简介

一台压铸机能够消费压铸公司超出万美元的消费，而一台高端的飞驰汽车也便是这个造价的30%。它们都须要业余人士的看护使其维持精良的状况，让它们在最优化的状况下实行做事。

设施功率

咱们先容过，实用于汽车的物理法则相同实用于压铸设施的冲头。一台汽车，行驶越快那末加快才力下落得越多，直到全速行驶耗尽鼓动机整个功率时，加快才力降到最低。即使是在爬坡的话，将没有残余功率支柱从而致使速率下落。而低速行驶时，加快器所须要的功率不大，那末有充裕的残余功率以恒定速率爬坡。关于压铸机来讲，情理是相同的。即使冲头速率较慢那末有充裕的残余功率将金属促成模具型腔。即使冲头速率较快，那末功率大多都用在鞭策冲头的速率上。下图中的每一个柱状体代表设施能够运用的能量，白色部份代表使汽车大概冲头维持这个速率的功率，灰色部份体现残余的可运用的功率。在压铸机里则代表将液态金属推过浇口并促成模具型腔可运用的功率。

必要速率下运用的和残余的功率示用意

PV2图

此图被称为压铸设施的PV2图，这边P是指可用的压力。PV2图用于策画是不是能够运用某设施制作某个零件。压铸设施上能够来到的最高速率，即：这时设施的功率统统用于鞭策冲头来到这个速率，这个速率被称做”空压射速率”。因而，在空压射速率下，设施没有残余功率来鞭策熔融金属。当冲头是停止时，压力来到最大，这个压力是设施最大的压力(蓄能器压力)。

压力

液压压力的巨细特别紧急，在整个的压铸设施上，压力是能够调度的。但是，咱们感趣味的压力是用于把液态金属推入浇口投入模具型腔的压力，以及增压阶段金属所遭到的压力。因而咱们真实想要的是金属的压力，而不是液压的压力。

因而对压铸人士来讲，PV2图是特别紧急的用具，其绘制出了金属压力和冲头速率的相干。那末，咱们何如从液压策画取得金属的压力呢？

在压铸设施上，液压活塞的表面积要比冲头的面积大许多。活塞和冲头的表面积以及压力之间存在如许的相干。

例如，液压缸活塞的表面直径是毫米而所运用的冲头顶端直径是60毫米那末咱们能够算出强调倍数：

即使液压压力是10MPa那末咱们经由等式的转换能够取得金属的压力：

即使咱们的冲头直径是70毫米那末面积也会变大

因而咱们取得不同的金属压力

在液压压力维持安稳的环境下，金属压力由冲头直径60毫米的62Mpa，变成冲头直径为70毫米的42Mpa。

伯努利方程

大多半的流体的行动是能够经由公式推断况且把持的。有一个公式特别实用况且值得在本节中详细先容。这个便是伯努利方程。

熔融金属的的密度是维持安稳的，因而伯努利方程抒发的意义是让金属崎岖所须要的压力和金属速率的平方成正比。即使咱们议论的是浇口处流体的速率，那末方程抒发的意义是：

但是，咱们的PV2图中，速率是指冲头的速率，不过咱们能够经由策画取得。

咱们晓得，管道中从一侧流入的流领悟从别的一侧流出。在河流中，水流过辽阔的处所流速慢，当来到一个狭隘的处所时，流速变快。对压铸设施来讲，道理是雷同的。锤头的表面积要比浇口的面积大许多，因而金属在料筒中的速率对照慢，而在浇口处速率变快。有一点须要记取的是，压力在统一流体中是维持一致的。

因而，咱们能够经由液态金属流经由浇口的速率来策画冲头的速率：

因而，将金属压进浇口所须要的压力(Pm)与冲头速率(Vp)的平方成正比。

咱们现有的PV2图中，压力是遵循速率的平方实行绘制的。因而关于一个模具，咱们能够绘制出压力与浇口速率的相干图。

图中体现：鞭策液态金属经由内浇口的压力与冲头速率相干

目前假如浇口面积较小，当冲头速率较慢时，浇口处的速率较高。而较高的浇口速率须要较高的金属压力。因而较低的冲头速率时，须要一个对照高的压力将液态金属尽数推入浇口。

当冲头速率照旧较慢时，大的浇口面积响应的浇口速率较低。因而，为了抬高浇口速率，取得充裕的金属压力，须要一个较高的冲头速率。将这些绘制在PV2图上，即下列图所示。

大浇口面积和小浇口面积的直线取决于模具的环境，因而称做模具线。由于别的一条线取决于设施的机能和配置，因而被称做设施线。典范的PV2图下列所示。

典范的压铸设施PV2图，显示大浇口面积的模具线和小浇口面积的模具线

PV2图以及设施参数改动

蓄能器压力

即使蓄能器的压力由于某种道理低落，这会对冲头速率形成极大的影响，因而流量和型腔填充时光也会产生改动。PV2图依下列形式产生改动。

典范的PV2图，蓄能器压力低落所形成的影响

浇口面积较大环境下，蓄能器压力低落20%时，冲头的速率从5.1米每秒低落到4.5米每秒。

浇口面积较大时，蓄能器压力的低落所形成的影响特别庞大。当设施在最大临界速率临近做事时，任何液压压力的改动都市对冲头速率形成特别大的影响。因而，不创议在策画流道和浇口速率时，让设施在冲头最高速率临近运转。

