一．壓鑄機(jī)的分類及其工作方式

壓鑄機(jī)的分類方法很多，按使用范圍分為通用壓鑄機(jī)和專用壓鑄機(jī)；按鎖模力大小分為小型機(jī)（≤4 000 kN）、中型機(jī)（4 000 kN～10 000 kN）和大型機(jī)（≥10 000 kN）；通常，主要按機(jī)器結(jié)構(gòu)和壓射室（以下簡(jiǎn)稱壓室）的位置及其工作條件加以分類，各種類型的壓鑄機(jī)的名稱。

壓鑄機(jī)的分類：

熱室壓鑄機(jī)

冷室壓鑄機(jī)

常規(guī)熱室壓鑄機(jī)

臥式熱室壓鑄機(jī)

立式冷室壓鑄機(jī)

臥式冷室壓鑄機(jī)

全立式冷室壓鑄機(jī)

 壓鑄機(jī)由下列各部分組成：

（1）合模機(jī)構(gòu)

驅(qū)動(dòng)壓鑄模進(jìn)行合攏和開(kāi)啟的動(dòng)作。當(dāng)模具合攏后，具有足夠的能力將模具鎖緊，確保在壓射填充的過(guò)程中模具分型面不會(huì)脹開(kāi)。鎖緊模具的力即稱為鎖模力（又稱合型力），單位為千牛（kN），是表征壓鑄機(jī)大小的首要參數(shù)。

（2）壓射機(jī)構(gòu)

按規(guī)定的速度推送壓室內(nèi)的金屬液，并有足夠的能量使之流經(jīng)模具內(nèi)的澆道和內(nèi)澆口，進(jìn)而填充入模具型腔，隨后保持一定的壓力傳遞給正在凝固的金屬液，直至形成壓鑄件為止。在壓射動(dòng)作全部完成后，壓射沖頭返回復(fù)位。

（3）液壓系統(tǒng)

為壓鑄機(jī)的運(yùn)行提供足夠的動(dòng)力和能量。

（4）電氣控制系統(tǒng)

控制壓鑄機(jī)各機(jī)構(gòu)的執(zhí)行動(dòng)作按預(yù)定程序運(yùn)行。

（5）零部件及機(jī)座

所有零部件經(jīng)過(guò)組合和裝配，構(gòu)成壓鑄機(jī)整體，并固定在機(jī)座上。

6）其他裝置

先進(jìn)的壓鑄機(jī)還帶有參數(shù)檢測(cè)、故障報(bào)警、壓鑄過(guò)程監(jiān)控、計(jì)算機(jī)輔助的生產(chǎn)信息的存儲(chǔ)、調(diào)用、打印及其管理系統(tǒng)等。

（7）輔助裝置

根據(jù)自動(dòng)化程度配備澆料、噴涂、取件等裝置。

立式冷室壓鑄機(jī)的工作方式：

 壓室7呈垂直放置，而上沖頭8處于壓室上方（圖上方的位置），下沖頭10則位于堵住噴嘴5孔口處，以免金屬液澆入壓室內(nèi)自行流入噴嘴孔。模具的開(kāi)、合動(dòng)作呈水平移動(dòng)，開(kāi)模后，壓鑄件留在動(dòng)模。工作步驟如下：

 

