冷室压铸机压射油缸设计

卧式冷室压铸机是采用电气、液压集成控制、具有手动与半自动、 自动循环三种工作程序，合模采用曲肘扩力机构，刚性好，工作平稳可靠；压射系统采用三级压射，并特设一 级快速辅助跟踪装置。液压系统采用进口高性能压力流量复 合比例阀（PQ）及方向阀、电气系统采用进口专用控制器 （电 脑）或进口高档 PLC 控制，运行准确、敏捷。压射各工艺参 数均可单独调节，互不影响，广泛满足压铸工艺参数的要求 本机可用于铝、锌、铜等有色金属产品压铸。
1 压铸机的概述

1.1 压铸机的类型
压铸机一般分为热压室压铸机和冷压室压铸机两大类。冷压室压铸机按其压室结构和布置方式分为卧式压铸机和 立式压铸机（包括全立式压铸机）两种。热压室压铸机（简 称热空压铸机）压室浸在保温溶化坩埚的液态金属中，压射 部件不直接与机座连接，而是装在坩埚上面。这种压铸机的 优点是生产工序简单，效率高；金属消耗少，工艺稳定。但压室，压射冲头长期浸在液体金属中，影响使用寿命。并易增加合金的含铁量。热压室压铸机目前大多用于压铸锌合金 等低熔点合金铸件，但也有用于压铸小型铝、镁合金压铸件。冷室压铸机的压室与保温炉是分开的。压铸时，从保温炉中 取出液体金属浇入压室后进行压铸。

2 压射缸结构的设计特点
D1000 型卧式冷室压铸机是一种中档吨位的非标准型号 压铸机。其压射系统采用了国际上较为流行的压射、增压互相独立的双回路压射机构，即压射和增压分别使用各自的蓄能器，使压射、增压参数可以单独调解，互不干涉。它具有结构简单、性能可靠、压射速度快、建压时间短、维修方便 等特点。

2.1 压射缸工作原理
如图 1 所示，压射时，液压油经油口 B、增压活塞杆与 浮动活塞之间的缝隙进入油腔 A， 推动压射活塞向左慢压射； 压射蓄能器内的压力油经控制阀、油口 B、增压活塞杆和浮 动活塞之间的缝隙￡，进入油腔 A，推动压射活塞一级快压 射、二级快压射；当金属充型完成后，油腔 A 内的油压上升， 当此油压达到系统压力的 80%时，增压控制阀换向，增压主 阀开启，增压蓄能器内的压力油经过增压主阀进入增压油 腔， 推动增压活塞向左运动， 使增压活塞杆与浮动活塞接触， 将油腔 A 封闭，由于增压力极大，使封闭油腔A内的液压油被压缩，使其油压达到32MPa 以上，从而形成 700000kN 的 压射力。

2.2 压射缸的结构特点
（1）采用压射缸与增压缸串联结构。通过增压缸增高 压射缸内液压油的压力来达到标准的压射力。这种设计有效 地减小了压射缸的内径，使压射系统的总体结构变得小巧、紧凑。
（2）采用浮动活塞设计结构。即在压射系统增压时， 浮动活塞与压射活塞之间封闭油腔内的液压油被增压缸瞬 间增压到 32 MPa 以上，而此封闭高压油腔在压射缸的内部，与外部油路隔开，因此，其外部的油压只维持系统压力 12 MPa。这种设计结构减小了油泵的调定压力，即减小了电动 机的功率，不仅有利于节约能源，也有利于液压系统的密封。

3 压射缸结构设计计算
D1000 型压铸机为国家非标准型号的压铸机。根据压铸机设计国家标准，在设计计算压射系统以前，下列参数为已 知条件：最大压射力 F 压=700000kN；液压系统压力，参考其他压铸机液压系统，取 p=12MPa。
3.1 压射缸结构尺寸的确定
（1）压射缸内径的确定压射系统的压射力是由增压缸 的力和浮动活塞与增压活塞杆之间环形区域液压油的力之 和形成的。即：

系统摩擦、液压油压力损失 等，取 k=1．1。由于此时压射缸、增压缸、增压活塞杆等均 未确定，因此，现在用此式无法进行计算，可以校核时使用。参考同类压射系统设计，压射缸内油压 P?一般增压到 32 MPa 以上，取 P?=32 MPa，则：

2）压射缸壁厚的确定按油缸壁厚与油缸外径的比值 选择计算方法，当 t/D2＞0.1 时为厚壁缸筒，根据经验，先按厚壁缸筒来计算，然后再验证是否为厚壁缸筒。塑性材料厚壁筒壁厚计算：为材料许用抗拉强度，若材料为 45 号钢， 取；n 为安全系数，取 n=5，则：圆整后取压射缸壁厚为 t=35 mm。油缸外径：D2=D+2t=180+2×35=250mm；验校：t/D2= 35/250 = 0.14＞0.1；因此用厚壁筒方式计算壁厚成立。
4 结束语
在机械设计中，理论计算的数值有时比较小，但在实际结构设计中，还要考虑连接结构的刚性和稳定性，因此，有时选择的数值相对较大。虽然 D1000 型压铸机压射系统设计 为非标设计，但其设计规律符合标准压铸机的设计规范，结构设计方法与其他机械设计方法相同，具有较高的设计参考价值。

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