布勒两板压铸机合模系统技术优势

　　文/瑞士布勒压铸机公司/卢宏远、邹智厚、卢敏

　　压铸领域的不断拓展及压铸技术的不断进步，对压铸机提出了更高的要求。压铸机制造商必须不断应用新技术，改善设备的性能、效率及可靠性，提高压铸企业的生产能力。布勒公司在研究了三模板压铸机在压铸生产中的工作状况和问题后，研发了两模板锁模技术，生产了Carat两模板压铸机，并于2006年推向欧美压铸市场。该机型具有比三模板压铸机更好的工作特性，在欧洲推出后，很快获得市场肯定。至2009年年底，两板压铸机开始销入中国，至目前销量已达15台之多。为使中国压铸界对两模板压铸机有更好的了解，本文将介绍两板合模系统的基本结构、工作原理、技术优势以及应用情况等。

　　1. 两板合模系统

　　两板压铸机的合模系统去除了三板压铸机中的后座板和曲肘系统，锁紧功能由装于动模板后端的随动锁紧机构完成。随动锁紧机构中的主要构件包括对开螺母和锁紧油缸，如图1所示。对开螺母能够打开和闭合，打开时动模板沿导轨和大杠可自由移动，闭合时与大杠上的夹持齿槽啮合，动模板不能后退。之后，锁紧油缸充入高压油，油缸膨胀，大杠受到拉伸将模具锁紧，如图2所示。

　　两模板锁紧机构的锁紧力由锁紧油缸在开合模方向上的面积与液压油的比压决定，其大小F等于液压油的比压p乘以锁紧油缸的截面积S，即F = p×S 。对于一定吨位的压铸机，锁紧油缸的截面积S的大小一定，其原则是形成的最大锁紧力必须使大杠的拉伸长度或拉伸率在设计范围内，保证大杠安全使用。

　　2. 两板合模系统的技术优势

　　两板压铸机的锁紧是由对开螺母的夹持作用与锁紧油缸的膨胀作用联合完成，综合了曲肘机械式及全液压锁紧机构两者的长处，其技术优势可归纳为以下几个方面：

　　2.1 模具厚度调整方便快捷

　　与三板压铸机的曲肘式合模系统相比，两模板锁紧机构的最大特点是在限定范围内的任何位置直接锁紧模具，且适合各种吨位的压铸机。

　　在三板机曲肘合模系统中，曲肘必须处于伸直状态并且精确达到某一位置才能将模具锁紧。三板机每次更换模具，都需要精确的定位锁紧位置，需要一定的调节过程。而两模板是随位锁紧，只要动、定模分型面接触，锁紧机构中的对开螺母就可闭合，之后锁紧油缸膨胀，将模具锁紧。因此，两模板锁紧系统不需要精确的锁紧位置，模具厚度调整方便、快捷，换模时间短。

　　2.2 锁模力分布均匀

　　在三模合模系统中，大杠锁模力的调节是通过旋转大杠尾部的锁紧螺母进行。要保证四根大杠受力均匀，往往需要对大杠进行单独调节。对大杠进行单独调节，需要分离整体调节系统，过程麻烦，如图3所示。而两板锁紧系统采用四个独立的油缸对四根大杠分别锁紧，即使在模具安装平面存在一定不平行度的情况下，也可以保证每根大杠的锁紧力完全相同。

　　2.3 模具厚度变化自动补偿

　　在压铸生产中，由于模具受到热作用可能会产生膨胀现象。如果不能及时调整，模具膨胀现象会导致大杠应力增加，拉伸增长。如果大杠长期过度拉伸，将会影响大杠的使用寿命，同时也会导致模具所受压力增加，对大杠和模具都有害。两板锁模系统能够对模具受热膨胀等类似的模具厚度变化实现自动适应，保证锁模力恒定，消除模具厚度变化影响锁模力的现象，使大杠和模具总是处在良好工作状态。

　　2.4 机器长度缩短

　　由于去除了后座板和曲肘，两板压铸机的大杠长度明显缩短。相比三板压铸机，不同吨位的两板压铸机总长度缩短了1.5m至2m不等，如图4所示。长度缩短，减少了机器的占地面积，可提高车间容量及产出率。或者在同样数量的机器容量下，车间变得宽敞，物流通畅，车间的工作环境改善。

