【摘要】：壓鑄機(jī)是生產(chǎn)各種形狀合金鑄件的重要設(shè)備,壓鑄產(chǎn)品的好壞與壓鑄機(jī)的壓射過程息息相關(guān)。壓射系統(tǒng)作為壓鑄機(jī)的核心,已是當(dāng)前壓鑄行業(yè)研究的熱點(diǎn)之一。為此,本文針對壓射實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)—壓射液壓系統(tǒng)進(jìn)行研究,對現(xiàn)有壓鑄機(jī)普遍所使用的壓射系統(tǒng)進(jìn)行理論分析,設(shè)計(jì)了一種壓射系統(tǒng)的新方案,并以某一典型壓鑄機(jī)為例,對新方案進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。具體工作如下:本文從現(xiàn)有壓鑄機(jī)普遍使用的壓射系統(tǒng)進(jìn)行入手分析,發(fā)現(xiàn)它們普遍存在壓射末端的增壓壓力小,缺乏壓射速度的調(diào)控和能耗較大的缺點(diǎn)。為此,本文設(shè)計(jì)了一種新的壓射方案,使用了一種套缸式結(jié)構(gòu)的壓射油缸,并采用出口節(jié)流調(diào)速,改進(jìn)了傳統(tǒng)的壓射系統(tǒng)。借助某一典型壓鑄機(jī)作為試驗(yàn)驗(yàn)證平臺,按照新方案對其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,經(jīng)過理論計(jì)算,得到該新方案可有效的擴(kuò)大增壓比,增加對壓射速度的調(diào)控能力并降低系統(tǒng)的能耗。通過對新方案中主要元件的數(shù)學(xué)建模,對系統(tǒng)進(jìn)行了模擬仿真,確認(rèn)了該壓射系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并對系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化。最后,將新方案壓射系統(tǒng)制造并搭配入這臺典型壓鑄機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,該壓射系統(tǒng)可較好的受控,并通過對實(shí)驗(yàn)中壓力變化情況的測量,表明該新壓射系統(tǒng)可提供6.9倍的實(shí)際增壓比,大于現(xiàn)有壓射系統(tǒng),且實(shí)驗(yàn)測得的最快建壓時(shí)間僅為28ms。本文所設(shè)計(jì)的壓射系統(tǒng)新方案對現(xiàn)在普遍所使用的壓射系統(tǒng)的缺點(diǎn)有較大的改善,對提高壓鑄機(jī)壓射性能的研究具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：機(jī)械科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG233.1
【圖文】：

圖 1.1 臥室冷室壓鑄機(jī)（1）合模機(jī)構(gòu) 驅(qū)動壓鑄模進(jìn)行合模和開模的動作，當(dāng)模具合攏后，具有足夠的能力將模具鎖緊，確保壓鑄機(jī)在壓射填充的過程中模具分型面不會脹開。此鎖緊模具的力稱為鎖模力，單位 kN，是表征壓鑄機(jī)大小的首要參數(shù)[12]。（2）壓射機(jī)構(gòu) 指壓鑄機(jī)壓射時(shí)，料筒依照工藝指定的壓射速度對壓室內(nèi)的金屬熔液進(jìn)行壓射，使金屬熔液經(jīng)過澆道和內(nèi)澆口后，填充滿模具型腔，在其內(nèi)部開始凝固[13]。隨后給正在凝固的金屬熔液保持一定的壓力，直至其完全凝固，即壓射完成，在壓射動作完成后，壓射沖頭往回退，實(shí)現(xiàn)初始位置復(fù)位。完成此動作的機(jī)構(gòu)即為壓鑄機(jī)的壓射機(jī)構(gòu)部分[14]。（3）液壓系統(tǒng) 是壓鑄機(jī)實(shí)現(xiàn)各種動作的驅(qū)動單元。（4）電控系統(tǒng) 按照壓鑄工藝的動作邏輯控制壓鑄機(jī)的運(yùn)動，并控制壓射速度、壓射壓力等重要工藝參數(shù)的大小。（5）機(jī)架及零部件 所有零部件與壓鑄機(jī)機(jī)架之間通過裝配連接，構(gòu)成壓鑄機(jī)機(jī)械機(jī)體。

圖 1.2 壓鑄機(jī)國內(nèi)專利申請量的變化情況在國外，壓鑄技術(shù)最早起源于印刷工業(yè)中的鉛字鑄造技術(shù)。1803 年，由于印刷活字的需求量越來越多，美國 William Wing 發(fā)明了第一臺鑄字機(jī)[21]。在 1822 年，一種用活塞壓射的鑄字機(jī)由美國 William Church 發(fā)明制造，其可達(dá)到日產(chǎn) 1.2~2 萬字鉛字的日產(chǎn)量[22]。在 1838 年，美國 David Bruce 生產(chǎn)了一臺效率更高的鑄字機(jī)使其在世界上得到廣泛利用[23]。在 1849 年，J.J.Sturgiss 設(shè)計(jì)制造了第一臺手動活塞式熱室壓鑄機(jī)，并在美國獲得了專利權(quán)，這就是壓鑄機(jī)的最初形態(tài)[24]。在 1868 年，英國人 Charles Babbage 應(yīng)用手動壓鑄機(jī)鑄造出了機(jī)械式計(jì)算機(jī)零件，開創(chuàng)了使用帶有刃邊澆口的模具進(jìn)行零件生產(chǎn)的壓鑄技術(shù)[22]。在 1872 年，出現(xiàn)了一種小型手動式壓鑄機(jī)，依照唧筒式原理進(jìn)行壓射，通過沖頭推送金屬熔液并依靠彈簧的彈力在壓射桿壓射后對其進(jìn)行壓力提升，即增壓壓射，這就是熱室壓鑄機(jī)壓射結(jié)構(gòu)的最初形態(tài)。1877 年，Dusenbury 發(fā)明了一種既具有原始壓鑄機(jī)壓射結(jié)構(gòu)又具有可以水平移動的模具的壓鑄機(jī)，開辟了模具水平開合的先河，標(biāo)志著典型熱室壓鑄機(jī)的出現(xiàn)[23]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2741192