普通壓鑄機(jī)上的擠壓壓鑄加工
作者：溫州互利模具有限公司 來源：http://www.mcwane.cn 更新時間：2023-4-17 13:24:43 點(diǎn)擊次數(shù)：
普通壓鑄機(jī)上的擠壓壓鑄加工
一、擠壓鑄造工藝與裝備應(yīng)用現(xiàn)狀
擠壓鑄造技術(shù)發(fā)明了65年，它所具有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢，已為機(jī)械制造工藝行業(yè)所重視?？上軅鹘y(tǒng)思維方式和裝備研制滯后的制約，擠壓鑄造的優(yōu)勢仍未得以最充分的展現(xiàn)?，F(xiàn)時擠壓鑄造工藝基本以開式澆鑄立式擠壓方式進(jìn)行，與工效最高的臥式冷室壓鑄工藝未能實(shí)現(xiàn)兼容。近年發(fā)展起來的立式閉模充型擠壓鑄造，與40年前發(fā)明的"精、速、密"壓鑄原理一樣，都是以壓射機(jī)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)縮，其公稱壓力有限，并未達(dá)到擠壓鑄造的補(bǔ)縮比壓要求，嚴(yán)格來說，還不能算作真正意義上的擠壓鑄造。
與壓鑄技術(shù)相比，現(xiàn)有擠壓鑄造設(shè)備工效不高，零件成形尺寸精度低，成本相對較高。由于設(shè)備的自動化程度低，對工人的技能要求較高，操作難度較大，勞動強(qiáng)度高。同樣的零件，擠壓鑄造工藝的車間成本約為壓鑄工藝的2--3倍。加上壓射系統(tǒng)不完善，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件難以生產(chǎn)出來，限制了擠壓鑄造工藝的廣泛應(yīng)用。
擠壓鑄造工藝推廣應(yīng)用所存在的問題，是由于裝備發(fā)展的滯后產(chǎn)生的?，F(xiàn)時傳統(tǒng)的擠壓鑄造工藝與裝備，最大的癥結(jié)在于未能真正與傳統(tǒng)壓鑄裝置的壓射系統(tǒng)有效結(jié)合，合模、鎖模與擠壓如何很好地結(jié)合起來是其關(guān)鍵的問題。不突破這一點(diǎn)，擠壓鑄造的工藝潛能就不能完全發(fā)揮出來，其對傳統(tǒng)壓鑄工藝的替代性優(yōu)勢也就難以充分表達(dá)，傳統(tǒng)壓鑄技術(shù)也不能借此技術(shù)進(jìn)行復(fù)合而躍上一個新臺階。
二、在傳統(tǒng)壓鑄機(jī)上應(yīng)用擠壓壓鑄工藝的優(yōu)勢
傳統(tǒng)壓鑄工藝與裝備技術(shù)已相當(dāng)完善，特別是臥式冷室壓鑄機(jī)及臥式壓鑄工藝，它的壓射與合模鎖模裝置，具有極強(qiáng)的工藝適應(yīng)性。因此，擠壓鑄造工藝如果不能與傳統(tǒng)壓鑄裝備相結(jié)合，將制約它的廣泛應(yīng)用。跨出這一步，擠壓鑄造技術(shù)將出現(xiàn)另一個分支，這就是擠壓壓鑄技術(shù)。換言之，在傳統(tǒng)壓鑄機(jī)的基礎(chǔ)上應(yīng)用擠壓鑄造技術(shù)，就是擠壓壓鑄技術(shù)。根據(jù)擠壓壓鑄自身工藝的特點(diǎn)，對傳統(tǒng)壓鑄機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的完善改造，這套設(shè)備就是一臺全新的擠壓壓鑄機(jī)了。
1.正確而全面認(rèn)識壓鑄工藝與傳統(tǒng)壓鑄機(jī)的功能
把握擠壓鑄造工藝的原理，在傳統(tǒng)壓鑄機(jī)上地簡單應(yīng)用擠壓壓鑄工藝并不是件難事，關(guān)鍵的是突破傳統(tǒng)觀念。它需要對傳統(tǒng)壓鑄機(jī)所擁有的性能有全面充分的認(rèn)識，也要對傳統(tǒng)壓鑄工藝有深刻的理解，還要清除那些先入為主的模糊認(rèn)識。
