中国压铸杂志

伊之密H系列重型冷室压铸机设计改善--锁模机构

作者:admin 来源:原创 发表时间:2018-07-04
 
文:广东伊之密精密机械股份有限公司  冯永胜
 
    摘 要:伊之密 H 系列重型冷室压铸机锁模部分的强化设计,对国内压铸机难以解决的主要难题进行深入研究,攻克,同时在某些细节设计上进行了 20 多项改善,使机器在机械的整体刚性,稳定性上得到了很大的提升,使机器的综合性能迈上了一个新台阶。
    关键词:重型冷室压铸机 锁模机构 强化
 
    压铸机的锁模机构,主要是实现合开模动作、锁紧模具的作用。伊之密 H 系列重型冷室压铸机,其锁模机构采用的是液压缸驱动曲轴扩力机构,再推动模板锁紧模具的结构。主要由锁模油缸、机铰机构、模板、导柱等主要零部件组成。
 

 
    在锁模机构的设计中,模板的强度设计、刚性设计是否足够;机铰机构的设计是否长期稳定可靠,是保证机器开合模动作顺畅、能够有效锁紧模具,满足产品生产工艺要求的关键,也是压铸机合模性能以及使用寿命的关键所在。目前,国内重型压铸机产品的锁模机构,长期使用过程中普遍出现的重大问题主要有:
1)模板长时间使用后模面被压陷。
2)模板在机铰和模具的长期反复高强度挤压下,出现疲劳开裂。
3)机铰在长期使用过程中,转动连接部位轴与轴套产生摩损、变形,影响合模精度,严重的甚至发生轴与轴套咬死,使合模动作失效。
    伊之密对重型压铸机的设计制造,已有超过十年的技术积累。技术人员在重型压铸机的设计过程中,针对这些重大问题做了长期的、多方面数据的收集,并进行了深入的分析、研究。在解决这些国内重型压铸机普遍存在的难题上,已取得了一定的成果,并在市场上有了成熟的应用。
    下面针对以上三点问题进行分析、探讨,与大家一同分享一下伊之密 H系列重型冷室压铸机锁模部分的强化设计。
 
1、 模板长时间使用后模面被压陷的问题
    由于钢相对铸铁的铸造性能要差,对一些结构复杂的零件铸造有一定局限。球墨铸铁的综合性能接近于钢,同时其铸造性能比铸钢优异,适合铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。因此球墨铸铁也是制造压铸机模板的常用材料。但球墨铸铁的力学性能在很大程度上取决于其球化等级,在球化率不能严格保证的情况下,其力学性能也达不到标准。球化率往往受限于铸造厂家的技术力量、品管能力。从目前来看,国内与国外材料相比还是有一定的差距,而且国内厂家产品质量也是参差不齐。由于材料的客观原因,解决模板长期使用后,模面出现压陷的问题成了一个难题。
    在铸造技术及原有材料性能上,想在短期内有重大的技术突破是比较困难的。伊之密工程技术人员,在选择材料上经过长期的分析,研究,寻找合适的高强度钢材料。以铸铁为模板的基体,在模面镶嵌高强度钢材。模面镶嵌的高强度钢材,经过热处理后有着均匀的材质,上佳的综合机械性能,良好的强韧性,其力学性能远超铸铁材料。这个技术设计出来的模板在满足了生产所需的良好的铸造性能的同时,又使模面具有强韧抗压的性能。目前这个技术已在伊之密通过测试试验,在机台上实践验证,并在最新推出的 H系列重型冷室压铸机中使用。
 
2、 模板在机铰及模具的长期反复挤压下,出现开裂的问题。
    尾板、动模板、定模板是压铸机中承载的重要部件,对它的安全性要求很高,它除了受正压力外,还承受打料过程中产生的冲击载荷的作用。为了确保安全服役,不但要求压铸机的定模板和动模板具有合理的结构,还要求具有良好的强度、高的塑韧性及抗疲劳性能,以控制最高服役应力、提高冲击抗力,防止压铸机在服役寿命期出现失效,以确保压铸生产的安全。要同时满足所有这些要求,以往的设计方法多通过经验与类比来确定参数,通过简化的模型用材料力学进行计算校验。其设计周期长、计算量大、费用高, 但得出的结果比较粗糙,可靠性并不高。
    伊之密 H 系型重型压铸机的模板及重要受力零件设计,通过有限元分析工具,对零件受力状态进行计算机模拟分析,计算。分析的基本流程如下图所示:

 
    根据机器实际的工作情况输入边界条件初始参数,在计算机软件中模拟模板在锁模机构中的受力情况,对模板各个部位的强度,刚性进行分析,校验。通过以模板的外形几何尺寸,板厚参数、肋板大小、位置等作为变量参数优化对象,分析计算其改变对模板结构强度、刚性的影响。以此作为模板优化设计的重要理论依据,对模板进行科学、合理的设计优化。使模板在受力情况下,具有应力分布均匀,应变较小的高综合性能结构。避免模板使用过程中受力开裂问题的发生。
 
3、 机铰磨损,影响合模精度,甚至轴与轴套咬死,使开合模动作失效的问题
    液压缸驱动曲肘机构的合模机构,可将油缸推力放大,具有合模油缸直径小,运动性能良好,合模刚度大并且可靠的优点。其铰链间的可靠连接是保证曲肘机构正常发挥作用的关键。重型压铸机的机铰连接零件,由于在很大的相互压力下作滑动摩擦,长期使用后,零件的磨损是常见故障。不同材料或互溶性小的材料组成的摩擦副,比相同材料或互溶性大的材料组成的摩擦副的抗粘着磨损能力高。伊之密 H 系列重型冷室压铸机,机铰的销轴与轴套的摩擦副配合,材料选用钢与高强度铜配合。再加以电脑控制的中央润滑系统保证每个联接点有良好的润滑,使机铰机构长期工作稳定可靠,机器服役寿命大大的提高。
 
    伊之密 H 系列重型冷室压铸机锁模部分的设计,针对国内压铸机难以解决的主要难题进行深入研究,攻克,同时在某些细节设计上进行了20 多项改善,使机器在机械的整体刚性,稳定性上得到了很大的提升,使机器的综合性能迈上了一个新台阶。
 
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