【摘要】：壓鑄機是生產各種形狀合金鑄件的重要設備,壓鑄產品的好壞與壓鑄機的壓射過程息息相關。壓射系統(tǒng)作為壓鑄機的核心,已是當前壓鑄行業(yè)研究的熱點之一。為此,本文針對壓射實時控制系統(tǒng)關鍵技術—壓射液壓系統(tǒng)進行研究,對現(xiàn)有壓鑄機普遍所使用的壓射系統(tǒng)進行理論分析,設計了一種壓射系統(tǒng)的新方案,并以某一典型壓鑄機為例,對新方案進行試驗驗證。具體工作如下:本文從現(xiàn)有壓鑄機普遍使用的壓射系統(tǒng)進行入手分析,發(fā)現(xiàn)它們普遍存在壓射末端的增壓壓力小,缺乏壓射速度的調控和能耗較大的缺點。為此,本文設計了一種新的壓射方案,使用了一種套缸式結構的壓射油缸,并采用出口節(jié)流調速,改進了傳統(tǒng)的壓射系統(tǒng)。借助某一典型壓鑄機作為試驗驗證平臺,按照新方案對其結構參數(shù)進行設定,經過理論計算,得到該新方案可有效的擴大增壓比,增加對壓射速度的調控能力并降低系統(tǒng)的能耗。通過對新方案中主要元件的數(shù)學建模,對系統(tǒng)進行了模擬仿真,確認了該壓射系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并對系統(tǒng)進一步優(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上進行實驗。在實驗中,該壓射系統(tǒng)可較好的受控,并通過對實驗中壓力變化情況的測量,表明該新壓射系統(tǒng)可提供6.9倍的實際增壓比,大于現(xiàn)有壓射系統(tǒng),且實驗測得的最快建壓時間僅為28ms。本文所設計的壓射系統(tǒng)新方案對現(xiàn)在普遍所使用的壓射系統(tǒng)的缺點有較大的改善,對提高壓鑄機壓射性能的研究具有重要意義。
【學位授予單位】：機械科學研究總院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG233.1
【圖文】：

圖 1.1 臥室冷室壓鑄機（1）合模機構 驅動壓鑄模進行合模和開模的動作，當模具合攏后，具有足夠的能力將模具鎖緊，確保壓鑄機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，是表征壓鑄機大小的首要參數(shù)[12]。（2）壓射機構 指壓鑄機壓射時，料筒依照工藝指定的壓射速度對壓室內的金屬熔液進行壓射，使金屬熔液經過澆道和內澆口后，填充滿模具型腔，在其內部開始凝固[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，實現(xiàn)初始位置復位。完成此動作的機構即為壓鑄機的壓射機構部分[14]。（3）液壓系統(tǒng) 是壓鑄機實現(xiàn)各種動作的驅動單元。（4）電控系統(tǒng) 按照壓鑄工藝的動作邏輯控制壓鑄機的運動，并控制壓射速度、壓射壓力等重要工藝參數(shù)的大小。（5）機架及零部件 所有零部件與壓鑄機機架之間通過裝配連接，構成壓鑄機機械機體。

圖 1.2 壓鑄機國內專利申請量的變化情況在國外，壓鑄技術最早起源于印刷工業(yè)中的鉛字鑄造技術。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[21]。在 1822 年，一種用活塞壓射的鑄字機由美國 William Church 發(fā)明制造，其可達到日產 1.2~2 萬字鉛字的日產量[22]。在 1838 年，美國 David Bruce 生產了一臺效率更高的鑄字機使其在世界上得到廣泛利用[23]。在 1849 年，J.J.Sturgiss 設計制造了第一臺手動活塞式熱室壓鑄機，并在美國獲得了專利權，這就是壓鑄機的最初形態(tài)[24]。在 1868 年，英國人 Charles Babbage 應用手動壓鑄機鑄造出了機械式計算機零件，開創(chuàng)了使用帶有刃邊澆口的模具進行零件生產的壓鑄技術[22]。在 1872 年，出現(xiàn)了一種小型手動式壓鑄機，依照唧筒式原理進行壓射，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行壓力提升，即增壓壓射，這就是熱室壓鑄機壓射結構的最初形態(tài)。1877 年，Dusenbury 發(fā)明了一種既具有原始壓鑄機壓射結構又具有可以水平移動的模具的壓鑄機，開辟了模具水平開合的先河，標志著典型熱室壓鑄機的出現(xiàn)[23]。

【參考文獻】

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本文編號：2741192