基于PQ2图理论验证模具设计和优化压铸工艺.doc

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1、基于PQ2图理论验证模具设计和优化压铸工艺　摘要：一直以来，PQ2图只是研究者的课题，业界应用者甚少。本文运用PQ2图理论对镁合金笔记本电脑外壳压铸模进行设计验证，并对其压铸工艺进行了优化处理，压铸生产能力得到极大提升。本文全面细致地叙述了PQ2图的绘制方法及应用过程，并从不同角度进行分析与说明，旨在能让更多的行业爱好者充分理解PQ2图，并将其实用化。关键词：绘制PQ2图、验证模具设计、优化压铸工艺。1.引言所谓PQ2图：是指同时反映压铸机特性、模具特性及系统工艺特性的线图。对于压铸机来讲：每台压铸机的压射系统都有其自身的特性，PQ2图反映了压室中最大金属静压与流量的关系，表明了压铸机的

2、特性，它说明了压铸机提供压射能量的能力。对于模具来讲：当浇排系统确定之后，这付模具也形成了其独有的特性，如每付模具都存要一个充填界限速度。PQ2图反映了模具内浇口流量与压射比压的关系，根据工艺需要，模具必须获得一定的压射能量才能保证压铸件成型。这说明了模具需求压射能量的程度。这两种能量供需的结合，就形成了一个压铸机-压铸模系统，这个系统得到匹配后，可以使压铸工艺范围更充裕。因此，为了提高压铸工艺灵活性，在设计阶段：应用PQ2图，可以让设计方案更周密；对已制模具：应用PQ2图进行分析，可以指引我们通过改变一些参数来优化压射系统。本文以镁合金笔记本电脑壳体压铸模为例，介绍了PQ2图的绘制过程

3、、及验证模具设计与优化压铸工艺的应用步骤，供参考。2.压铸机与压铸模系统条件东芝650吨高速压铸机：空打速度V0=10m/s；射出油缸直径为14.5cm；Acc压力=135kg/cm2。镁合金笔记本电脑壳体压铸件如图1所示：铸件重量260g；平均壁厚为1.1mm；内浇口截面积Ag=2.83cm2；冲头直径为Φ80mm。3.绘制P-Q2线图3.1绘制压铸机的特性线根据公式：Q0=1000×V0×AP----------------(1)式中Q0：压室金属液最大流量（L/S)；V0：冲头最大空打速度（m/s）；AP：压射冲头截面积(cm2)冲头截面积AP=(π/4)×82=50.26cm2=

4、0.5026/102m2即P=0时，Q02=(1000×V0×AP)2=(1000×10×0.5026/102)2=2526(L/S)2(V0=10m/s)横坐标Q02=25时取1mm，Q02为2526时，在绘图是就绘成101mm长度，得到一点（101，0）根据液体力学原理可知，冲头压射力=射出缸推力=增压缸推力。即：P0XAP=PaXAS-------------------（2）式中P0：压室最大金属液压力；AP：压室内孔截面积(cm2)Pa：储能器Acc压力(kgr/cm2)；AS：射出缸截面积(cm2)P0X0.785X82=135X0.785X14.52(Acc压力Pa=135

5、kg/cm2，射出油缸直径为14.5cm)即Q=0时，P0=135×14.52/82=443.5kg/cm2=45MPa取纵坐标1MPa=1mm，在绘图时，45MPa就绘成45mm长度，得到另一点（0，45）连接上述两点，可以绘出压铸机的特性线（见图2）（图2详情请参阅《中国压铸》杂志。）3.2绘制模具的特性线根据公式：Q=CdXAg×(2P/ρ)1/2--------（3）式中Q-内浇口金属液的流量(L/S)；Cd-流量系数(镁合金为0.5)；P-金属液的比压(MPa)；ρ-金属液的密度（镁合金ρ=1810kg/m3）将公式换算成：Q2/P=Ag2×Cd2×2/ρAg=283mm2时，

6、Q2/P=Ag2×Cd2×2/1810=22.1，取P=0，则Q2=0，得到一点（0，0）取P=45（MPa），则Q2=45X22.1=994.5（L/s）2，则纵坐标为45mm，横坐标为994.5/25=39.78mm得到另一点坐标（39.78，45），连接上述两点，可以绘出模具特性线（见图2）。（图2详情请参阅《中国压铸》杂志。）4.从P-Q2线图中读取流量供需关系及速度供需关系4.1流量虽然我们在前面已经绘制出了P-Q2线图，但是如何应用尚需作进一步分析：压铸过程首先必须达成所需的外观形状。因此，在压铸过程中具备一定的铸造压力和在有效的时间内完成充填动作是至关重要的。4.1.1铸造

7、压力Pm工艺需要Pm=250Kgr/cm2以上，当然在考虑到模具寿命等因素的情况下，以能够满足要求的相对比较低的铸造压力作为铸造条件来进行模具设计是很必要的。4.1.2溶汤充填时间TSTS=0.005×T2(sec)(T:制品肉厚mm)因此在设计模具过程中，设定浇口套直径及内浇口截面积时，必须充分考虑充填时间的限制。在压铸作业过程中，也需要尽可能地缩短充填时间。4.1.3内浇口金属液流量Q=W/(0.005×T2×ρ)-------