阀门的配置

在许多压铸设施上，速率是由一个高速阀实行把持的。液压油经由阀门的流速是由阀门的开启水平决意的。

即使所示压铸设施典范的阀门把持系统

缩小设施压射压力是经由缩小速率阀门的开启巨细。如答应以减小活塞处的进油量，从而低落速率。在压射进程末了活塞中止活动，阀门开启的量毫无影响，此时还能够取得全数压力(Pm)。

如上图所示，在这个例子中，当冲头速率从5.9米每秒低落到5.2米每秒，再低落到3.8米每秒时，冲头中止时终究的压力都是48Mpa(Pm)。关于浇口面积较小的环境，改动阀开度对冲头速率的影响并不大。因而，能够说关于小的浇口面积，速率阀险些没有影响。这也是为甚么在策画模具时，运用较低的冲头速率，是有危险的。

冲头直径

改动冲头的直径对工艺有下列几个方面的影响。首先，咱们来看一下PV2图：改动冲头的直径关于空压射速率无影响，由于这个速率是在料筒内没有金属存在的环境下冲头能够来到的最高的速率。

增进冲头的直径会致使金属最大压力(Pm)低落。金属的压力是与液压活塞面积和冲头面积两者之间的比例相关。如图所示，冲头直径在60毫米时金属的压力是62Mpa，而当冲头直径变成70毫米时，冲头的最大压力是42Mpa。因而，增进冲头直径将使得效用在金属上的最大压力低落。

典范的PV2图，增进冲头面积的影响

关于流量的影响更显然！即使咱们抉择的冲头速率是4米每秒，那末流量是经由下列方程实行策画取得的：

当冲头直径为60毫米时

当冲头直径为70毫米时

流量（Q)=（平方毫米）×4（米/秒）

=立方厘米/秒

因而将冲头的直径从60增进至70毫米，将使流量从增进到立方厘米/秒。型腔填充时光能够经由流量策画取得：

填充时光=铸件体积/Q

即使咱们假如铸件的体积是立方厘米，那末填充时光便是：

直径60毫米的冲头

填充时光=/

=0.秒

直径70毫米的冲头

填充时光=/

=0.秒

反过来讲，即使冲头直径增进，填充时光期盼维持安稳，那末两种环境下的流量(Q)是相同的。

因而，为了让型腔的填充时光来到像冲头直径在60毫米时的0.秒大概26毫秒，咱们须要保证立方厘米/秒这个流速，只管冲头直径曾经改动成了70毫米。

将方程式转换一下

因而

将冲头直径从60毫米改动到70毫米，冲头面积增进，会致运用于金属填充(增压阶段)金属压力(Pm)的低落，不异的填充时光，冲头的速率须要从4米/秒调度到2.9米/秒。

图示冲头速率低落时，即使冲头直径从60毫米改动到70毫米填充时光固守时金属压力所遭到的影响

“走中心道路”法则

如所议论的，不创议在策画流道和浇口系统时，采用设施很低大概很高的冲头速率。

创议策画模具时，采用来自PV2图中心地带的参数。

流道和浇口策画时所保举的窗口：最快空压射速率的30%到70%之间

也便是冲头速率应当在空压射速率的30%-70%之间。这原来是抉择了一个相对平安的地区。由于浇口面积太小(设施的调度所起的效用很小)大概浇口面积过大(压力柔和的改动会带来庞大的影响)所形成的这些题目均能够很好的防止。

典范的PV2图：显示了不同的冲头直径和压力环境下30-70%的地区设施把持才力最佳

在这个保举的地区里，设施是可控的。这能够保证压铸人员灵验地调度压铸参数，从而取得精良的铸件产物而不会像方今广泛存在的有不成控变数太多，影响产物品质。

模具策画时采用这个数据

就像伯努利方程内部显露的那样，策画压铸模的流道和浇口系统时，面积和速率存在相干，这是特别紧急的。

在安稳的冲头速率和直径下，咱们能够操纵这个相干来预算金属投入浇口的速率。反过来，咱们也能够运用这个相干来评价所请求的冲头速率是不是曾经超出了设施的才力。

举例

冲头直径=60毫米

冲头面积Ap=平方毫米

浇口面积=平方毫米

所需的浇口速率（Vg)=30米/秒

冲头面积和浇口面积的比例特地关键

比例（Ap/Ag)=/

=7.44

即使冲头的面积是浇口面积的7.44倍，那末反过来也创制，即浇口处的速率是冲头速率的7.44倍。咱们采用的浇口速率(Vg)是30米/秒.

