普通壓鑄機上的擠壓壓鑄加工
作者：溫州互利模具有限公司 來源：http://www.ihqstar.cn 更新時間：2023-4-17 13:24:43 點擊次數：
普通壓鑄機上的擠壓壓鑄加工
一、擠壓鑄造工藝與裝備應用現狀
擠壓鑄造技術發(fā)明了65年，它所具有強大的技術優(yōu)勢，已為機械制造工藝行業(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?，F時擠壓鑄造工藝基本以開式澆鑄立式擠壓方式進行，與工效最高的臥式冷室壓鑄工藝未能實現兼容。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，都是以壓射機構進行補縮，其公稱壓力有限，并未達到擠壓鑄造的補縮比壓要求，嚴格來說，還不能算作真正意義上的擠壓鑄造。
與壓鑄技術相比，現有擠壓鑄造設備工效不高，零件成形尺寸精度低，成本相對較高。由于設備的自動化程度低，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，結構復雜的零件難以生產出來，限制了擠壓鑄造工藝的廣泛應用。
擠壓鑄造工藝推廣應用所存在的問題，是由于裝備發(fā)展的滯后產生的。現時傳統(tǒng)的擠壓鑄造工藝與裝備，最大的癥結在于未能真正與傳統(tǒng)壓鑄裝置的壓射系統(tǒng)有效結合，合模、鎖模與擠壓如何很好地結合起來是其關鍵的問題。不突破這一點，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，傳統(tǒng)壓鑄技術也不能借此技術進行復合而躍上一個新臺階。
二、在傳統(tǒng)壓鑄機上應用擠壓壓鑄工藝的優(yōu)勢
傳統(tǒng)壓鑄工藝與裝備技術已相當完善，特別是臥式冷室壓鑄機及臥式壓鑄工藝，它的壓射與合模鎖模裝置，具有極強的工藝適應性。因此，擠壓鑄造工藝如果不能與傳統(tǒng)壓鑄裝備相結合，將制約它的廣泛應用?？绯鲞@一步，擠壓鑄造技術將出現另一個分支，這就是擠壓壓鑄技術。換言之，在傳統(tǒng)壓鑄機的基礎上應用擠壓鑄造技術，就是擠壓壓鑄技術。根據擠壓壓鑄自身工藝的特點，對傳統(tǒng)壓鑄機進行相應的完善改造，這套設備就是一臺全新的擠壓壓鑄機了。
1.正確而全面認識壓鑄工藝與傳統(tǒng)壓鑄機的功能
把握擠壓鑄造工藝的原理，在傳統(tǒng)壓鑄機上地簡單應用擠壓壓鑄工藝并不是件難事，關鍵的是突破傳統(tǒng)觀念。它需要對傳統(tǒng)壓鑄機所擁有的性能有全面充分的認識，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識。
事實上，現時傳統(tǒng)的壓鑄機，其功能已相當齊備，它不但能進行普通的壓鑄，還能進行擠壓壓鑄、帶型芯擠壓壓鑄；不但能進行各種的低壓鑄造、差壓鑄造、重力鑄造，增加抽真空裝置后，還能進行真空吸鑄、真空壓鑄、真空擠壓壓鑄。如果思想再放開一點，將半固態(tài)加工、模鍛的技術與之相結合，形成連鑄連鍛的工藝，也是可以有效實現的。
現有不少型號的壓鑄機，其壓射系統(tǒng)的壓射力、壓射速度都是"連續(xù)無級可調"的。就低壓鑄造、差壓鑄造、重力鑄造的工藝特性來說，在普通壓鑄機上進行上述工藝是沒有任何問題。在壓鑄機上安裝這種模具，也不是人們想象中那么昂貴，因為它并非一定設計得如傳統(tǒng)壓鑄模一樣復雜。遺憾的是在實踐中我們難見相關的應用及報道。這是我們對傳統(tǒng)壓鑄機及傳統(tǒng)壓鑄工藝的一個認識誤區(qū)、觀念誤區(qū)和應用誤區(qū)。
2.傳統(tǒng)壓鑄工藝與裝備的特點及與擠壓壓鑄工藝的適應性
傳統(tǒng)壓鑄機分兩類，一類是全液壓主缸合(鎖)模壓鑄機，另一類是曲肘機構鎖模壓鑄機。由于曲肘機構鎖模的設備制造成本較低，現時市場上該類機型已占主導地位。
