原標題：大連亞明：發(fā)動機鏈條罩蓋壓鑄模具設計

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，鋁合金壓鑄件越來越多，為實現節(jié)能減排，壓鑄件的設計已向多功能、多零件組合的方向發(fā)展，因此壓鑄件上常常會出現厚壁區(qū)域壁厚過大，易產生縮孔、縮松等鑄造缺陷。為滿足零件的功能要求，常采用局部增壓、半固態(tài)壓鑄、嵌件壓鑄等方法以提高鑄件的內部品質。本研究以汽車發(fā)動機鏈條罩蓋為研究對象，介紹了汽車發(fā)動機鏈條罩蓋的鑄件結構及開發(fā)難點，通過工藝分析和理論計算，合理地設計鑄件澆注系統和排溢系統，采用雙向多支澆道實現快速充填，以滿足鑄件的外觀及內部品質要求。介紹平板類鑄件的澆注系統、排溢系統的設計，并通過采用嵌鑄的方法，解決鏈條罩蓋吊裝孔處縮孔缺陷，旨在為生產提供參考。

圖文結果

圖1為某型汽車發(fā)動機鏈條罩蓋，鑄件外輪廓尺寸為265mm×133mm×49mm，單件質量為480g，投影面積為261c㎡。鑄件整體結構扁平長，一般壁厚為2.5mm，周邊有12處螺栓安裝凸臺，中部兩側各有1處直徑為?49.5mm的通孔，中心部位有最小寬度為11mm的拱形橋，心部設有直徑為?20mm的吊裝孔。鑄件材質為Al-9Si-3Cu（Fe），內部孔隙要求吊耳處最大孔隙小于2mm，其他部位小于0.8mm，鑄件密封性要求在0.04MPa壓力下泄漏量小于3mL/min。

在滿足型腔最小壁厚要求的前提下，最大抽芯尺寸為?10mm會導致吊耳附近因壁厚過大產生縮孔缺陷。國外采用側向抽芯?10mm，機加工至?20mm的生產工藝。由于側向抽芯尺寸小，鑄件內部存在大量縮孔，機加工擴孔單面加工余量為5mm，加工后內部縮孔暴露在吊裝孔表面，既影響鑄件的強度又影響外觀質量，因此成品率低。針對以上開發(fā)難點，在開發(fā)前期進行失效模式分析，采取有效措施，通過合理設計澆注系統并采用嵌鑄的工藝方法，有效解決了鑄件內部品質問題。

圖1 鏈條罩蓋

圖2 澆注系統及排溢系統
1.直澆道 2.橫澆道 3.內澆口 4.溢流槽

表1 溢流槽容積推薦值

壓鑄模排溢系統主要包括溢流槽和排氣道，可以控制金屬液的充填和流動狀態(tài)，合理的布置排溢系統能夠有效地減少冷隔、流痕、氣孔等鑄造缺陷。溢流槽和排氣道的設計與鑄件結構、澆注系統結構和尺寸等因素有關。溢流槽的位置一般布置在分型面上，選擇金屬液最先沖擊的位置、最后充填的位置以及多股金屬液匯集的位置，排氣道設置在溢流槽的后端，加強溢流和排氣的效果。

鏈條罩蓋模具結構見圖3，鑄件一模兩腔立式排放，通過鎖模力的計算，選擇鋁臺精機9000kN壓鑄機。壓室位于模具中心下方偏心200mm的位置。為滿足鑄件側向吊裝孔的成形，采用液壓側向抽芯機構，在模具上方布置液壓缸，用于實現吊裝孔嵌件的定位。由于鑄件型腔形狀相對簡單，模具成形零件采用整體式鑲塊結構，簡化模具結構的同時有利于冷卻水道的布置。動定模套板是成形零件、導向零件及側向抽芯機構的載體，并承受壓鑄時壓射力沖擊，采用整體式結構，在保證使用功能及強度的前提下，使模具結構更簡單、緊湊。推出機構采用推桿推出，由于鑄件為扁平類鑄件，推桿的布置盡量使鑄件各部位所受推出力均衡，以防止鑄件變形。因此在滿足推出力的前提下，增加推桿數量，在動模鑲塊每個型腔上設置30處直徑為?8mm的推桿，其中型腔16處、澆道9處、溢流槽5處。冷卻系統根據鑄件結構、位置的變化采用循環(huán)水冷卻和單點水冷配合使用。

圖3 鏈條罩蓋壓鑄模結構圖（動模）
1.澆道 2.鑄件 3.動模型腔 4.上液壓缸 5.方導柱
6.排氣道鑲塊 7.動模套板 8.分流錐

圖4 嵌鑄結構
1.動模型腔 2.液壓定位桿 3.嵌件

圖5 嵌件

吊耳處?20mm的吊裝孔附近局部體積厚大，充型緩慢，容易引起滯氣及收縮缺陷。為減少吊耳厚壁處的縮孔縮松，提高鑄件內部品質，采用嵌鑄工藝。嵌鑄是把金屬零件（嵌件）先放在壓鑄模內，再與壓鑄件鑄在一起，以消除鑄件局部熱節(jié)，減小鑄件壁厚，防止縮孔產生。由于該鏈條罩蓋外形結構較簡單，鑄件在最大輪廓處分型后，兩側包緊力沒有明顯的差異，因此在確定分型面后，將鏈條罩蓋吊耳孔處需要設計側抽芯結構的成形部分設計在動模，同時將周邊法蘭面上的預鑄孔型芯也設計在動模，可以增大動模部分的包緊力，避免開模后鑄件留在定模型腔。這種分型設計導致嵌件放置在動模型腔中，為保證嵌件在壓鑄過程動模移動時穩(wěn)定牢靠，必須設計可靠的定位和壓緊方式。

圖6 X光檢測圖片

鏈條罩蓋屬于扁平類且中心帶通孔的鑄件，可以通過使用雙向多支澆道實現快速填充；結合合理的排溢系統設計，鑄件可以實現優(yōu)良的表面和內部品質。對有厚壁結構的鑄件，受鑄件結構和模具結構影響，無法有效地實施抽芯和局部增壓工藝時，可以采用嵌鑄工藝進行壓鑄。使用嵌件進行壓鑄生產能夠消除鑄件局部熱節(jié)，減小鑄件壁厚，有效防止縮孔產生。

本文作者：
侯麗彬
大連科技學院機械工程學院
李靜 王琳琳 間德海
大連亞明汽車部件股份有限公司
本文來源：《特種鑄造及有色合金》雜志