鋁合金擠壓鑄造變速箱箱體的模具優(yōu)化設(shè)計(jì)

鋁合金蓋體擠鑄成型后,鑄件留在上模,而通用液壓機(jī)無上頂件機(jī)構(gòu)。給出了擠壓鑄鋁合金蓋體的工藝參數(shù)和帶上頂件裝置的實(shí)用模具結(jié)構(gòu)。該模具在上模設(shè)一個(gè)用于頂件的小型活塞式副油缸,油缸活塞桿同上模的頂出機(jī)構(gòu)相連。油缸的上、下油孔分別通過高壓軟管與液壓機(jī)的常壓管路和控制管路連通,從而組成一個(gè)完整的上頂出裝置,解決了通用液壓機(jī)上擠壓鑄造鋁合金蓋體的上頂料問題。

圍繞當(dāng)前最先進(jìn)的擠壓鑄造設(shè)備,基于對(duì)鋁合金擠壓鑄造的實(shí)踐積累,從設(shè)備結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品特點(diǎn)等出發(fā),分析了整個(gè)工藝流程中應(yīng)該注意的若干重要因素,并提出了具有可操作性的技術(shù)方案。如澆注溫度一般要高于普通壓鑄;要嚴(yán)格監(jiān)控鋁液中si、mg、cu和fe等元素的含量;內(nèi)澆口截面通常都比較厚大,流道的長度盡量縮短;慎重設(shè)定由充填澆道到充填型腔階段的沖頭速度和向高速充填階段的切換位置;采用通道較大的排氣和集渣設(shè)計(jì)等。對(duì)國內(nèi)擠壓鑄造所面臨的若干瓶頸問題作了分析,并對(duì)未來發(fā)展進(jìn)行了探討。

針對(duì)輪椅短車架零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,運(yùn)用anycasting軟件模擬了流道尺寸對(duì)縮孔、縮松的影響。結(jié)果表明,擠壓鑄造流道設(shè)計(jì)對(duì)鑄件的補(bǔ)縮效果有重要影響,擠壓鑄造時(shí)合金液在補(bǔ)縮壓力下流經(jīng)澆道對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮,但對(duì)遠(yuǎn)離澆口的鑄件厚大部位因壓力傳遞的有效性受到限制。采用局部擠壓或冷卻水、激冷塊等措施來調(diào)節(jié)厚大部位的凝固順序,可以減少縮孔、縮松缺陷。

基于擠壓鑄造過程微觀孔洞的形成機(jī)理,建立了模擬鋁合金擠壓鑄造過程微觀孔洞的數(shù)學(xué)模型.該模型考慮了傳熱、凝固收縮、補(bǔ)縮流動(dòng)、壓力傳遞、氫(h)的再分配等因素,通過計(jì)算凝固收縮導(dǎo)致的補(bǔ)縮流動(dòng)與壓力降低,以及擠壓過程的壓力傳遞,獲得擠壓鑄造過程糊狀區(qū)的壓力分布,結(jié)合微觀孔洞形成條件及h的守恒方程,計(jì)算微觀孔洞的體積分?jǐn)?shù).對(duì)不同工藝條件下鋁合金擠壓鑄造微觀孔洞進(jìn)行了模擬計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合.計(jì)算結(jié)果還表明,適當(dāng)提高模具溫度和擠壓壓力有利于減少微觀孔洞缺陷.

4g9氣缸蓋采用低壓鑄造,由于模具設(shè)計(jì)不當(dāng),導(dǎo)致補(bǔ)縮和排氣不良,曾出現(xiàn)澆不足和縮松、縮孔缺陷。通過改進(jìn)模具設(shè)計(jì),改善了模具排氣,并實(shí)現(xiàn)了順序凝固,消除了澆不足和縮松、縮孔等缺陷。

對(duì)鋁合金汽車變速箱殼體零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析,確定了澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。采用procast對(duì)壓鑄過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過模擬壓鑄填充凝固順序、溫度場等,確定了合理的澆注系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)制造了可行的壓鑄模具,制定了合理的壓鑄工藝。生產(chǎn)驗(yàn)證表明,鑄件成形效果理想。對(duì)鑄件進(jìn)行機(jī)械加工后,產(chǎn)品未出現(xiàn)超標(biāo)氣孔、縮孔、夾渣等缺陷,產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)和壓鑄工藝達(dá)到預(yù)期效果。

