如何选择压铸机

如何选用压铸机

压力铸造作为一种尺寸精度好、生产效率高的铸造方式，被广泛应用于汽车、摩托车、五金、玩具、电工、电子等行业的有色金属生产，并呈现出强劲的上升趋势。压铸机的选用是压铸生产的一个重要环节，对后续生产的产品质量、生产效率、产品成本、生产管理等有着非常重要的影响，以下就如何选用压铸机简要介绍。

1、根据产品的特点选择压铸机类型

1.1压铸机的分类：

压铸机通常按其压室的工作状态分为热室压铸机和冷室压铸机，热室压铸机的压室浸在保温坩埚内的液态金属中，压射机构安装在保温坩埚的上方；冷室压铸机的压室与保温炉是分开的，压铸时从保温炉中取出金属液注入压室后进行压铸。冷室压铸机按其压室与压射机构的位置区分，将压室和压射位置处于水平位置的称为卧式冷室压铸机，将压室和压射机构处于垂直位置的称为立式压铸机，立式压铸机中垂直压射并垂直方向开模的称为全立式压铸机。

1.2热室压铸机的特点

热室压铸机结构简单，操作方便，易于实现自动化生产；不需要浇铸程序，工序简单，生产效率高；热损失少，金属损耗少；金属液始终在密闭通道中，氧化夹杂物不易卷入，进入型腔的金属液干净，铸件质量好；压射比压小，压射过程中没有增压段；压室、冲头、鹅颈管、喷嘴等热作件寿命短，更换不方便。

目前的压铸生产中，热室机通常压铸生产锌、锡、铅等低熔点合金和小型、薄壁镁合金压铸件，多数合模力小于160T，大于400T的很少。而镁合金由于其成型特点，采用热室、冷室生产都有，生产镁合金的热室机，合模力通常小于650T。

1.3卧式冷室压铸机的特点：

冷室压铸机规格型号全面，对产品尺寸及合金种类的适应范围广，生产操作简便，生产效率高，可与自动化周边设备联机实现自动化生产，压射行程的分段控制、调节容易实现，对不同要求的压铸件工艺的满足性好。缺点是压射过程金属液热量损失大，金属液与空气接触，容易卷入氧化夹杂物及空气，对高致密度或要求热处理的产品须采取特殊的工艺。

目前卧式冷室压铸机主要用于铝、镁、铜等有色合金的生产，黑色金属的压铸应用极少。冷室压铸机合模力从几十吨到几千吨都有，目前最大的冷室压铸机为德国米勒万家顿生产的5500T压铸机。

1.4立式压铸机的特点：

立式压铸机的金属液压射过程中卷入气体少；方便于中心浇铸系统设置；维修与操作麻烦，生产过程中有切断和料饼推出程序，生产效率低；以中小型机为主，生产过程中用量较少；目前立式压铸机主要用于电机转子等特殊产品的压铸生产。随着卧室冷室压铸机压射性能的不断提高，为提高生产效率，目前微电机转子已越来越多的采用卧式冷室压铸机生产。

2、根据产品与模具方案选择压铸机规格

2.1计算锁模力

根据压铸产品选择压铸机，一项很重要的工作是计算压铸机的锁模力是否满足，压铸机的锁模力必须大于压铸时产品产生的涨型力，涨型力通常的计算方式为用模具分型面上承受金属压力部分的投影面积乘以铸造比压。如下图所示：

图1

投影面积A：包括如图1所示产品、浇道、料饼、及溢出部分的总面积, 特别注意不要漏算排气道部分，通常在未做模具详细方案的情况下，以产品投影面积的1.2-1.5倍作为总的压铸投影面积。

