压铸机铸造技术(TOYO压铸机BD-V4-T技术资料)

TOYOMACHINERY&METALCO.,LTDTOYOMACHINERY&METALCO.,LTD压铸机铸造技术PDFcreatedwithpdfFactorytrialversion目录１.压铸机铸造理论···1～6２.压射系统的特点···7.8３.产品不良及其对策···9.10４.微电脑控制设备压射条件画面的说明···11５.压铸机对超高速多元射出，微型计算机控制的必要性···12６.压铸机铸造作业提升产能的重点···13～15７.压铸铸造对自动化的必要性···16８.压铸机制品不良问题对策···17～30９.TOYO模具设计基准···31～4310.压铸机的模具设计与附带设备···44～6511.高真空铸造系统···6612.低速层流压铸系统···67*PF铸造资料1～3···68～70TOYO压铸机BD-V4-T技术资料···71～82PDFcreatedwithpdfFactorytrialversion１．压铸机铸造理论图１－１ー１．压铸机铸造的过程压铸机的压射（铸造）简单来说正如上图所示。通常设定铸造条件是通过压铸机上速度、压力以及速度的切换位置的调整，其他的在模具上进行调整。通过以下各项目的计算方法，说明一下压铸机的铸造构成。φD=压射油缸直径mmPh=油压压力(蓄能器压力）MPaφd=冲头直径mmPp=铸造压力（压射压力）MPaAh=压射油缸断层面积mm2F1=开模力KNAp=冲头断层面积mm2Fd=锁模力KNAg=浇口断层面积mm2Vg=浇口速度m/sA1=铸造面积mm2Vp=压射速度m/sFs=压射力KN所以产品上所负压力可以通过压射力除以冲头断层面积计算出来的。FS压铸机的压射力(压射油缸的推动力）Fｓ＝油压压力Ph×压射油缸断层面积Ah（KN)铸造压力Pp（至产品的压力）Pp＝油压压力Ph×压射油缸断层面积Ah＝压射力Fs冲头断层面积Ap冲头断层面积Ap图１－２―１．帕斯卡原理力F＝压力P×面积AF＝Ｐ１×A1＝P2×A2压力P＝力F面积A（压力指作用在单位面积上的力）１－１压铸机压射部的结构Fs１－２压射力和铸造压力（１）PDFcreatedwithpdfFactorytrialversion这个时候A1是冲头断层面积、A2是浇口断层面积、V1是压射速度、V2是浇口速度。所以压射速度Vp×冲头断层面积Ap＝浇口速度Vg×浇口断层面积Ag浇口速度VgVg（V2)＝压射速度Vp（V1)×冲头断层面积Aｐ（A1)(ｍ/s)浇口断层面积Ag（A2)左图伯努利定理可以表达出压铸机的压射速度与浇口速度的关系。也就是说：通过流量Q＝流速V×断层面积A的公式计算出来。其入口和出口的流量相等。Q＝V1A1=V2A2图１－３－１伯努利定理１－３高速压射速度与浇口速度壁厚(mm)浇口速度（m/s)-0.846-551.3-1.543-521.7-2.340-492.4-2.837-462.9-3.834-434.6-5.132-406.1-28-35图１－３－２一般浇口速度铝合金压铸的时候浇口速度为针对模厚可以参考图１－３－２进行设定。另外，设计模具时一般把高速压射速度计算为２～２．５m/s。由此可推算出浇口断层面积。※近年来也有超高速铸造法，那样的话，高速压射速度为４～５m/s,浇口速度设计为は５０～６０m/s。另外,根据伯努利定理,由于速度×面积是流量,所以用容积除以流量可以得出实际的充填时间。这样的话，容积就是充填的产品（加上集渣包）的体积,通过重量除以比重来求得。至于溶汤比重一般铝用2.64、镁用1.75ｇ/ｃｍ2算。充填时间ｔｔ＝产品体积＝产品重量／比重(sec)浇口流量浇口速度Vg×浇口断层面积Ag产品厚度(mm)充填时间(sec)0.6-0.8-0.0151.0-2.10.015-0.0352.2-3.20.035-0.0603.3-0.060-图１－３－３一般的充填时间图1-3-3能帮助我们简单地判断压射速度，浇口面积大致是否适当。充填时间过长可能会导致结束前就提前凝固。此外，凝固也会受溶汤温度、模温等温度的影响造成充填不良。以下是计算从凝固时间到充填时间的简易公式。充填时间ｔ＝α×（铸造品的薄肉部厚度）2一般α用铝：0.01、镁：0.005计算。（２）PDFcreatedwithpdfFactorytrialversion冲头直径→大铸造压力、充填时间→小浇口速度、浇口流量→大浇口面积→大浇口速度→小以上,从１－２的压力和1－３的速度关系来到，冲头直径和铸造压力，冲头直径和浇口速度之间的关系，如图1-3-3的图表所示。0102030405060705060708090冲头直径φmm浇口速度ｍ/ｓ0102030405060708090铸造压力MPaｹﾞｰﾄ速度鋳造圧力压射力156ＫＮ压射速度2.0m/s浇口面积2.0cm2图１－４－1冲头直径和浇口速度、铸造压力的关系１－５低速速度１－４浇口面积和冲头直径为了确定正确的冲头直径，浇口尺寸，除铸造压力、浇口速度以外，压室的充填率、压室的厚度以及影响浇口处理（切边）等其他要素也必须充分考虑到，以便于恰当的浇口设计方案。下表为改变冲头直径、浇口面积时，所产生的铸造影响。