結(jié)合msc.superforge和msc.marc計(jì)算平臺(tái),對(duì)一款30m×30mm的鋁合金方管型材的擠壓成形過程和模具的應(yīng)力負(fù)載情況進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。對(duì)擠壓變形過程中金屬的應(yīng)力和應(yīng)變速率的變化情況進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)金屬變形時(shí)塑性變形較大的位置,對(duì)應(yīng)的等效應(yīng)力也較大。分析了模具的應(yīng)力分布情況,對(duì)方管型材模具的設(shè)計(jì)提出了優(yōu)化方案。證明數(shù)值分析手段,能夠?yàn)槟＞叩脑O(shè)計(jì)提供有效的參考依據(jù)。

擠壓筒是鋁合金擠壓生產(chǎn)中重要的大件工具,造價(jià)高、加工難度大。擠壓筒的設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算、材料選擇、熱處理、熱裝等,對(duì)擠壓筒的質(zhì)量和壽命至關(guān)重要。結(jié)合工作實(shí)踐,就擠壓筒的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行了較詳細(xì)的分析;給出了63mn擠壓機(jī)三層圓擠壓筒強(qiáng)度分析計(jì)算實(shí)例;并用附表列出了各種擠壓機(jī)上圓、扁擠壓筒的規(guī)格及有關(guān)尺寸。

　對(duì)細(xì)密溝槽鋁合金擠壓件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,研究和探討了該類冷擠壓件的成形過程。通過對(duì)擠壓過程中金屬的流動(dòng),以及模具的受力分析和模具結(jié)構(gòu)的改進(jìn),解決了該類零件在擠壓過程中上模的斷齒問題。

為了解決擠壓鑄造a356鋁合金重載車輪模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并確保安全可靠,通過對(duì)擠壓鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作的分析,確定了模具合模、開模的動(dòng)作方式,并在側(cè)模的外側(cè)增加側(cè)模外殼體,防止擠壓鑄造加壓時(shí)鋁液飛濺。通過側(cè)模與底模板、側(cè)模外殼體合理的連接機(jī)構(gòu),并且側(cè)模與側(cè)模外殼體配合面的上部直徑大于下部直徑。通過底模的上、下運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)側(cè)模旋轉(zhuǎn)開、合模。鑄件隨上模上行與側(cè)模脫模,然后推料環(huán)推出鑄件,從上模脫模。解決了模具合模、開模以及鑄件脫模的問題,從而確定了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

針對(duì)鋁合金箱體接頭零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),進(jìn)行了低壓鑄造模具設(shè)計(jì)及工藝研究。從模具分型面、型腔尺寸和模具壁厚、排氣系統(tǒng)及抽芯方式等方面進(jìn)行了模擬分析。結(jié)果表明,金屬液充型平穩(wěn),可實(shí)現(xiàn)順序凝固,并具有良好的補(bǔ)縮效果。驗(yàn)證了低壓鑄造工藝方案和模具結(jié)構(gòu)的合理性。

為了解決擠壓鑄造a356鋁合金重載車輪模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)并確保安全可靠,通過對(duì)擠壓鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作的分析,確定了模具合模、開模的動(dòng)作方式,并在側(cè)模的外側(cè)增加側(cè)模外殼體,防止擠壓鑄造加壓時(shí)鋁液飛濺。通過側(cè)模與底模板、側(cè)模外殼體合理的連接機(jī)構(gòu),并且側(cè)模與側(cè)模外殼體配合面的上部直徑大于下部直徑。通過底模的上、下運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)側(cè)模旋轉(zhuǎn)開、合模。鑄件隨上模上行與側(cè)模脫模,然后推料環(huán)推出鑄件,從上模脫模。解決了模具合模、開模以及鑄件脫模的問題,從而確定了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