压铸比压Pi, 通常采用400-1000Kg/cm²，当压铸产品要求耐压和防止渗漏时，往往采取较高的压铸比压。

涨型力F＝A×Pi

压铸机的锁模力与涨型力须满足T ≥K×F,K为安全系数，一般取为1.1

在实际生产情况下，计算合模力选用压铸机时，需注意考虑以下几个问题：

1) 分型面位置特殊的方案：对于图2所示的产品，长450mm，宽300mm，高度200mm，平均壁厚7mm，产品重量2.1Kg。

450

300

图2

如果按通常方式核算锁模力：产品投影面积156cm²，压铸投影面积取产品面积的1.5倍，压铸投影面积为234 cm²，产品要求耐压检测2.5Kg/ cm²，所以压铸比压取800 Kg/ cm²，计算涨型力为184T，选用200T压铸机可以生产。如果做一下压铸模具结构设计，就会发现，200T压铸机是远远不能满足该产品的工艺需要的：产品分型面正好在产品投影面积最小的截面，型腔较深，需要考虑充分的排气结构，因而，压铸投影面积大大超过产品投影面积，为产品投影面积的近3倍；产品外形尺寸大，有两个侧抽芯，需要压铸机具备较大的导柱间距；根据产品浇铸重量，计算压室充满度，压室直径选取Ø90mm；产品型腔较深，需要大的充型能量，以保证产品质量。经考虑以上综合因素，最终选用650T压铸机生产。

2) 压射受力中心与设备中心偏离较大的情况：

如上示意图所示，对同一长方形压铸产品，采用不同的工艺方案时，产生的涨型力可能基本相同，但涨型力在四根导柱上的分布是不均衡的，所需要的压铸机合模力也不相同。采用图4所示布局方式，涨型力在四根导柱上的分布基本一致，所需合模力最小；采用图3所示结构，在B导柱承受的涨型力最大，所选取合模力应大于B导柱承受涨型力的四倍，否则会产生合金从模具右上角喷出的危险。采用图5所示结构，在A、B导柱承受的涨型力大于C、D导柱承受力，所选取合模力应大于A或B导柱承受涨型力的四倍，否则会产生合金从模具上方喷出的危险。上图中，图3结构所需合模力最大，图4结构所需合模力最小。当压铸受力中心偏心较大时，应分别核算作用在每一根导柱上的涨型力，按导柱受力最大值选取压铸机合模力。

3)滑块抽芯投影面积较大的情况（参见图6）：

图6

当模具存在滑块抽芯时，压铸过程中，金属液对滑块产生侧推力Fm，此力作用在锁紧块上，分解为垂直于锁紧块方向的力及涨型力Fz，通常情况下角度 ≤15°，当抽芯投影面积很小时，涨型力Fz可忽略不计。但当抽芯投影面积较大时，则必须计算抽芯产生的涨型力，否则，会产生合模力不足，金属液飞溅和滑块压射过程中后退的危险，影响产品精度，Fz＝tan ×Fm。

根据合模力选型压铸机时，必须将产品的模具具体工艺结构一起考虑，建议不要在涨型力大于压铸机锁模力条件下生产，否则会产生飞料危险，产品尺寸精度及质量很难保证，同时加剧压铸机运动部分的磨损，压铸机寿命也会受到极大损害。

2.2确认压铸机的相关参数：

当选定压铸机的锁模力后，通常需要根据产品的模具方案对压铸机的以下参数进行确认：

1)压铸模具厚度是否在压铸机有效模具厚度调节范围内；

2)压铸机的开模行程能否保证产品的正常取出；

3)压铸机导柱内距能否满足模具的外轮廓尺寸的安装，模具是否在型板T型槽的有效范围内，特别注意

确认模具抽芯或其他凸出部位是否与压铸机导柱及其它附属机构干涉；

4)根据压铸模具定模厚度，确认压铸机冲头推出距离是否能满足产品料饼的跟出；

5)确认压铸机的推出距离，能否保证产品的推出需要。

5）根据产品浇铸重量，计算压室充满度，选定压室内径：压室直径需与浇铸重量保持下面的关系：

浇铸金属液的体积/压射室容积（包含压射室与模具浇口套部分容积）x100%≤75%，

即：要使浇铸金属的体积为压室容积的75％以下，一般超过75％，浇铸口在被冲头封住之前，金属液就