挤 压铸造技术发明了65年,它所具有强大的技术优势,已为 机械制造工艺行业所重视。可惜受传统思维方式和装备研制滞后的制约,挤 压铸造的优势仍未得以最充分的展现。现时挤 压铸造工艺基本以开式浇铸立式挤压方式进行,与工效最高的卧式冷室 压铸工艺未能实现兼容。近年发展起来的立式闭模充型挤 压铸造,与40年前发明的"精、速、密" 压铸原理一样,都是以压射机构进行补缩,其公称压力有限,并未达到挤 压铸造的补缩比压要求,严格来说,还不能算作真正意义上的挤 压铸造。
与 压铸技术相比,现有挤 压铸造设备工效不高,零件成形尺寸精度低,成本相对较高。由于设备的自动化程度低,对工人的技能要求较高,操作难度较大,劳动强度高。同样的零件,挤 压铸造工艺的车间成本约为 压铸工艺的2-3倍。加上压射系统不完善,结构复杂的零件难以 生产出来,限制了挤 压铸造工艺的广泛应用。
挤 压铸造工艺推广应用所存在的问题,是由于装备发展的滞后产生的。现时传统的挤 压铸造工艺与装备,最大的症结在于未能真正与传统 压铸装置的压射系统有效结合,合模、锁模与挤压如何很好地结合起来是其关键的问题。不突破这一点,挤 压铸造的工艺潜能就不能完全发挥出来,其对传统 压铸工艺的替代性优势也就难以充分表达,传统 压铸技术也不能借此技术进复合而跃上一个新台阶。
1.传统 压铸工艺与装备技术已相当完善,特别是卧式冷室 压铸机及卧式 压铸工艺,它的压射与合模锁模装置,具有极强的工艺适应性。因此,挤 压铸造工艺如果不能与传统 压铸装备相结合,将制约它的广泛应用。跨出这一步,挤 压铸造技术将出现另一个分支,这就是挤压 压铸技术。换言之,在传统 压铸机的基础上应用挤 压铸造技术,就是挤压 压铸技术。根据挤压 压铸自身工艺的特点,对传统 压铸机进行相应的完善改造,这套设备就是一台全新的挤压 压铸机了。
2.在此还要细分和明确两个概念,即合模力和锁模力(或称锁模抗力)。合模力是指推进动模所需的向前的动力,锁模力则是为抵抗充型、胀型所需的抗力,它可以只是一个静力(反作用力)。因此,以传统 压铸机直接应用挤压 压铸工艺,只能利用其合模力,也只有合模力才是一个向前推进的动力。合模力的大小,决定了挤压补缩力的大小。因此,全液压式传统 压铸机,其最大合模力就是其最大的锁模力,也可作为其挤压补缩力。而曲肘式 压铸机的最大向前挤压力等于其合模油缸力乘以锁模机构的杠杆比,但最大也不能超过其锁模机构所能承受的抗压强度。用这种设备进行挤压 压铸,由于其合模初期位置并未到达合模机构的自锁"死点",而挤压终结位置才是其最大锁模抗力的"死点",若以同样 压铸比压充型,所能 生产的零件的投影面积有所减少。
3.认识挤压 压铸技术的主体技术特征及其强大的技术经济优势
挤压 压铸的主体技术特征,是体现"普通 压铸充型,挤 压铸造补缩"原理,它是利用现有 压铸机完善的压射系统进行充型,它也是挤压 压铸工艺的重要特征:挤压 压铸工艺强调的是在满足充型条件下,尽可能采用最低的充型比压和速度,这种工艺思想,对要低压充型的各种厚大零件和成功实现带型芯 压铸是一个莫大的优势。以挤压 压铸的工艺性推测,一台同时具有500吨锁模力和500吨挤压力的挤压 压铸机,即可对付现时九成以上的 压铸件 生产,使用500吨以上锁模力的传统 压铸机,已是一个很不经济的做法,对小型 压铸厂来说,则具有极大的投资风险。 挤压 压铸工艺所蕴含技术经济能量是令人惊叹的。一个同等规模的挤压 压铸厂,其设备投资将可比传统 压铸厂减少三分之二以上,其工艺适应性却能覆盖除翻砂 铸造外绝大部分的 铸造成型。
以卧式 压铸机为例,这种传统装备不用新增加 机械装置,也能应用挤压 压铸工艺,也能 生产挤压 压铸件,只是所 生产的零件结构稍为简单,零件的厚度尺寸精度受到一定的限制。
由于传统卧式 压铸机并没有一个专用的挤压补缩机构,合模机构须同时承担合模和挤压补缩功能,所用的挤压 压铸模具, 设计的凸模是必须是整个零件投影面积,实质是一个"冲头",与开式挤 压铸造机所用 模具相似,是一种最传统、典型的挤 压铸模具结构。
因此,在传统卧式 压铸机上应用挤 压铸工艺,需要控制好其合模的尺寸精度。最简单的办法,可通过所谓的"实时控制"控制好合模的准确位置。通过在 压铸机上增加一个"位置电控"开关,并对 压铸机的逻辑电路作相应的调整。 压铸件厚度精度,受制于这个"位置电控开关"的可控精度。通过这样改进,整个挤压 压铸工艺与现有的立式闭模(冲头式 模具)反压充型挤 压铸造工艺极为相似。
用普通卧式 压铸机进行挤压 压铸生产,由于是闭模充型,它不但可 生产比传统立式挤 压铸造机开模浇注方法 生产复杂结构的零件,而且由于压射系统也比用四柱油压机改造而成的挤 压铸造机更完善,它也比立式闭模反压挤 压铸造方法可 生产出更复杂的零件,其复杂系数与传统 压铸工艺是一样的。
用传统卧式 压铸机应用挤压 压铸工艺,还有一个很不同的特征是其顶出装置。传统 压铸机一般使毛坯留在动模,而挤压 压铸工艺则是留在动模或静模两种情形都可存在,它对 模具结构、 模具承力和 模具成本产生决定性影响。
值得注意的是,挤压 压铸模承担高压挤压补缩,它比传统 压铸模应具有更高的 机械强度,其顶出杆所需强度也比传统 压铸模具的大。 要更好解决挤压 压铸模具的强度和刚度这个问题,须简化挤压 压铸模具的结构,这就要按挤压 压铸工艺对传统 压铸机进行彻底的改造,或应用真正的挤压 压铸机了。
二是现有的 压铸厂家对其自有 压铸机自行改造改造传统的全液压式锁模 压铸机为挤压 压铸机,成本是最低的,它只要在设备上加上锁模机构,成本在5000元至1万元左右,设备型号吨位大小,相差并不大。 曲肘式锁模 压铸机在一般 机械厂都能完成改造工作。改造费用一般为设备价值的5%左右。将一台锁模力为500吨的曲肘式 压铸机改造为一台同时具有500吨锁模力和的挤压补缩力的挤压 压铸机,成本约3万元。
四、结语
挤压 压铸工艺与装备技术的提出,使挤 压铸造技术大大向前迈进了一步,但它还是一个新生事物,有待同行们在实践中丰富和提高。
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