壓力鑄造作為一種尺寸精度好、生產(chǎn)效率高的鑄造方式，被廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、五金、玩具、電工及電子等行業(yè)的有色金屬生產(chǎn)，并呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的上升趨勢。壓鑄機(jī)的選用是壓鑄生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對后續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本及生產(chǎn)管理等有著非常重要的影響，以下就如何選用壓鑄機(jī)作簡要介紹。
一、壓鑄機(jī)類型與特點(diǎn)
1. 壓鑄機(jī)的分類
壓鑄機(jī)通常按其壓室的工作狀態(tài)分為熱室壓鑄機(jī)和冷室壓鑄機(jī)。熱室壓鑄機(jī)的壓室浸在保溫坩堝內(nèi)的液態(tài)金屬中，壓射機(jī)構(gòu)安裝在保溫坩堝的上方；冷室壓鑄機(jī)的壓室與保溫爐是分開的，壓鑄時(shí)從保溫爐中取出金屬液注入壓室后進(jìn)行壓鑄。冷室壓鑄機(jī)按其壓室與壓射機(jī)構(gòu)的位置區(qū)分，將壓室和壓射位置處于水平位置的稱為臥式冷室壓鑄機(jī)，將壓室和壓射機(jī)構(gòu)處于垂直位置的稱為立式壓鑄機(jī)。立式壓鑄機(jī)中，垂直壓射并垂直方向開模的稱為全立式壓鑄機(jī)。
2. 熱室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)
熱室壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)；不需要澆注程序，工序簡單，生產(chǎn)效率高；熱損失少，金屬損耗少；金屬液始終在密閉通道中，氧化夾雜物不易卷入，進(jìn)入型腔的金屬液干凈，鑄件質(zhì)量好；壓射比壓小，壓射過程中沒有增壓段；壓室、沖頭、鵝頸管、噴嘴等熱作件壽命短，更換不方便。
目前的壓鑄生產(chǎn)中，熱室壓鑄機(jī)通常壓鑄生產(chǎn)鋅、錫、鉛等低熔點(diǎn)合金和小型、薄壁鎂合金壓鑄件，多數(shù)合模力小于160t（1.6MN），大于400t（4MN）的很少。而鎂合金由于其成形特點(diǎn)，采用熱室、冷室生產(chǎn)都有，生產(chǎn)鎂合金的熱室機(jī)，合模力通常小于650t（6.5MN）。
3. 臥式冷室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)
冷室壓鑄機(jī)規(guī)格型號全，對產(chǎn)品尺寸及合金種類的適應(yīng)范圍廣，生產(chǎn)操作簡便，生產(chǎn)效率高，可與自動化周邊設(shè)備聯(lián)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，壓射行程的分段控制、調(diào)節(jié)容易實(shí)現(xiàn)，對不同要求的壓鑄件工藝的滿足性好。缺點(diǎn)是壓射過程中金屬液熱量損失大，金屬液與空氣接觸容易卷入氧化夾雜物及空氣，對高致密度或要求熱處理的產(chǎn)品需采取特殊的工藝。
目前，臥式冷室壓鑄機(jī)主要用于鋁、鎂、銅等有色合金的生產(chǎn)，黑色金屬的壓鑄應(yīng)用極少，冷室壓鑄機(jī)合模力從幾十噸到幾千噸都有。
4. 立式壓鑄機(jī)的特點(diǎn)
立式壓鑄機(jī)的金屬液壓射過程中卷入氣體少；方便于中心澆注系統(tǒng)設(shè)置；維修與操作麻煩，生產(chǎn)過程中有切斷和料餅推出程序，生產(chǎn)效率低；以中小型機(jī)為主，生產(chǎn)過程中用量較少；目前立式壓鑄機(jī)主要用于電動機(jī)轉(zhuǎn)子等特殊產(chǎn)品的壓鑄生產(chǎn)。隨著臥式冷室壓鑄機(jī)壓射性能的不斷提高，為提高生產(chǎn)效率，目前微電動機(jī)轉(zhuǎn)子已越來越多地采用臥式冷室壓鑄機(jī)生產(chǎn)。
二、壓鑄機(jī)參數(shù)與規(guī)格選擇
1. 計(jì)算鎖模力
根據(jù)壓鑄產(chǎn)品選擇壓鑄機(jī)，一項(xiàng)很重要的工作是計(jì)算壓鑄機(jī)的鎖模力是否滿足要求，壓鑄機(jī)的鎖模力必須大于壓鑄時(shí)產(chǎn)品產(chǎn)生的漲型力并預(yù)留安全系數(shù)，漲型力通常的計(jì)算方式為用模具分型面上承受金屬壓力部分的投影面積乘以壓鑄比壓。壓鑄機(jī)的鎖模力與漲型力需滿足F鎖≥k F漲式中 F鎖——產(chǎn)品主漲型力（N）；k——安全系數(shù)，一般取1.15。
在實(shí)際生產(chǎn)情況下，計(jì)算鎖模力選用壓鑄機(jī)時(shí)，需注意考慮分型面位置是否特殊、滑塊抽芯投影面積大小，以及壓射受力中心與設(shè)備中心偏離大小等情況。
根據(jù)鎖模力選擇壓鑄機(jī)時(shí)，必須與產(chǎn)品的模具具體工藝結(jié)構(gòu)一起考慮，建議不要在漲型力大于壓鑄機(jī)鎖模力條件下生產(chǎn)，否則會產(chǎn)生飛料危險(xiǎn)，產(chǎn)品尺寸精度及質(zhì)量很難保證，同時(shí)加劇壓鑄機(jī)運(yùn)動部分的磨損，壓鑄機(jī)壽命也會受到極大損害。
2. 確認(rèn)壓鑄機(jī)的相關(guān)參數(shù)
當(dāng)選定壓鑄機(jī)的鎖模力后，通常需要根據(jù)產(chǎn)品的模具方案對壓鑄機(jī)的以下參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)。
（1）壓鑄模具厚度是否在壓鑄機(jī)有效模具厚度調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。
（2）壓鑄機(jī)的開模行程能否保證產(chǎn)品的正常取出。
（3）壓鑄機(jī)導(dǎo)柱內(nèi)距能否滿足模具的外輪廓尺寸的安裝，模具是否在型板T形槽的有效范圍內(nèi)，特別注意確認(rèn)模具抽芯或其他凸出部位是否與壓鑄機(jī)哥林柱及其他附屬機(jī)構(gòu)干涉。
（4）根據(jù)壓鑄模具定模厚度，確認(rèn)壓鑄機(jī)沖頭推出距離是否能滿足產(chǎn)品料餅的跟出。
（5）確認(rèn)壓鑄機(jī)的頂出距離能否保證產(chǎn)品的推出需要。
（6）根據(jù)產(chǎn)品澆注重量，計(jì)算壓室充滿度，選定壓室內(nèi)徑。生產(chǎn)中充滿度應(yīng)≤75%，即使?jié)沧⒔饘俚捏w積為壓室容積的75%以下，這樣澆注口在被沖頭封住之前，金屬液就會從澆注口溢出。通常情況下，以最大值為60%為標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，選取壓室的充填率既要考慮利于排出壓室內(nèi)的氣體，又要考慮金屬液充填動能的損失，當(dāng)壓室充滿度較高時(shí)，高速充填段較長，由于金屬液通過內(nèi)澆口產(chǎn)生很大的阻力，沖頭運(yùn)動被減速，導(dǎo)致后充填部位能量不足，產(chǎn)品末端易產(chǎn)生流動缺陷 ，所以實(shí)際生產(chǎn)中壓室的充填率一般在30%-50%。
3 . 核算壓鑄機(jī)壓射性能是否滿足產(chǎn)品需要