鋁合金擠壓模具技術(shù)精編版

擠壓模具的壽命是一個(gè)綜合性的技術(shù)問題,它涉及模具設(shè)計(jì)、模具材料、制造加工、熱處理、表面處理、擠壓工藝、模具修理、模具的科學(xué)管理等諸多方面。本文在實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,闡述了模具設(shè)計(jì)、選材、熱處理和表面硬化處理,以及模具使用、修理和維護(hù)保管等因素對(duì)擠壓模具使用壽命的影響。影響模具壽命的因素很多,只有在理論和實(shí)踐方面系統(tǒng)而深入地研究模具的工作條件、失效特性和原因,從模具設(shè)計(jì)、模具材質(zhì)、熱處理、加工、驗(yàn)收、制定合理擠壓工藝、模具修理以及科學(xué)管理等全過程進(jìn)行認(rèn)真研究,

鋁合金擠壓模具技術(shù)隨著鋁型材的需求量增大而越來越受到重視，本文從鋁合金擠壓模具材料的各專利技術(shù)分支中請情況，找到鋁合金擠壓模具材料技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，為我國擠壓模具材料的發(fā)展提供建議。

鋁合金擠壓模具技術(shù)隨著鋁型材的需求量增大而越來越受到重視，本文從鋁合金擠壓模具材料的各專利技術(shù)分支中請情況，找到鋁合金擠壓模具材料技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，為我國擠壓模具材料的發(fā)展提供建議。

鋁合金擠壓模具技術(shù)研究

基于有限差分法,對(duì)大型鋁合金支架間接擠壓鑄造充型和凝固過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過對(duì)模擬結(jié)果的分析,確定了澆注溫度為700℃,壓射速度為0.03m/s,完成了模具結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì),并制作了模具,進(jìn)行了支架擠壓鑄造的試制。分析了試制過程鑄件缺陷產(chǎn)生的原因,發(fā)現(xiàn)氣孔和氧化夾渣等是主要缺陷,通過調(diào)整脫模劑的配方,適當(dāng)減少脫模劑的噴涂,縮短擠壓鑄造循環(huán)時(shí)間等,獲得了品質(zhì)和性能良好的支架鑄件。

通過宏觀和微觀檢驗(yàn)、化學(xué)成分分析、硬度測試以及能譜分析等方法,對(duì)adc10壓鑄鋁合金汽車變速箱體中出現(xiàn)硬質(zhì)點(diǎn)的原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:硬質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生是由于熔融鋁液中的氧化物或含鈦型金屬化合物在壓鑄過程中隨同鋁液一起注射進(jìn)入模具型腔并最終保留在零件內(nèi)部。其后機(jī)械加工時(shí),硬質(zhì)點(diǎn)的存在致使刀具損壞,機(jī)械加工難以正常進(jìn)行,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致變速箱體報(bào)廢。最后提出改進(jìn)鋁液的前處理工藝,避免氧化物或金屬化合物進(jìn)入模具型腔,可有效防止硬質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生。

本文作者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，從鑄造工藝的重要性說起，主要探討了鋁合金箱體實(shí)際鑄造工藝方面，具有一定的借鑒意義。

針對(duì)壓鑄鋁合金殼體件存在氣孔等鑄造缺陷,分析了其產(chǎn)生的原因,并用間接擠壓鑄造工藝取代壓鑄工藝。采用的間接擠壓鑄造工藝參數(shù):充型速度為0.03～0.05m/s,充型時(shí)間為0.2s,模具溫度為250～300℃,澆注溫度為720～740℃,加壓壓力為150mpa。工藝改進(jìn)后,成功地制造出了耐1.5mpa氣密性要求的產(chǎn)品,其力學(xué)性能高于壓鑄產(chǎn)品,且內(nèi)部無鑄造缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)鋁合金擠壓鑄造的制動(dòng)化,本文在鋁合金擠壓鑄造過程中利用電磁泵速計(jì)算方法制定了一套擠壓鑄造系統(tǒng)。本文首先通過簡單的介紹了電磁泵的基本原理和在澆注過程中電磁泵參數(shù)關(guān)系,結(jié)合鋁合金擠壓鑄造過程擠壓特點(diǎn)最終選定方案。