事實(shí)上，現(xiàn)時傳統(tǒng)的壓鑄機(jī)，其功能已相當(dāng)齊備，它不但能進(jìn)行普通的壓鑄，還能進(jìn)行擠壓壓鑄、帶型芯擠壓壓鑄；不但能進(jìn)行各種的低壓鑄造、差壓鑄造、重力鑄造，增加抽真空裝置后，還能進(jìn)行真空吸鑄、真空壓鑄、真空擠壓壓鑄。如果思想再放開一點(diǎn)，將半固態(tài)加工、模鍛的技術(shù)與之相結(jié)合，形成連鑄連鍛的工藝，也是可以有效實(shí)現(xiàn)的。
現(xiàn)有不少型號的壓鑄機(jī)，其壓射系統(tǒng)的壓射力、壓射速度都是"連續(xù)無級可調(diào)"的。就低壓鑄造、差壓鑄造、重力鑄造的工藝特性來說，在普通壓鑄機(jī)上進(jìn)行上述工藝是沒有任何問題。在壓鑄機(jī)上安裝這種模具，也不是人們想象中那么昂貴，因?yàn)樗⒎且欢ㄔO(shè)計(jì)得如傳統(tǒng)壓鑄模一樣復(fù)雜。遺憾的是在實(shí)踐中我們難見相關(guān)的應(yīng)用及報(bào)道。這是我們對傳統(tǒng)壓鑄機(jī)及傳統(tǒng)壓鑄工藝的一個認(rèn)識誤區(qū)、觀念誤區(qū)和應(yīng)用誤區(qū)。
2.傳統(tǒng)壓鑄工藝與裝備的特點(diǎn)及與擠壓壓鑄工藝的適應(yīng)性
傳統(tǒng)壓鑄機(jī)分兩類，一類是全液壓主缸合(鎖)模壓鑄機(jī)，另一類是曲肘機(jī)構(gòu)鎖模壓鑄機(jī)。由于曲肘機(jī)構(gòu)鎖模的設(shè)備制造成本較低，現(xiàn)時市場上該類機(jī)型已占主導(dǎo)地位。
傳統(tǒng)壓鑄機(jī)有一個重要的特征，就是它的型號都是以鎖模力為主體參數(shù)命名的，我們現(xiàn)在常說某臺壓鑄機(jī)是多少噸，就是指鎖模力的噸數(shù)。而擠壓壓鑄機(jī)，它不但有鎖模力的參數(shù)要求，還必須有一個擠壓補(bǔ)縮力的參數(shù)要求，且這個擠壓力參數(shù)還是最主要的指標(biāo)。
如上所述，由于傳統(tǒng)壓鑄機(jī)有全液壓式和曲肘式兩種不同的機(jī)型，在進(jìn)行傳統(tǒng)普通壓鑄時沒有分別，但如果用作擠壓壓鑄時就不同了。擠壓壓鑄與普通壓鑄的分別在于，鑄件在充型之后，擠壓壓鑄增加了一個主缸動力向前推進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)縮的工步，而普通壓鑄則只是自然冷卻，沒有補(bǔ)縮的工步。
6.擠壓壓鑄工藝與傳統(tǒng)壓鑄裝備的切入口
以臥式壓鑄機(jī)為例，這種傳統(tǒng)裝備不用新增加機(jī)械裝置，也能應(yīng)用擠壓壓鑄工藝，也能生產(chǎn)擠壓壓鑄件，只是所生產(chǎn)的零件結(jié)構(gòu)稍為簡單，零件的厚度尺寸精度受到一定的限制。
由于傳統(tǒng)臥式壓鑄機(jī)并沒有一個專用的擠壓補(bǔ)縮機(jī)構(gòu)，合模機(jī)構(gòu)須同時承擔(dān)合模和擠壓補(bǔ)縮功能，所用的擠壓壓鑄模具，設(shè)計(jì)的凸模是必須是整個零件投影面積，實(shí)質(zhì)是一個"沖頭"，與開式擠壓鑄造機(jī)所用模具相似，是一種最傳統(tǒng)、典型的擠壓鑄模具結(jié)構(gòu)。
因此，在傳統(tǒng)臥式壓鑄機(jī)上應(yīng)用擠壓鑄工藝，需要控制好其合模的尺寸精度。最簡單的辦法，可通過所謂的"實(shí)時控制"控制好合模的準(zhǔn)確位置。通過在壓鑄機(jī)上增加一個"位置電控"開關(guān)，并對壓鑄機(jī)的邏輯電路作相應(yīng)的調(diào)整。壓鑄件厚度精度，受制于這個"位置電控開關(guān)"的可控精度。通過這樣改進(jìn)，整個擠壓壓鑄工藝與現(xiàn)有的立式閉模(沖頭式模具)反壓充型擠壓鑄造工藝極為相似。
