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2、商城(货比3家不吃亏,不买也先看看价格) 【网上购物】 淘宝网(地球人都知道) 百万篇博硕本科论文全新推出 网址 http:/ 本次文章生成时间：2009-3-28 10:24:15 文章内容从第二页开始！ 请将本站向您的朋友传递及介绍！ 模具I 业 2 0 0 0 N o ，总,2 3 3 4 3 用的 车轮 铸造 发 展 重力 更复 在质 势 。 汽 车 铝 合 金 车 轮 低 压 压 铸 模 设 计 靖江市石油化 电器设备厂( 江苏靖江2 l 4 5 。 。 ) 何灿 东 ； 【 摘 要 了 汽 车 吕 合 金 铸 造 原 理 、 匈 及 模 具 工 。T o T z 2 关 键 词 竺
3、丝轮 韵模 具 结 构 每 糠， 与 詹 研； 一 Ab s t r a c t Th e l o w p r e s s u r e c a s t i n g p r i n c i p l e 0 f t h e a l u mi n u m a I l o y wh e e l f o r a u t o s t h e d i e 所谓低压铸造 ( 亦称反压铸造) ， 广义讲是压力 铸造的种，是液体金属在一定的压力作用下压八 模具型腔内。一般 压力铸造需要高的流动速度和高 的注射压力，故 压力铸造通常也称为高压铸造，其 铸造压 力 一般 在 3 0 6 0 MP a ，填 充 时间
4、一般 在 0 【 】 l 0 3 s 。而低 压铸造 ，其压力较普通压力铸造 低得多，填充时问也较长 ，是一种专为铸造汽车铝 合金车轮而开 发的集高压 铸造的成型优点与重力 铸造的成型条件而研究的新型铸造工艺。 2 模具设计及其工作过程 图 1 为汽车铝合金车轮低压铸造模具结构，侧 模为四开模式， 三角块导向， 上、 下模材料为热作模 具钢 H1 3 ， 侧模材料为 3 5 Cr Mo ， 模具冷却系统为压 缩空气风冷 工作过程 ：熔融态铝液保温在机床下部的保温 炉中，铸造时，升液管将铝液从保温炉中压入到模 具型腔中，首先由浇口进入，然后依次流向模具型 腔深处，当铝液 由浇 口压入型腔时，铝液
5、先 由上模 收稿 日期 ； 1 9 9 9年 l 2月 7日 图 1 模具结构 【 下底板2 陶 瓷浇 rA 套3 下模4 浇 I 套5 上 模6 分 流 锥7 上模 芯 8 模 芯 压 板9 侧 模l 0 三 角导 向块 L 1 上 模 固定板1 2 推杆 固 定板1 3 推 扳1 4 上模板 中心分流锥分流导流，使铝液由上下流动转变为水 平流动， 导流后铝液平稳地流人车轮轮辐处， 继续前 流。铝液 由下往上充填车轮轮辋，直至充满整个型 腔。由于充填时，铝液是从下部水平地 由下往上顺 序充填 ， 充填速度较慢， 压力较小，型腔中的气体能 顺利地排出模具型腔， 而且铝液是水平升高 ， 铸造时
6、铝液不会产生涡流现象，铸件不存在由涡流产生的 夹渣、 气孔等铸造缺陷。充填结束， 机床保压压实， 冷却 系统顺序冷却 ( 凝固) 铸件， 中心浇 口处因需对 铸件冷却过程充分补缩，铝液需最后冷却凝固。铝 液铸造温度一般为 7 0 0 -7 5 0 模具工作顺序为 ：4侧边模块 先合拢 ，上模下 行，与下模贴合，4侧边模块再加压锁紧，合模结 束。经过铝水浇注、 保压、 补缩、 冷却等铸造垒过程 完成后， 模具开模， 侧模先行后退并完全分开， 上模 4 4 模具I业)2 0 0 0 No 7总 2 3 3 上行 工件滞 留在上模 ， 并随同上模一起上行， 上行 至一定高度时中心打 件器推动推板下行