（1）合攏模具；

（2）以人工或其他方式將金屬液澆入壓室；

（3）上沖頭以較低的壓射速度下移，進(jìn)入壓室內(nèi)及至剛接觸金屬液液面；

（4）上沖頭轉(zhuǎn)為較高的壓射速度壓下，而下沖頭則與上沖頭保持著中間一段存有金屬液的相對(duì)距離同步地快速下移；

（5）當(dāng)下沖頭下移至讓出噴嘴孔口時(shí)，正好下到{zd2}部而被撐住；于是，上、下沖頭一同擠壓金屬液高速向噴嘴孔（直澆道6的一部分）噴射；

（6）金屬液通過(guò)由噴嘴、澆口套4、定模的錐孔和分流器2組成的直澆道6，從內(nèi)澆口3填充進(jìn)入模具型腔；

（7）填充完畢，但上沖頭仍保持一定的壓力，直至型腔內(nèi)的金屬液完全凝固成壓鑄件1為止；澆道和壓室內(nèi)的金屬液分別凝固為直澆口和余料餅9；

（8）上沖頭提升復(fù)位；同時(shí)，下沖頭向上動(dòng)作，將尚與直澆口相連的余料餅切離；

（9）下沖頭繼續(xù)上升，把余料餅舉出壓室頂面，再以人工或其他方式取走；

（10）下沖頭下移復(fù)位至堵住噴嘴孔口；

（11）打開(kāi)模具，壓鑄件和直澆口一同留在動(dòng)模上，隨即頂出并取出壓鑄件；一旦切離余料餅之后，開(kāi)模動(dòng)作可以立即執(zhí)行，也可以稍緩至適當(dāng)?shù)臅r(shí)候執(zhí)行，與下沖頭完成上舉和復(fù)位的動(dòng)作無(wú)關(guān)；至此，完成一次壓鑄循環(huán)。

臥式冷室壓鑄機(jī)的工作方式

  壓室7呈水平放置，壓射沖頭5處于壓室右端虛線位置。模具的開(kāi)、合動(dòng)作呈水平移動(dòng)，開(kāi)模后，壓鑄件留在動(dòng)模。工作步驟如下：

（1）合攏模具；

（2）將金屬液以人工或其他方式澆入壓室；

（3）壓射沖頭按預(yù)定的速度和一定的壓力推送金屬液，使之通過(guò)模具的澆道3，從內(nèi)澆口2填充進(jìn)入模具型腔；

（4）填充完畢，沖頭保持一定的壓力，直至金屬液完全凝固成為壓鑄件1為止；這時(shí)，澆道和澆口套6（沒(méi)有澆口套的模具在該處即為連體壓室）內(nèi)的金屬液也同時(shí)凝固，成為澆口和余料餅4；

（5）打開(kāi)模具，沖頭與開(kāi)模動(dòng)作同步移動(dòng)，從而推著余料餅隨著壓鑄件和澆口一同留在動(dòng)模而脫離定模，到達(dá)一定的距離時(shí)，沖頭便返回復(fù)位；

（6）開(kāi)模后，壓鑄件、澆口和余料餅留在動(dòng)模上，隨即頂出并取出壓鑄件；

至此，完成一次壓鑄循環(huán)。

全立式冷室壓鑄機(jī)的工作方式

 壓室5垂直放置在機(jī)器的下部，模具的開(kāi)、合動(dòng)作為上下移動(dòng)，故稱為全立式壓鑄機(jī)。通常模具的動(dòng)模固定在上方，開(kāi)模后，壓鑄件留在動(dòng)模。工作步驟如下：

（1）將金屬液以人工或其他方式澆入壓室；

（2）合攏模具；

（3）沖頭6上移壓送金屬液，通過(guò)澆道3、分流器4，從內(nèi)澆口2填充進(jìn)入模具型腔；

（4）填充完畢，沖頭保持一定的壓力直至金屬液完全凝固成為壓鑄件1為止；這時(shí)，澆道和壓室內(nèi)的金屬液也同時(shí)凝固，而壓室內(nèi)的便成為余料餅7；

（5）打開(kāi)模具，沖頭與開(kāi)模動(dòng)作同步向上移動(dòng)，從而使余料餅跟隨壓鑄件和澆口一同隨著動(dòng)模上移而脫離定模，到達(dá)一定的距離時(shí)，沖頭便下移復(fù)位；

（6）開(kāi)模后，隨即頂出并取出壓鑄件；

至此，完成一次壓鑄循環(huán)。

二．壓鑄機(jī)的選用

壓鑄機(jī)的選用，對(duì)壓鑄生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、管理成本等諸多方面，有著十分重要的影響。為此，合理地選擇適用的壓鑄機(jī)，是一項(xiàng)技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性都很強(qiáng)的工作。

熱室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)

目前生產(chǎn)中，多數(shù)采用常規(guī)的熱室壓鑄機(jī)。市場(chǎng)供應(yīng)的以鎖模力小于4000 kN的機(jī)器為主導(dǎo)，更多的則是鎖模力在1600 kN以下，而鎖模力大于4000 kN的很少。其特點(diǎn)如下：