用普通臥式壓鑄機(jī)進(jìn)行擠壓壓鑄生產(chǎn)，由于是閉模充型，它不但可生產(chǎn)比傳統(tǒng)立式擠壓鑄造機(jī)開模澆注方法生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件，而且由于壓射系統(tǒng)也比用四柱油壓機(jī)改造而成的擠壓鑄造機(jī)更完善，它也比立式閉模反壓擠壓鑄造方法可生產(chǎn)出更復(fù)雜的零件，其復(fù)雜系數(shù)與傳統(tǒng)壓鑄工藝是一樣的。
7.擠壓壓鑄的模具頂出裝置與傳統(tǒng)壓鑄模具的異同
用傳統(tǒng)臥式壓鑄機(jī)應(yīng)用擠壓壓鑄工藝，還有一個很不同的特征是其頂出裝置。傳統(tǒng)壓鑄機(jī)一般使毛坯留在動模，而擠壓壓鑄工藝則是留在動?；蜢o模兩種情形都可存在，它對模具結(jié)構(gòu)、模具承力和模具成本產(chǎn)生決定性影響。新設(shè)計(jì)生產(chǎn)的擠壓壓鑄機(jī)必須充分考慮這個問題。
值得注意的是，擠壓壓鑄模承擔(dān)高壓擠壓補(bǔ)縮，它比傳統(tǒng)壓鑄模應(yīng)具有更高的機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)參考鍛壓模具的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)，其頂出桿所需強(qiáng)度也比傳統(tǒng)壓鑄模具的大。要更好解決擠壓壓鑄模具的強(qiáng)度和剛度這個問題，必須簡化擠壓壓鑄模具的結(jié)構(gòu)，這就要按擠壓壓鑄工藝對傳統(tǒng)壓鑄機(jī)進(jìn)行徹底的改造，或應(yīng)用真正的擠壓壓鑄機(jī)了。
三、新型擠壓壓鑄機(jī)的設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)壓鑄機(jī)的改造簡述
在傳統(tǒng)壓鑄機(jī)的基礎(chǔ)上改造擠壓壓鑄機(jī)，有兩種途徑：
一是生產(chǎn)壓鑄機(jī)的廠家，按擠壓壓鑄工藝的特征，設(shè)計(jì)生產(chǎn)適應(yīng)性廣的全能的擠壓壓鑄機(jī)。壓鑄機(jī)生產(chǎn)廠家按該技術(shù)思路設(shè)計(jì)生產(chǎn)的具有相同鎖模力和擠壓力的擠壓壓鑄機(jī)，整機(jī)的制造成本只比普通壓鑄機(jī)高3%左右。具體改進(jìn)方案可參考該技術(shù)相關(guān)的專利文獻(xiàn)介紹。
二是現(xiàn)有的壓鑄廠家對其自有壓鑄機(jī)自行改造。
改造傳統(tǒng)的全液壓式鎖模壓鑄機(jī)為擠壓壓鑄機(jī)，成本是最低的，它只要在設(shè)備上加上鎖模機(jī)構(gòu)，成本在5000元至1萬元左右，設(shè)備型號噸位大小，相差并不大。
曲肘式鎖模壓鑄機(jī)在一般機(jī)械廠都能完成改造工作。改造費(fèi)用一般為設(shè)備價值的5%左右。將一臺鎖模力為500噸的曲肘式壓鑄機(jī)改造為一臺同時具有500噸鎖模力和的擠壓補(bǔ)縮力的擠壓壓鑄機(jī)，成本約3萬元。
兩種不同類別壓鑄機(jī)改造成的擠壓壓鑄機(jī)，其擠壓壓鑄模具結(jié)構(gòu)會有所差異，這是設(shè)計(jì)人員需要留意的。有關(guān)擠壓壓鑄模具的特點(diǎn)，將另文介紹。
四、結(jié)語
擠壓壓鑄工藝與裝備技術(shù)的提出，使擠壓鑄造技術(shù)大大向前邁進(jìn)了一步，但它還是一個新生事物，有待同行們在實(shí)踐中豐富和提高。
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