压铸件壁炉是一种压力铸造的零件,是使用装好铸件模具的压力铸造机械压铸机,将加热为液态的铜、锌、铝或铝合金等金属浇入压铸机的入料口,经压铸机压铸,铸造出模具限制的形状和尺寸的铜、锌、铝零件或铝合金零件,这样的零件通常就被叫做压铸件。
压铸件在不同的地方有不同的叫法,如压铸零件、压力铸件、压铸件、压铸铝、压铸锌件、压铸铜件、铜压铸件、锌压铸件、铝压铸件铝压铸件、铝压合金铸件、铝合金压铸零件等。
由于金属铜、锌、铝及铝合金具有很好的流动性和可塑性,而且铸造加工是在有压力的压铸机中铸造,因此铝压铸件可以做出各种较复杂的形状,也可作出较高的精度和光洁度,从而很大程度的减少了铸件的机械加工量和金属铜、锌、铝或铝合金的铸造余量,不仅节约了电力、金属材料、还大大节约了劳动成本;而铜、锌、铝及铝合金具有优良的导热性,较小的比重和高可加工性;从而压铸件被广泛应用于汽车制造、内燃机生产、摩托车制造、电动机制造、油泵制造、传动机械制造、精密仪器、园林美化、电力建设、建筑装饰等各个行业。
汽车铸件的轻量化设计跟薄壁复杂结构铸件的生产技术
(一)、汽车铸件的轻量化设计
出于铝铸件整体系数的需要,等厚度设计是汽车铸件主要设计方法之一。然而等厚设计的主要弊端是无法充分发挥结构性能,并导致铸件重量的增加。采用CAE分析、拓扑优化等手段,对零部件进行优化设计,使零部件各个部位的应力值接近,即各个部位的壁厚不一致,受力小的部位减薄料厚,从而减轻零件的重量。考虑到铸造成形可以实现复杂结构铸件的成形,可以实现各种不规则的异型截面。设计时,采用CAE或拓扑优化等手段,对零部件进行应力分析。根据力的分布,确定零部件的形状和具体局部的材料厚度。通过对铸件加筋、挖孔和改变截面,可使零部件的重量大大降低。对商用车支座进行优化设计前后的铸件外形对比,可见铸件初始重量为6.6kg,其设计为典型的等厚设计。该铸件经过加筋、挖孔和变截面等一系列轻量化设计方法后,铸件重量变为3.0kg,减重效果可达50%以上。压铸件是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间。铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一。
确定分型面需要考虑的因素比较多,因此,在选择分型面时,除根据压铸件的结构特点,结合浇注系统安排形式外。还应对压铸模的加工工艺和装配工艺以及压铸件的脱模条件等诸多因素统筹考虑确定。分型面的确定原则是:
①开型时铸件留在动模内,且便于从模腔中取出。
②不同轴度与尺寸精度要求高的部分尽可能设在同一半模内。
③分型面一般不设置在表面质量要求比较高的面。
④分型面的设置应有利于开设浇注系统、排滋系统,便于清理毛刺飞边、浇口等,便于刷涂料。
⑤分型面的设置应尽量简化压铸型结构,充分考虑合金的铸造性能。
(二)、薄壁复杂结构铸件的生产技术
随着汽车工业的发展和节能减排的需求,汽车零件日趋轻量化,通过薄壁化设计,实现轻量化是发动机缸体的重要发展方向。早期生产的06A缸体壁厚4.5mm±1.5mm,EAlll缸体壁厚4mm±1mm,目前批量生产的EA888Evo2缸体壁厚3.5mm±10.8mm,下一代EA888Gen.3缸体产品结构则为复杂,其壁厚仅为3mm±0.5mm,铝铸件是目前较薄的灰口铸铁缸体。尽管批量生产中存在着断芯、漂芯以及壁厚尺寸波动较大的问题,但是通过控制砂芯和型砂的质量,采用目前广泛使用的水平卧浇工艺还是能够满足EA888Evo2缸体的生产要求,但无法满足EA888Gen.3缸体的生产要求,采用整体组芯立浇工艺。
针对缸体3mm薄壁特点,组芯立浇工艺对制芯和组芯都提出了苛刻的要求。制芯中心可实现制芯生产的高度智能化、自动化。从原砂、树脂的加入,混砂、制芯、修芯、组装、涂料和烘干到造型以及组下芯全过程均可以实现高度自动化,使砂芯制芯质量、组装质量即尺寸精度和涂料烘干质量等得到了稳定的保证,从而避免了因人为因素而造成的质量和尺寸风险,适应大批量汽缸体制芯生产的需要。能够解决大批量生产时,废品率不稳定和居高不下的问题,同时由于砂芯尺寸精度的提高,也极大地降低了清理工作量和成本,并且完全能够保证3mm壁厚尺寸要求。铸件设计的壁厚要求:
压铸件壁厚度(通常称壁厚)是压铸模具工艺中一个具有特殊意义的因素,壁厚与整个工艺规范有着密切关系,如填充时间的计算、内浇口速度的选择、凝固时间的计算、模具温度梯度的分析、压力(终比压)的作用、留模时间的长短、铸件顶出温度的高低及操作效率;
a、零件壁厚偏厚会使压铸件的力学性能明显下降,薄壁铸件致密性好,相对提高了铸件强度及耐压性;
b、铸件壁厚不能太薄,太薄会造成铝液填充不良,成型困难,使铝合金熔接不好,铸件表面易产生冷隔等缺陷,并给压铸工艺带来困难;压铸件随壁厚的增加,其内部气孔、缩孔等缺陷增加,故在保证铸件有足够强度和刚度的前提下,应尽量减小铸件壁厚并保持截面的厚薄均匀一致,为了避免缩松等缺陷,对铸件的厚壁处应减厚(减料),增加筋;对于大面积的平板类厚壁铸件,设置筋以减少铸件壁厚;
压铸件具有较好的强度,可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能,因此在机械制造中得到广泛的运用。
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