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P—Q2图技术
在气缸体压铸生产中的应用
2006-2-16
P—Q2图技术
在发动机缸体压铸生产中的应用
严炎祥
摘 要：论述了P—Q2图技术的基本原理。验证了压射系统进油路调速、回油路调速时金属液泵（浇道）内P—Q2关系，两者的结果是一致的。结合气缸体压铸生产实践，阐明了P—Q2图技术在实际压铸生产中的应用方法。 关键词：P—Q2图 气缸体 压铸件 应用
P-Q2图技术的理论在上一世纪的八十年代早已突破，但却不能在我国有效地推广、普及、应用。究其原因，是当时压铸机对压射速度不能精确有效地进行测量、显示、调整和设定，所以这项技术在实际使用中碰到困难，不能发挥应有的作用。
随着压铸机设计、制造水平的提高，现在能方便地制造出对压射速度进行闭环实时控制的压铸机，具有压射速度的控制、测量、调整、显示和设定等先进功能，特别还具有得心应手的人机界面，使得对压射速度的设定非常方便，为P-Q2图技术应用创造了条件，奠定了基础。所以，现在在压铸业界推广、普及、应用P-Q2图技术的时机已经成熟。
在开发1300cc四缸发动机铝合金气缸体压铸件（图1）的工艺设计中，应用了P-Q2图技术。
生产四缸铝合金发动机气缸体的压铸机是瑞士BUHLER公司制
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造、型号EV220、2200吨压铸机，它具有压射速度的测量、显示、调整、控制的先进功能，还具有优秀的人机对话界面，为应用P-Q2图技术奠定了扎实基础。
1 铝合金气缸体压铸件概况及压铸工艺
为了阐明P-Q2图技术在气缸体压铸生产中的应用，先介绍一下气缸体压铸件概况及压铸工艺。 1.1 铝合金气缸体压铸件概况
气缸体压铸件（图1），是一个几何形状复杂，有高的气密性、尺寸精度、内在质量要求，并镶有耐磨合金铸铁缸套的大型压铸件。 气缸体压铸件总重量（包括四个合金铸铁缸套重量）16.68kg，其中 铝合金部分重量（不包括四个缸套重量）13.0kg,压铸机取件重量(从
图1 四缸发动机气缸体压铸件
压铸机上取下时)为22kg；排渣包重量为0.90kg，浇道系统重量为4.42kg，总浇注重量为18.32kg，总合金熔液的体积为7.33L；通过内浇口的填充重量13.9kg，填充的合金熔液的体积为5.56L；气缸体
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压铸件的壁厚不均匀，大部分壁厚3.5mm，部分壁厚20mm，平均壁厚6mm。形状复杂，金属液的流程较长，且转向较多。 1.2 气缸体压铸相关工艺
根据对压铸件的投影面积和合模力的计算，选用瑞士BUHLER公司生产、型号为EV220、合模力为2200吨压铸机。
根据总浇注重量为18.32kg，总合金熔液的体积为7.33L，选用直径为130mm的料缸，有效长度为 1064mm，冲头总行程为994毫米。
料缸充满度φ= 52%，大于50%，符合压铸工艺要求。 根据压铸件的结构特征、平均壁厚和压铸合金特征，填充速度vn设定为 46m/s左右，填充时间约为 80ms左右。填充流量Q为69.5L/s, 模具内浇口截面积An=Q/vn=1000×69.5/46=1510mm2，把模具内浇口截面积An设计为1500 mm2。
2 P-Q2图技术在气缸体压铸生产中的应用 2.1 p—Q2图的实质
在金属液填充这一过程中，压射冲头的前端面、料缸（直浇道）横浇道、内浇口组成的（几乎密闭的）容积和（运动的）压射冲头组成了一个液压泵——“金属液泵”，参见图9。由于冲头运动，强制（几乎密闭的）容积减少，把金属液从内浇口“泵”出去。我们把压射冲头端面上压力与运动速度可以看作为压射液压系统输入到“金属液泵”动力；我们把 “金属液泵”内的金属液体在内浇口截面处的所产生的
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