典型的压铸参数计算与调节方法

       在压铸过程中，通常的压射功能为：慢速压射，一级快速压射，二级快速压射和增压。其中慢压射的作用是推料前行并防止合金液从入料口溢出，一级快压射的作用一般为由慢到快的过渡压射，用较快的速度推料以实现排气和金属液的保温，一级快压射多数还用于锤头跟踪，根据压铸件成型生产的需要，使用过渡压射时，也可增加锤头跟踪单独控制功能，二级快压射与增压功能分为一键式和二键式两种，小吨位压铸机的二级快压射与增压相连为一键式控制，大吨位的压铸机二级快压射与增压独立控制为二键式，增压起始切换点按时间或行程位置独立控制。

2、压铸过程分析

2.1压铸件分析

       汽车水泵盖压铸件如图1所示，零件平均壁厚为2.5mm，材料为ADC12，水泵盖是汽车零件中结构较为复杂的壳体零件,是较关键件。且需要进行气密性实验以防止漏水,由于汽车水泵盖毛坯是压铸件，需要经过压铸工艺形成水泵盖毛坯,因此，压铸出的水泵盖毛坯质量好坏更将直接反映水泵的整体质量。在水泵盖毛坯生产工艺中,铸件组织致密是关键。要想解决此问题，则需要科学的压铸参数计算与合理的工艺调节。

2.2压铸机模具及铸件数据

       结合DCC400压铸机，系统压力为140kg/cm²时的空压射速度6m/s，锤头直径选Φ6cm，结合模具后的空压射行程为43cm。毛坯和集渣包重量M=650g（内浇口以上），浇铸全重MZ=1150g（含浇排系统），毛坯投影面积约为228cm²  ，铸造总投影面积，

2.3压射分析                                            

       如图2所示，通常的压铸过程由以下步骤组成:             

①.以慢速压射封住入料口，以防铝液溢出。            

②.以一级快速压射推料让合金液充填至内浇口位置。

③.以二级快速压射推料让合金液充满型腔。                      

④.通过增大压力将铸件压实。

⑤.最后待铸件冷却固化后开模取件。                                          

3、切换点确定

①.△1点对应入料筒的B点，当采用短入料筒时，△1向△2方向移动，同时△1始终保持对应B点。

②.△2点:当料温低或充填率低亦或薄壁铸件时， △2接近对应A点，反之接近△3点。

③.△3点:通过计算LH来确定，通常锤头压射到△3点时，合金液达到G点，如果需要提前及滞后充填，那么△3点需要相应右移及左移。

④.△4点: 一般设定在突出分型面10-20mm位置，有时也可设定在模具分型面的对应位置，但是因射出行程超限不得不加长分流锥结构时，△4点也可设定在分型面右侧，总之，调整原则：首先位置设置不能超出射出行程允许范围，其次位置设置必须确保锤头能顺利复位。

⑤.为了确定△3点，需要计算L_H

       式中 M:毛坯和集渣包重量(内浇口以上，含集渣包)

    A_P:锤头截面积（也称为入料筒内孔截面积，由直径Φ60求解）                                    

     ρ:合金液体密度                                         

将数值代入公式⑴: ，

4、压射过程之速度确定

4.1慢速压射速度V_S

      V_S的大小一般以合金液不从入料口溢出为原则，通常V_S为0.2-0.4m/s之间为宜(可不做调整)

4.2一级快速压射速度V_L

一级快压射速度的确定需要考虑锤头跟出及过渡性速度两种情况

 4.3二级快压射速度的确定及对应二级快压射速度的调节:

     二级快压射速度V_D的大小取决于模具界限速度V_PC和压铸机实际推料速度V_P 。模具界限速度和压铸机实际推料速度又取决于充填时间t，内浇口速度V_g，系统压力P_a   

式中 M：毛坯和集渣包重量（内浇口之上含集渣包）

式中V_D  ：压铸机设定速度，也是空压射速度，可通过改变系统压力调节，系统压力为140kg/cm²时的空压射速度6m/s

       压铸机所能提供的最大实际推料速度V_P=4.17m/s 大于所需2.5m/s，说明所选压铸机能量足够。

       设定压铸机速度V_D ：

       由于压铸机所提供的 远大于模具所需2.5m/s的速度，说明压铸机能量有过剩，即P_a不需要取140kg/cm²，所以需要调节系统压力，优化设计，当选取

速度阀门的开度可以设定实际所需的空压射速度为小于等于5m/s。优化后压铸机可提供的最大实际推料速度：

 通过比较可知:降低系统压力让压铸机与压铸模系统更匹配。计算需要设定的压铸机空压射速度，

 通过调节压铸机速度阀门开度将压铸机的速度设定为2.9m/s。

5、增压确定

压射比压P取80MPa时，模具胀型力：

根据力学原理可知：锤头部，射出缸，增压缸三段受力相等，由此可得出公

A_P：锤头截面积（锤头直径为Φ6cm）；     P：锤头处合金液压射比压，此时设定为80MPa

A_Y：增压缸截面积（增压缸直径为Φ16cm）；P_Y：增压缸需设置的压力

6、方案分析与优化：

   ①. 内浇口速度大小的优化

       由锤头实际推料速度V_P=2.5m/s，代入公式（7），求得:V_g=56 m/s 。尽管大小在标准充填速度为20-60 m/s范围之内，但压铸模内浇口处将可能会产生早期龟裂现象，说明内浇口速度较大。若将内浇口截面积增大至153mm²时，则V_g=46 m/s  ，速度减小虽然会延缓龟裂产生，但因浇口截面加大将增大去除浇口的难度，经权衡维持现状，不改变内浇口截面积。

②.充填率高低的优化

     标准充填率一般在30%-70%之间，过低过高都会影响浇注。水泵盖现状设计充填率略低，工艺较窄。但当通过加长分流锥使L_K=380mm时，代入公式（2），求得Ψ=43％ ， 充填率可以得到提高，代价是加大模具制造难度，且因分流锥过长使其温度偏高而影响产能，经权衡选择提高充填率，同时使用附有特制冷却器的加长分流锥。

本文作者：张玉玺