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压铸工艺管理

2013/12/24    来源:万方数据    作者:金海伟  崔爱军      
关键字:压铸  压铸工艺  压铸件  
除了压铸模、压铸机对压铸件的质量影响外,压铸工艺也是影响压铸件质量的重要因素,没有一个良好的压铸工艺,是不可能生产出合格的压铸件的。做好压铸车间的压铸工艺管理工作是保证压铸件质量的基础,根据压铸车间规模的不同,产品要求的不同,管理层次、人员配备都会有所变化。本文仅以中等规模、产品多样,以及管理结构紧凑的压铸车间为例,对工艺管理做简要的陈述。

一、新产品开发阶段的工艺设计

    压铸工艺设计的基本任务是:根据新产品的结构、质量要求,预计的模具状况、采用材质,以及使用的压铸机型号等因素,围绕提高效率,改善质量,以及增加效益等要求,来制订工艺方案。压铸工艺的设计必须根据压铸生产特点和生产的规律性来确定内容和要求。

    压铸生产是一个复杂的系统工程,工艺控制环节复杂,工艺参数繁多,生产中应尽量减少所有可能影响产品质量因素的波动范围,只有在各因素稳定的前提下才能谈工艺的合理性,否则将不可能获得稳定的产品质量。压铸工艺设计要充分考虑产品的特性要求,根据产品要求设计合理的工艺要求。所有工艺管理内容围绕如何满足充型时所需的温度、速度、压力等倒推展开。

    压铸机和压铸模组成了一个压铸系统,该系统应该具有尽可能大的工艺“适应性”,即调整工艺参数的范围能够尽可能大,能适应多变的生产条件,获得高质量的铸件。利用P_Q2图的“窗口”技术,可以对压铸进行匹配优化。虽然优化后的压铸系统工艺参数的取值范围得以扩大,但这不是本文所要讨论的范围,本文主要是针对实际生产中那些被忽略的工艺条件作简要的论述。

    1.浇注温度的选择

    在工艺设计时根据经验或理论可选择合适的浇注温度范围,但填充时的金属液温度是无法直接测量和监控的,只能通过控制保温炉中的金属液温度来实现,然而保温炉中金属液的温度状态并不代表填充时金属液的温度状态,这就需要控制金属液离开保温炉后的热量损失,特别是在进入压射室后,压室充满度越低,单位时间内温度下降越明显,不同的产品还应根据慢压射速度的不同,选择适宜的保温炉温度。同时选择慢压射速度时也必须考虑铝液的热量损失和流动性。

    2.慢压射速度的控制

    慢压射速度的控制在现有的压铸工艺中并没有得到足够的重视,反映在实际情况中就是多数工艺人员设计的工艺卡上无明确要求,操作者不知道如何调整,工艺人员也无法对慢压射速度进行有效的测控。每次更换模具后,几乎无人进行慢压射速度的调整。不过在高端设备和近几年生产的压铸机上都加强了这方面的控制能力。慢压射速度的调整原则是既不过多地降低合金液温度,又有利于排除压室中的气体。

    理论计算公式一般采用下式:

慢压射速度计算公式

    式中,v-慢压射速度;
    d-冲头直径;
    K-压室充满度。

    其实仔细研究后发现:通过精确的控制,保证充型时金属液有良好流动性,以及在压铸填充过程中,压射冲头向前推进的速度大小直接影响铸件的质量。

    如附图所示,当压射冲头在第一阶段的运动速度太低或太高时,都不利于压室中气体的排出。为有效消除压铸件气孔,在此阶段压射冲头可采用匀加速运动,即压射速度由零逐渐增高到一合适值,金属液在压射冲头的推动下,既不会从浇注口溅出,又能形成光滑的波幅将空气排出,这是获得优良压铸件的前提。因为慢压阶段在铝液中卷入的气体和表层氧化皮,将极有可能在充型中后期进入产品内部,那些无法进入渣包的氧化皮或没有排除的气体,必将形成较严重的内部缺陷。

    影响慢压射速度的因素如下:

    (1)设备慢压射控制阀的开度大小。

    (2)慢压射的压力。

    (3)压射冲头和压射室之间的阻力,主要考虑润滑、配合间隙和金属液流动性。

    (4)考虑如何减小压射开始时金属液的波动,特别对于压室充满度高的产品,较大波动直接可能封闭浇注口,使压室内气体不能顺利排出。

    3.其他参数

    关于压铸工艺其他参数的设计,各种参考书都给出了不同的经验值和公式,大家可以根据实际情况选择、优化,本文只根据实践经验为车间管理工艺者提供分析问题的思路,希望大家不要被各种理论束缚,一切从实际出发,用系统的方法,不断优化自己的工艺文件,尽量使“压铸作业指导书”控制到压铸生产的每一个细节,向实现各环节“标准作业”或“全自动”生产努力。

责任编辑:蔡虹
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