汽车铝合金轮毂低压铸造模具设计.pdf

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1、模具设计机电工程技术!""#年第$%卷第&期汽车铝合金轮毂低压铸造模具设计’!(!潘晓涛，贺伯平，阳林，邓超权（()广东工业大学材料与能源学院，广东广州#’*+%$；!,中南铝合金轮毂有限公司，广东南海#!-!%.）摘要：本文分析了低压整体式铝合金轮毂的低压铸造工艺性!并从铸型分型面"铸型型腔尺寸和铸型壁厚的确定!铸型排气系统"浇注系统"冷却系统的设计等几方面介绍了该产品模具结构设计要点#关键词：轮毂$顺序凝固$低压铸造模具中图分类号：/0!%’文献标识码：1文章编号：’**&2&%&!3!""#

2、4*&2**%+2*$(前言为主观因素!工艺稳定*即同批车轮的性能基本相同+$对比于钢轮毂!铝合金轮毂降低了非载荷重量而提高浇口同时起冒口作用!材料利用率高!一般可达&"7$液了抓地性!表现出更为精确的转向动作和更好的入弯性体在压力作用下凝固!铸件组织致密!机械性能好!具有能$减小了车轮等旋转部分的热惯性!散热性好!改善了高的延伸率!所以针对车轮则更易通过型式试验的验证$加速性和制动性$因为吸收冲击性能量5抗震性高于钢轮$铸件夹杂"气孔"针孔"疏松等缺陷少!合格率高!同时硬度高!减小了过弯时轮胎6

3、轮毂的倾斜度!增加了刚性’由于铸件成型性好"成型轮廓清晰"表面光洁度高!有利此外还具有同心度高"径向端向跳动低"车子乘驶平稳"于大型薄壁铸件的成形!因此得到广泛地应用’受力合理"耐腐蚀"造型美观"装配方便和制造周期短等整体式铝合金轮毂的铸造冶金质量"?射线探伤及尺优点’据统计!铝合金轮毂与传统的钢轮毂相比!重量减寸精度要求很高!同时要求成本低"机械性能好!故最好轻了$*78%*7!可节约油耗#7!汽车的振动程度可减轻采用低压铸造法’所选用的合金应具有高的韧性和良好的(!7!加速时间可缩短.7!明显

4、提高了整车性能’在摩托铸造性能!即组织致密"无疏松夹杂!晶粒大小均匀’美车"汽车行业铝合金轮毂得到了广泛的应用!其装车比例国多选用@$#+,"!日本选用@A%AB!我国相应牌号为逐年上升!尤其是在轿车行业!整体式铝合金轮毂几乎一CD’*’@’材料收缩率为*,##78*,+#7’整体式铝合金轮毂统天下(()’铸件结构图和三维设计图分别如图’"图!所示!最大外径%!*99!高度为’c!中心轮毂部位壁厚’*8$*99!!整体式铝合金轮毂的铸造结构工艺性分析其余部位均为-,*8&,#995重#,+#

5、EF’轮辐与轮辋连接处轮毂的铸造工艺有低压*差压+铸造法,重力铸造存在着热节点’法"压力铸造法"挤压铸造法*液态模锻+等’压力铸造法由于充型速度高**,#8(**96:+!压铸件中不可避免混有$模具结构及其特点气泡"夹杂物!不能进行固溶淬火热处理’液态模锻制造在轮毂的制造过程中!铸件毛坯质量对铝合金轮毂的方法其充型速度界于压铸和低压铸造之间!生产效率高"整体质量影响最大’铸造质量取决于合金选择"模具质结晶压力高*;%"<=>+!组织致密!铸造力学性能提高!但充型不够平稳和难于满足顺序凝固!铸件成品

6、率不高!模具和设备投资大’重力铸造法工序简单"成熟!生产效率高!投资小!铸件经固溶处理后!具有良好的机械性能$但铸件切削加工余量大!浇冒口系统复杂!回炉料多!浇注时易产生疏松"裂纹等缺陷!人为因素影响大!每件铸件的工艺极不稳定’低压*差压+铸造法是底注式填充!充型比较平稳$充型速度和凝固期间的压力可以根图(!""整体式铝合金轮毂铸件结构图据铸件和铸型的特点加以调整!并用程序控制!减少了人收稿日期%!**#&*#&*#!"机电工程技术!""#年第$%卷第&期模具设计量!熔炼工艺!合金变质和热处理等一

7、系列工艺控制过取了更大的壁厚比#即!8#"基于上述设计原则#可确程"模具是成型轮毂的关键工艺装备#其结构的设计与优定铸型各部分的壁厚尺寸"化是轮毂生产企业的工艺关键"图$为!""整体式铝合金$%%铸型排气系统的设计轮毂低压铸造模具"由于轮毂属于大批量生产的有色金属由于低压铸造金属型型腔基本是封闭的#既不像砂型具有透气性#也不像一般重力浇注那样通过明冒口等措施进行排气#因此#低压铸造铸型的排气情况直接影响金属液充型过程及铸件质量"可通过分型面!顶出杆等处的间隙!排气槽和排气塞来实现排气"本铸

8、型设计仔细考虑了排气通道’上模芯组件周边开设?型间隔#@#A!深"6+7,的排气槽#在分流锥与上模芯组件配合处开设了"6%深的排气槽#以利于逐渐中心处的气体的顺利排出"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"6,7"6!88"在深凹辐板处!铸件较大平面处上下均设置有排气塞"为防止涂料堵死排气塞#排气塞设计为可拆卸式#以便随时可清理排气塞通气道"$#%浇注系统设计浇注过程中由于铝合金液易氧化#所以会产生氧化夹图!!""