压铸机压射实时控制系统关键技术研究

发布时间：2020-07-04 13:48

【摘要】：压铸机是生产各种形状合金铸件的重要设备,压铸产品的好坏与压铸机的压射过程息息相关。压射系统作为压铸机的核心,已是当前压铸行业研究的热点之一。为此,本文针对压射实时控制系统关键技术—压射液压系统进行研究,对现有压铸机普遍所使用的压射系统进行理论分析,设计了一种压射系统的新方案,并以某一典型压铸机为例,对新方案进行试验验证。具体工作如下:本文从现有压铸机普遍使用的压射系统进行入手分析,发现它们普遍存在压射末端的增压压力小,缺乏压射速度的调控和能耗较大的缺点。为此,本文设计了一种新的压射方案,使用了一种套缸式结构的压射油缸,并采用出口节流调速,改进了传统的压射系统。借助某一典型压铸机作为试验验证平台,按照新方案对其结构参数进行设定,经过理论计算,得到该新方案可有效的扩大增压比,增加对压射速度的调控能力并降低系统的能耗。通过对新方案中主要元件的数学建模,对系统进行了模拟仿真,确认了该压射系统的稳定性,并对系统进一步优化。最后,将新方案压射系统制造并搭配入这台典型压铸机上进行实验。在实验中,该压射系统可较好的受控,并通过对实验中压力变化情况的测量,表明该新压射系统可提供6.9倍的实际增压比,大于现有压射系统,且实验测得的最快建压时间仅为28ms。本文所设计的压射系统新方案对现在普遍所使用的压射系统的缺点有较大的改善,对提高压铸机压射性能的研究具有重要意义。
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG233.1
【图文】：

冷室压铸机,合模机构,驱动压,铸模

图 1.1 卧室冷室压铸机（1）合模机构驱动压铸模进行合模和开模的动作，当模具合拢后，具有足够的能力将模具锁紧，确保压铸机在压射填充的过程中模具分型面不会胀开。此锁紧模具的力称为锁模力，单位 kN，是表征压铸机大小的首要参数[12]。（2）压射机构指压铸机压射时，料筒依照工艺指定的压射速度对压室内的金属熔液进行压射，使金属熔液经过浇道和内浇口后，填充满模具型腔，在其内部开始凝固[13]。随后给正在凝固的金属熔液保持一定的压力，直至其完全凝固，即压射完成，在压射动作完成后，压射冲头往回退，实现初始位置复位。完成此动作的机构即为压铸机的压射机构部分[14]。（3）液压系统是压铸机实现各种动作的驱动单元。（4）电控系统按照压铸工艺的动作逻辑控制压铸机的运动，并控制压射速度、压射压力等重要工艺参数的大小。（5）机架及零部件所有零部件与压铸机机架之间通过装配连接，构成压铸机机械机体。

压铸机,专利申请量,情况,压射

图 1.2 压铸机国内专利申请量的变化情况在国外，压铸技术最早起源于印刷工业中的铅字铸造技术。1803 年，由于印刷活字的需求量越来越多，美国 William Wing 发明了第一台铸字机[21]。在 1822 年，一种用活塞压射的铸字机由美国 William Church 发明制造，其可达到日产 1.2~2 万字铅字的日产量[22]。在 1838 年，美国 David Bruce 生产了一台效率更高的铸字机使其在世界上得到广泛利用[23]。在 1849 年，J.J.Sturgiss 设计制造了第一台手动活塞式热室压铸机，并在美国获得了专利权，这就是压铸机的最初形态[24]。在 1868 年，英国人 Charles Babbage 应用手动压铸机铸造出了机械式计算机零件，开创了使用带有刃边浇口的模具进行零件生产的压铸技术[22]。在 1872 年，出现了一种小型手动式压铸机，依照唧筒式原理进行压射，通过冲头推送金属熔液并依靠弹簧的弹力在压射杆压射后对其进行压力提升，即增压压射，这就是热室压铸机压射结构的最初形态。1877 年，Dusenbury 发明了一种既具有原始压铸机压射结构又具有可以水平移动的模具的压铸机，开辟了模具水平开合的先河，标志着典型热室压铸机的出现[23]。

【参考文献】