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精密車削加工,壓鑄工藝特點及操作
壓鑄工藝就是機器、模具和合金三大要素;將壓力、速度及時間統(tǒng)一過程。
1、壓力:是使鑄件獲得組織致密和輪廓清晰的重要因素;2、壓射力:是壓射機構中推動壓射活塞運動的力,按千紐計算:機臺噸位10比1,3、比壓:是壓室內熔融融金屬在單位面積上所受的壓力,是由壓射力與壓室截面積的比值關系的結果,公式:P比=P射/F室P比—比壓(帕)壓力的作用和影響:比壓增大,結晶細;細晶層增厚,填充特性改善,表面質量提高,氣孔影響減輕,但抗拉強度提高,延伸率有所降低。
對填充條件的影響:在高比壓作用下填充型腔,合金溫度升降高,流動性改善,有利于鑄件質量提高。
2、影響壓力的因素:
1),熔點高,有效率比壓越大;2),合金液溫度高,模具溫度過低,壓力損耗增大;3),鑄件結構和澆注系統(tǒng)設計,阻力大,壓力效率越低;4),分調壓射力,增壓系統(tǒng),能改善壓射特性,提高鑄件質量;3、壓射過程中壓力的變化:
1),過低壓射(一般不超過0.3米/秒),2),高速壓射(1-5米秒),3),建壓0.05-0.03秒,4比壓的選擇:
1),根據(jù)壓鑄件的強度要求選擇比壓,一般鑄件選用480公斤。力/平方厘米,密度高的鑄件選擇940公斤。力/平方厘米,2),根據(jù)鑄件的壁厚考慮:
薄壁鑄件------內澆口薄,阻力大,填充時比壓大;厚壁鑄件------內澆口厚,阻力小,填充時比壓??;形狀復雜鑄件------內澆口速度,機臺合模力,模具強度都要考慮。
3、脹型力和鎖模力;分脹型力又稱反壓力,各側壁方向稱側脹型力
4、壓射速度:
1),通常以沖頭速度和內澆口速度兩種,2),壓射速度慢速沖頭推動金屬液至內澆口0.3米/秒,3),快速內澆口填充滿型腔4-9米/秒,快壓射作用的影響,提高壓射速度,功能轉為熱能,流動性好,有利于消除流痕,冷隔等缺陷,提高機械性能和珍面質量,壓射速度的選項擇和考慮因素:
1),具導熱和比熱性,凝固溫度范圍。
2),模具溫度低速度可低,反之速度可高。
3),復雜的鑄件采用高壓射速度。
內澆口速度15-70米/秒,(金屬液)4、沖頭壓射速度與內澆口速度的關系:
沖頭壓奧射速度越高,則金屬液經口速度越高。
5、速度的選項擇:
1),直澆道15-25米/秒,2),橫澆道20-35米/秒,內澆口碑載道30寬大70米/秒,薄鑄件3毫米以不的選肜內澆口速度38-46米/秒,厚鑄件5毫米選用內澆口速度46-40米/秒,較厚鑄件5毫米以上選用內澆口速度47-27毫米秒,調節(jié)器整方法:調節(jié)器整壓射沖頭速度,更換壓室直徑,改變內澆口截面積,6、壓力。速度的測定和分析:
1)、壓鑄參數(shù)測試儀,一級、二級及增壓轉換點時間,
2)、增壓起點對壓鑄質量的影響:
當一級起始后填充80%時,換二級及增壓起始轉換點時間,最后持壓,否則將影響質量。
3)、壓射沖頭磨損受阻,壓射不暢對壓鑄參數(shù)的影響;4),壓射室和沖頭磨損原因的分析:
壓射室與沖頭的配合度間隙小于0.1毫米,沖頭與壓室來回磨擦產生高溫易損,壓室直徑變大,沖頭變小,將沖頭有鋁屑卡住,影響壓室傳遞速度及壓而不服力,至所以沖頭要使用耐高溫的潤滑油,壓射桿必開通冷卻水,同時也要選擇沖頭材料,一般選用球墨鐵或鈹青銅等。
與其他金屬成型工藝相比,壓鑄的特點為:
(1) 生產率極高,生產過程容易實現(xiàn)機械化和自動化。一般冷壓室壓鑄機每八小時可壓鑄600~700次,熱壓室壓鑄機每八小時可壓鑄3 000~7 000次。而且一幅壓鑄模中的型腔往往不止一個,這樣生產的壓鑄件數(shù)也就成倍地增加了。
(2) 鑄件的尺寸精度高,其尺寸穩(wěn)定、一致性好、加工余量少而且有很好的裝配性。壓鑄件的精度可達IT11~IT13級,有時可達IT9級。表面粗糙度值一般為Ra0.8~3.2,最低達Ra0.4。一般壓鑄件只需對少數(shù)幾個尺寸部位進行機械加工,有的零件甚至于不需機械加工就可直接裝配使用。這樣材料利用率高,可達60%~80%,毛坯利用率達90%。
(3) 鑄件組織致密,具有較高的強度和硬度。由于壓鑄時金屬液是在壓力下凝固的,又因高速充填,冷卻速度極快,使鑄件表面生成一層冷硬層(約0.3~0.8 mm),該層的金屬晶粒細小,組織致密。所以壓鑄件強度和硬度較高,堅實耐磨。當壓鑄件壁厚適當且均勻時,其強度更高。
(4) 可以壓鑄形狀復雜、輪廓清晰的薄壁深腔鑄件,因為金屬液在高壓下能保持高的流動性。壓鑄件最小壁厚鋅合金可達到0.3 mm,鋁合金約為0.5 mm。最小鑄出孔徑為 0.7 mm,可鑄螺紋的最小螺距為0.75 mm。
(5) 鑲鑄法可省去裝配工序,簡化制造工藝。在壓鑄件的特定部位上可以直接嵌入所需的其他材料的制件,例如磁鐵、銅套、絕緣材料等嵌件以滿足特殊要求,既省去了裝配工序,又簡化了制造工藝。
(6) 鑄件內部有氣孔存在,但一般仍能滿足使用要求。由于金屬液充填速度極快,充填時卷入型腔中的氣體很難完全排除,致使壓鑄件內常有氣孔及氧化夾雜物存在,從而降低了壓鑄件的質量。因此,一般壓鑄件不能進行熱處理,也不宜在高溫下工作。同樣,也不希望進行機械加工,以免鑄件表層下的氣孔露出來。
(7) 壓鑄機的壓室和壓鑄模型腔的材料限制了壓鑄合金的種類。高熔點的黑色金屬因其壓鑄模使用壽命短而目前難以在實際生產中壓鑄。在同一種合金中,又有牌號限制,這是因為壓鑄過程的特點,如激冷、收縮應力、成型時的充填條件等造成的。
(8) 壓鑄件的尺寸受壓鑄機鎖模力及裝模尺寸的制約,故大型壓鑄件的生產受到限制。目前大型壓鑄機有所發(fā)展,大型零件的壓鑄問題正逐漸得到解決。
(9) 壓鑄工藝只適用于大批量生產。由于壓鑄機價格高,壓鑄模制造費用高、工時長、維修費用也高,故生產總成本高,不宜小批量生產。