壓鑄機(jī)的壓射性能是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對一些大型且性能要求高的產(chǎn)品，還需要對壓射系統(tǒng)的特性P-Q圖進(jìn)行分析，確定模具澆口面積與壓鑄機(jī)射出能力是否匹配。在壓射系統(tǒng)能量滿足的情況下，對要求致密、耐壓鑄件，要求壓射系統(tǒng)具有良好的低速性能、加速性能與增壓性能，對薄壁或外觀要求高的產(chǎn)品，則要求壓射系統(tǒng)具有良好的高速與加速性能。根據(jù)以上參數(shù)的計(jì)算，通常即可以選定壓鑄機(jī)的機(jī)型。
三、選配壓鑄機(jī)附屬功能
隨著近年來對產(chǎn)品精密化、輕量化的要求，壓鑄作為一種高效的精密成形技術(shù)得到了更廣泛的應(yīng)用，不同的生產(chǎn)環(huán)境，對壓鑄件提出了更高的使用要求，如無氣孔、可焊接、可熱處理等。為適應(yīng)產(chǎn)品的需要，壓鑄機(jī)的控制系統(tǒng)、壓射性能、自動化及輔助工藝等方面有了很大發(fā)展，這些新的技術(shù)有些屬于壓鑄機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，有些屬于選配裝置，在選擇壓鑄機(jī)時(shí)，需要根據(jù)企業(yè)和產(chǎn)品的實(shí)際需要，這些功能進(jìn)行選取。
1. 快速模具交換系統(tǒng)
適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)和大型模具交換的需要，大大減少模具交換的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
（ 1 ） 模具快速壓緊裝置
采用液壓自動鎖緊系統(tǒng)，替代原來的模具壓板螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)（見圖1），1250t（12.5MN）以下壓鑄機(jī)一般采用鎖緊液壓壓板形式，1600t（16MN）以上壓鑄機(jī)一般采用液壓鎖緊銷形式。
（2）哥林柱抽出裝置，在模具交換時(shí)將上側(cè)一根或兩根哥林柱抽出，對于有液壓缸抽芯或水平寬度超出哥林柱內(nèi)距的大型模具，可以方便地裝入，不需拆裝液壓缸。（見圖2）
（ 3 ） 模具放置定位裝置
在壓鑄機(jī)上安裝模具放置定位臺或V形導(dǎo)軌托架，在模具安裝過程中，實(shí)現(xiàn)模具與壓室法蘭及型板的快速定位。（見圖3）
（4）C板夾具裝置
通過壓鑄機(jī)液壓缸驅(qū)動C板的錯(cuò)位運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)壓鑄機(jī)推出板與模具推出板
的快速聯(lián)接，相比采用拉桿螺栓聯(lián)接大幅縮短了時(shí)間。（見圖4）
（ 5 ） 快速定模卸載裝置
在壓鑄模下機(jī)時(shí)，由于容杯法蘭與模具配合，導(dǎo)致模具從壓鑄機(jī)定模板脫落時(shí)困難，新型的壓鑄機(jī)在定模板設(shè)計(jì)兩組卸載液壓裝置，模具從壓鑄機(jī)松開后，靠液壓卸載裝置把模具從定模板快速脫離。（見圖5、圖6）
（6）抽芯液壓缸接口的快速連接
壓鑄機(jī)與模具抽芯液壓缸的電路及油管的接口，都采用快速接頭對接。
以上裝置，除模具液壓缸的連接外，全部與壓鑄機(jī)的控制系統(tǒng)連為一體，通過操作面板即可實(shí)現(xiàn)模具的交換操作。采用上述快速模具交換系統(tǒng)，可將大型壓鑄機(jī)復(fù)雜模具的交換時(shí)間縮短到10min以內(nèi)，對提高設(shè)備開動率效果顯著。
2 . 壓射曲線的顯示與自動
修正控制技術(shù)目前壓鑄機(jī)壓射曲線的控制主要有以下三種形式：
（1）開環(huán)控制形式
