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布勒两板压铸机合模系统介绍
发布日期:2015-09-25  来源:布勒公司  作者:卢宏远 邹智厚 卢敏 越晓栋 宋清  浏览次数:522
核心提示:两板压铸机和三板压铸机的区别主要在于合模系统。两板压铸机的合模系统去除了三板压铸机的后座板,只含有动模板和定模板。同时,在4根大杠尾端增加随动锁紧机构取代了曲肘机械。两板合模系统主要由动模板、定模板、大杠、随动锁紧机构及合模缸组成,4根大杠仍然作为动、定模的连接及锁紧构件,但长度缩短,并在尾端增加了夹持齿槽,随动锁紧机构中包括对螺母和锁紧油缸。对开螺母能够打开和闭合,闭合时与大杠上的夹持齿槽啮合,找开时解除啮合。锁紧缸是一个薄型液压室,用于拉伸大杠锁紧模具。开合模缸位于动模板后端,完成开合模动作。
近年来,压铸业努力提高自身的创新及竞争能力,全力扩大市场,不断将其他工艺生产的产品向压铸工艺转化.取得了挺大的利益。压铸市场的不断拓展.除去对压铸生产技术形成挑战外,也对压铸机提出了更高的要求。压铸机制造商必须不断应用新技术.改善设备的性能l效率及可靠性等.提高压铸企业的生产能力。布勒公司在深人研究二模板压铸机在压铸生产中的工作状况和问题后.于2006年制造出carat两模板压铸机。该机型具有比三模板压铸机更好的工作特性,在欧洲推出后.很快赢得客户的肯定及好评。耳前布勒公司在欧洲市场售出的大型压铸机(10 000 kN以上)绝大部分为Carat两扳机型。2009年年底,两板压铸机开始销人中国。2010年已有不同台模力的两板压铸机在中国陆续安装厦投^使用,中国压铸业也将拥有目前世界上鼠先进的匪铸机,承担高品霞压铸件的生产任务,为了使中嘲压辞界更好地r解两模板压铸机,笔者将从两板出铸机台模系统的基本结构、工作原理,工艺优势等几个方面对其进行介绍,并给出一些应用实例。

1  三板压铸机合模系统

传统压铸机的合模系统都含有后座机(尾板)、动模板和定模板,习惯称为三板压铸机。在中国,三板压铸机经历了全液压式和曲肘式两种合模系统。全液压合模系统在20世纪90年代“前的国产压铸机上较为多见,其结构是在压铸机后鹰板L装有犬型油缸.开合模及锁紧动作均由该油缸完成,即液压开合模、液压锁紧.见图1。全液压合模系统的优点足开合模动作平稳.在允许的模具厚度范围内,可在任意位置锁紧模具.无需调整压铸机的后座板位置。更换横具方便。但全液压合模机构使用大容量油缸提供合模力.压射时容易产生退让现象.造成飞料和压铸件飞边。此外.大容量液压缸加工精度要求高,只适用小型压铸机.所以全液压合模机构在20世纪90年代以后基本被淘汰。


图1  全液压合模机构示意图
1、后座板 2、动模板 3、定模板

曲肘式舍模系统依靠曲肘的弯曲及伸展完成开台模动作,井牲伸直状态下将模具锁紧.其锁紧的可靠性主要取决于曲肘系统及大杠的刚度,见 图2。曲肘合模系统的开合模动作由液压完成,锁紧由曲肘完成,即液压开合模、机械锁紧。目前几乎所有压铸机都采用曲肘式台模系统。
曲肘式合模系统的优点是锁紧可靠,动作快速,且适合合模力不同的压铸机。缺点是对锁紧位置要求精确,必须在必须在曲肘完仝伸直(死点)仲置时才能将模具有效锁紧。对于不同百度的模具,必须要精确调节压铸机后座板的前后位置如果更挠模具频繁.这种调节比较烦琐和费时。在生产中如果模具受热膨胀,还会导致大杠受力情况发生变化。此外,当模具厚度在4个锁紧位置有偏差时,且4个锁紧螺母不能进行单独调节时,会导致大杠受力不均。

2 两板压铸机台模系统

两板压铸机和三板压辟规的区别主要在于合模系统。两板压铸机的合模系统去除了三板压铸机中的后座板.只含有动模板和定模扳,所以称为两板压铸机.同时.往4根大杠尾端增加了随动锁紧机构取代了曲肘机构。两板堆铸机的开合模动作仍由陵压缸完成.锁紧动作则由随动锁紧机构完成.与三板压铸机的曲肘式合模系统相比.两模板合模系统的最大特点是在限定范围内的任何位置可直接锁紧模具,锁紧灵活可靠.且适合各种合模力的压铸机.