因而，冲头速率（Vp)=30/7.44米/秒

=4.0/秒

即使设施的冲头速率达不到4.0米／秒这么快，那末就要思考一个直径更大的冲头了。

新的冲头直径=70毫米

冲头面积（Ap）=平方毫米

比例（Ap/Ag)=/

=10.12

新的冲头速率（Vp)=30/10.12

=2.1米/秒

这是一个既快又方便的法子来探测模具的策画是不是与设施般配。

设施的动态机能

压铸设施的冲头从停止着手在慢速阶段加快到例如0.5米/秒，而后在迅速阶段只是在几分之一秒的时光里加快到10米/秒，接下来又迅速中止。这象征着设施机能遭到许多动态成果的影响。各个挪移部份的分量就变得特别紧急。

压铸机整个活动部份的分量

设施上挪移部份的分量是特别紧急的。让重的物体活动起来的力和停止下来的力都特别大。举例来讲，锤子在手臂使劲的效用下，在锤下的进程中加快。当锤子击打钉子的倏得，锤子加速，此时效用在钉子上的力也特别大，从而将钉子钉入木头前。整个的能量都是在特别短的时光打入钉子。

在压铸设施上，活动的部份包罗：

→冲头

→冲头杆

→液压活塞

→液压缸和液压管道里的液压油

→流道和浇口系统的金属

一旦模具型腔被熔融金属布满，周全系统里崎岖的和活动的部件都在千分之几秒内俄然中止。这对周全系统来讲是一个特别大的打击。这将有大概形成模具的飞边。真相上，许多压铸机这时都有一套液压加速系列，能够缩小打击力，从而模具不会形成飞边。原来，这个环境不是一个题目反而是一个机缘。咱们能够运用这个额外的能量，例如说，在现有设施压铸才力下临盆更大的压铸件产物。

其余，让这些品质的液压油和铁质部件从慢速到迅速活动起来是须要一守时光的。因而，有须要反省一下冲头实践产生的运转动态环境。

让品质中止活动

料筒中的冲头能中止下来，是由于模具型腔内布满熔融金属，金属无处可流。因而周全金属的崎岖堵塞也反对了冲头的活动。冲头只管不大，不过它还波及冲头杆，液压活塞和液压油的品质。整个的这些活动的品质俄然的中止，都市反过来给熔融金属施加压力。所遭到的力取决于这些部份硬件的活动速率。因而，较低的速率活动时，金属遭到的额外的压力对照小，而活动速率较快时，金属遭到的压力对照大，有大概是蓄能器压力的几倍。这能够致使模具型腔内金属压力的脉冲从而致使模具飞边。

压力峰值呈目前填充的末了增压阶段昔日

即使设施有冲头监控系统，能够知晓视察到液压的压力在冲头俄然加速时呈现峰值。一些公司在型腔内运用了压力传感器，视察到金属的压力比液压压力超过好几倍。

举例来讲，吨压铸机的冲头杆和液压活塞的分量大概是千克。在1毫秒内将这个品质的金属中止，假如它们的运转速率是5米/秒，那末经由策画取得：

力=品质×速率的改动/停止所需的时光

=×5/0.N

=0N

=吨

取得的这个额外的吨的力是经由冲头表面效用到型腔内金属上的。也便是，假如冲头直径是毫米，那末这个额外的力所供应的压力是：

额外的金属压力=力/面积

=0（N)/（平方毫米）

=MPa

因而，即使终究的压力来自液压压力是MPa，那末峰值压力能够来到

峰值压力=液压压力+额外压力

=MPa

这便是为甚么冲头速率较快时，模具将形成飞边的道理。

在型腔填充阶段操纵这个力：

假如这个冲头系统供应的惯性力在较长的时光释放出来，也便是说在周全填充时光30毫秒内，那末取得的额外的压力便是：

力=品质×速率的改动/停止所需的时光

=×5/0.N

=N

=4.2吨

咱们能够策画在填充阶段取得的额外压力便是

额外的金属压力=力/面积

=（N）/（平方毫米）

=5.4MPa

这是在填充进程中把持加速的环境下，而不是维持原有的冲头速率。固然这些在策画流道和浇口系统时，都要思考在内。不但如斯，这些经由把持的加速进程所供应的额外压力，也答应以赔偿设施的才力不够。

