壓鑄工藝在目前的汽車零部件輕量化生產(chǎn)方面起著重要的作用。對于一些周邊設(shè)計(jì)為封閉形式的蓋類汽車用壓鑄鋁合金零件, 模具設(shè)計(jì)時(shí)無論選擇周邊何處作為進(jìn)澆口, 均會對模具重要成形部位———密封槽位置造成沖蝕, 導(dǎo)致模具部分失效 (一般2萬模次左右) 。目前常用的對策方法是設(shè)計(jì)為鑲拼結(jié)構(gòu), 對易損部位更換處置。

結(jié)合實(shí)際生產(chǎn), 提出一種新型設(shè)計(jì)方案, 采用了三板模——雙中心進(jìn)澆結(jié)構(gòu), 優(yōu)化了鎖模、限位等結(jié)構(gòu), 匹配壓鑄機(jī)臺部分功能, 使模具壽命有較大延長，現(xiàn)場生產(chǎn)效果顯著。某V8發(fā)動機(jī)鏈條蓋殼體，見圖1，材質(zhì)為A380鋁合金,密度為2.45g/cm³，輪廓尺寸為305.059mm×243.811mm×88.683mm，其質(zhì)量為0.83kg, 體積為309cm³, 表面積為856.03c㎡, 基本壁厚≥2.1mm, 鑄件收縮率為0.55%, 因?yàn)槭敲芊獠劢Y(jié)構(gòu), 有平面度要求。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)由于壓鑄件結(jié)構(gòu)特殊, 內(nèi)澆口直沖壓鑄件的密封條安裝槽內(nèi)側(cè), 造成模具此處位置過早龜裂, 并導(dǎo)致壓鑄件上形成了凸起的龜裂紋，由于此處是安裝

密封條位置, 如果壓鑄件上有龜裂紋, 會對壓鑄件的密封有嚴(yán)重影響, 所以對此處的鑄件表面質(zhì)量有嚴(yán)格要求。經(jīng)分析試驗(yàn), 采用了中心進(jìn)澆三板模結(jié)構(gòu)。針對壓鑄件的基本情況, 進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。選擇遠(yuǎn)端進(jìn)澆以減少對中心兩個(gè)型芯的直接沖蝕力度, 配合一般設(shè)計(jì)規(guī)范。圖2為初始設(shè)計(jì)方案。

圖1 零件三維圖

圖2 常規(guī)進(jìn)澆方式

圖3 壓鑄件失效位置圖

圖4 模具鑲嵌方式

經(jīng)過對壓鑄件的分析, 要避開密封槽的位置進(jìn)澆, 壓鑄件上唯一可以選取的位置只有壓鑄件中間的兩個(gè)孔位, 而且壓鑄件的基本形狀呈圓形餅狀結(jié)構(gòu), 兩孔位在中間位置, 筋條呈輻射傘狀, 所以采用中心進(jìn)澆對壓鑄件的排氣等都有非常好的效果, 因此決定采用雙中心進(jìn)澆三模板的設(shè)計(jì), 見圖5。

圖5 雙中心進(jìn)澆三板模的設(shè)計(jì)方案

表1 優(yōu)化后主要設(shè)計(jì)參數(shù)

圖6 Flow-3D溫度場模流

圖7 Flow-3D速度場模流

圖8 模具簡圖

表2 兩模板和三模板生產(chǎn)效果對比

切刀材料材質(zhì)為H13, 硬度為HRC44～46, 刀口成45°角, 可避免粘鋁現(xiàn)象。彈性鎖模裝置鎖緊力為40kN, 避免動模板與定模移動板提前分離。模具的導(dǎo)柱與模板制作精度要高, 定模固定板、定模移動板、動模板需要同時(shí)配模, 合模油要分布均勻.模具安裝到壓鑄機(jī)上, 用手推動定模移動板, 需無明顯卡頓現(xiàn)象。

圖9 實(shí)際產(chǎn)品圖

兩板模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成熟, 機(jī)構(gòu)穩(wěn)定, 出品率高, 在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。三板模主澆道提前分離結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是適用于各種圓形餅狀類產(chǎn)品, 只是結(jié)構(gòu)或樣式可能不同, 需根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì), 該應(yīng)用打破了常規(guī)壓鑄方案進(jìn)澆的思路, 大大提高了壓鑄工藝的適用范圍。

作者：
王悅民 豐亮 顧建華 姜先鋒 楊迎風(fēng) 王海蓉
廣東鴻圖南通壓鑄有限公司
本文來源：特種鑄造及有色合金雜志