冷室压铸机的制造与装配方案

范俊敏

（广东顺德固德威精密机械有限公司，佛山 528300）

产业革命的背景是产业互联网的高速发展，智能制造技术和可重构生产系统的综合应用加快了产业生产组织的变革。同时，产业组织的变化呈现出一系列新的特征。在传统的产业生产模式中，大规模流水线式集中生产是生产组织模式的主流形态。然而，随着智能生产装置的普及和应用，精益生产的程度大大提高，同时推动了生产组织的小型化和特殊化发展[1]。目前，我国正处于经济转型的重要时期，而“中国制造2025”正是帮助中国向经济变革和革新社会过渡的重要行动纲领。

1 压铸机生产制造项目背景

自2009年以来，中国的汽车销售连续10年位居世界第一，销售量从2009年的1 300万辆增加到2019年的2 700万辆。在汽车市场日益激烈的竞争中，制造商正朝着高品质、高可靠性、轻量化、节能环保和低成本的方向发展。由于汽车排放标准的加强和国际环境保护政策要求，新能源车成为了未来汽车领域的重要发展方向[2]。

压铸在压铸行业占有重要地位，是压铸行业的核心工艺。压铸是金属铸造过程，其特征在于使用模具的内腔对熔融金属施加高压。压铸过程的特点是提高非铁合金铸件的精度水平，同时在生产效率和表面质量方面也表现出了很大的优势。目前，压铸是汽车铝合金成型工艺中广泛使用的工艺之一，占汽车成型工艺的49%。根据压铸的种类，汽车配件压铸需要使用冷腔压铸和热腔压铸。

2 冷室压铸机的工作原理

卧式冷室压铸机的构成如图1所示，其压射室为水平状态，压射冲头处于压射室的最右端位置。该压铸机模具的开、合动作呈水平移动，开模后，压铸件留在动模中。冷室压铸机的结构特点是压射室和压射头不浸在熔蚀的金属液中，因此不会常期受热态金属的加热和熔蚀，可压铸熔点较高的合金，如铜、铝、镁等[3]。然而，该压铸机需要用人工或其他辅助设备将金属液注入压射室中，增加了辅助工序时间和金属的热损失，因此其效率不如热室机高。冷室压铸机的压射室与保温炉是分开的。压铸时，需要从保温炉中取出液体金属浇入压射室后进行压铸。

整个压铸模具动作循环如下：压铸模具关闭后，向压射室内注入熔融的金属液，压射冲头在液压油缸的作用下按照预定的速度和一定压力向模具推送金属液，使这些金属液能够通过浇道回流到模具的型腔中；填充工艺完毕后，压射式冲头必须保持一定的压力，直至金属液完全凝固成为压铸件，然后打开模具，使冲头与其他开模的动作同步移动，从而推动料柄随压铸件和其他浇口同时停留在动模中，脱离定模一定距离后，冲头又重新回位；开模后，压铸件、浇口和料柄随即被动模板上的顶出机构自行顶出，然后由人工或机械手拿起压铸器。至此，完成了一次压铸工作的动作周期循环。

压射冲头的压射运动过程可分为3个阶段。第一阶段压射冲头慢速推动金属液，使金属液充满压射室前端并堆聚在内浇口前沿，此阶段可使压射室内的空气有较充分的时间逸出，并防止金属液从浇口中溅出。第二阶段压射冲头快速运动，使金属液经浇道快速填充至型腔。第三阶段为终压阶段，此时压射冲头继续移动，以压实金属，同时冲头速度逐渐降为零，此阶段必须在压射系统有增压机构时才能实现。

3 冷室压铸机装配方案

3.1 装配前检查、准备工作

冷室压铸机主要由合模机构、压射机构、液压系统、电力控制系统及其他重要零部件等组成，各种零件的安装都是非常重要的环节，必须按照国家法律规定的工艺技术要求，将各种零件或者部件之间进行紧密的配合与连接，使之变成半成品或者全部的成品。在油制板的装配工作过程中，需要根据所有装配对象的情况清洗各种零件，保证油制板表面以及油制板各个孔内无切屑等任何杂质的残留[4]。同时，必须认真检查所有机械部件的表面，对于符合要求的零部件，还要测试检查其性能是否达到要求。对于具有密封性要求的零部件，在安装前应先进行检查，确认零部件的密封面（活塞杆和油缸表面等）是否受伤，保证表面粗糙度为1.6 μm以上；对于动态密封面，要确保粗糙度为0.8 μm以上，且拉伸角度要与静电密封面相同，同时重要连接部的螺纹预压必须均匀。

3.2 整体装配方案

随着新型工具与生产工艺设备的不断发展，自动化水平不断提高，以往的生产与装配形式也发生了巨大改变，从而满足了市场快速交付、设备质量稳定的需求。冷室压铸机装配可采用以下方案。第一，采用先进的自动化输送装置，以保证产品的安全和可靠，同时减少劳动力投入，增加工作效率。此外，装配工作中的输送技术也非常重要，装配时借助于固定式装配工艺，能够实现输送距离最短、效率最高，同时降低企业运营成本[5]。第二，使用的设备借助于装配自动化，从而有效提升企业的工作效率，并且有助于提高产能。在产品的设计过程中，要充分考虑同时多种批量和小型产品的装配，并根据不同类型和产品的性质来考虑，以工、装、支架相互更换的形式适应不同类型的产品。

3.3 液压系统装配方案

冷室压铸机液压系统制造与装配时，工作人员需要根据实际情况，深入分析冷室压铸机液压系统设计与装配环节存在的问题。在此基础上，采取针对性的手段，持续进行优化处理，以有效解决相关方面存在的问题。在实际操作中，压铸机液压系统设计要保证密封面粗糙程度适中，尤其是与密封圈的接触面的摩擦力要能够满足实际的使用需求，从而有效避免泄漏情况。例如，液压缸的粗糙度应保持在 0.2～0.4 μm，通过这种设计机制，有效防止油液运动时发生油膜破坏的情况，增强压铸机液压系统自身的密封性，从而降低后续泄漏故障的处理难度，为后续防渗漏工作带来极大的便利。

3.4 防泄漏系统的装配方案

解决冷室压铸机液压系统泄漏污染问题的过程中，技术人员在系统启动之前，应当按照规章制度对系统进行放气处理，保证液压系统缸体内的气压处于合理区间，从而有效避免泄漏故障。对于油液中水分含量过多的情况，技术人员可以采取有效的措施，如采取去除油液内的水分或更换新油的方式有效控制油液水分含量。另外，为了避免液压系统过热的情况，需要根据实际情况，控制液压机内部液压油的黏度，以保证油液的流动性，确保油液符合实际的使用需求。同时，为了控制液压系统的温度，在选择冷却器时，应保证冷却器的冷却面积，确保油液在运行环节能够快速冷却。

4 结语

随着铝合金材料的不断发展，其各方面的力学性能也在逐步提高，这使其在新能源汽车与燃油汽车车身中的运用成为了未来的发展趋势。根据新能源车辆的耐久性要求，除了电池能量密度的提高外，其轻量化的要求也有所提高。车辆制造过程中，采用了集成压铸部件，并且铝合金部件也从小型、单一部件向大型、综合部件发展。压铸机的组装品质直接决定了产品的最终品质，而且组装水平越高，装置维护频率越低，维护也就成本越低。在压铸机械装配企业中，为了确保装置的可靠性，需要根据实际情况选定最佳的组装工序和技术。