　　此外，机器长度还能提高机器的整体刚度和运行稳定性，对铸件的精度控制有利

　　2.5 节能

　　表1显示了布勒三板压铸机和两板压铸机两种机型的电机功率，两模板压铸机的装机功率明显减小。两板机的节能效果可达到11%至27%不等，在目前提倡节能及绿色生产的情况下，这也是非常引人关注的优势。

　　2.6 开合模速度快

　　曲肘合模机构多次的运动转换对开合模速度的限制会大一些。两板压铸机采用液压缸直接驱动动模板做开合模动作，运行速度快，可以缩短压铸循环时间，提高整个压铸机的运行效率。如果考虑两板机合模系统的调整时间缩短以及平行动作，使用两板机可以提高压铸生产效率。

　　2.7 活动部件减少

　　与三板压铸机相比，两板压铸机的合模系统大大简化。其中活动部件明显减少，润滑部位明显减少，合模系统几乎不再需要润滑油管，如图5所示。从使用结果看，整个合模系统磨损低，减少维护工作量，运行可靠性更高。

　　此外，两模板合模系统对大杠抽出更加方便，并具备合模保护、合模动作程序控制等曲肘合模机构具有的全部功能。

　　3.两板压铸机的应用情况

　　压铸机的可靠性对压铸生产至关重要。布勒公司在Carat两板压铸机投产之前，进行了长期的技术研发。从两板合模系统的结构、原理到各种零部件的设计与制造，都经过了严格的验证。其中合模系统总成经过了400万次循环运转，相当于12年实际生产的循环数量。整机经过2年时间、3班制实际生产的验证。

　　布勒两板锁模技术已非常成熟，目前布勒公司在欧洲市场售出的大型压铸机(1000吨以上)绝大部分为Carat两板机型。至目前为止，布勒两板压铸机在欧美市场销量已达几十台。客户中包括TCG Unitech、Georg Fischer、Ortal Die Casting、Wagner、BMW、DGS Druckguss Systeme等压铸公司，近期德国大众VM也购进6台4400吨Carat压铸机准备进行汽车结构件生产。

　　图6是宝马公司2008年购入的4000吨Carat两模板压铸机，该机在宝马公司技术中心主要用于技术研发，开发压铸项目。其中压铸件是宝马公司镁包铝直列六缸压铸缸体，缸体内套是用铝合金制造，满足使用要求。外套是由镁合金制造，减轻缸体重量。

　　图7是德国DGS公司Carat2800吨两板机生产单元，产品是汽车结构件。铸件特点是尺寸大，壁薄，对机械性能要求极高。采用Silafont-36铝合金，以及专门的工艺措施，铸件质量及性能完全符合要求。

　　图8是TCG Unitech公司在产的镁合金压铸件，其中图(a)所示的铸件由三板压铸机生产，图(b)所示的铸件由两板压铸机生产。在使用相同锁模力，相同的压射速度，相同的增压压力的情况下，由于两板机合模系统完善的锁紧功能，消除了铸件飞边现象。

　　在中国压铸市场，两板机也受到了压铸界的青睐。在短短一年多的时间里，其销量已达十五台之多，吨位从1300吨至3500吨不等。2011年将有不同吨位的Carat两板压铸机投入生产，这表明布勒两板压铸机也获得中国客户认可。

　　4.结束语

　　压铸业的不断发展，需要性能更加优良的压铸设备。两模板压铸机的合模系统能够使压铸机和压铸模具达到更好的工作状态，并且具有占地面积小、高效率、节能等一些列优点，更能够满足现代化压铸生产的要求。两板压铸机已在各种铸件的实际生产中得到验证，其优势明显，在正常运转时间、铸件质量、生产率、工艺灵活性及运行成本等方面都获得了用户肯定。布勒是两模板锁模技术的领跑者，率先完成了两板压铸机的商业化生产。两模板压铸机为压铸提供了更为先进的生产手段，将会成为近期压铸机技术发展的一个方向，相信今后几年会有更多的压铸机厂商会跟进两板机技术及进入两板机市场。