7、，将铸件 顶出上模 ， 至此完成一个工作循环 在设计模具 时，可将模具分成几大部分来分别 设计 ： 冷却系统、 中心浇 L I 、 车轮轮辋。 ( 1 ) 冷却系统 。 铝合金材料为 A3 5 6 2 ( 美 国标准牌号 ) ， 材料收 缩率为 0 5 5 0 6 5 。从模具结构 图 l 中， 可看 出该模具为风冷 ，冷却部位主要 集中在车轮轮辐、 中心浇 V I 处，而轮辋部位则无冷却系统。冷却系统 的主要设计原 则是 ：首先轮辋部位由上往下顺序凝 固，随后轮辐部 位由外部 向中心逐渐冷却，铸件冷 却时保证能充分补缩，防止产生缩孔 、 缩松、夹渣、 热裂等缺陷 轮辐与轮辋相 交处是车轮的直
8、接受力 部位， 且是应力集中区， 若冷却不当， 会产生缩松或 热裂 。固此， 轮辐冷却 时， 外 圈需最先冷却， 然后向 中心部位冷却 在轮辐的整个冷却过程中，中心浇 V I 由外向里进行充分补缩。而轮辋 部位由于制 品是 无 内胎直充气轮胎 在轮辋 部位也 不允许产 生缩 孔、缩松等缺陷固此轮辋部位需 由上往下顺序凝 固。 而铸件厚度一般在 8 O 9 5 mm， 且轮辋远离中 心浇 口，铸件散热较 -陡， 由模具本 身 自然玲 却即 可。但对模具 自然散热而言，需保证 由上往下的顺 序 凝 固。 ( 2 ) 中心浇 口。 中心浇 V I 见图 1 ，它是 由上模芯与分流锥组成 的 浇铸时，
9、 分流锥对铝液产生分流导流 ， 上模芯与 分流锥的环形间隙 ( 见图 1 )形成 了浇注面积，在 设计时需充分考虑车轮大小、轮辐宽窄 、复杂程度 等，此浇注面积也为补缩面积 ，它需保证车轮此部 位对车轮轮辐 充分补缩 ，并最后冷却。依轮形及车 轮大小而 异， 一般取 1 5 ram， 有时在浇铸时，为 防止大块 的铝渣进入模具型腔，在浇 V I 与分流锥之 间放置 1 个 1 6 0目的半球形或倒锥状玻璃纤维过滤 网， 对铝水进行过滤处理 。 模具设计时还需要考虑上模芯的排气问题，特 别是在安装面较深时 ，该 处机加工后形成的平面是 车轮 的安装面，不允许有夹渣 、 气孔、缩松等现象， 排气
10、问题需充分考虑 设计与制造模具时，在安装 面上根据 螺栓 孔数 目的 多少而布置 同等数量的推 杆， 此推杆既作为顶出制品用， 又作 为排气用。 该处 推杆间隙为 0 1 0 -O 1 2 mm， 间隙过小， 易使模芯抱 死推杆， 排气不顺畅， 脱不了模 ； 间隙过大 易溢出 铝水， 引发铸造事故：为增加排气， 在模芯与上棋配 合 圆周上均布 2 0 -3 0条深 0 5 mm的 v形排气槽， 让铝液中夹着的气体与浇注时未排出的气体从此处 能顺利排出， 防止圈排气不畅而产生气孔 、 夹渣等缺 陷。 ( 3 ) 车轮轮辋。 从冷却与补缩来看， 壁越薄处散热越快， 也最先 凝固，后凝固部位补缩先凝
11、固部位。在重力铸造工 艺中， 对铸件轮辋部位的补缩， 顺序凝固应该是由下 至上先保证车轮轮辋下部先行冷却逐步向上冷 却，由浇 口处最后冷却并对整个轮辋补缩。为达到 此顺序凝固， 轮辋 必须符合壁厚梯度变化趋势， 即上 部L L gl 邻下部增厚 0 l 0 3 mm 但对低压铸造工 艺而言， 顺序凝固则完全相反， 因为在低压中补缩不 是由上部的浇 口处来最后补缩的，而是 由保压压力 通过末凝固的铅液来补缩 的。在低压铸造时，铝液 充填顺序是由中心浇E l 一车轮辐板一轮辋下部一轮 辋上部，铸造中压力也是按此顺序传递的。为保证 车轮的整体补缩，必须先保证保压压力的完全有效 传递， 车轮的凝固顺