冲头的加快-须要庞大的能量

相同的，让冲头以0.5米/秒的速率活动起来，而后在一毫秒加快到5米/秒相同须要吨的力(这个力和使速率从5米/秒一毫秒内低落到0是相同的)。当思考到液压油和熔融金属一同以高速活动时，能够看到冲头的加快是特别迟缓的。时时来讲，须要10-50毫秒才华使冲头的速率从0.5米/秒增进到5米/秒。这要看设施的新旧水平和设施的典型。一台布勒SC设施，也便是压射把持程序运用反应实行把持，能够将速率在几毫秒内加快到7-10米/秒。

这些象征甚么？

即使期盼在金属投入浇口昔日冲头能够来到设定的准确挪移速率，那末务必理睬冲头有充裕的加快时光。即使慢压射速率是0.5米/秒，那末一个老型的设施大概须要40毫秒将冲头加快到5米/秒，在来到准确速率昔日，冲头的运转位移能够来到80毫米。

要来到这个准确的速率，慢速到迅速的变动点要设定在金属来到浇口昔日80毫米的冲头场所。特别紧急的是要准确衡量设施须要甚么，须要运转几何间隔，冲头才华来到金属填充型腔所需的准确的运转速率。

即使启动时光晚了会产生甚么？设施还在谋划加快，此时冲头曾经将液态金属推过了浇口。后果是冲头加快所需的功率和鞭策金属的功率全都不够。速率的摇动会特别大，终究致使铸件品质的不安稳。这些都取决于注入料筒的金属量的几何。即使料筒内的金属量小，那末冲头起速快，能够取得高品质的铸件。即使金属注入量增进一些，那末金属来到浇口的时光就更早，铸件的品质就会摇动。这便是致使那小咱们时常说的典范题目的道理“上周铸件品质特别好，即日临盆的铸件就不能卖了”。

动态PV2图

即使窥察一下时时的大概静态的PV2图，它会通告咱们，设施压力有残余时，鞭策金属投入浇口的可用压力的巨细。

压铸设施在动态状况下PV2图所产生的改动

即使冲头在填充进程中加速，那末用于填充金属的能量来自于液压能量以及冲头加速所落空的能量。

咱们再以吨压铸机千克重的冲头来举例。即使在填充时光内(10毫秒)冲头速率从5米/秒低落到3米/秒。料筒直径是75毫米，那末金属所遭到的压力将会额外增进10MPa。这象征着，即使思考到冲头在型腔填充进程中加速，设施能够用于鞭策金属的能量要比PV2图显示的更大。

题目是，冲头在模具型腔填充进程中加速是能够的吗？请做出谨严的思考。浇道和浇口策画时要防止尖利的流向改动。审慎思考型腔内金属的崎岖形式，由于金属的崎岖前端的速率要比主体崎岖速率快许多。

何时运用这个额外的功率效应呢？

当运用一个小压铸机临盆大零件时，期盼在填充的大部份时光里金属的压力大，不过在填充末端时金属的压力低况且速率慢。这正好便是前方形容的加速阶段所产生的环境。

将大铸件放在小机械上临盆，单凭锁紧力的巨细做为判定可否临盆的根据，会形成一些题目：

即使低落液压压力，那末设施锁紧力够了，鞭策金属投入浇口的速率却不敷

即使增进冲头的直径，只管能够促成更多的金属，不过压力却较低，仍旧没法将金属以充裕的速率促成浇口

谜底是能够运用大直径的冲头或/以及低落液压压力，如许金属能够不产生飞边，同时理睬锤头在压射末端加速，以取得额外的压力。

能够让填充早期的浇口速率来到60米/秒(大概冲头速率是3米/秒),在填充的末端浇口速率来到30米/秒（冲头速率1.5米/秒）如答应以：

在填充早期，较高的浇口速率能够让金属在浇口处形成精致的雾化崎岖，从而保证后续铸件的表面滑润

末端的低浇口速率能够缩小型腔填充末端的打击力，从而缩小飞边的形成

不过使历时应特别当心，但这也是气动压铸机能够临盆铸件的道理。这些气动设施的功率相对对照低，不过冲头品质都对照大。因而准则的操纵过程是，在早期施加全数的压力使冲头加快，操纵冲头的惯性临盆铸件。时时环境下，型腔填充时的冲头速率是0.8米/秒而填充竣事时冲头速率是0.1米/秒。

即使你想让一个袖珍设施的能质变得大一些，能够运用这个加速的法子。但你对设施务必特地领会，况且对模具策画也很知晓。操纵对设施与模具两方面的实质的了解会取得特别奇特的成果。

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