CN101537478A - 一种镁合金汽车发动机缸盖罩压铸模具浇注系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镁合金汽车发动机缸盖罩压铸模具浇注系统，该浇注系统是金属液进入缸盖罩型腔的通道，包括主流道、直流道、横流道以及内浇口四部分组成，内浇口是金属液进入缸盖罩型腔之前横浇道后端至铸件之间的通道入口，内浇口与横浇道相连，横浇道与直流道相连，直流道与主浇道相连，排溢系统由溢流槽和排气槽构成，且多个排溢系统均匀分布在型腔的两侧，其中溢流槽的一侧与缸盖罩型腔相连接，排气槽与溢流槽的另一侧连接。本发明能够实现压铸过程充填平稳、顺利脱模而且具有结构简单、可操作性强等优点，另外对排溢系统的尺寸设计可很大程度上减少缩松缩孔、气孔、冷隔以及浇不足等缺陷，且能很大程度上减小压铸件体积。

Description

一种镁合金汽车发动机缸盖罩压铸模具浇注系统

技术领域

本发明涉及压铸模具浇注系统技术领域，具体为一种镁合金汽车发动机缸盖罩压铸模具浇注系统。

背景技术

浇注系统是金属液进入型腔的通道。合理的浇注系统结构对于保证铸件质量起着很重要的作用，浇注系统与金属态，型腔内气体的排出等密切相关，并能对填充速度、填充时间、型腔温度等充型条件起调节作用，然而不合理的浇注系统会导致气孔、缩孔缩松、冷隔以及表面光洁度差等缺陷。另一方面，在铸件浇注系统的设计过程中，设计人员往往以设计出的浇注系统能生产出合格的压铸件为准则，因此，所设计出的浇注系统一般都能生产出合格铸件，但存在浇注系统整体尺寸偏大，内浇口、直浇道、横浇道以及排溢系统尺寸没有达到最优等现象，造成企业实际生产中能耗和成本的加剧，成为阻碍企业发展的瓶颈。另外在浇注系统中合理的设置排溢系统可以使液态金属在充填过程中，及时排除型腔中的气体、气体夹杂物、余料残渣及冷污金属等，起到保证铸件质量、消除某些压铸件缺陷的作用。

目前该发动机缸盖罩使用原有浇注系统在压铸成型过程中易出现缩松缩孔、气孔、冷隔以及浇不足等缺陷，从而使得压铸件质量难以保证，另外企业在压铸件的生产过程中成本损耗也较大，浪费原材料造成能耗严重。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种镁合金汽车发动机缸盖罩压铸模具浇注系统，提高压铸件质量和减小铸件体积。本发明通过如下技术方案实现：

一种镁合金汽车发动机缸盖罩压铸模具浇注系统，浇注系统由主流道、直浇道、横浇道以及内浇口四部分组成，内浇口与横浇道相连，横浇道与直流道相连，直流道与主浇道相连。内浇口是金属液进入型腔前横浇道后端至铸件之间的通道入口，内浇口的位置、方向和尺寸对金属液进入型腔后的方向、流速和压力都有极大的影响，故取其内浇口的宽度为254mm，长度为14.4mm，且为使整个压铸过程保持均匀的流速，其结构采用梳状内浇口。横浇道横截面形状为梯形截面，横浇道的厚度为D＝18.0mm，宽度为W＝53mm。另外针对该发动机缸盖罩在压铸成型过程中会出现缩松缩孔、气孔、冷隔以及表面光洁度差等缺陷，本发明还对排溢系统的结构进行改进，排溢系统主要包括溢流槽和排气槽，溢流槽与缸盖罩型腔相连，排气槽与排气槽相连接，其中：溢流槽长度、宽度、厚度分别为30mm、30mm、12mm；溢口长度、宽度、厚度分别为：18mm、9mm、1.3mm。排气槽长度、宽度、深度分别为40mm、8mm、0.15mm。并且对优化的排溢系统数量以及位置进行了合理的布局，该浇注系统共包含有十个排溢系统，均匀分布在缸盖罩型腔的相邻两侧。

相对于现有的缸盖罩浇注系统，本发明具有如下优点和效果：

浇注系统采用梳状内浇口和具有梯形截面的横浇道，多个排溢系统均匀分布在型腔的相邻两侧，不仅能够实现压铸过程充填平稳、顺利脱模而且具有结构简单、可操作性强、安全可靠等优点，通过压铸数值模拟软件JSCAST对改进前后的浇注系统进行压铸模拟试验，改进后的结构(如上述各种尺寸)可很大程度上减少缩松缩孔、气孔、冷隔以及浇不足等缺陷。另外经Pro/Engineer中的体积测算，未优化前，铸件总体积为1.918499×10⁶mm³，经过优化后零件总体积为1.785229×10⁶mm³，体积减少了6.9％，优化效果明显，这对降低企业能耗，节约成本都有现实意义。