表１－４－1由于冲头直径和浇口速度变化所产生的影响通常铝合金铸造的低速速度为一般情况0.20m/s～0.25m/s压室的充填率小(20%以上），薄壁产品0.25m/s～0.30m/s压室的充填率大(30%以上)，厚壁产品，真空D.C0.15m/s～0.20m/s。低速压射的目的是为了防止压室内卷进空气,根据浇铸量进行调整。另外，多段压射系统可以在0.03m/s～0.7m/s之间，或者匀加速等。最大可以进行9段的调整。因此，压室充填速度、浇道充填速度、产品充填速度，可分别设定。可慢慢加速调整等，达到条件设定的多样化。低速速度的稳定性，对产品品质有很大影响。与高速速度也一样，需要进行监视管理。另外，压室、冲头的卡住等，也是实际速度不安定的原因，必须注意。（３）PDFcreatedwithpdfFactorytrialversion１－６速度切换位置接下来，对压射速度切换位置和压射状态的关系加以说明。基本的压射切换位置和其要点如左图所示，各状态位置加以设定，注意以下各点进行条件设定。A．给汤完了状态压射时间内，溶汤安定后，开始压射B．低速压射，压室充填设定防止空气卷入的速度注意无溶汤飞溅，冲头的卡住等的影响。C．低速压射，浇道充填多段压射的机器另外可以设定，一般情况下，以加速度的匀加速进行设定。D．高速切换位置一般来说以溶汤到达浇口的位置为基准进行设定，根据产品前后调整切换位置来决定最佳的位置。E．减速位置产品充填完了后，在集渣包充填完了之前进行有效减速的决定，设定后短射必然会有，但必须对产品的影响加以确认。F．增压位置增压为充填完了开始增压，切换位置一般在充填完了的前20mm左右设定。※不论哪一个切换要点，都要计算机器、电气工作时间的延迟，比计算值之前10～15mm左右进行设定。低速压射高速压射增压FL,减速AFEDCB速度压力ABCDEF（４）PDFcreatedwithpdfFactorytrialversion１－８增压时间增压为浇口凝固之前必须向产品传达的压力，所以其增压启动时间和应答性是有一定的要求的。增压启动过早，对高速有影响，产生飞边的原因。过迟则没有增压效果。有必要进行根据产品的凝固时间，调整增压启动时间。浇口（汤口）凝固时间的简单计算方法为浇口凝固时间t＝Bα×（浇口厚度)２此时B是铝：2.0、镁：1.5α是铝：0.01、镁：0.005。一般来说以上这些为参考，决定压射速度、冲头直径、浇口尺寸等。还有设计模具也必须以此为参考，对于正在生产的不良模具，以数据、计算为基础对模具进行改进，从而能够提高生产性、良品率。１－７高速压射行程的计算方法在1-6所做的说明，从溶汤到达浇口位置作为高速切换位置是最基本的。因此，可根据充填质量和压室（冲头）的直径，能够计算出高速的行程。高速转换位置充填完了位置高速行程从左图可以知道，高速行程×冲头断层面积和充填体积是相等的。因此，从充填重量求得充填体积，用充填体积除以冲头横断层截面积，可以求得高速行程。充填质量Wg＝产品+集渣包填质量（测量浇口部切断的产品以及集渣包的重量。）高速行程＝Wg÷冲头横断层截面积溶汤比重※溶汤比重一般来说铝为2.64、镁为1.75ｇ/ｃｍ2例．充填质量6000ｇ的铝制品，用７０直径的压室进行铸造的时，其高速行程为6000/2.64÷(π×72/４）＝5.9cm=59mm（５）PDFcreatedwithpdfFactorytrialversion１－９开模力的计算开模力指的是从铸造时产品压力开模所需的力量。开模力可用铸造面积×铸造压力求得。铸造面积的计算铸造面积A1＝a1+a2+a3+a4=料柄面积+浇道面积+产品面积+集渣包面积账型力的计算开模力F1＝铸造压力Pp×铸造面积A1＋中子分力Fc详细的计算对各部分施加压力分类如下：产品部＝计算铸造压力×75％集渣包部＝计算铸造压力×25％料柄、浇道部＝计算铸造压力×100％有滑块中子时，需计算中子分子。中子返回力Fｒ＝产品面积Ac×计算铸造压力×75％中子分力Fc＝中子返回力Fr×tanθ开模力F1＝（a1＋a2）×Ｐp＋a3×Ｐp×0.75＋a4×Ｐp×0.25＋Ｆc压铸机锁模力＞开模力Ｆ１×1.1图1-6-1铸造面积Fr中子分力Fc图1-6-2中子分子力１－１０充填完了的能量高速充填完了对产品所施加的能量，可以根据其速度、压射油缸活塞部分及压射杆的质量来进行计算。压射能量E=W(V)２W:压射油缸活塞部分+压射杆重量kg2gV:压射速度m/sg:重力加速度9.8m/sec2从上述的计算方式可以看出，充填时的冲击能量力为压射速度的成倍。压射时的飞边发生（短射）多为高速充填时的冲突所造成的。通过利用FL压射、减速系统等的条件设定，有效防止飞边的发生非常重要。锁模力需要开模力的1.1倍以上的力量，开模力若比锁模力大，则易发生飞边（短射）、尺寸过大等现象，不能进行实际生产。（６）PDFcreatedwithpdfFactorytrialversion２－１２压方式（V２、V３系列）图2－1―1Ｖ２、Ｖ３系列压射系统高速ACC增压ACC压射油缸高速罐FL阀增压流量阀低速流量阀油缸压力＝增压OFF时＝P1增压ON时＝P2高速流量阀图２－１－２Ｖ２、Ｖ３ﾞ压射图表速度压力增压高速压射低速压射Ｐ１增压OFFP2增压ONFL一般为浇口位置低速开度阀因未用出口节流方式而产生背压２压方式的特点・V3以前的系列在２５０吨以上的机型，采用２压方式，可以分别设定压射压力和增压压力。