（1）通常以低熔點(diǎn)合金的壓鑄為主，而以鋅合金為典型；

（2）以小型壓鑄件的生產(chǎn)為宜，中、大型壓鑄件不宜采用熱室壓鑄；

（3）填充進(jìn)入模具型腔的金屬液始終在密閉的通道內(nèi)流動(dòng)，氧化夾雜物不易卷入，對(duì)壓鑄件的質(zhì)量較為有利；

（4）壓鑄過(guò)程的自動(dòng)化容易實(shí)現(xiàn)；

（5）由于不需要澆料程序，在正常運(yùn)行的狀態(tài)下，生產(chǎn)效率較高；

（6）壓射比壓稍低，并且壓射過(guò)程沒(méi)有增壓階段，但對(duì)小型、薄壁件影響較小；

（7）壓射沖頭、澆壺、噴嘴等熱作件的壽命難以掌握和控制，失效后更換較為費(fèi)時(shí)；

（8）更換或修理熔爐時(shí)，要拆裝熱作件，增加了輔助時(shí)間；

（9）對(duì)于高熔點(diǎn)合金的熱室壓鑄，目前仍以鎂合金較為適宜，而用于鎂合金的熱室壓鑄機(jī)，同樣存在上述的特點(diǎn)。

立式冷室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)：

（1）適合于鋅、鋁、鎂、銅等多種合金的壓鑄；

（2）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中用量較少，并以小型機(jī)占多數(shù)；

（3）壓室呈垂直放置，金屬液澆入壓室后，氣體在金屬液上面，壓射過(guò)程中包卷氣體較少；

（4）壓射壓力經(jīng)過(guò)的轉(zhuǎn)折較多，使壓力傳遞受到影響，尤其在增壓階段，因噴嘴入口處的孔口較小，壓力傳遞不夠充分；

（5）方便于開(kāi)設(shè)中心澆口；

（6）機(jī)器的長(zhǎng)度方向占地面積較小，但機(jī)器的高度相對(duì)較高；

（7）下沖頭部位竄入金屬液時(shí)，排除故障的工作不方便；

（8）生產(chǎn)操作中有切斷余料餅和舉出料餅的程序，降低生產(chǎn)效率；

（9）采用自動(dòng)化操作時(shí)，增加從下沖頭的頂面取走余料餅的程序。

臥式冷室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)：

（1）適合于各種有色合金和黑色金屬（目前尚不普遍）的壓鑄；

（2）機(jī)器的大小型號(hào)較為齊全；

（3）生產(chǎn)操作少而簡(jiǎn)便，生產(chǎn)效率高，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；

（4）機(jī)器的壓射位置較容易調(diào)節(jié)，適應(yīng)偏心澆口的開(kāi)設(shè)，也可以采用中心澆口，此時(shí)模具結(jié)構(gòu)需采取相應(yīng)措施；

（5）壓射系統(tǒng)的技術(shù)含量較高；

（6）壓射過(guò)程的分級(jí)、分段明顯并容易實(shí)現(xiàn)，能夠較大程度地滿足壓鑄工藝的各種不同的要求，以適應(yīng)生產(chǎn)各種類型和各種要求的壓鑄件；

（7）壓射過(guò)程的壓力傳遞轉(zhuǎn)折少；

（8）壓室內(nèi)金屬液的水平液面上方與空氣接觸面積較大，壓射時(shí)易卷入空氣和氧化夾雜物；對(duì)于高要求或特殊要求的壓鑄件，通過(guò)采取相應(yīng)措施仍能得到較滿意的結(jié)果。

全立式冷室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)：

（1）廣泛用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的壓鑄，多為中小型機(jī)器；

（2）此類壓鑄機(jī)比同噸位其他壓鑄機(jī)器的占地面積小，但高度較高；

（3）金屬液進(jìn)入模具型腔時(shí)轉(zhuǎn)折少、流程短，壓力損耗小；

（4）澆注金屬液時(shí)，需越過(guò)模具分型面，應(yīng)保證液滴不會(huì)滴在模具分型面上；

（5）壓射機(jī)構(gòu)在下方，更換壓室和維修工作都不方便。

選用壓鑄機(jī)的基本原則：

（1）了解壓鑄機(jī)的類型及其特點(diǎn)；

（2）考慮壓鑄件的合金種類以及相關(guān)的要求；

（3）選擇的壓鑄機(jī)應(yīng)滿足壓鑄件的使用條件和技術(shù)要求；

（4）選定的壓鑄機(jī)在性能、參數(shù)、效率和安全等方面都應(yīng)有一定的裕度，以確保滿意的成品率、生產(chǎn)率和安全性；

（5）在保證第4點(diǎn)的前提下，還應(yīng)考慮機(jī)器的可靠性與穩(wěn)定性，據(jù)此來(lái)選擇性價(jià)比合理的壓鑄機(jī)；

