分型面的选择与浇注系统、排溢系统、推出机构及侧向抽芯机构的设计密切相关，在设计时应充分加以考虑。