压铸工艺及模具设计第一、二章

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1、压铸工艺及模具设计压铸工艺及模具设计压铸工艺及模具压铸工艺及模具赖华清赖华清 机工出版机工出版压铸过程介绍第一章第一章 绪论绪论1.11.1压铸的基本概念压铸的基本概念压铸：压铸：高压高压作用下，使液态或半液态金属以作用下，使液态或半液态金属以较高的速度较高的速度充充填压铸模型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的方法。填压铸模型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的方法。压射比压：压射比压：20MPa 60MPa 20MPa 60MPa ，充填速度：浇口速度充填速度：浇口速度3060m/s3060m/s充填时间：中小型件为充填时间：中小型件为0.010.03s0.010.03s 压铸生产压铸生产三个

2、基本要素三个基本要素：合金材料、合金材料、 压铸机、压铸模压铸机、压铸模压压铸铸生生产产工工艺艺过过程程铸件尺寸精度和表面质量高铸件尺寸精度和表面质量高( (IT11IT13IT11IT13，RaRa3.20.83.20.8). ). 材料利用率（材料利用率（60%80%60%80%）, ,生产率高生产率高, , 每小时可铸每小时可铸5015050150次。次。可压铸出形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件。可压铸出形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔的金属零件。. . 可直接嵌铸其他材料的零件，节省贵重材料和加工工时。可直接嵌铸其他材料的零件，节省贵重材料和加工工时。. . 压铸件组织致密，具有较高

3、的强度和硬度，比砂型铸造提高压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度，比砂型铸造提高2530%2530%。 合金代号合金代号压力铸造压力铸造金属型铸造金属型铸造砂型铸造砂型铸造抗拉强抗拉强度度b b/MPa/MPa延伸率延伸率（% %）硬硬度度 HBSHBS抗拉强度抗拉强度b b/MPa/MPa延伸率延伸率（% %）硬度硬度HBSHBS抗拉强度抗拉强度b b/MPa/MPa延伸率延伸率（% %）硬硬度度HBSHBS铝硅合金铝硅合金（含铜（含铜0.8%0.8%）2002002302300.50.51.01.085851801802202202.02.03.03.0606070701701701901

4、902.02.03.03.065651.2 1.2 压铸的特点压铸的特点缺点缺点设备模具成本高，适宜批量生产。设备模具成本高，适宜批量生产。不适合高熔点合金。不适合高熔点合金。铸件常有气孔及氧化夹杂物铸件常有气孔及氧化夹杂物. . 铸件尺寸受到限制，不能热处理。铸件尺寸受到限制，不能热处理。1.3 压铸件应用范围压铸件应用范围压铸技术是一种高效率、少切削或无切削的金压铸技术是一种高效率、少切削或无切削的金属成形精密铸造技术。属成形精密铸造技术。广泛应用在国民经济的各个行业：汽车约广泛应用在国民经济的各个行业：汽车约70%70%、摩托车摩托车10%10%、其他家电、农机、通信、机床、其他家电、农

5、机、通信、机床、运输、造船、照相机、钟表、纺织机、计算机运输、造船、照相机、钟表、纺织机、计算机等。等。铸件尺寸从几克到铸件尺寸从几克到50Kg50Kg，最大直径达，最大直径达2m2m零件形状多种多样。零件形状多种多样。1.4 常用压铸件常用压铸件 铝、锌和铜合金铸件，用于汽车、仪器仪表、铝、锌和铜合金铸件，用于汽车、仪器仪表、医疗器械等制造业，如发动机汽缸体、壳体等。医疗器械等制造业，如发动机汽缸体、壳体等。东风有色铸件有限公司东风有色铸件有限公司 概况概况 神龙汽车配件神龙汽车配件离合器壳体离合器壳体 油底壳油底壳 压缩机支架压缩机支架 变速箱壳体变速箱壳体 机油冷却器座总成机油冷却器座总

6、成康明斯康明斯C系列发动机系列发动机 康明斯康明斯B系列发动机系列发动机气阀室罩盖气阀室罩盖 ECU冷却器壳体冷却器壳体DCI11发动机发动机 镁合金脚踏板镁合金脚踏板 汽车发电机后端盖汽车发电机后端盖 典型汽车压铸件典型汽车压铸件典型汽车压铸件典型汽车压铸件思考题思考题1.1. 压力铸造的实质是什么？压力铸造的实质是什么？2.2. 简述压力铸造的工艺过程。简述压力铸造的工艺过程。3.3. 与其它铸造方法相比压力铸造具有哪些与其它铸造方法相比压力铸造具有哪些特点？特点？4.4. 试述压力铸造的应用范围。试述压力铸造的应用范围。 第二章第二章 压铸过程原理、压铸合金压铸过程原理、压铸合金 压射力

