曾群：电机转子压铸设备选择分析及压铸工艺技术改进

电机转子压铸设备选择分析及压铸工艺技术改进

 

        曾群

 

摘  要：压铸机是压铸生产中重要的基础装备，压铸工艺的改进或新技术的采用，都要有与之相应的或新型的压铸机作为技术支撑。在压铸技术的发展进程中，压铸机始终担负着重要的角色，起着积极的、直接的推动作用。

本课题设计的压铸机为适用于压铸电机转子的全立式压铸机，也可用于压铸中心浇口的其他铝、锌铸件。课题主要完成了压铸机合模机构和压射机构的设计，在设计合模机构时考虑了以下要求:锁模可靠；动模座板有足够的行程；具有足够的空间便于送入和安装模具；铸件顶出机构有足够的行程和顶出力；有可能安装不同厚度的模具；按任意厚度的模具进行调整及所需锁模力的调整应简便。在设计压射机构时必须考虑压射头的强度和硬度，压射和回程速度要快，使压铸件快速成型，提高工作效率。

关键词：压铸机  合模机构  压射机构 校核

1  绪论

1.1  压铸机的分类

压铸机的分类方法很多，按使用范围分为通用压铸机和专用压铸机；按锁模力大小分为小型机，通常，主要按机器结构和压射室（以下简称压室）的位置及其工作条件加以分类。根据压铸产品的不同，选择不同类型的压铸机。

2  压铸产品介绍

转子的特点：

（1）低速时输出转矩大，惯量比较大。

（2）转子热容量大，电机过载性能好。

（3）调速范围宽，加大电源容量后响应速度快。

（4）转子惯量比较大，为了满足快速响应的要求，需要加大电动机的加速转矩，为此需要加大电源容量。

（5）转子温升高。惯量小，快速响应；过载能力低。

3  压铸机的选型

（1）了解压铸机的类型及其特点，考虑压铸件的合金种类以及相关的要求；

（2）选择的压铸机应满足压铸件的使用条件和技术要求，选定的压铸机在性能、参数、效率和安全等方面都应有一定的裕度，以确保满意的成品率、生产率和安全性；

（3）对于压铸件品种多而生产量小的生产规模，应科学地选择能够兼容的规格，使既能含盖应有的品种，又能减少压铸机的数量；

（4）在压铸机的各项技术指标和性能参数中，首要应注意的是压射性能，在同样规格或相近规格的情况下，优先选择压射性能的参数范围较宽的机型；

（5）在可能的条件下，尽量配备机械化或自动化的装置，对产品质量、生产效率、安全生产、企业管理以及成本核算都是有益的；

（6）评定选用的压铸机的效果，包括：成品率、生产率、故障率、维修频率及其工作量、性能的稳定性、运行的可靠性以及安全性等。

                              

3.1  全立式冷室压铸机的工作方式

全立式冷室压铸机的工作方式。压室5垂直放置在机器的下部，模具的开、合动作为上下移动，故称为全立式压铸机。通常模具的动模固定在上方，开模后，压铸件留在动模。

3.2  全立式冷室压铸机的特点

（1）广泛用于电机转子的压铸，多为中小型机器；

（2）此类压铸机比同吨位其他压铸机器的占地面积小，但高度较高；

（3）金属液进入模具型腔时转折少、流程短，压力损耗小；

（4）浇注金属液时，需越过模具分型面，应保证液滴不会滴在模具分型面上；

（5）压射机构在下方，更换压室和维修工作都不方便。

液压缸往复运动时的速度比：

=v1/v2=A1/A2=D

/(D

-d

)

                         A1=

D

                         A2=

(D

-d

)

式中 A1-活塞无杆侧有效面积（m

）;A2-活塞有杆侧有效面积（m

）;V1-活塞杆伸出速度（m/s）;V2-活塞杆退回速度（m/s）;D-活塞直径（m）;d-活塞杆直径（m）。

4  液压缸

一般来说，缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。工作压力p＜10MPa时，使用铸铁；p＜20MPa时，使用无缝钢管；p＞20MPa时，使用铸钢或锻钢。法兰连接式，结构简单，容易加工，也容易装拆，但外形尺寸和重量都较大，常用于铸铁制的缸筒上。半环连接式，它的缸筒壁部因开了环形槽而削弱了强度，为此有时要加厚缸壁，它容易加工和装拆，重量较轻，常用于无缝钢管或锻钢制的缸筒上。螺纹连接式，它的缸筒端部结构复杂，外径加工时要求保证内外径同心，装拆要使用专用工具，它的外形尺寸和重量都较小，常用于无缝钢管或铸钢制的缸筒上。拉杆连接式，结构的通用性大，容易加工和装拆，但外形尺寸较大，且较重。焊接连接式，结构简单，尺寸小，但缸底处内径不易加工，且可能引起变形。

5  活塞与活塞杆

图4-2(a)所示为活塞与活塞杆之间采用螺母连接，安装方便可靠。图4-2(b)和(c)所示为卡环式连接方式。图4-2(b)中活塞杆5上开有一个环形槽，槽内装有两个半圆环3以夹紧活塞4，半环3由轴套2套住，而轴套2的轴向位置用弹簧卡圈1来固定。图4-2(c)中的活塞杆，使用了两个半圆环4，它们分别由两个密封圈座2套住，半圆形的活塞3安放在密封圈座的中间。图4-2(d)所示是一种径向销式连接结构，用锥销1把活塞2固连在活塞杆3上。这种连接方式特别适用于双出杆式活塞。

图4-2常见的活塞组件结构形式

6  密封装置

液压缸中常见的密封装置。它依靠运动间的微小间隙来防止泄漏。摩擦环密封，它依靠套在活塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子材料制成)在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而防止泄漏。它利用橡胶或塑料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来防止泄漏。

在介绍常用冲头材质之前，首先介绍一下与其配副熔缸的材质。熔缸材质均为耐热性能较高的模具钢，主要有3Cr2W8V和4Cr5MoSiV 2 种，这2 种钢经淬火、回火或氮化后，除耐热性能好外，硬度均较高(为满足其耐磨性要求)，熔缸的体积和质量均较大，制造工艺复杂，造价较高。