12、序是轮辋上部最先冷却凝固， 然 后顺序往下，即遵循由上往下的顺序凝固原则：为 此 求轮辐有一定的壁厚梯度，即下部比相邻上部 增厚 0 l 0 2 ram，必须在对车轮机加工时留h 1 AI l 工余量后按壁厚 梯度再作相应的调整， 车轮壁厚( 已 留机加工余量) 一般达到 8 0 l O mm。对特殊要求 的制品，如轮辋 内制动壁部斜度使用要求为 3 ，但 从模具脱模来看，斜度必须大于等于 4 ，对此在设 计模具时需将此处斜度调整为 4 5 其余部位壁 厚需作出相应的修正。 对于 铸 造 较大 型 车轮 ，铸 件 的壁厚 一般 为 8 5 l O mm，如此又大又裸的铸件，在铸造和热处 理时极
13、易产生变形 为了减小变形，同时也为了铸 造时气体的顺利排出，可在上模成型内壁沿轴向均 匀开设一些 v形槽 。在侧模上， 可在圆周上开设 多 圈 v形槽， 顺 着开模方向 沿轴向也开设 V形排气 槽。这样铸件既可增强其抗变形能力，又可改善铸 造成型性能。 3 两种冷却系统 的分析 3 1 风冷与水玲的差异 模具上所使用的风冷或水冷系统是根据压铸设 备所配 的玲 却系统决定的，囤 1模具中所使用的冷 却系统为风冷， 图 2为平板类车轮模具， 其所使用的 模 具 I业 2 0 0 0 No 7 总 2 3 3 4 5 冷却系统为水冷系统 水冷系统冷却效率较高，但 模其中冷却系统较复杂， 易漏水， 不
14、安全， 机床控制 系统需较精确 对平板类及网状筋类效果较好 成 型周期较短 风玲 系统玲 却效果稍差， 但结构简单 、 安全可靠个别部位可强制快速冷却，对铸造的适 应性较好，特别是对辐板裸厚娄 车轮，铸造工艺调 整很方便、 快捷 ， 机床躁声较大 。 德国、英国、丹麦等国的压铸设备上主要采用 风冷方式， 水冷方 式主要用于美国低压压铸机上。 图 2 平 板类 车轮模具 3 2 两种冷却系统分析 3 2 1风 冷 童 统 ( 1 ) 特殊车轮的模具设计分析。 图 3为五筋车轮产品图， 图 4为模具结构。 从产 品图可看出该车轮 为深厚类辐板 车轮，A处壁厚特 别厚 、 铝液特别集中， 若冷却补缩
15、不当， 在该处极易 产生缩孔 、 缩松等铸造缺陷。冷却系统若选用风冷， 铸件的铸造工艺性 较好，工艺调整很方便，在成型 A处的上模深处通入气管强制冷 却，即可解决铸造 缺陷。 但冷却方式的选择不是 以铸造工艺性好为唯一 前提的，有时是 以所 配用的低压铸机 为设计前提 的 若圈 3产品需用美 国压铸机生产，其冷却必须 选用水玲方式 ( 模具为导柱卡装式结构，侧模为四 开式， 导向块导 向) 。该车轮在模具 设计中最难解决 的问题就是铸件 A处厚壁铸造的冷却凝固问题。由 于上模成型凸台很深，此处热量散失很慢，但从铸 造工艺上来讲， 该处必须较 内圈先行冷却 、 凝 固， 为 达到此处 陕速 冷却 ，对成型 凸台背面的散热槽加 大、 加深， 减薄上模壁厚， 使散热冷却加快， 冷却面积 变大， 尽量加快 A处的冷却 、 凝固， 达到铸件顺序凝 固的要求 在成型深凹辐板转角处设置排气塞 以 改善铸件的铸造工艺性能。 图 4 模具 结构 ( 2 ) 深厚类轮车模具风冷系统。 图 4为深厚类车轮模具结构，因为辐板与轮辋 相交处是直接受力部位、应力集中区。按车轮使用 要求 该处绝不允许出现缩孔 、 缩松等铸造缺陷。铝 液浇注结束后，冷却时，该处需较车轮 内圈先行冷 却、 凝固， 在模具上就要求该处冷却散热快 但在水 冷时， 冷 却系统