7、压射力DgyApF F Fy y 是压射力（是压射力（N）P Pg g 是液压系统的管路工作压力（是液压系统的管路工作压力（PaPa）A AD D 是压铸机压射缸活塞的截面积（是压铸机压射缸活塞的截面积（m2） DgzyApF P Pg g 是压射缸内增压后的液压压力（是压射缸内增压后的液压压力（PaPa）2.1 2.1 压铸压力压铸压力什么是压力？什么是压力？压力为一个物体垂直作用于另一物体表面压力为一个物体垂直作用于另一物体表面的力，英文：的力，英文：Pressure 压强压强= =压力压力/ /受压面积（受压面积（Pa=F/SPa=F/S ）不少学科常常把不少学科常常把压强压强叫做叫做压

8、力压力，同时把压，同时把压力叫做总压力。力叫做总压力。 千克力：千克力：一千克的物体在北纬一千克的物体在北纬4545度海平面上所受的重力度海平面上所受的重力 压射比压（压射压力）压射比压（压射压力） 压室内金属液在单位面积上所受的压力压室内金属液在单位面积上所受的压力dybAFp P Pb b 是液压系统的管路工作压力（是液压系统的管路工作压力（PaPa）F Fy y 是压射力（是压射力（N N）A Ad d 是压射冲头（即近似压室）是压射冲头（即近似压室） 截面积（截面积（mm2 2） 42dAdd d是压射冲头直径（是压射冲头直径（mm） 由上式可以看出，压射压力与压射力成正比，而与压射冲

9、头的由上式可以看出，压射压力与压射力成正比，而与压射冲头的截面积成反比。所以，压射压力可以通过调整压射力和更换不截面积成反比。所以，压射压力可以通过调整压射力和更换不同直径的压射冲头来实现同直径的压射冲头来实现。 压射压力更能反映压铸过程中金属液在充填时的压射压力更能反映压铸过程中金属液在充填时的各个阶段以及金属液流经各个不同截面时的力的各个阶段以及金属液流经各个不同截面时的力的概念，因此，概念，因此，压铸压力通常指的是压射压力（压压铸压力通常指的是压射压力（压射比压）。射比压）。 压射压力（压射比压）压射压力（压射比压）是液态金属在充填过程中是液态金属在充填过程中各个阶段实际所得到的作用力大

10、小的表示方法，各个阶段实际所得到的作用力大小的表示方法，它反映液态金属在充填时的各个阶段以及金属液它反映液态金属在充填时的各个阶段以及金属液流经各个不同截面时的力的概念。流经各个不同截面时的力的概念。液体金属在压室与压铸模中的运动液体金属在压室与压铸模中的运动4 4阶段阶段 压铸过程中，作用在液态金属上的压射压力并不压铸过程中，作用在液态金属上的压射压力并不是一个常数，而是随着压射阶段的变化而改变。是一个常数，而是随着压射阶段的变化而改变。金属液在压室与压铸模型腔中的运动可分解为四金属液在压室与压铸模型腔中的运动可分解为四个阶段，为了表示在不同阶段压射冲头的运动速个阶段，为了表示在不同阶段压射

11、冲头的运动速度度v v与金属液所受压力（压射比压）与金属液所受压力（压射比压） P P，绘制了压，绘制了压力力/ /速度曲线。速度曲线。 I. 慢速封孔阶段慢速封孔阶段II. 充填阶段充填阶段III.增压阶段增压阶段IV.持压阶段持压阶段 充填速度与压力关系充填速度与压力关系 上述过程称为四级压射。根据工艺要求，压上述过程称为四级压射。根据工艺要求，压铸机均应实现四级压射。目前使用的大中型压铸铸机均应实现四级压射。目前使用的大中型压铸机为四级压射，中小型压铸机多为机为四级压射，中小型压铸机多为三级压射三级压射，这，这种机构是把四级压射中的种机构是把四级压射中的第二和第三阶段合为一第二和第三阶段