摘要：压铸机是汽车、摩托车行业铝铸件生产的主要设备。本文详细阐述了压铸机压板机构改进和机械的可靠性问题。
关键词：压铸机；压板机构；改进；机械可靠性
1压铸机概述
压铸机是用于压力铸造的机器，包括热压室及冷压室两种，后又分为直式和卧式两种类型。压铸机在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型，开模后可得到固体金属铸件，最初用于压铸铅字。
压铸机主要由合模机构、压射机构、液压系统和电力控制系统等各部分组成。此外，压铸机还有零部件及机座、其他装置、辅助装置等部分。①合模机构。驱动压铸模进行合拢和开启的动作。当模具合拢后，具有足够的能力将模具锁紧，确保在压射填充的过程中模具分型面不会胀开。锁紧模具的力即称为锁模力（又称合型力），单位为千牛（kN），是表征压铸机大小的首要参数。②压射机构。按规定的速度推送压室内的金属液，并有足够的能量使之流经模具内的浇道和内浇口，进而填充入模具型腔，随后保持一定的压力传递给正在凝固的金属液，直至形成压铸件为止。在压射动作全部完成后，压射冲头返回复位。③液压系统。为压铸机的运行提供足够的动力和能量。④电气控制系统。控制压铸机各机构的执行动作按预定程序运行。
2基本概况
某厂先后购进卧式压铸机共六台，使用年限不等。其共同存在的间题是压射部分升降导轨压板机构使用一段时间后开缝，积累缝宽
＝2mm左右不等，理论上的钢性联接变为实际上的弹性系统（当模具要求的高度调定后螺钉压紧工作），这在机械原理上是不允许的，但由于生产任务情况，违章使用很长时间。它造成压射活塞、容杯和浇口套孔共轴线的平行度和同轴度差值达0.20mm不等，冲头反复非正常工作，附加摩擦力极大，摩损严重。同时，容杯摩损也很严重，理论上容杯应氮化处理。在容杯和模具孔被磨损后，无论冲头如何提高配合精度，同轴度如何严格恢复，其摩擦力仍然较大，因间隙处会充满0.15mm左右的合金，压铸产品由于压力不足，影响压铸件质量。
3.2压板几何形状不完美而影响机械零件的可靠性、耐用性和安全性
如图1，原压板件L2<L1，使图右固紧螺钉应受的合理拉力F转变为不应有的力偶矩M的转化过程呈现曲线关系。多年来的使用，其力偶矩M是螺钉断裂的罪魁祸首，金相分析断裂的情况是沿力偶矩方向疲劳源式断裂无疑。以下分析转化过程：图1中尺寸30，设动轨尺寸为A，压板尺寸30为B，在机加过程中，由于公差存在而不可避免，A大于B的情况是允许的，也是可能的、必须的。因为当升降位置调定后，螺钉必须固紧为钢性系统而工作，那么图1R处必然为线接触无疑，则构件线接触应力必然超过用应力，被压成如图1中不规则小圆弧R，床座上压出小凹痕。经实践证明了此点，这种情况出现后，A又继续大于B略有增值，则恶性循环开始，F转化为M幅度更加剧，压板即处于微观歪斜状态。所以，动力臂小于阻力臂的压板不适于交变脉动循环工作的场合，无论A＝B，或A<B，其受力后都要产生A>B的结果。因此，在压铸机此部位应采用L1/L2＝0.7和B/L2=0.8左右为最佳几何形状。此种部位要求高的可靠性比经济性更为重要。故改为图2的几何形状，使L2>L1，增大了30mm，使用一段时间后，其效果良好，估计在机床整机寿命期内不会有问题。
图2 改进后的压板尺寸
4管理方面
众所周知，螺钉具有自己松脱的本性，经3000～7000个脉动循环就要松脱完毕，应在三五天内检查一次。由以上公式
＝75P，如在搬手端加套管对螺钉预紧，可使螺钉超过15 kN的轴向力，可达50～60 kN，即使当时不坏，但对螺钉的寿命也有害，在脉动循环工况下危害性更大，寿命更短，防松性能应由止转垫圈之类零件解决。然而这些基本常识往往被人忽略，知识的死角区仍然存在，应广为宣传。在当今商品经济过渡时期的生产中，人们有重产品不重设备的生产倾向，包括国营企业，更包括领导阶层的决策人物，对设备的管理、人力、物力、财力的投入逐日下降，全员设备管理阻力较大。
以下举几个压铸机可靠性不足的例子：
1）J1116合型活塞稳定性之导滑杠外径￠80mm、壁厚8mm、长1200mm的两根铬钢空心杠，在使用中三台机床陆续弯曲成永久变形而报废，弯曲值在3mm左右不等。后换为实心杠，使用一段时间后强度好得多。空心杠与实心杠惯性矩之比为：
故惯性矩几乎损失一半，一旦径向力出现，将成破坏力。当然理论上此杠不受径向力，但由于素质和操作只要有一人次不当，恶果即要发生。这是由于机床的四根支撑杠的圆螺母调整不协调，四螺母调整得当的机率较小的缘故。
2）该导杠之端由一只M16螺钉轴向固定，装模具后看不见，曾经发生过螺钉脱落，滑杠掉出一次，应为永久性径向固定。
3）J1125B双缸顶料机构，活塞由两只圆螺母轴向固定，由于两只螺母不定期、不同时间松动而造成双缸运动不同步，使缸径薄弱环节开裂过一次，活塞也断裂而报废，这也是模具装上后看不见，缺少检查所致，应改为永久式固定。
4）上海某厂产J1513压铸机压射缸内第三次增压活塞动作的先导小活塞杆与铜质活塞体用M16螺钉轴向固紧。松脱过一次，活塞杆三次掉入增压缸内损坏缸体。后改为汽缸活塞径向柱销永久性固定，此处完全无法日常维护检查。
5）J1513和JL150压铸机下缸由两和四螺杆悬吊式联接在床身上，经常松动破坏同心度，也应改为半永久性固定。
6）J1125B中心顶料用板偏薄，刚性不足，强度不够，现已变为凹形达2mm。
结语：本文从生产使用中发现压铸机的压射机构部分的毛病，从而影响机构寿命和压铸件质量，维修量也大。介绍了产生上述问题的原因及解决办法，并论述了机械方面几处的可靠性问题。
参考文献：
[1]黄庆华.机械零件.北京：机械工业出版社.
[2]单辉祖.材料力学.北京：国防工业出版社.
论文作者:冯光明,周刚,胡奖品,郭世恩,王凤侠
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/18
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