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时间:2018-07-19
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1、压铸技术基础(一)压铸的几个基本问题铸件的收缩根据压铸的特点,铸件的收缩规律大致如下:1.冷却凝固时,包紧成型零件,并受这些零件所阻碍,收缩量就比较小2.薄壁铸件的收缩量比厚壁铸件小3.大铸件的收缩百分率比小铸件的收缩百分率小4.压铸成形后,留模时间愈长,收缩量愈小5.形状复杂的铸件比简单铸件收缩量小6.同一铸件的不同尺寸部位,各处于上不同的情况时,各自的收缩率有可能不相同7.铸件的收缩是在实体上产生的,故在空档部位上,有时它的实际收缩可能使该部位的尺寸变大此外,铸件的收缩可能与工艺因素,操作方面(如分型面的清理、涂料涂层的厚薄)有关
2、。上述的收缩规律性只是针对一些特定条件而言,生产中,常常应根据实际情况加以综合的考虑。内浇口速度为便于生产中对内浇口速度的选定,将铸件的壁厚与内浇口速度的关系列于表中。在选取用内浇口速度时,可以考虑下列情况1.铸件形状复杂时,内浇口速度可高些2.合金浇入温度低时,内浇口速度可高些3.合金和模具材料的导热性能好时,内浇口速度应高些4.内浇口厚度较厚时,内浇口速度应高些铸件平均壁厚(毫米)内浇口速度 (米/秒)铸件平均壁厚(毫米)内浇口速度 (米/秒)146~55532~401.544~53630~37242~50728~342.540~
3、48826~32338~46924~293.536~441022~27434~42 速度与压力的关系根据流体力学的论述,伯努利定理适用于理想流体和稳定流动,其方程式为:p/ρ+gz+1/2q2=Const它是一维流动问题中最重要的一个关系,而且在整个流体力学的领域里也具有根本的重要性。它是一个能量守恒的表达式,因为每一项都代表单位质量的能量:第一项是压力所做的功,每二项是由于重力而引起的势能,而第三项是动能。于是,按照压铸过程的金属流动来看,压室内熔融金属从冲头速度加速到内浇口的过程,便可根据伯努利方程式列出如下的表示式,即pn/ρ
4、+ghn+1/2v2n=pb/ρ+ghs+1/2v2c式中pn—内浇口处通过金属流之前的压力(公斤/厘米2)ρ—熔融金属的密度(公斤/厘米3)g—重力加速度(981厘米/秒2)hn—内浇口压力头高度(厘米)vn—内浇口速度(厘米/秒)pb—压室内作用于金属上的压力(公斤/厘米2),此处实为填充比压,符号应为pbc,但为叙述方便,直接用pb列出hs—压室的压力头高度(厘米)vc—冲头速度(厘米/秒)但是,对于压铸过程来说,对上述表示式可作如下的分析:内浇口处通过金属流之前的压力pn,在模具上开有足够的排气道的情况下,相当于大气压力,而压
5、室内作用于金属上地压力pb(实为填充比压)则甚大于大气压力,故移项后,pb-pn的差值与pb十分接近,所以pn项可忽略不计。 内浇口的压力头高度hn和压室的压力头高度相差只有几厘米,因此,可按相等看待,在等式的两边的抵消而消除。冲头速度vc与内浇口速度vn相比,由于面积FS和Fn相差十几倍甚至几十倍,故冲头速度总是比内浇口速度小十几倍或几十倍,况且在伯努利方程式中还是一个平方数,因此,vc也不予计入。于是,表示式可简化为1/2v2n=pb/ρ即vn=(2pb/ρ)1/2当密度ρ用比重r来表示,即ρ=r/g所以,内浇口速度vn与压力(填
6、充比压)的关系式便可写成Vn=(2gpb/r)1/2但是,熔融金属毕竟不同于理想流体,熔融金属本身的物理特性(粘性、表面张力、内磨擦等)造成的速度损失必须加以考虑,同时,金属的流动还与浇道几何形状、流动规律(撞击、转向、气体阻碍等)有关,这些都是使速度损失的因素。因此,设η为流动时受到各种影响而使速度降低的总的系数。并称之为阻力系数。这个阻力系数可大致地定为0.358。于是内浇口速度与比压的关系在计入阻力系数后的计算式为:vn=0.358(2gpb/r)1/2当内浇口速度已经选定,则比压pb(实为填充比压pbc)可由下式求得pb=v2
7、nr/(2g*0.3582)生产中,由于机器的驱动系统、传动机构中的压力均有损失,阀门的开闭可能滞后,机器运动零部件惯性、运动时的各种摩擦阻力以及压力液的泄露等等因素的存在,使填充比压和冲头速度都有所损失,而损失的程度,则是以机器的效能而定,这种效能可以通过仪器测定。调节机器时,预定的压力(比压)和冲头速度便根据损失的程度,按计算出的压力适当加大,从而冲头速度也随之得到补偿。 填充时间熔融金属自开始进入型腔到充满的过程所需的时间称为填充时间。填充时间是压力、速度、温度、浇口、排气、金属性质以及铸件结构(壁厚)等多种因素结合以后造成的
8、结果,因而也是填充过和中各种因素相互协调的综合反映。前面已经提前提到,填充结束时,型腔内不同部位的金属的凝固不是同时完成的,亦即局部的金属早凝固是不可避免的。但是,在决定填充时间时,仍然把填充结束前金属不产生凝固这一理想
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