傳統(tǒng)壓鑄機有一個重要的特征，就是它的型號都是以鎖模力為主體參數命名的，我們現在常說某臺壓鑄機是多少噸，就是指鎖模力的噸數。而擠壓壓鑄機，它不但有鎖模力的參數要求，還必須有一個擠壓補縮力的參數要求，且這個擠壓力參數還是最主要的指標。
如上所述，由于傳統(tǒng)壓鑄機有全液壓式和曲肘式兩種不同的機型，在進行傳統(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進行補縮的工步，而普通壓鑄則只是自然冷卻，沒有補縮的工步。
6.擠壓壓鑄工藝與傳統(tǒng)壓鑄裝備的切入口
以臥式壓鑄機為例，這種傳統(tǒng)裝備不用新增加機械裝置，也能應用擠壓壓鑄工藝，也能生產擠壓壓鑄件，只是所生產的零件結構稍為簡單，零件的厚度尺寸精度受到一定的限制。
由于傳統(tǒng)臥式壓鑄機并沒有一個專用的擠壓補縮機構，合模機構須同時承擔合模和擠壓補縮功能，所用的擠壓壓鑄模具，設計的凸模是必須是整個零件投影面積，實質是一個"沖頭"，與開式擠壓鑄造機所用模具相似，是一種最傳統(tǒng)、典型的擠壓鑄模具結構。
因此，在傳統(tǒng)臥式壓鑄機上應用擠壓鑄工藝，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"實時控制"控制好合模的準確位置。通過在壓鑄機上增加一個"位置電控"開關，并對壓鑄機的邏輯電路作相應的調整。壓鑄件厚度精度，受制于這個"位置電控開關"的可控精度。通過這樣改進，整個擠壓壓鑄工藝與現有的立式閉模(沖頭式模具)反壓充型擠壓鑄造工藝極為相似。
用普通臥式壓鑄機進行擠壓壓鑄生產，由于是閉模充型，它不但可生產比傳統(tǒng)立式擠壓鑄造機開模澆注方法生產復雜結構的零件，而且由于壓射系統(tǒng)也比用四柱油壓機改造而成的擠壓鑄造機更完善，它也比立式閉模反壓擠壓鑄造方法可生產出更復雜的零件，其復雜系數與傳統(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)臥式壓鑄機應用擠壓壓鑄工藝，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，它對模具結構、模具承力和模具成本產生決定性影響。新設計生產的擠壓壓鑄機必須充分考慮這個問題。
值得注意的是，擠壓壓鑄模承擔高壓擠壓補縮，它比傳統(tǒng)壓鑄模應具有更高的機械強度，應參考鍛壓模具的設計規(guī)范進行承壓強度設計，其頂出桿所需強度也比傳統(tǒng)壓鑄模具的大。要更好解決擠壓壓鑄模具的強度和剛度這個問題，必須簡化擠壓壓鑄模具的結構，這就要按擠壓壓鑄工藝對傳統(tǒng)壓鑄機進行徹底的改造，或應用真正的擠壓壓鑄機了。
三、新型擠壓壓鑄機的設計和傳統(tǒng)壓鑄機的改造簡述
在傳統(tǒng)壓鑄機的基礎上改造擠壓壓鑄機，有兩種途徑：
一是生產壓鑄機的廠家，按擠壓壓鑄工藝的特征，設計生產適應性廣的全能的擠壓壓鑄機。壓鑄機生產廠家按該技術思路設計生產的具有相同鎖模力和擠壓力的擠壓壓鑄機，整機的制造成本只比普通壓鑄機高3%左右。具體改進方案可參考該技術相關的專利文獻介紹。
二是現有的壓鑄廠家對其自有壓鑄機自行改造。
改造傳統(tǒng)的全液壓式鎖模壓鑄機為擠壓壓鑄機，成本是最低的，它只要在設備上加上鎖模機構，成本在5000元至1萬元左右，設備型號噸位大小，相差并不大。
曲肘式鎖模壓鑄機在一般機械廠都能完成改造工作。改造費用一般為設備價值的5%左右。將一臺鎖模力為500噸的曲肘式壓鑄機改造為一臺同時具有500噸鎖模力和的擠壓補縮力的擠壓壓鑄機，成本約3萬元。
兩種不同類別壓鑄機改造成的擠壓壓鑄機，其擠壓壓鑄模具結構會有所差異，這是設計人員需要留意的。有關擠壓壓鑄模具的特點，將另文介紹。
四、結語
擠壓壓鑄工藝與裝備技術的提出，使擠壓鑄造技術大大向前邁進了一步，但它還是一個新生事物，有待同行們在實踐中豐富和提高。
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