发布时间 : 星期一 文章压铸原理及理论更新完毕开始阅读3c1a037402768e9951e7381b
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— 高壓壓鑄的優點(Advantages of High Pressure Die Casting )
高壓壓鑄的生產率比金屬型鑄造或低壓壓鑄都要高得多. 生產的鑄件具有緊密的尺
寸公差, 大大減少了机加工操作. 壓鑄件具有良好的表面處理, 也是電鍍的基本要求. 壓鑄件的壁厚可以作的更薄一些, 大大減輕了鑄件的總体重量, 更長的壓鑄工模壽命降低了單件的成本 . 在壓鑄操作中, 可以生產出更复雜的零件, 因此大大減小了裝配中部件的數量, 在高壓壓鑄中有些位置還可以鑲入插件鑄造.
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— 高壓壓鑄的缺點(Disadvantages of High Prissure Die Casting)
高額的模具成本使數量很少的短期生產顯得不那么經濟合算. 適合于壓鑄生產的合
金數目有限以及鑄件的內部孔隙都限制了完整鑄件的熱處理或接合. 鐵或鋼合金一般不可壓鑄, 鑄件在鑄造大小和鑄件壁厚方面都會有限制, 這樣有些零件的壓鑄就沒有可能. 壓鑄机和維修成本都比其他的鑄造過程更高.
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(2) 机器能力(MACHINE CAPCITY) --- PQ2分析(PQ2 ANALYSIS)
PQ2研究施加給熔化金屬的有效壓力与模腔可以獲得的填料率之間的相互關系, 它
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涉及到澆口面積、鎚頭大小、机器動力、液壓、霧化流動和模腔填料率之間的關系. 在研究PQ2之時, 要檢測的范圍包括如下主題:
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— 作為射咀的澆口 — 作為金屬泵的壓鑄机 — PQ2的基本公式 — 机線圖示 — 計算金屬壓力 — 壓鑄机最大的干燥射速 — 模線圖示 — 定義操作窗 ----- 澆口速度的限制
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----- 填料時間的限制 ----- 繪制操作窗
為了提高壓鑄机上生產零件的質量, 壓鑄商必須了解壓鑄机和模具的安裝, 并使它
們最優化. PQ2分析的目標是預測所給的模裝在已知性能的壓鑄机上時將如何運作. 分析會產生一個和鑄造品質要求相一致的操作窗. 模具/過程設計就會在所選操作窗的中間進行理想地運作. PQ2分析對于運用在壓鑄机上的壓鑄過程開發來說是一個起始點.
圖示2-6. PQ圖表 机器:---- ________________ 液缸大小:---- ____________ 液壓:---- ________________ 液壓射速:---- ____________
鎚頭端的大小: ______
金屬壓力
(磅./英寸)
操作窗 壓鑄机動力
理論填料率
操作點
模線(澆口面積)
澆口速度限制
數量(英寸/秒)
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要求PQ2分析的每一個要素都要進行獨立運算, 然后在一步步的過程中綜合, 這樣
的過程允許設計師分析模具填料過程并使其最大化. PQ2圖表使相關的澆口、射速和射料壓力更精確. 設計師可以決定壓鑄机是否能夠產生出一個壓射曲線, 這樣壓鑄机就會生產出高品質的鑄件.
— PQ2圖表(The PQ2 Diagram )
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一副完整的PQ2圖表如圖示2-6所示, 目的是預測當所給的模安裝在已知性能的壓
鑄机上時, 模具將在哪里操作, 而且還顯示出了一個操作窗, 它的開發是為了与鑄件質量要求相一致. 目標是確定一個設計使模和壓鑄机在已開發的操作窗范圍之內操作, 并生產出合格的品質和生產率.
PQ2圖表的計算和開發給壓鑄過程規定出了一個良好的起點. 過程的精確調整源于
生產鑄件的評估. 如果鑄件上的表面處理是重要的規格, 那么填料時間就是可變的參數. 如果孔隙率是重要的規格, 那么壓力就可能是可變參數. 壓力主要由所選的鎚頭大小控制. PQ2圖表可以讓工程師在紙上對壓鑄机和模的組合進行過程調節, 保証過程合理可行, 不會在模上留下切划痕和焊痕.
PQ2過程沒有指明模填滿料之后, 以及壓力施加給模腔中的半固態金屬時會發生什
么事情.
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(3) 填料時間分析(FILL TIME ANALYSIS )
一旦模腔填料圖確定下來, 就必須決定理想的填料時間, 填料時間是指從熔化金屬
到達澆口時開始, 一直到完全填滿模腔和溢流槽為止. 壓鑄模腔用熔化金屬填料的典型時間是0.010到0.200秒. 填料時間不考慮隨后的填密或冷卻收縮的時間, 熔化金屬流經澆口和要求產生金屬流的壓力之間的關系以伯努利議程中的導數為基礎.
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— 計算填料時間(Computing Fill Time) --- 澆口方程(The Gating Equation) 填料時間由如下的澆口方程計算:
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其中:
t = 理論填料時間, 秒
K = 實驗上的導出常數, 秒/英寸(秒/厘米) Ti = 熔化金屬進入模具時的溫度, °F (°C)
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Tf = 最低的金屬流動溫度, °F (°C)
Td = 熔化金屬進入模腔之前模腔表面的溫度, °F (°C) S = 填料結束時在金屬中允許凝固成固体的百分比, % Z = 單位轉換因素, °F/% (°C/%) T = 鑄件厚度, 英寸 (mm)
澆口方程給出了所有主要過程變量之間的相互關系. 允許設計師給所有的可變量選
擇數值, 而且規定固結百分數用于期望的鑄件品質. 期望的鑄件品質可以決定可變量組的理論填料時間. 如果規定出不同的過程條件, 那么方程就會產生不同的填料時間, 如果設計師有原因或需求在其它條件下操作模, 他就應把數值代入代表這些條件的澆口方程之中, 澆口方程中的各個可變量在PQ2或北美壓鑄學會的課本中都有詳細的說明.
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— 伯努利方程 (Bernoulli’s Equation)
澆口速度是指熔化金屬流經澆口時的速度. 施加給壓鑄机射料系統的負荷從推動熔
化金屬通過模口或澆口的力而來, 而且當迫使熔化金屬以要求的澆口速度通過澆口時釋放出的壓力就會表現出來. 這種施加給熔化金屬通過壓鑄机的壓射系統, 使熔化金屬以要求的填料時間進入模腔的釋放壓力可以由伯努利方程計算出來.
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其中:
P = 金屬壓力, 磅/英寸2 (kg/cm2) ρ = 金屬密度
鋁: 0.093磅/英寸3 (2.580g/cm3) 鋅: 0.221磅/英寸3 (6.130g/cm3) 鎂: 0.063磅/英寸3 (1.750g/cm3) g = 386.4(常數)英寸/秒2 (981cm/秒2) Vg = 澆口速度, 英寸/秒(cm/秒) Cd = 卸壓系數, (沒有單位)
使用伯努利方程時, 可以看出金屬壓力与澆口速度的平方成正比. 如果澆口速度增
加二倍, 那么金屬壓力和射料力就要求增加4倍, 一旦要求的壓力由伯努利方程求出, 那么它就可以繪制到PQ2圖表上.
? 要求特殊的流量Q和澆口面積Ag時, 伯努利方程還可求出實際的金屬壓力, 伯努利
方程通過使用下面的方程變化: