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压铸机铸造技术(TOYO压铸机BD-V4-T技术资料)


压铸机铸造技术

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1.压铸机铸造理论 2.压射系统的特点 3.产品不良及其对策 4.微电脑控制设备压射条件画面

的说明


···1~6 ···7.8 ···9.10 ···11

5.压铸机对超高速多元射出,微型计算机控制的必要性 ···12 6.压铸机铸造作业提升产能的重点 7.压铸铸造对自动化的必要性 8.压铸机制品不良问题对策 9.TOYO模具设计基准 10.压铸机的模具设计与附带设备 11.高真空铸造系统 12.低速层流压铸系统 *PF铸造资料1~3 TOYO压铸机 BD-V4-T技术资料 ···13~15 ···16 ···17~30 ···31~43 ···44~65 ···66 ···67 ···68~70 ···71~82

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1. 压铸机铸造理论
1-1 压铸机压射部的结构

Fs

图1-1ー1. 压铸机铸造的过程

压铸机的压射(铸造)简单来说正如上图所示。 通常设定铸造条件是通过压铸机上速度、压力以及速度的切换位置的调整,其他 的在模具上进行调整。 通过以下各项目的计算方法,说明一下压铸机的铸造构成。 φD = 压射油缸直径 φd = 冲头直径 Ah = 压射油缸断层面积 Ap = 冲头断层面积 Ag = 浇口断层面积 A1 = 铸造面积 Fs =压射力 mm mm mm2 mm2 mm2 mm2 KN Ph = 油压压力(蓄能器压力) Pp = 铸造压力(压射压力) F1 = 开模力 Fd = 锁模力 Vg = 浇口速度 Vp = 压射速度 MPa MPa KN KN m/s m/s

1-2 压射力和铸造压力
力 F = 压力P × 面积A F = P1×A1 = P2×A2 压力P= 力F 面积A

(压力指作用在单位面积上的力)
图1-2―1.帕斯卡原理

所以产品上所负压力可以通过压射力除以冲头断层面积计算出来的。 FS压铸机的压射力 (压射油缸的推动力) Fs=油压压力Ph × 压射油缸断层面积Ah (KN) 铸造压力 Pp (至产品的压力) Pp=油压压力Ph × 压射油缸断层面积Ah = 冲头断层面积Ap PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com (1)

压射力Fs 冲头断层面积Ap
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1-3 高速压射速度与浇口速度
左图伯努利定理可以表达出压铸机的压射速度 与浇口速度的关系。 也就是说:通过流量Q=流速V×断层面积A的 公式计算出来。 其入口和出口的流量相等。 Q=V1A1=V2A2

图1-3-1 伯努利定理

这个时候 A1是冲头断层面积、A2是浇口断层面积、V1是压射速度、V2是浇口速度。 所以 压射速度Vp×冲头断层面积Ap=浇口速度Vg×浇口断层面积Ag 浇口速度 Vg Vg(V2)= 压射速度Vp(V1) × 冲头断层面积Ap(A1) 浇口断层面积Ag(A2)
壁厚(mm) - 0.8 1.3 - 1.5 1.7 - 2.3 2.4 - 2.8 2.9 - 3.8 4.6 - 5.1 6.1 浇口速度(m/s) 46 - 55 43 - 52 40 - 49 37 - 46 34 - 43 32 - 40 28 - 35

(m/s)

铝合金压铸的时候浇口速度为针对模厚可以参 考图1-3-2进行设定。另外,设计模具时一 般把高速压射速度计算为2~2.5m/s。由此 可推算出浇口断层面积。 ※近年来也有超高速铸造法,那样的话,高速 压射速度为4~5m/s,浇口速度设计为は50~ 60m/s。

图1-3-2 一般浇口速度

另外,根据伯努利定理, 由于速度×面积是流量, 所以用容积除以流量可以得出实 际的充填时间。 这样的话,容积就是充填的产品(加上集渣包)的体积,通过重量除以比重来求得。至 于溶汤比重一般铝用2.64、 镁用1.75 g/cm2 算。 充填时间 t t= 产品体积 浇口流量
产品厚度(mm) 0.6 - 0.8 1.0 - 2.1 2.2 - 3.2 3.3 -



产品重量/比重 (sec) 浇口速度Vg×浇口断层面积Ag 图1-3-3能帮助我们简单地判断压射速度,浇口 面积大致是否适当。充填时间过长可能会导致结 束前就提前凝固。此外,凝固也会受溶汤温度、 模温等温度的影响造成充填不良。

充填时间(sec) - 0.015 0.015 - 0.035 0.035 - 0.060 0.060 -

图1-3-3 一般的充填时间

以下是计算从凝固时间到充填时间的简易公式。 充填时间 t = α×(铸造品的薄肉部厚度)2 一般α用 铝:0.01、镁:0.005计算。

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1-4 浇口面积和冲头直径
以上,从1-2的压力和1-3的速度关系来到,冲头直径和铸造压力,冲头直径和浇口速度 之间的关系,如图1-3-3的图表所示。
70 m/ s 60 50 40 30 20 10 0 50 60 70 冲头直径 φ
?? ? ?速度

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 80 mm
鋳造 圧 力

浇口速度

90

铸造压力

MPa

压射力156KN 压射速度 2.0m/s 浇口面积 2.0cm2

图1-4-1 冲头直径和浇口速度、铸造压力的关系

为了确定正确的冲头直径,浇口尺寸,除铸造压力、浇口速度以外,压室的充 填率、压室的厚度以及影响浇口处理(切边)等其他要素也必须充分考虑到,以便于 恰当的浇口设计方案。 下表为改变冲头直径、浇口面积时,所产生的铸造影响。

冲头直径→大

铸造压力、充填时间 → 小 浇口速度、浇口流量 → 大

浇口面积→大

浇口速度 → 小

表1-4-1 由于冲头直径和浇口速度变化所产生的影响

1-5 低速速度
通常铝合金铸造的低速速度为 一般情况 压室的充填率小(20%以上),薄壁产品 压室的充填率大(30%以上),厚壁产品,真空D.C 0.20m/s ~ 0.25m/s 0.25m/s ~ 0.30m/s 0.15m/s ~ 0.20m/s。

低速压射的目的是为了防止压室内卷进空气,根据浇铸量进行调整。另外,多段压射系统可 以在0.03m/s ~ 0.7m/s之间,或者匀加速等。最大可以进行9段的调整。因此,压室充填速 度、浇道充填速度、产品充填速度,可分别设定。可慢慢加速调整等,达到条件设定的多 样化。 低速速度的稳定性,对产品品质有很大影响。与高速速度也一样,需要进行监视管理。 另外,压室、冲头的卡住等,也是实际速度不安定的原因,必须注意。

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1-6 速度切换位置
接下来,对压射速度切换位置和压射状态的关系加以说明。
增压 高速压射 低速压射

A

压力
FL, 减速

速度
B

F

E

D

C

B

A

C

基本的压射切换位置和其要点如左图所示,各状态位置加以 设定,注意以下各点进行条件设定。 A.给汤完了状态 压射时间内,溶汤安定后,开始压射 B.低速压射,压室充填 设定防止空气卷入的速度 注意无溶汤飞溅,冲头的卡住等的影响。

D

C.低速压射,浇道充填 多段压射的机器另外可以设定,一般情况下,以加速度的 匀加速进行设定。 D.高速切换位置 一般来说以溶汤到达浇口的位置为基准进行设定,根据 产品前后调整切换位置来决定最佳的位置。
E

E.减速位置 产品充填完了后,在集渣包充填完了之前进行有效减速的 决定,设定后短射必然会有,但必须对产品的影响加以确 认。 F.增压位置 增压为充填完了开始增压,切换位置一般在充填完了的 前20mm左右设定。
F

※不论哪一个切换要点,都要计算机器、电气工作时间的 延迟,比计算值之前10~15mm左右进行设定。

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1-7 高速压射行程的计算方法
在1-6所做的说明,从溶汤到达浇口位置作为高速切换位置是最基本的。 因此,可根据充填质量和压室(冲头)的直径,能够计算出高速的行程。 从左图可以知道,高速行程×冲头断层面积和充填体积是相等的。 因此,从充填重量求得充填体积,用充填体积除以冲头横断层截 面积,可以 求得高速行程。 充填质量 Wg = 产品 + 集渣包填质量 (测量浇口部切断的产品以及集渣包的重量。) 高速行程= Wg ÷ 冲头横断层截面积 溶汤比重 ※溶汤比重一般来说铝为2.64、 镁为1.75 g/cm2 例.充填质量6000g的铝制品,用70直径的压室进行铸造的时,其 高速行程为 6000 / 2.64 ÷ (π×72/4) = 5.9 cm = 59 mm

高速转换位置

高速行程

充填完了位置

1-8 增压时间
增压为浇口凝固之前必须向产品传达的压力,所以其增压启动时间和应答性 是有一定的要求的。增压启动过早,对高速有影响,产生飞边的原因。过迟 则没有增压效果。 有必要进行根据产品的凝固时间,调整增压启动时间。 浇口(汤口)凝固时间的简单计算方法为 浇口凝固时间 t =Bα×(浇口厚度)2 此时 B 是铝:2.0、镁:1.5 α是铝:0.01、镁:0.005 。

一般来说以上这些为参考,决定压射速度、冲头直径、浇口尺寸等。 还有设计模具也必须以此为参考,对于正在生产的不良模具,以数据、计算 为基础对模具进行改进,从而能够提高生产性、良品率。

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1-9 开模力的计算
开模力指的是从铸造时产品压力开模所需的力量。开模力可 用铸造面积×铸造压力求得。 铸造面积的计算 铸造面积A1=a1+a2+a3+a4 =料柄面积+浇道面积+产品面积+集渣包面积 账型力的计算 开模力 F1=铸造压力Pp×铸造面积A1+中子分力Fc 详细的计算 对各部分施加压力分类如下: 产品部=计算铸造压力× 75% 集渣包部=计算铸造压力× 25% 料柄、浇道部=计算铸造压力×100% 有滑块中子时,需计算中子分子。 中子返回力Fr=产品面积Ac×计算铸造压力×75% 中子分力Fc 中子分力Fc=中子返回力Fr×tanθ 开模力 F1=(a1+a2)×Pp+a3×Pp×0.75 +a4×Pp×0.25+Fc 压铸机锁模力 > 开模力F1×1.1

图1-6-1 铸造面积

Fr
图1-6-2 中子分子力

锁模力需要开模力的1.1倍以上的力量,开模力若比锁模力大,则易发生飞边(短射)、 尺寸过大等现象,不能进行实际生产。

1-10 充填完了的能量
高速充填完了对产品所施加的能量,可以根据其速度、压射油缸活塞部分及压射 杆的质量来进行计算。 压射能量 E = W (V)2 2g W : 压射油缸活塞部分+压射杆重量 kg V : 压射速度 m/s g : 重力加速度 9.8 m/sec2

从上述的计算方式可以看出,充填时的冲击能量力为压射速度的成倍。压射时的 飞边发生(短射)多为高速充填时的冲突所造成的。 通过利用FL压射、减速系统等的条件设定,有效防止飞边的发生非常重要。

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2. 压射系统的特点
2-1 2压方式(V2、V3系列)
油缸压力=增压OFF时=P1 增压ON 时=P2
压射油缸 增压流量阀 增压ACC 高速ACC

高速罐 FL阀 低速流量阀 高速流量阀

图2-1―1 V2、V3系列压射系统

2压方式的特点 ?V3以前的系列在250吨以上的机型,采用2压方式,可以分别设定压射压力 和增压压力。 ?因为采用的是出口节流方式控制低速,低速时产生背压。 ?因为充填(加压)增压ACC、所以需要设置高压油压的管路240kg/cm2。 ?压射油缸为一个,构造简单。 ?油缸直径越大,相应油缸杆的重量也越重、充填能量消耗也变大。

增压

高速压射 FL

低速压射 一般为浇 口位置 低速开度阀因未用出 口节流方式而产生背 压 压力

P2 增压ON

P1 增压OFF

速度
图2-1-2 V2、V3?压射图表

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2-2 增压缸方式(V4,125,200)
增压ACC

油缸压力=增压OFF时=P1 2 2 增压ON 时=P1×(D /d )
(D2/d2)=增压比 (有增压ACC时,为P2) 压射缸 增压缸?

压射ACC

减速阀? FL阀 低速EH阀

增压流量控制阀

高速流量控制阀

图2-2-1 V4系列压射系统

增压缸方式的特点 ?V3系列以前的200吨以下的机型和V4系列采用增压缸方式,由增压缸产生 增压压力。 ?V4系列由于入口节流控制低速度,低速时因无背压,冲头的摩擦等外部 阻力可以从压射波形上看到。 ?因不用高压油压油路(240kg/cm2),减少油压故障。 ?配置增压用ACC(选项),可单独设定增压压力。 ?压射缸紧凑化,超高速压射对应。 增压 FL(减速) 高高速加速性 高速压射 低速压射

减速系统 压力

使用EH阀可实现匀加速 压射(9段) 速度

图2-2-2 V4 ?压射图表

由于入口节流控制低速度, 可以从低速时的压力线上知 道浇口的阻力及冲头的阻 力。
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3. 产品不良及其对策
3-1 产品不良及压射条件
将因压射条件引起产品不良及其一般的原因和对策方法总结如下:

压铸产品不良

原因

对策中必要的压射条件

气孔

卷气

提高低速的稳定性 消灭压室、冲头卡问题 杜绝压射飞溅现象 延迟低速压射速度



收缩

提高铸造压力 加快增压起动时间 将增压切换位置提前 提高高速速度 调整高速切换位置 提高低速速度

流痕、冷隔

溶汤流动不良

粘着、卡住 高温 鼓出 低温 漏压 水气混入

降低压射速度 降低铸造压力 喷脱模剂

提高压射速度 提高溶汤温度 减少脱模剂

减少冲头润滑油 减少脱模剂 增加集渣包

有许多原因引起产品不良,首先查明原因是很重要的。针对一个原因采取的措施也影 响到其他不良因素。所以,采取措施时,一点一点一边观察其结果,一边去实施为好。 根据产品的不同,引起不良的原因可有多个。1个对策可能对其他不良有副作用,故必 需有综合的对策。

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3-2 产品不良和模具
将因模具引起产品不良及其一般的原因和对策方法总结为如下:

压铸产品不良

原因

对策中必需的模具设计 排气销的改良(真空、激冷 排气块) 集渣包的改良 缩小冲头直径 提高模具温度 冷却改良、降低模温 追加压实销、分浇口 尖角处加圆弧改良脱模斜度 浇口改良、追加分浇口 排气、集渣包的改良 提高模温

气孔

卷气



收缩

流痕、冷隔

溶汤流动不良

粘着、卡住 高温 鼓出 低温 漏压 水气混入

冷却的改良 表面处理、涂层 改变材质

停止冷却 追加集渣包 产品配置的平衡

追加排气的孔、槽 改良冷却、减少脱模剂 滑块的配置

与压射条件的对策同样,必须找到真正原因采取对策,另要注意采取对策避免引起其他 不良。 模具的对策是在模具完成后进行的,多会影响费用、时间及该模具的寿命。因此,希望 在设计阶段即可预知不良并将其反映在模具的设计、制作上。若不是特别需要冷却, 即停止冷却就可。在制作模具时,可多加些冷却,实际不使用的冷却在做新模具时去掉 即可。 模具设计首先应考虑品质,其作业性、生产性也应考虑。

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4. 微电脑控制设备压射条件画面的说明
TOYO的电脑控制机有条件画面,仅需输入必要的数据,即可自动计算出压射条件。

材料选择 高速切换位置 浇口速度一览表 油缸直径一览表

A.输入设定项目(绿色文字)。 浇口速度 : 参考浇口速度一览表输入适当的浇口速度。 充填质量 : 切除浇口的产品+集渣包的重量并输入此数值。 浇铸质量 : 测定全体的铸造重量并输入。 冲头直径 : 输入所用冲头的直径。 增压时压力 : 如为2次压方式,输入增压ACC的压力。 如为增压缸方式,则输入压射(增压)ACC×增压比。 压射缸直径 : 参考油缸直径一览表,输入该机器的压射缸直径。 浇口厚度 : 输入浇口的厚度(平均厚度)。 浇口横截面 : 计算浇口(合计)截面积并输入。 料柄 : 输入设定的料柄厚度。 压射原点位置 : 输入模具空打行程。 按浇口速度按钮,可参照一览表。

输入上述设定项目后,参考各计算结果(黄色文字)设定压射条件。 另通过输入高速转换位置,可看切换时的产品充填率。 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com (11)
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5. 压铸机对超高速多元射出,微型计算机控制的必要性 V4‐T (N)机的标准配备
5-1低速多段射出的必要性
① 在套管内赋予铝溶汤加速度,能消除套管内卷入空气的问题。 这项做法最早是由瑞士的Bular公司所开发,最近在日本、美国的压铸机会 议上发表其效果。(0.03m/sec~0.7m/sec的射出速度领域下可调整) ② 横射出低速层流压铸在近年来适用于汽车方面须作T6处理的制品, 通常也会用压挤栓。 ③ 已确定通过模具方案能与①项一起针对汤道(Runner)卷入空气的问题、 铝溅到汤口(闸门)的问题,可由设置汤道到汤口的充填速度,对不良率 产生改善的效果。

5-2

高速加速性能与超高速射出性能的必要性

① 在固定的高速点猛然加到高速的高速加速性能(0.01Sec/5m/Sec) 与实射速度5~6m/sec的超高速性能能改善铸造品的汤周围不良、 汤皱纹,让吹孔细微化等许多问题。 ② 为能对应所有的模具因此开发出使用其它品牌的油压脉冲阀、与OUT关闭 不同的独家超高速多段射出,并列为东压压铸机的标准配备。

5-3 高速减速机能的必要性
① FL射出(车的油门控制)与高速减速复合阀(车的刹车控制) 让东洋独家的射出系统能减少毛边的发生,达到精密铸造。 5-4 増压力(铸造压力)的控制 ① 安装了増压ACC(可选),让东洋的压铸机能与高速射出力分开单独任意地控制 增压压力。 5-5 微型计算机控制(系统21)的必要性 ① 根据实测数据进行铸造管理 ② 铸造管理也涵盖了压铸机的周边自动机器,包括模温、汤温、给汤量 (料饼厚度)、喷射时间,将这些都是为整个系统统筹管理。 ③ 管理数据由内部存储器与外部IC卡两边存储管理。 ④ 铸造管理测定数据在低速?高速射出、关模力、铸造压力、増压时间、 料饼厚度6个项目上作反馈管理,进行铸造品的品质管理。 ⑤ 除④项以外,也经常确认低速?高速射出行程、生产周期时间、模具温度、 溶汤温度、作动油温度、喷射时间是否符合一定的管理数据,随时进行管理。 ⑥ 配合模具温度,自动多段切换喷射时间。 ⑦ 在模具更换机能之下,设备的动作会自动切换低速,已确保作业性能与安全性。 ⑧ 随时监视设备状态,发出警报,并会在CRT以文字显示出信息。 ⑨ 不论由谁执行铸造作业,都能获得同等的制品品质与产能,这正是微型计算机 控制的目的。 ⑩ 采用触碰面板方式,直接指示要变更数据的处所,能迅速进行操作。

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6, 压铸机铸造作业提升产能的重点
为了提升压铸机的产能,有3项重点:①降低不良品 ③提升可动率 ②降低铸造周期

6-1 降低不良品
① 铸巢不良的改善 (a)肉厚部的凹巢(凝固収缩巢) ? 降低发生凹巢部的模温 (模具设计技术) ?安装抽铸栓 (模具设计技术) ?降低溶汤温度 (铸造管理) ? 采用压挤栓 (模具设计技术) ? 变更汤口方案 (模具设计技术) ? 铸造条件适当化 (高速?増压射出性能) ? 溶汤管理(溶解炉?保持炉)不纯物?空气量 (b) 吹孔(空气卷入巢) ? 在Chill vent提高抽气量 (模具设计技术) ? 采用真空压铸 (模具设计技术) ? 模具方案(汤口、汤道)适当化 (模具设计技术) ? 铸造方案适当化 (多段射出、超高速射出) ? 溶汤管理(溶解炉?保持炉)不纯物?空气量 ② 外观不良的改善 (a)模具不良问题(烧焦) ? 降低模具温度 (模具设计技术) ? 制作模具时的表面粗度 (模具制作技术) ? 提高模具的表面硬度 (模具的表面处理技术) ? 自动喷射的稳定适当化 (采用喷射机器手臂) (b)打入不良问题 ? 通过作业改善与作业分析特定出发生的场所(制造造管理) (c)汤口切断时的切入与切断面巢的不良问题 ? 汤口的尺寸与形状 (模具技术) ? 修整压铸模具的尺寸与形状 (压铸模具设计技术) (d) 汤皱纹、汤周围的不良问题 ? 模具方案 (模具设计技术) ? 模具温度 (模具冷却世纪?模具冷却铸造条件) ? 铸造条件的适当化 (多段射出?超高速射出) ③ 精度不良的改善 (a)尺寸问题 ? 模具温度 (模具技术) ? 毛边的发生 (模具温度?铸造条件) (b) 歪曲问题 ? 模具温度 (模具技术) ? 铸造条件 (铸造技术)
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6-2

降低铸造周期

降低铸造周期可从压铸机与周边的自动化装置的动作图表分析着手。 ① 自动给汤机 ?配合关模型动作进行对套管的铸汤动作,将关模完毕到射出开始的 时间损失调整到最小。(使用微型计算机的给汤快速激活机能) ? 从 给 汤 机的 溶 解炉 到 汲 取 铝 液 的时 间 , 对 稳 定 给 汤温 度 也 很 重 要 。 因 此 、 微 型 计算机机器 会 自 动 监视 整个设 备 的 周期 , 自 动 调整 汲 汤 激 活 (使用连动计时器自动调整机能。) ② 取出机与取出多关节机器手臂 ? 东洋 的 取出机 会 配 合 开模的 动 作自动 开 始 取出。即 使取出机与模具 因 为操作设置错误,也会有微型计算机随时监视彼此的动作位置, 不会发生冲撞。(使用微型计算机的取出快速激活机能。) ?在使用取出多关节机器手臂时,由于控制系统彼此独立, 因此无法彼此监视位置(可以使用微型计算机的取出快速激活机能) ?与汤口切断压铸(cut press)连动时,使用多间接机器手臂可以 缩短周期时间。(废止压铸台的前进后退动作,可使用一般的 修整压铸。10t的压铸可单独作20秒周期的动作。) ③ 自动压铸与喷射多间接机器手臂 ?比较平面的制品(ミネベアさんのHDD与马达的多个取出)即使制品 留在模具内也不会干涉到喷射,复合取出动作与喷射动作, 因此能缩短周期时间。(使用微型计算机的喷射快速激活机能) ?从周期性而言,卡式喷射可说比多间接机器手臂喷射还快。 尤其在铸造较为复杂的肉厚汽车零件时,350t也会有5~8秒的 周期时间差。但是机器手臂的正确性比较高,能作再现性较高的 铸造作业,全自动铸造管理性拥有较佳的管理特性。 ④ 自动修整 ?修整压铸与压铸机连动,所以在350t压铸机以上的设备不会发生 周期时间拉长的情形。但如为125t级,则会发生延迟4~5秒的情形 (12~1秒则会变成16~18秒? ) ?与修整连动的系统比较容易作高周期、整个系统的调整, 从排列的自由 度来看,未来最好还是采用多间接机器手臂 取出机。(上述125t的修整为18秒,但可缩短2秒左右成为16秒。 此外350t级在薄肉制品则可作2~22秒的高周期。)

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数控压铸机有关快速周期的设定项目(归纳)
1 提前预注汤 2 汤勺预倾料动作 3 汤勺的早归位 4 喷雾机预喷准备 5 预取件动作 6 产品预顶出 7 取件机手臂前行待取 给汤机 给汤机 给汤机 喷雾机 取件机 取件机 取件机 合模动作和倾注动作的复合连动 使汤勺预先倾斜至待注状态,缩短注入时间 给汤机手臂后退动作和汤勺回位动作连动 产品取出动作和喷雾器下降动作的连动 开模动作和取件机手臂动作的连动 产品顶出动作和取件机手臂动作的连动 取件机手臂在前行途中待取动作的设定 (500吨以上)

6-3 运转率的提高
可以说对压铸机来讲,提高设备的运转率是机器管理的主要工作, 也就是说如何有效地利用设备和模具通过提高其运转率,来实现生 产效益提高的问题。其中重要的一点就是不能局限一部分设备而 要着眼于整个铸造系统(包括①压铸机及一套自动化周边设备。 ②溶化及溶汤运转和溶汤处理设备。③压铸及后加工装置)的完好 改善,来订立改善对策追求设备运转率的提高。 ① 消除因设备故障造成的间隙停机(充分落实定期维护保养) ② 缩短模具(铸造?加工)的更换时间 (平均应在1小时以内以20~30分钟为改善目标) ?明确模具维护的标准(打磨、更换零件、清洗等) ?改进更换模具的准备工作(尽可能让操作者以及吊车作好更换前的准备工 作) ?需要安装到位的零部件要一步安装到位(省略连接软管、紧固螺丝的作业) ?压铸成型条件依据数控主机PC实现其数据化管理(模具更换、模式、 条件可用数据管理来防止设定错误。) ③ 溶汤搬运要研究不停机运送系统。 ④ 编制压铸作业时的设备模具的点检标准 (模具,设备的维护手册有助于能更正确地管理压铸作业。)

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7. 压铸铸造对自动化的必要性
压铸产 业 被称 作是 3K 的 职 场 ,在这个行业 无 法 号召优秀 的作 业 人员 , 因此 所 有 的 国 家 都需 进行作 业 职 场 环境 的 改善 。 因 此 , 首先 应 作的 努 力是 省力 化,同时引进一套系统,让所有的作业人员都能生产出相同品质的制品。 在 工 资 低 廉 的 中 国 , 数 量大 幅 增加 、 主要生 产出口 到 日 本 、 美国 、 欧洲的 自 营 业 者 们 , 只 要 想想 为 何 需要引 进 微型 计算机 控制 的 全自 动 机器 应 该就 能明 白 。 因 为 牵 涉 到 产能 与 制 品品 质 的部 分需要 以 最 先 进的设 备 来 生 产, 而 只 有 歪曲 问题 的 消 除、 毛 边 的 去 除、简单的 加 工 ( 使 用 治 具以 人 工 操 作)、溶解与自动化的困难工作需要交给大量的作业人员来生产。、 应该将省力化、自动化放在同样的一个角度来思考才对。 自动化设
1 2 给汤机 自动射出

生产性
①生产周期的稳定化 ①缩短生产周期 ②生产周期的稳定化 ③喷射位置与量的稳定化

铸造品质
①给汤精度与再现性(任何人作业的 结果都相同) ①模温稳定化(周期的稳定) ②任何人作业的结果都相同



自动取出机

①缩短生产周期 ②生产周期的稳定化

①模温稳定化(周期的稳定)



热修整装置

①省力化 ② 思 考模具更 换 性能 很重 要 ( 研究 不足 会导致 产能 降低)

① 防止薄 肉 ( FDD 、 HDD 等 )品的 扭曲 ( 影响 制 品 与汤 道 冷 却 时 间 的 差)



多间接取出 机器手臂

① 与 压铸机连 动 时可 缩短 生 产 周期 (不 必 移动 压铸 机台) ②处理压铸机Return材料 的自由度高(省力化)

①良品?不良品的选择可与压铸机连 动 ②水冷后可供应给压铸机(防止扭曲、 歪斜) ③制品拿出时不易发生不良问题‘



多间接机器 手臂、喷射 器

① 有 些制 品的 生 产周期拉 长 ②喷射液的使用量减到 1/2以下,经济而环保

①再现性高,可获得稳定的品质 ②不论是谁作业都能稳定生产

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8. 压铸机制品不良问题对策
前言 如何将压铸机铸造品的不良问题降低到“0”是我们长年的梦想 与使命。在本文“压铸机铸造品的不良问题对策”中,将针对设 备、模具、铸造管理3个方向进行分析,并举出不良问题对策的 案例向各位报告。 不良原因因制品形状形形色色,有时候变更制品设计能大幅改善 不良情形,获得制品厂商的协助也是重要因素,但是这次的不良 问题对策将制品形状部分排除在外。

8- 1 相 关 设备 之 要 求事 项 ( 8-1-1 ) 熔 解炉 与 保持炉
(1)须拥有能配合铸造机能力(ton/H) 的熔解能力 ?在燃料费效率面大小无法兼顾 (2)溶汤氧化程度必须小 ?选用氧化少的熔解加热炉 ?使用保温性高的溶汤搬运装置,做低温熔解 (3)材料成分变化须少 ?使用回收材料时,不得增加Fe 、Zn 等 (4)N2 、HGAS的卷入、吸收须少 ?低温熔解及低温保持 (一般在新材料熔解时在0.2cc/100g?Al 以内) (5)溶汤温度的稳定性 ?铸造品质须在±5℃以内 (6)溶汤处理须容易做 ?脱GAS 处理 ?溶剂(Flux)处理 ?微细化处理 (7)炉内清扫须容易施行

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( 8-1-2)铸造模具的要 求事 项
(1)射出性能的安全性要高(回馈控制) ①采用真空压铸法 ②采用Squeeze pin(压挤栓) ⑤采用半凝固铸造法

③采用PF法(模具内灌入氧气) ④采用低速铸造法 (2)射出条件(压力与速度)的测量与管理性 (3)关模精度与关摸力的安全性(回馈控制) (4)模具温度的测量与管理性(回馈控制) (5)自动给汤机的给汤量稳定性(回馈控制) ?料饼厚度的稳定性±2mm以下

最佳铸造条件以微电脑管理,以及铸造条件储存在电脑中已是近来设备的普遍条件了。

(8-1-3) 铸造模具的要 求事 项
(1) 选用符合铸造品要求品质之模具方案 ①采用真空压铸法 ②采用Squeeze pin (压挤棒) ③采用PF法(模具内灌入氧气) ④采用低速铸造法 ⑤采用半凝固铸造法 ? 上记铸造法可将①~⑤单独采用或合并使用 ? PF法具有汤口设计的特性,设置多个小截面积(针孔浇口等)之汤口可瞬间 反应模具内的氧气与溶汤AL,让模具内变成高真空状态。 ? 低速铸造法具有汤口与模具冷却设计的特产,汤口速度在1m/sec以下,与其 他方案不同 肉厚部为了防止内部退缩巢通常会并用压挤棒(squeeze pin) 利用热处理T5、T6处理可提升铸造品强度的稳定性。

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8- 2 耐 压 、 耐强 度 零 件的 铸造 品
(A) 制品肉厚较厚的部位若发生内部凹巢问题时,须降低模具温度(140~ 160 ℃),因此须尽可能降低溶汤温度,以及考虑模具冷却的设计 喷雾条件的设定也须留心 铸造压力设定在900kg/cm2以上 (B) (C) 通常高速启动位置的溶汤是在汤口或制品内部较低速的进入位置进行切 换。 (D) 溶汤的脱气处理 (E) 汤口速度在50 ~60m/sec 以及高速时,巢会微细化分散,能减少压漏不 良的问题 一般铸造品多为40m/sec左右 (F) 在靠近压漏部附近追加辅助浇口(辅助汤口),能提高铸造压力的传达 效果 (G) 利用大量排气或真空压铸法,能增加模腔(cavity) 空气的排出量 耐压?耐强度零件最好是在肉厚部采用压挤栓

8- 3烧焦 与 卡住 问题 的对策 (A) 降低模具温度(250℃以下) 利用模具冷却设计与喷雾条件进一步降低溶汤温度。 (B) 抽模具的斜度抓大一些 汤口部的可动模 最好在3°以上 其他可动模 1.5°以上 固定模通常在 1.0°以上 (C) 提高模具表面硬度 氮化处理 TAFT处理(盐汤处理) 镀钨 KANAC处理等

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8-4 铸造条件的要 求事 项
铸造条件须根据数值Data整理,重要的是须在模具设计阶段研讨基本条件 强度?耐压品 铸造压力 750 ~1100㎏/cm2 压挤棒 1600~2300㎏/cm2 汤口速度 45 ~70m/S/sec 30~45m/sec (60 ~70m/sec) 注记1:(2-2-E)指耐压?强度零件为50~60, 因为模具温度、制品的肉厚、大小(汤流长度)而可能与一般规格不同, 近来的超高速机对气孔(blow hole) 的想法也是一例。 注记2:在模具设计阶段,高速射出速度是以2~2.5 m/Sec进行铸造 但最近的超高速机则也可以2倍5m/sec铸造。 汤口速度=(柱塞截面积÷汤口截面积)×高速射出速度 外装品、薄肉品 400~600kg/cm2

8 -5

A 公 司 的 不 良 对策 事 例
铸造品 材料 不良 率 对策方案 汽车 用 化 油器 AD C- 12( JIS ) 加工 有 的压 漏 不良 率为40% 1. 分 析 铝 材 料 的成分 2. 分 析 铸造品切断面的 组织 3. 检 查 溶汤 处 理 状态 4. 测 定模具 温 度 5. 检 讨 铸造条件 与测 定 数 据 6. 模具方 案 ( 汤 口、 抽 气 、 溢 流 的位置、 大 小

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8-6 分析 结 果 与对策
1.增大Fe,Zn成分,尤其是Fe的增加造成的"退缩巢"与强度降低 材料 溶汤处理 而出现"退缩问题"。 (对策)换成只用新材料直到稳定为止 ?Zn与AL两种都在同一场所集中熔解 ?使用铁钳锅 2.出现组织变粗大化与混入Fe-Zn-Si的氧化物。 (对策)溶汤做微细化处理 3.溶汤内也出现氮气、氢气增加。 (对策)做15分钟脱气处理、氩气的冒泡处理(Bubbling)。

模具 铸造条件

4.在退缩巢发生部追加辅助汤口。 5.加大通风口(air vent) 大小,并新增通风口。 6.降低模具温度(160度以下、喷雾后) 7.变更高速位置。 变更高速速度(汤口速度从40m/sec调为50m/sec) 8.降低溶汤温度(680~690度→670度±5度)

对策结果

加工后漏压改善到5%以下。

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8-7 考



1 彻底分析不良内容十分重要。 一般而言所谓的“巢”可分为“卷入空气的巢”与“退缩巢”,可能只有单一 原因或者两者混合,因此须做充分分析。 (两 者的 对策不 一样 ) 2 整理分析、对策、结果的资料,就能了解过程。 (听取专家意见,也可作为新手的教育资料) 3 做材料、溶汤处理、模具温度、铸造条件、模具方案的整体分析, 须毫 无遗 漏地分 析。 (漏压问题多发生在肉厚部,主原因为模具温度、溶汤温度,须在制品肉厚部做适当 的模具冷却。 降低模具温度,提高汤口速度进行铸造可解决大部分的问题。 4 在下一次的2号模具追加点冷却作为退缩巢对策。 5 铸造现场的材料分析是将浇道、制品部以槌子敲碎, 观察切断面,或是将溶汤流道铁板上,做5mm左右的板子, 再以槌子破坏该板子,定期观察截面,即可判断Fe的增加、 Si的粗大、不纯物、氧化物的增加。 6 以微电脑控制的铸造机进行测量Data管理、溶汤管理、模具温度管理 可速3项目的提升水平。

8-8

压铸模具的烧付、卡住对策 (摘自日立金属技报 Vol 15)
圆5 * 1 3㎜ SKD61(48 H RC) 溶汤温 度 690 度 ADC12

( 现象) 烧付 的栓 (PIN) 上 有 白色 附 着 物 [ 试验] ( 栓 子 )

( 微 米组织 ) 有 黑 色层( AL-Si-Fe) 与 白色 层 (AL) 2 层
AL 层 Al-Si-Fe 层

模具母

( 烧付的机 制) ① 离型 时 制 品部 分 上铝 附 着 在栓 子 上 ② ?栓 子 成分 Fe 扩 散到 附 着 的AL-Si 合金 上 ?AL-Si 合金 中 的S 浓 化到 栓 子 上 ( 对 策) 消除 初 期 AL 附着 问题( 尽 可能减 少 )

AL-Si-Fe 的 合 金

(方法) 降低 离 型 时栓 子 的表 面 温 度。 (延 长 模计时器,冷 却 栓 子) 离型阻 力 变小 ② (提 升 面 粗度, 提高表 面 硬度, 降低 表 面 处理、铸造压力)

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600 500 离型时制品温度( ℃) 400 300 200 100 0 0 5 10 15 20 25 模具计时器 (sec) ダイタイマ ー(SEC)

450 ℃

未发生烧付

烧 付

本试验的烧付临界温度在450℃附近

(冷却)
冷却 3圆

5圆 5圆 10圆

高压冷却水、蒸馏水、循环10~20K/cm2

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(表面处理) 1 气体软氮化 2 KANAC处理 3 TD处理 4 I-NIX处理 5 ALTECーα处理(铝合金层) (整理) 在模具制作面明确记载对策,同时也须考虑汤口速度、铸造压力、 离型剂的耐热性、离型性、汤口的方向性。

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铸造品不良对策案例(1) 品名 机车引擎用左曲柄轴箱

GN-125)

①部发生抽铸部烧焦问题。 对策:①部分追加点冷却, 降低模具温度。

可动型

②部分发生汤皱纹。 对策:安装滑动中子,在可动、 固定两边都装溢流与抽气。
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④部分发生漏压?????(不良率50%) 对策1:③⑤部追加点(spot)冷却。??(不良率20~30%) 对策2:变更⑥的固定中子(拉长行程(stroke)、 变更成隧道中子。????????(不良率3~5%)

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品名

铸造品不良对策案例(2) 天津Daihatsu (轻汽车miller) 的化油器

将漏压试验NG处以普通铸造、有挤压有(局部加压)、 有挤压+真空VCS4,3种条件观察切断微蚀刻。 真空浇道针孔痕迹

挤压处

切断处

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(普通铸造)…{顾客处加工品的分析}

(有挤压)… {新型}

(有挤压+真空VCS4)…{新型}

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化油器

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125cc左方曲柄轴箱

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9. TOYO模具设计基准
9‐1汤口尺寸与柱塞规格

(1)汤口尺寸取决于铸造品的形状、模具方案,射出速度与汤口速度 的一定值是必要的,在模具设计阶段应充分考虑。 (式)汤口速度(v)= (V) 柱塞断面积 汤口断面积(A) ×射出速度

(一般條件) AL 射出速度1.5~2.5m/s



湯口速度 薄肉40~50m/s 汤口速度v 厚肉35~45m/s Mg 射出速度V

φD

射出速度1.5~6.0m/s 汤口速度60~130m/s

(2)一般条件基本确定,充分探讨模具设计、阶段(式1)条件、决定汤 口断面与柱塞径。一般的汤口试铸造后扩大追加的情况较多(射出速度 2.0m/s、汤口速度40m/s) ,这是比较好的做法。 (3)在初期设计可避免压铸机械射出速度3m/s、40m/s汤口速度的模具 设计方案。 (4)高速充填时间铸品的汤回流(汤流不顺汤境)的关系影响凝固计算 的确认。 〔定数AL:0.01 Mg:0.005〕 (例) 0.01×3mm2=0.09

t=0.01×(鋳造品的薄肉部厚度)2 s(AL)凝固时间的演算,考虑设计。

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9-2 模具的温度模具的精度
在高温时的模具精度:一般的情形毛边发生模具刮伤、拉伤与铸造条件,温 度是有直接的影响,模具冷却孔的设计在空间可能的限制下冷却、设计,第 一模试作时,充分考虑模具热分布、最好的冷却孔设计,第2、第3模探讨改 善方法°

汤口远冷却(水量少) 排气口 汤口近冷却(水量大)

分流子冷却

(流道?汤口部冷却)

排气口的配置根据制品 部的主要模穴热传导未 受限制

150℃ 0.02~0.03 A ??斜梢

200℃ B

A ?主模

模具温度随热膨胀产生平面的变化 (例)ΔL=温度×β×Δt =50mm×13×10-6×(200℃-150℃) =0.0325mm 厚度50mm的上部与下部平均温度差50℃,有0.0325mm的平面 度变化发生。固定模与可动模同一条件时0.0325×2=0.065mm的 变化。

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模具冷却孔的设计、水平冷却孔与垂直冷却孔的组合考虑是必要的 。

水平冷却部由模后或必 要位置做冷却

Φ2~Φ6SUS管 管塞 Φ10以上

冷却水进 出口

Φ10以上

MI

N1

0

MIN20

水平冷却20mm肉厚做基 准。 垂直冷却10mm肉厚做基 准。

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9-3 铸造品的缩收率
铸造品同一模具铸造条件变更则铸造尺寸缩收量产生变化。 下记的计算说明: ΔL= (? CT-实温)-α(+-实温) ΔL:缩收量 ? :AL材料的热膨胀系数 ADC10、12、….21×10.6/℃ AZ91Z….26×10-6/℃ α:模具斜梢的热膨胀系数 SKD61…13×10-6/℃ T:模具.押出时制品温度 t:模具平均温度

(例)ΔL=21×10-6(350℃-40℃)-13×10-6(200℃-40℃) =6.51×10-3-2.08×10-3
=4.43×10-3

一般资料:

铝合金 5/1000~8/1000 (ADC.10.12.内厚品 5.5~6.0/1000) (ADC.10.12薄肉品 5.5~.5/1000)

依据铸造品,制品的X、Y、Z轴、缩收量,考虑模具制作是必要的。

Y X

Z

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9-4 排气口与空气排出

1.排气口目的 ①模具温度分布均匀化配置考虑。→(模温上升效果) ②制品汤流不良产生的配置考虑。 制品部在高速充填后,铝合金排气口部分移动能改善汤流不良、汤境 等。“停滞汤” ③先汤(制品内先行喷飞的铝合金)做排气口追加。 先汤、酸化物、柱塞润滑剂与破断层制品部发生不良的原因。

2.排气口的大小与排气 ①排气口的容量没有特别的规定.上记②~③项的需求大小,可根据需求决 定。因此重要的是经试模后做追加,并考虑变更可能的位置。 ②形状与尺寸

0.12~0.14t

基本的φ6 15゜以上

10 15゜以上

35 (入子)

基准0.12~0.14t×35L 的排气道,在斜梢内处理。

(A型)

1.0~1.5

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1.0

基本的φ6 15゜以上

5 15゜以上

35

(B型)

基准:排气口用的押出棒, 基本在Φ6以上。
(入子) 1.0~1.5

1.0

(入子)

(C型)

35

1.2t 0.12~0.14t 0.3t

基准:排气口,铸造品汤口的60~100% 的断面积范围设计。

(注)排气道部烧付存留时,用被覆加工强化硬度

(D型)

0.5~0.8t

0.12~0.15t

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D型形状压铸文献亦有记载,一般的主模穴部分0.12~0.15mm的排 气道部分追加或在铸造作业时磨沟或在斜梢追加排气道,因无法 长期确保良好排气。 禁止使用TOYO的模具。 3.大量排气的采用 TOYO的模具,排气的部分兼用大量排气阀为模具的基本设计(基 本尺寸如下)

0.4

0. 6

6 0.

0. 6

大量排气的山数9小时
0 0.4 -0.05

R0 .3





00

0.











3 2.08

(可動)
R1 0.

4.6

0.5

(固定)

6±

0. 05

0.



5 .0 0 ±


60゜

(可動)
0.4-0.05
+0.02 45 0

60゜

0.4
6 0.
2.08



φ6

40

.3 R0 .3 R0

.3 R0

(固定)

(两端) 线切割加工

40+0.02 0

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35
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9-5 导梢

(可动型)
导梢的选定须符合模具大小 规格 φd

(固定型)

导梢轴套
カ5

φd以上? 导梢棒

基本的规格明记 350t 500t 650t 800t 900t φ40 φ50 φ50(φ60) φ60 φ60 125t 200t 250t φ30 φ40 φ40

GPSL (外形油沟付)SUJ2 GBB SCM415

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9-6 回位梢与押出板导棒

押出板的回位梢与导棒兼用目的,必须考虑到回位梢与押出板的质量、规格来决定 基本上,500t以上的压铸机械模具的回位梢,押出板的导棒与导棒轴套, 或押出板承受的滑板设置必要。

回位梢的基本规格。(4支) 350t 500t 650t 800t 900t φ25(φ30) φ30 φ30 φ30 φ30 别途设 押出板 125t 200t 250t φ20 φ25 φ25 工业RPH 材质SCM415硬度HRC58~60

押出板的基本厚度 350t 500t 650t 800t 900t 20t+25t 30t+35t 30t+35t 30t+35t 30t+35t 125t 200t 250t 20t+20t 20t+25t 20t+25t

材质S50C(调质)

(F)

(R)

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④回位梢

押出板
φ9+1.0
穴φd +.03,+0.2 T
??T+0.03?

主模
Φd
50(8)

(株)ミスミRPφd 材质SUJ ⑤押出棒

φ20~30

-0.02 -0.04

φ35~40

-0.02 -0.04

硬度HRC50~60

主型 入子

押出板

(导棒长度)

カ゛イト゛長さ 30 スキマ0.03~0.05mm
(间隙)

穴φd++0.6 +0.5 φd+0.5~1.0

T T+
+0.03 0

⑥回位梢的安装尺寸公差考虑 主模的热膨胀与押出板的热膨胀不同,回位梢的安装板与回位稍 后留少许间隙是必要的。 (例)主模温度100℃ 押出板温度60℃ Δ40℃ 回位梢的长度 500mm 500mm×0.11×10-4×Δ40℃=0.22mm 回位梢与回位梢的公差 (+0.2~+0.3mm)。

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φD+1.0

φd

φD

⑦押出棒的安装尺寸公差考虑 铸造品模腔(斜梢)的热膨胀与押出板的热膨胀不同,押出棒的安装部须 有间隙。 (例)斜梢温度250℃ 押出棒的长度300mm 押出板温度60℃ Δ190℃

300mm×0.13×10-4×250℃-300mm×0.11 ×10-4×60℃ =0.975mm-0.198mm =0.777mm 押出棒与押出棒孔的公差。(+0.5~0.6MM) (注) 制品尺寸为600MM(800+)等大条件时,押出棒的公差 1.00MM程度是必要的,押出棒头部规格亦须再探讨。

⑧押出板的导棒与导棒轴套的安装 上述⑥⑦项押出板因模具的热膨胀的关系,精度向上与安装都非常困难. 因此回位梢来做导棒方式精度需求在较大模具时是会受到限制 。

因此250t与350t的模具,如比较大平面的模具押出板的专用导棒、轴套, 安装是必要的。

押出棒的破损与押出棒,回位梢的偏磨耗原因,本部分的设计较多。

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⑨押出板的倾斜

サポート?????①
1
(支柱)

バックプレート②
(后退档板)

3

押出板ガイドピン③
(押出板导棒)

押出板的倾斜防止考虑,适正位置支柱安装可动模的主模的倾斜防止, 押出板导棒与押出板的导棒安装共享。

模具全体的刚性与压铸机械的模板, 局部的安装固定全体刚性局部 的防止采用后退档板安装

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⑩其它

中子里面的风口与固定喷雾头的安装

φ2~φ4 φ6以上

φ5以上
押出棒的形状

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10. 压铸机的模具设计与附带设备
(A) 铸造模具
项 目 要 求 项 目
1)料管填充率(20~50%/min15%) 2)料管长度(射出?标准?长规格之选择/厂商OP 3)湯口設計と湯口速度 肉厚1mm以下(70~100mm/sec) 1mm~2mm(50~60mm/sec) 2mm以上(40~50mm/sec) 4)断熱料管(金属陶瓷类) 使用低速层流D/C 1)浇道流速=浇口速度÷10〔5~10〕 W/T=2~3为基准 T T=制品肉厚*2~3倍
W

资料No,



柱塞直径 料管长 汤口断面

TOYO型设计 基准 9-1



汤道

2)加大角的R(卷入空气)方向性很重要 1)配合制品形状分散汤量 主汤口与副汤口的平衡很重要



汤口方案

2)依照制品大小考虑汤流长度 (参考)均一厚度1mm(200~300mm) 变动肉厚1mm(150~200mm) 填充时间基准 0.1sec以下

1)目的:氧化物、离型剂、汤流、空气滞留、溶汤停滞 部之导汤模温平衡



汤停留 (溢流)

2)采用最小限容量(缩短填充时间) 3)溢流汤口=75%*基准汤口总断面积 (MIN50%~MAX100%) 4)考虑不残留模具(押出栓、溢流浇口尺寸与形状) 1)以大量排气为基本。

TOYO型设计基 准 9-4

资料16 TOYO型设计基 准 9-4 資料1 宇部与产 (1984年日本 压铸机会议)



抽气 (排气孔)

2)配合制品填充时间,将大量排气分割或分割大量排气。 3)溢流到滑块中子里面或安装抽气

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(A) 铸 造 模 具 项 目 要 求 项 目
1) AL 2mm以下 4.5/1000~5.5/1000 2mm以上 5.5/1000~6.0/1000 在XYZ方向改变收缩份 代表性al制品:方向盘

资料No,
TOYO型设计基 准 9-3
Y X



收缩份

资料9
Z

1)考虑加热裂开问题 精密零件、小物 DAC10



模具材料
?以真空淬火为基本 ?每1000模做热处理 ?以真空淬火为基本 <热应力> 520~550℃ 大型?肉厚品 DAC55

淬火硬度HRC50 (250ton机以下) 淬火硬度HRC48 (350~500ton机) 淬火硬度HRC46 (650~1000ton机) 淬火硬度HRC46 (650~1000ton机)

资料2 日立金属 (DAC系列)

1)GAS软窒化、盐浴处理(Taftlide处理) (500~570℃、Hv1200) 2)I-NIX处理(金色)…氮的渗透扩散 (500~540℃、Hv1000以上) 3)TD加工…Panadium炭化物层 (1000℃、Hv3200~3800) 4)Kanac处理… 处理后表面良好 (500~540、Hv900~1200) 1) 一般?精密 220℃~250℃(调温器) 薄肉?大物 250℃~300℃(调温器)



表面处理

资料25 菱电化成KK PGE677



模温

2)在固定?可动主模具上安装断热板(薄肉?精密零件 3)安装模温感应器(微电脑管理) 4)汽车?摩托车?强度/耐压品基本做点(spot)冷却

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(A) 铸造模具
項 目
1)模具温度 2)汤口位置?汤口厚度





项 目

资料No,
资料3,4,5
压铸机模具设计 者E.A.哈曼

10

裂缝? 破裂

3)制品形状 (肉厚变化?角R) 4)零件冷却(全体调温、搭配部分冷却) 5)滑动中子(大物)调温 6)射出速度(汤口速度)、射出压力 7)模具歪斜(模具开关、中子精度、可动、固定的温差) 8)部分挤压(肉厚部)

資料12,13,14,15

資料17,18,19

1)模具温度分布(模具歪斜) 2)模温调孔与冷却孔的设计

资料6,7,8
压铸机模具设计者 E.A.哈曼

11

毛边
3)中子精度(模对准高精度加工机无手工完工)

资料20

1)模具表面完工(电极完工粗细、R部) 2)无后研磨完工处理的放电加工设备 (粉末放电加工机)…放电Gap0.05mm 3)模温分布 4)表面处理(长中子、抽出倾斜0.5℃以下)

12

卡住

5)抽出倾斜凸1.5°以上、凹1.0°以上 汤口部壁 2.0°以上、分流支部 3°以上 6)自动喷雾 a)中子内侧

中子进入喷雾(油压中子) 模具内安装喷雾嘴 (注意中子抽出行程) b)喷雾液与毛边的清扫 中子滑动部加抽水孔

7)离型剂种类

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(A) 铸








要 求 项 目 资料No,

1)开模时模温高(模具计时器、模冷却、汤温) 2)采用低速射出(料管内卷入空气)

13

起泡 气孔

3)高速切管位置的适当化(例:在模腔1/3高速) 4)溶汤中空气量 5)汤口方案 6)须有吹孔与退缩巢的分辨对策 7)采用真空压铸机

1)提高模温

14

汤皱纹 汤周围不 良

2)提高模腔填充速度 3)提高铸入温度 4)研究汤口方案 5)溢流位置容量的适当性 6)加大抽气容量

1)加大押出棒尺寸与追加数量 2)略微降低射出速度

资料9
压铸机模具设计 者E.A.哈曼

15

变形

3)降低铸造压力 4)研究离型剂的种类

资料16

资料21,22

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B)其他附带设备
项 目 要
1)润滑性(超高速对应)



项 目

资料No,

1 柱塞润滑剂

2)氢GAS发生量 3)水溶性-油性的检讨 水溶性:注意安全性(料管剩水) 1)模具料管与机器料管的一体化



射出料管

2)热料管(超低速层流压铸机) 3)料管长度的检讨(料管填充率)

资料10,11

1)高温规格(模温、精密抽铸、未加工)



离型剂

2)脱模阻力的减少化(歪曲、卡住、未加工) 3)气体发生量少

1)喷雾雾粒的微细化 2)吹气的强度



自动喷雾
3)高周期对应 4)采用多关节机器人 5)采用模内喷雾

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B)其他附带设备
项 目 要 求 项 目 资料No,

1)搭配铸造机能力之熔解能力 2)溶汤气化少(炉体构造、燃烧器的选择、断热) 3)材料成分变化少



熔解炉

4)溶汤处理容易 5)炉体内部容易清扫 6)省能源

1)溶汤温度稳定(设定温度以±5℃为基准)



保持炉 水冷却 机组

2)溶汤氧化少

1)模具冷却水的流量管理 2)10丸的射抽栓的冷却(JET-COOL-SYSTEM:Pascal社)



1)模具的升温(加热器方式、油调温器研讨2方式) 2)MAX温度300℃规格 3)加热能力 24KW 冷却能力 160KW(20L/min) 泵浦能力 70L/min 选定水准能力



调温器

4)可动性、固定性之单独控制(2区规格)与以流量调温 方式(1区规格)控制 5)考虑含主模具在内的整体模具升温。 防止模具反转(变形) 6)射出料管的加热(油调温规格与加热器调温规格) 有2种方式。 (有剩水安全性与防止汤温底下2个目的) 7)模具温度管理(D/C微电脑画面)

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资料1

宇部兴产(株)(1984年日本压铸机会议发表资料)

资料2-1

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资料2-2

资料2-3

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退缩巢的发生机制(制品形状)

资料3

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

退缩巢的发生机制(模温分布)

资料4

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

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退缩巢?裂缝的发生机制(形状)

资料5

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

温度导致模具歪曲

资料6

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固定?可动性之温度差导致偏离尺寸

资料7

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

模具温度差导致中高歪曲量

资料8
tC=5/9(tF-32)

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

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铸造时的模温与制品温度变化 造成制品尺寸变化

资料9

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

模具冷却方案1

资料12

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

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模具冷却方案2

资料13

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

模具冷却方案3

资料14
记号 铸造部 Tape下孔 D

资料16
1/8 ????? 7.5 1/4 ????? 11.0 11.0 14.0 17.0 19.0 19.0 19.0 25.0 16.2 3/8 ????? 14.7 15.0 18.0 22.0 19.0 19.0 19.0 25.0 16.0

Tap?Plug深度 D’ 8.0 管子孔 C 11.0 冷却孔的中心间隔距 离 X 14.0 到腔表面距离 锌 铝 锰 铜 S 19.0 19.0 19.0 25.0

到分割面的距离 P 16.0 到入驹末端或押出棒 距离 E&R 锌 6.5 铝
Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

6.5 13.0

6.5 13.0

13.0

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押出棒

资料16

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

点冷却

资料17

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

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冷却管
φ8銅パイプ ※ 48 ※ 45 12.1 ロ ー付ケ 13 (6)

资料18

15

※φ35 SG P3 / 8 φ8銅パイプ C形止メ輪軸用22 M 8 X P0. 7 5 Oリング P18 φ25

※印寸法は、固定型用のダイセット寸法

※φ40

资料19-1

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资料19-2

资料19-3

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倾斜栓中子

资料20

Θ

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

一般使用 Θ=15°~25° Fr= cos( Θ+ 3°) Fi

F1=Fi tan ( Θ+ 3°)
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押出棒回转煞车

资料21

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

料管押出(环押出)

资料22

Die Casting Dies:Designing 著者:Edmund A.Herman

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资料25

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模具方案(例1)行动电话按键〈125t〉 给汤量120g

15×8t

模具方案(例2)行动电话按键〈125t〉

8× 6t

给汤量80g

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10 ×

8t

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模具方案(例3)传动装置〈125t〉

3

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2

凸☆

3

1

1

4

6

3

0

5

0

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模具方案(例4)B5笔记本电脑框体〈350t〉

5

7



凸 1. 5 6

φ10

模具方案变更(例4)B5笔记本电脑框体〈350t〉
断热板 大量排 气瓶





0 8 φ
φ10

271

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100

222

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11.高真空铸造系统(VCS)
TOYO独自开发的真空铸造法(VCS法)是指在横浇道部位设置横浇道销,使型腔 部位真正达到高真空的铸造法。 (特许PTA.2088906)
射出前
可动模

VCS法的特点 VCS法的特点
压射前大量除去模 腔内的空气
真 空 固定模

油压 排气销

(冷却排气方 法也可对应)

在横浇道部,装配有横浇道销,在合 模完毕(给汤中),进行制品部(型 腔部)的抽真空动作,高真空度可以 达到[8.0×103~ 4.0×103Pa (60~ 30Torr)] VCS法的效果 VCS法的效果 1)减少卷气引起的缩孔。 (5cc/100g±2cc)
冲头

溢流 制品部 制品部的高真 空化成为可能
流道销

流道

2)改善铝水的流动性,减少冷隔引起 的不良。 3)可以降低压射压力,从而延长模具 寿命。

油压 CYL
顶出板 除去压射室 内的空气

由于浇口销关 闭防止了真空 动作时熔汤的 溢流

压射室

产品图样

溶汤

射出中 排气销关闭防止溶 汤的飞散 锁 模

动作图
真空开始 给 汤

流道压销开 排气销关 高速射出

低速射出

增 压

浇口销打开,开始 向制品部充填溶汤

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12. 低速层流压铸系统

提高保温性脱模剂
离 型剂 考虑到保 温性能, 喷口向上 类型? 模具温调 使用模温 机或 加热片的 部分 和定点冷 却共 用。 浇 口 截面积大 提高向模 腔内传 递的 层流充填 铸造压力。
使 用 T V -87 3离 型 剂 ( 保 温 性 优 良 的 固 定 滑 润剂 ) 稀释 倍 率 堆 积 大 < 20~ 40倍 < 铸造 表 面 不良 容 易 付 着 模具 温 度 18 0 ~ 27 0℃ 原 液 因 沉淀 浓 度 易变化 使 用时 必须 搅拌 模具 表 面 堆 积 约约每 2.5小 时 必须 清 扫 ?

汤 道?分 流子 考虑到汤 道、 分流子指 向性 的熔汤流 动, 防止熔汤 混入 凝固料, 而作 成此形状 。

冲头润 滑剂 熔汤 保温性提升类 型

超 低速射出 0.03~0.15m/s

氮气置换 (铝水含气量 0.3cc)

压射 室 低热传导、压射室 (高充填 ( 率) 熔汤 流动性提高, 防止凝固片生 成

铸造条件事例

铸造品事例

射出行程 横轴的 图表

压 实销的设定画面

拖架 ADC12 (T-6) 发动机支架AC4C‐H

自 动喷雾 、

作 动2次 设定

发 动机支架 AC4C‐ H ( T-6)

4轮用油压阀 ADC12

发动机支架 AC4C-H (T-6)

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PF铸造资料1
材料 ADC12 铸造条件 ?BD-350V4-T ?高速速度 1.6 m/s ?汤口速度 154m/sec ?氧气注入量 10 ?
相同条件下注入空气 (490℃热处理后)

PF压铸 相同条件下注入氧气 (490℃热处理后)

Φ3 阀门密封面

空气注入的组织照片(×1000) 氧气注入的组织照片(×1000)

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PF铸造资料2
鋳造条件別製品含有ガス量の比較
PF 低速速度 高速速度 ????速度 鋳造圧力 局部加圧先端圧力 高速位置 離型剤 チップ潤滑剤 ガ ス 量 Hガス量 全ガス量 単位 m/s m/s m/s m/s MPa MPa 1 × 0.25 1.6 109 2 ○ 一定速 0.9 ????通過時速度 61.3 3 4 備考

68 235.2 ランナ部46%充填時 一般 ???????? DS-32 80倍 日本黒鉛 FTL-5 4倍 水溶性 一般 油性潤滑剤 潤滑剤 日本黒鉛 cc/100g 2.2 3.8 2.2 2 真空加熱定容測定法 水素測定時に圧力か cc/100g 14.6 4.1 2.2 2.1 ら求めた水素換算値
Hガス量 全ガス量
保温中 0.8~1.0cc 空气潮湿时3.5cc 脱气处理后0.2~0.4cc

16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 条件NO. 3 4

气体含量(cc/100g)

脱模剂、冲头润滑剂的种类,溶汤处理 等都可能影响制品的氢气含量。

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PF鋳造資料3(PF資料数据集)

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