（6）對(duì)于壓鑄件品種多而生產(chǎn)量小的生產(chǎn)規(guī)模，在保證第4點(diǎn)的前提下，應(yīng)科學(xué)地選擇能夠兼容的規(guī)格，使既能含蓋應(yīng)有的品種，又能減少壓鑄機(jī)的數(shù)量；

（7）在壓鑄機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和性能參數(shù)中，首要應(yīng)注意的是壓射性能，在同樣規(guī)格或相近規(guī)格的情況下，優(yōu)先選擇壓射性能的參數(shù)范圍較寬的機(jī)型；

（8）在可能的條件下，盡量配備機(jī)械化或自動(dòng)化的裝置，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、安全生產(chǎn)、企業(yè)管理以及成本核算都是有益的；

（9）評(píng)定選用的壓鑄機(jī)的效果，包括：成品率、生產(chǎn)率、故障率、維修頻率及其工作量、性能的穩(wěn)定性、運(yùn)行的可靠性以及安全性等。

選型前的技術(shù)測(cè)算工作：

選型的原始要素包括壓鑄件的圖樣、實(shí)物、合金種類、{zd0}外廓尺寸（長(zhǎng)×寬×高）、凈重、平均壁厚、{zd0}壁厚、小壁厚、需要抽芯的方向及個(gè)數(shù)、需要抽芯的{zd0}長(zhǎng)度以及特殊結(jié)構(gòu)。

壓鑄件的使用條件和技術(shù)要求（包括后續(xù)加工工序）。

生產(chǎn)大綱 需求量（月度、季度或年度）、壓鑄生產(chǎn)的工作制度。

（1）初定壓鑄機(jī)的鎖模力

測(cè)算模具分型面上的金屬投影面積，設(shè)為A（mm2），通常包括壓鑄件（按型腔數(shù)）、澆道系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和壓室直徑等4個(gè)部分的面積的總和（當(dāng)有真空抽氣道時(shí)應(yīng)另加）。根據(jù)壓鑄件的技術(shù)要求選用增壓比壓，設(shè)為pz（MPa）；模具分型面上金屬投影的脹型力，設(shè)為F1（kN），則

F1 = A × pz

動(dòng)、定模合攏楔緊斜面（含抽芯機(jī)構(gòu)）在合模方向的分力的總和，設(shè)為F2（kN）；合模方向的脹型力的總和，設(shè)為F0（kN），于是

F0 = F1 + F2

選擇的壓鑄機(jī)的鎖模力，設(shè)為F（kN），同時(shí)考慮安全系數(shù)k（一般取0.85～0.95），測(cè)算時(shí)，選擇壓鑄機(jī)的鎖模力F應(yīng)大于脹型力F0，即

F > F0 / k

（2）查對(duì)已選的壓鑄機(jī)與模具體積及安裝尺寸的匹配情況

①壓鑄機(jī)4根大杠（又稱拉杠）的內(nèi)間距應(yīng)大于模具的橫向與豎向的模板外廓尺寸；②壓鑄機(jī)可調(diào)的模具厚度尺寸應(yīng)在模具總厚度（含定模、動(dòng)模和動(dòng)模座）的范圍之內(nèi)；③壓鑄機(jī)的開(kāi)合模行程應(yīng)滿足壓鑄后能夠順利取出壓鑄件所需要的開(kāi)模距離；

（3）查核壓鑄機(jī)的壓室能夠容納的金屬液的重量

①估算澆入壓室的金屬液的重量G0（g或kg），包括壓鑄件（按型腔數(shù)）、澆道系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和余料餅等4個(gè)部分的總和；②根據(jù)已初步選定的壓室直徑，查閱機(jī)器樣本或機(jī)器說(shuō)明書中關(guān)于該直徑的壓室允許容納的{zd0}金屬液重量G（g或kg）；③查核時(shí)，應(yīng)滿足

