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1、消失模铸造特种铸造及有色合金2010年第30卷第1期发动机缸体模具设计1122姜俊侠刘白吴志超陈立亮(1.深圳信息职业技术学院信息控制与制造系;2.华中科技大学材料科学与工程学院)摘要发动机缸体作为发动机中最重要的部件之一,其尺寸较大、结构复杂、壁厚较薄且很不均匀(最薄处仅为3～5mm),同时其工艺范围狭窄,影响因素众多,是典型难以成形的复杂铸件,因此比较适合于采用消失模铸造生产。在发动机缸体的模具设计中,考虑产品的特点和后续生产的便利性,结合消失模模具本身的特点,设计出结构合理的模具,有利于提高产品的合格率和综合性能。关键
2、词消失模;发动机缸体;模具中图分类号TG249.6;TG241文献标志码A文章编号1001-2249(2010)01-0094-03DOI:10.3870/tzzz.2010.01.028消失模铸造的特点决定了它比较适合于缸体铸件片的数量越少越好;②在满足产品使用性能的前提下,生产。美国通用公司和意大利菲亚特公司最先采用全分型线在零件的非加工面上出现的机会越少越好。自动消失模铸造生产线,实现了铝合金缸体的批量生欧美国家在分片方案上多采用自缸盖结合面至油产。安徽全椒柴油机厂和重庆南川天宝公司进行了铸底壳面水平切分(包括“V”型
3、和直列式缸体)的方式(见铁缸体的小批量生产,但与国外先进水平差距明显。因图2),这种分型方案的优点是有利于实现自动化大批此,研究发动机缸体的消失模铸造技术具有较高的实用量生产,且胶合线互不干涉,胶合质量有保证;不足之处价值。模具设计是消失模铸造技术的核心,发动机缸体是胶合线较多且大部分分布在非加工面上,外观的整体[1]模具工作流程见图1。美感不及普通砂型铸件。以日本为代表的外形整体制模内部镶嵌缸套式工艺,见图3。外形整体制模内部镶嵌缸套式工艺分型方案的优点是主体模型的刚性好,外形美观,用胶量小,尺寸精度高,缸套单独制模减小了
4、模片的发泡成型难度。不足之处是缸套模片与外形整体模片胶合时在竖直方图1模具工作流程图向上出现了贴合面,完全依靠机械化操作不能保证胶合质量,必须用人工补胶的手段来配合,这既降低了生产1缸体的分片设计效率又给质量的稳定性带来了隐患。发动机缸体的消失模泡沫模型的结构非常复杂,在国内是水平分型与竖直分型相结合工艺方法,见图生产过程中很难一次发泡成型。参照缸体的结构特点4。水平分型与竖直分型相结合工艺分型方案的优点是和消失模铸造工艺特点,须将缸体泡沫模型分片处理,既保证了曲轴箱的原始结构设计不变又减轻了零部件并对每一个模片进行结构工艺
5、设计以利于发泡成型。的质量(见图5)。曲轴箱内腔有密布的强化筋条和强泡沫模型分片数量及模片结构工艺设计的优劣直接关化幅板,这些结构用普通砂型铸造的工艺是容易实现系缸体品质和消失模铸造的生产效率。的,而用消失模成型工艺采取竖直方向起模却无法达到根据消失模铸造生产经验,泡沫模型分片应遵循以顺利脱模的目的。如果采用图4所示的分型方案,就可下原则:①在能满足大批量生产的工艺条件下,模型切将产品竖直方向的结构按照水平制模工艺来发泡成型收稿日期:2009208217;修改稿收到日期:2009210211基金项目:广东省自然科学基金资助项
6、目(8151802904000001)第一作者简介:姜俊侠,男,1976年出生,讲师,深圳信息职业技术学院信息控制与制造系,广东省深圳市泥岗西路1068号(518029),电话:0755-25859171,E-mail:xiajjno1@163.com[3]刘技文,王子元.新型高导电Be2Ni2Cu合金性能研究[J].金属热参考文献处理,1996,21(1):39241.[1]董明水,孙爱俊,迟永祥,等.CuCoBeTiZr合金强化工艺与组织[4]韩继成.铍青铜的热处理与常见缺陷的分析和补救对策[J].机械和性能研究[J].
7、金属热处理,2003,28(8):23227.工艺师,2001(3):41244.[2]吕秀芬.热处理工艺对NiCoBe合金性能的影响[J].金属热处理,(编辑:刘卫)1998,23(3):12224.94发动机缸体模具设计姜俊侠等图6发动机缸体整体图图2水平分型图图3整体制模与镶嵌缸套工艺了,铸件的质量不额外增加,又实现了泡沫模片制模的自动化,能够满足大批量生产的需要。不足之处是水平胶合线与竖直胶合线有交叉,容易在此处出现胶合不良[2]现象,补救办法是先人工检查再涂敷密封胶。图7水平分型与竖直分型相结合工艺为了保证缸体的顺
8、利起模,将冷却水套b作为一个单独分片,位于冷却水套上的模片c和侧面的模片f是为了方便冷却水套的单独铸出,虽然增加了两套模具,但是降低了缸体生产的难度,提高了缸体的生产效率。主油道孔系的结构特点是中间截面相对两端端口截面大,而且结构复杂,用消失模直接铸出难度非常大,所以,将缸体两侧的主油道孔