2.1 基本结构及主要构件

两板台模系统主甓由动模板、定模板、大杠、随功锁紧机构成台模缸组成.见周3.4根大缸仍然作为动、定模的连接及锁紧构件.但长度缩短,井在尾端增加了夹持齿槽。随动锁紧机构中包括对开螺母和锁紧油缸.见图4。对开螺母能够打开和闭合.闭合时与大杠上的夹持齿槽啮合.打开时解除啮合,锁紧缸是一个薄型液压室.用于拉伸大杠锁紧模具。开合模缸位于动模板后端,完成开合模动作。


2.2  工作原理
两板压铸机的开合模方式是通过开合模油缸直接驱功动模板前后移动.完成开合模动作。在开合摸油缸驱动动模扳进行开合模动作时.随动锁紧机构中的对开螺母处于打开状态,动模板沿导轨及大杠可自由移动。当开合模驱动动模板向前移动至动、定模分型面接触时,对开螺母闭合,与大杠上的夹持齿槽啮合,使之不能回退。之后,锁紧油缸充入高压油,油缸膨胀将模具锁紧,见图5。两板压铸机的锁紧是使用对开螺母的夹持作用与锁紧油缸的膨胀联合完成。因此,两板压铸机是液压开合模、机械-液压联合锁紧。两板锁紧机构的锁紧力F由锁紧油缸在开合模方向上的面积S与液压P决定,其大小等于液压没的比压乘以锁紧油缸的截面积,即F=P*S。对于一定合模力的压铸机,锁紧油缸的截面积S的大小一定,其原则是形成的最大锁紧力必须保证大杠的拉伸长充或拉伸率在设计范围内。


3  两板合模系统的技术优势
两扳合模系统综合了机械厦全液压锁紧机构两者的长处.其茬术优势可归纳为H下几十方面。
 
3.1 锁紧位置灵活
在允许的模具厚度范围内.两板合模系统可在任意位置锁紧横具.保证合模力均匀.锁紧可靠.并消除了模
具厚度变化对合模力的影响。

3.1.2  合模力分布均匀
在三模合模系统中,合模力的调节是通过旋转大杠尾部的锁紧螺母进行,主要有链轴调节和中心调节方式两种。见图6。在这类调节系统中,要对大杠进行单独调节,需要分离整体调节系统,过程麻烦,尤其是中心调节方式。而两板锁紧系统采用4个独立的油缸对4根大杠分别锁紧,即使在模具动、定模座板安装平面或分型面存在一定的不平行度,也可以保证每根大杠的锁紧力完全相等。

3.1.3  模具厚度变化自动补偿
 
压铸合模力的建立是以大杠的拉伸为代价,即要形成,一定合模力,大杠就必须被拉伸一定的长度。大杠合
模力与拉伸长度之耐的关系可参考圈7所示曲线.其中P点所对应的应力为弹性极限.通常.大杠的工作区章是在某一点G以下,G点的位置与所选取的保险系数有关,各压铸机公司会有所不同。在压铸生产中,由于模具受到热作用可能会产生膨胀现象。如果不能及时调整,模具膨胀现象会导致大杠应力增加,拉伸增长,如果大杠长期过度拉伸,将会影响大杠的使用寿命,同时也会导致模具所受压力增加,对大杠和模具都有害。两板合模系统能够对模具受热膨胀等类似的模具厚度变化实现自动适应.保证合模力恒定,消除模具厚度变化影响合模力的现象,使大杠和模具总是在良好的状况下工作。