壓射行程通常分三級（慢壓射、快壓射、增壓）或四級（慢壓射、一級快壓射、二級快壓射、增壓）壓射，通過電動調(diào)整或手動調(diào)整手輪對各段的速度和壓力進(jìn)行設(shè)定，實(shí)際達(dá)到的參數(shù)與壓射曲線狀況根據(jù)顯示畫面或工藝人員的經(jīng)驗(yàn)判定，并進(jìn)行手動調(diào)節(jié)修正。
（2）半閉環(huán)控制形式
通過控制系統(tǒng)對壓射的壓力、速度、行程等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，控制系統(tǒng)通過傳感器與位移編碼器對壓射過程的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行檢測，顯示實(shí)際參數(shù)與壓射曲線，并將測定值與設(shè)定值進(jìn)行比對，在下一個(gè)壓鑄循環(huán)時(shí)通過調(diào)整閥的開度對壓鑄參數(shù)進(jìn)行修正，使之接近目標(biāo)值。壓射行程分三段或多段進(jìn)行控制（包括末段減速功能），使實(shí)際壓射曲線更接近于設(shè)定曲線。
（3）實(shí)時(shí)控制形式
壓射行程分多段控制（國外高性能壓鑄機(jī)已做到20段控制，包括末端減速），可對不同行程段的參數(shù)進(jìn)行編程。由于高精度伺服閥的采用，提高了檢測與反饋修正的應(yīng)答速度（可達(dá)到5ms左右），壓射過程中對壓力與速度信息不斷檢測并進(jìn)行反饋修正，彌補(bǔ)生產(chǎn)條件波動對壓射參數(shù)帶來的影響，使每一循環(huán)過程的實(shí)際壓射曲線與設(shè)定值高度符合，使壓鑄生產(chǎn)具有高的穩(wěn)定性與可靠性，滿足高性能壓鑄件的工藝需要。
3. 超速壓射性能
傳統(tǒng)的壓鑄機(jī)空壓射速度通常在4.5－6m/s，超高速壓鑄機(jī)空壓射速度達(dá)到8m/s甚至10m/s以上，既可實(shí)現(xiàn)鎂合金、鋁合金共用，又因?yàn)椴捎酶叩某湫退俣龋s短了充型時(shí)間，在充型結(jié)束時(shí)金屬液溫度處在較高的水平，利于增壓壓力的傳遞，使壓鑄件內(nèi)部氣孔彌散程度高，有利于改善產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量及外觀質(zhì)量。
超低速壓鑄機(jī)可在 0.05 -0.70m/s的低速范圍內(nèi)進(jìn)行多段速度設(shè)定，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的層流充型，減少內(nèi)部氣體含量，可生產(chǎn)進(jìn)行T6處理的高性能壓鑄件，一般適用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對簡單、壁厚較厚的壓鑄件，內(nèi)澆口截面積較大，通常要與熱壓室、模溫控制等技術(shù)配合使用。
4. 局部加壓壓實(shí)銷裝置
主要應(yīng)用于產(chǎn)品局部壁厚較大且容易產(chǎn)生縮松、縮孔缺陷的部位。通過在壓射結(jié)束至產(chǎn)品凝固期間對局部進(jìn)行加壓壓實(shí)，以獲得致密的壓鑄件，目前在力學(xué)性能要求較高的汽車連接件，如發(fā)動機(jī)支架、方向盤支柱等產(chǎn)品上應(yīng)用廣泛。
5. 抽芯噴霧功能
通常壓鑄機(jī)的抽芯動作，在噴霧時(shí)處在抽出位置，部分型芯此時(shí)埋在模具型腔之中，得不到噴涂，尤其對成形尺寸較長并冷卻效果不好的抽芯，特別容易造成產(chǎn)品的黏附拉傷，并縮短型芯的壽命。采用抽芯噴霧功能時(shí)，抽芯控制信號與噴霧機(jī)信號相連，可以設(shè)定在產(chǎn)品取出后、噴霧動作前，抽芯液壓缸推出，噴霧后抽芯返回，以改善抽芯的脫模與冷卻效果。
6. 真空壓鑄功能
