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

結合實際生產, 提出一種新型設計方案, 采用了三板模——雙中心進澆結構, 優化了鎖模、限位等結構, 匹配壓鑄機臺部分功能, 使模具壽命有較大延長，現場生產效果顯著。某V8發動機鏈條蓋殼體，見圖1，材質為A380鋁合金,密度為2.45g/cm³，輪廓尺寸為305.059mm×243.811mm×88.683mm，其質量為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%, 因為是密封槽結構, 有平面度要求。生產中發現由于壓鑄件結構特殊, 內澆口直沖壓鑄件的密封條安裝槽內側, 造成模具此處位置過早龜裂, 并導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重影響, 所以對此處的鑄件表面質量有嚴格要求。經分析試驗, 采用了中心進澆三板模結構。針對壓鑄件的基本情況, 進行了初步設計。選擇遠端進澆以減少對中心兩個型芯的直接沖蝕力度, 配合一般設計規范。圖2為初始設計方案。

圖1 零件三維圖

圖2 常規進澆方式

圖3 壓鑄件失效位置圖

圖4 模具鑲嵌方式

經過對壓鑄件的分析, 要避開密封槽的位置進澆, 壓鑄件上唯一可以選取的位置只有壓鑄件中間的兩個孔位, 而且壓鑄件的基本形狀呈圓形餅狀結構, 兩孔位在中間位置, 筋條呈輻射傘狀, 所以采用中心進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澆三模板的設計, 見圖5。

圖5 雙中心進澆三板模的設計方案

表1 優化后主要設計參數

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效果對比

切刀材料材質為H13, 硬度為HRC44～46, 刀口成45°角, 可避免粘鋁現象。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、動模板需要同時配模, 合模油要分布均勻.模具安裝到壓鑄機上, 用手推動定模移動板, 需無明顯卡頓現象。

圖9 實際產品圖

兩板模結構設計成熟, 機構穩定, 出品率高, 在實際生產中應用廣泛。三板模主澆道提前分離結構優點是適用于各種圓形餅狀類產品, 只是結構或樣式可能不同, 需根據實際情況設計, 該應用打破了常規壓鑄方案進澆的思路, 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 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