G > G0 。

經(jīng)過(guò)上述的初步測(cè)算，便有了預(yù)選壓鑄機(jī)的型號(hào)和規(guī)格的技術(shù)基礎(chǔ)。在正式設(shè)計(jì)模具時(shí)，選用的技術(shù)參數(shù)可能會(huì)有些差異，只要稍作調(diào)整就能解決。

估算壓鑄生產(chǎn)的節(jié)拍

壓鑄的生產(chǎn)節(jié)拍按一個(gè)壓鑄工作循環(huán)作為計(jì)算單位，通常從合模開(kāi)始，經(jīng)過(guò)各種動(dòng)作和各個(gè)環(huán)節(jié)，直至下一次合模為止，即作為一個(gè)工作循環(huán)。這個(gè)工作循環(huán)所需的時(shí)間，稱為每模需要的時(shí)間，以“s/模”表示。壓鑄生產(chǎn)時(shí)，每模需要的時(shí)間由下列幾個(gè)部分組成。

(1) 機(jī)器一次空循環(huán)時(shí)間

壓鑄機(jī)按機(jī)動(dòng)順序所作的每一個(gè)空循環(huán)所需的時(shí)間稱為一次空循環(huán)時(shí)間。

對(duì)于熱室壓鑄機(jī)，包括：合模、壓射、壓射回程、開(kāi)模、頂出和頂出返回諸動(dòng)作所用的時(shí)間的總和，是為一次空循環(huán)時(shí)間。

對(duì)于立式冷室壓鑄機(jī)，包括：合模、壓射、壓射回程、下沖頭切料并舉料、下沖頭返回、開(kāi)模、頂出和頂出返回諸動(dòng)作所用的時(shí)間的總和，是為一次空循環(huán)時(shí)間。

對(duì)于臥式冷室壓鑄機(jī)，包括：合模、壓射、開(kāi)模、沖頭跟出、壓射回程、頂出和頂出返回諸動(dòng)作所用的時(shí)間的總和，是為一次空循環(huán)時(shí)間。

對(duì)于全立式冷室壓鑄機(jī)，包括：合模、壓射、開(kāi)模、沖頭上舉、壓射回程、頂出和頂出回程諸動(dòng)作所用的時(shí)間的總和，是為一次空循環(huán)時(shí)間。

(2) 壓鑄操作需用的時(shí)間

澆料的運(yùn)行時(shí)間（指冷室壓鑄機(jī)，有手工的、機(jī)械的和氣壓式的）；

潤(rùn)滑壓射沖頭的時(shí)間；

對(duì)模具噴涂潤(rùn)滑劑、等候潤(rùn)滑劑揮發(fā)、清理模具等操作所用的時(shí)間；

取件時(shí)間；

對(duì)于立式冷室壓鑄機(jī)，下沖頭舉起余料餅至高于壓室頂面后，取走余料餅的時(shí)間；

檢查壓鑄件的時(shí)間（人工目測(cè)時(shí)加入）；

放置鑄入鑲件至模具內(nèi)的時(shí)間（有這一操作時(shí)加入）。

(3) 工藝需要的時(shí)間

金屬液澆入壓室后等待靜置的時(shí)間（指冷室壓鑄機(jī)）；

壓射終了需持續(xù)施壓的持壓時(shí)間；

壓射填充完畢，壓鑄件凝固過(guò)程所需的延續(xù)留在模具內(nèi)的留模時(shí)間；

抽芯動(dòng)作占用的時(shí)間（有手工的活鑲塊或液壓抽芯時(shí)加入）。

(4) 其他原因造成的追加時(shí)間

因模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要增加操作程序或工藝程序造成的追加時(shí)間；

因模具的原因（如模具結(jié)構(gòu)不合理、舊模具）而不能順利操作造成的延遲時(shí)間；

因壓鑄件產(chǎn)生變形，需要采取補(bǔ)救措施（如加長(zhǎng)留模時(shí)間）造成的追加時(shí)間；

因其他原因造成的追加時(shí)間。

測(cè)算生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要選擇應(yīng)加入測(cè)算的項(xiàng)目。每模型腔數(shù)多于1時(shí)，在按上述項(xiàng)目測(cè)算的結(jié)果的基礎(chǔ)上，再酌情追加時(shí)間，但不需按型腔數(shù)的倍數(shù)增加。

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