3.2  机器长度缩短
由于去除了后座板和曲肘.两扳压铸机的大杠长度
明显缩短。相比三板压铸机.不同合模力的两板压铸机总长度缩短了1.5~2.0M。见图8。长度缩短,减少了机器的占地面积,可提高车间容量及产出率。或者在同样数量的机器容量下,车间变得宽敞,物流通畅,车间工作环境改善。机器长度缩短除了节省占地面积外,还能提高机器的整体刚度和运行稳定性,对铸偷看 的精度控制有利。

3.3  节能

表1 显示了布勒三板压铸机和两板压锛仇两种机型的电机功率。机器合模力一栏中斜杠前的数字为三板机的合横力值.斜杠后的数‘字为两板机的合摸力值。由表1中可以看出.即使在两板机含嫫力稍大的情况下,其电机功率也小于传统三机。两板机的节能效果为11%~27%,在目前提倡节能及绿色生产的情况下.这也是非常引人关洼的优势。

3.4   开合模速度快
曲肘合模机构采用涟雎缸驱动曲肘.由曲肘带动动模板做开合模运动。或者说曲肘机构的开合模动作首先是将液压油缸的直线运功转化成曲肘的伸展和弯曲动作.之后又将曲肘的伸展和弯曲动作转化成动模板的直线运动.多次的运动转换对机构的运行速度限制较大。两压铸机采用液压缸直接驱动模板做开合模动作.运行速度快.因而可以缩短压铸循环时阿.提高整个压铸机的运行效率。如果考虑两板压铸机合模系统的调整时间缩短以及平行动作.使用两板压铸机可以提高压铸生产效率。

3.5  活动部件减少

与三板压铸机相i比.两板压铸机的合模系统大大简化.见图9。活动部件明显减少.润滑部位明显减少.合模系统几乎不再需要润滑油管。从使用结果看,整个合模系统磨损低,维护成本低,工作可靠性更高。


3.6 大杠完全抽出

两模板压铸机大杠抽出更加灵活快捷,大杠无需防护套,可完全抽出至和动模板安装面平齐,见图10.整个模区开阔,对模具更换没有障碍,换模操作更加便利。

4  两板合模系统验证及使用效果

艇铸饥的町靠性对雎铸生产至关重要.市勒公司在Carat 两板压铸机投产之前.进行了长期的技术研发。从两板合摸系统的结构、原理到各种零部件的设计与制造,都经过了严格的验证。其中合模系统总成经过了400万扶循环运转,相当于12年实际生产的循环教量。整机经过2年时问、3班实制实际生产的验证。Carat 压铸机在欧洲进行了多种铸件的生产,效果良好。图11是TCG Unitech公司在产的镁合金压铸件.其中图11a所示的铸件由三板压铸机生产.图11b所示的铸件由两板压铸机生产。在使用相同合模力.相同的压射速度。相同的增压压力的情况下,由于两板机合模系统完善的锁紧功能,消除了铸件飞边的现象。图12是宝马公司2008年购入的40 000Kn Carat两板压铸机,该机在宝马公司技术中心主要用于技术开发,开发压铸项目。图12中压铸件是宝马公司镁包铝直列六缸压铸缸体,缸体内套用铝合金制造,满足使用要求。外套由镁合金制造,缸体质量减轻,缸体品质完全满足使用要求。
图13 是德国DGS公司使用28 000KN Carat 两板机生产的可焊接和可热处理的汽车结构件,其性能达到了当前铝合金压铸件的极限水平。从两板压铸机投入市场以来的整体运行情况看,前述的两板机优势得到 了充分体现。在正常运转时间、铸件质量、废品率、生产率、工艺灵活性及运行成本等方面,都获得了用户的充分认可。
 

5  结束语

压铸业的不断发展.需要性能更加优良的压铸设备。两模板压铸机的合模系统能够使压铸机和压铸模具达到更好的I作状态,并且具有占地面i积小、高效率、节能等-系列优点.更能够满足现代化压铸生产的要求。两板压铸机已在各种铸件的实际生产中得到验证.其优势明显.获得用户肯定。两模板压铸机为压铸生产提供了更为先进的生产手段,将会成为近期压铸机技术发展的一个方向。相信今后几年会有更多的压铸机厂商跟进两板机技术及进入两板机市场。
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