附图说明

图1为实施方式中浇注系统和型腔的立体结构示意图。

图2图1所示浇注系统中排溢系统的分布平面示意图。

图3为2图1所示浇注系统的横浇道横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来对本发明进行详细说明。

本发明主要针对原有浇注系统在压铸成型过程中会出现缩松缩孔、气孔以及冷隔等缺陷，在原有浇注系统基础上对其结构进行改良，对排溢系统进行合理的设计与布局，并利用铸造专用数值模拟软件JSCAST对其充填过程速度场和温度场进行模拟，从而对其浇注系统横浇道和排溢系统的尺寸进行优化。经优化后浇注系统为保证压铸件质量奠定了基础，同时经过优化后的铸件总体积比原来降低6.9％，这对于企业减少能耗、节约成本具有现实意义。

本实施方式中涉及一种镁合金汽车发动机缸盖罩结构，该缸盖罩是汽车发动机的关键零部件之一，位于发动机的顶部，经常受热，因此，对压铸、机加工、表面质量涂层、外观等方面要求都非常严格；另一方面缸盖罩与缸体进行装配，有一定的气密性要求。该结构属复杂薄壁件，平均壁厚为2mm，整体外形尺寸为(长度×宽度×高度，mm)：487×226×146.5，压铸材料为镁铝锌合金AZ91D，其体积为1004142mm³，按AZ91D的密度为1.81g·cm^-3计算，其质量为1.82kg。

如图1所示，浇注系统由主流道4、直浇道5、横浇道6以及内浇口7四部分组成，内浇口7与横浇道6相连，横浇道6与直流道5相连，直流道5与主浇道4相连。为防止压铸件在充填过程中出现缩松缩孔、气孔、冷隔以及浇不足等缺陷，对排溢系统进行了合理的优化，其中排溢系统包括溢流槽1和排气槽2，并且溢口3尺寸对压铸件质量也起着很重要的作用，所以对溢口的尺寸也进行了合理的优化。排溢系统数量为十，均匀分布在缸盖罩型腔的相邻两侧边(如图2所示)，溢流槽与缸盖罩型腔相连接，排气槽与溢流槽相连。

内浇口为金属液进入型腔前横浇道后端至铸件之间的通道入口，其结构与尺寸对压铸件的成型过程金属液的流动起着极其重要的作用，从而影响压铸件的质量，故采用如图1所示梳状内浇口来获得平稳的流速。

如图3所示，横浇道的结构对压铸充填过程中金属液的流运起着很重要的作用，其结构与尺寸好坏也严重影响着压铸件的质量，故采用如图所示的梯形截面的横浇道来提高压铸件质量。

另外经Pro/Engineer中的体积测算，未优化前，铸件总体积为1.918499×10⁶mm³，经过优化后零件总体积为1.785229×10⁶mm³，体积减少了6.9％，优化效果明显，这对降低企业能耗，节约成本及指导生产都有现实意义。

通过对缸盖罩浇注系统中内浇口、横浇道以及排溢系统进行合理的优化后，可以使得金属液在充填过程中流速较平稳，而且不易出现缩松缩孔、浇不足等缺陷，从而大大提高压铸件的质量并节省企业开支。

Claims (7)

1、一种镁合金汽车发动机缸盖罩压铸模具浇注系统，该浇注系统是金属液进入缸盖罩型腔的通道，由主流道(4)、直浇道(5)、横浇道(6)以及内浇口(7)四部分组成，内浇口是金属液进入缸盖罩型腔之前横浇道后端至铸件之间的通道入口，内浇口(7)与横浇道(5)相连，横浇道(6)与直浇道(5)相连，直浇道(5)与主流道(4)相连，其特征在于：排溢系统由溢流槽(1)和排气槽(2)构成，且多个排溢系统均匀分布在型腔的相邻两侧，其中溢流槽(1)的一侧与缸盖罩型腔相连接，排气槽(2)与溢流槽(1)的另一侧连接。

2、如权利要求1所述的浇注系统，其特征在于：所述内浇口采用梳状形内浇口。

3、如权利要求1所述的浇注系统，其特征在于：横浇道的横截面为梯形截面。

4、如权利要求3所述的浇注系统，其特征在于：所述横浇道的厚度即其梯形截面的高度为18.0mm，梯形截面的下底边长度为53mm。

5、如权利要求3所述的浇注系统，其特征在于：所述溢流槽长度、宽度和厚度分别为30mm、30mm和12mm；溢流槽的溢口(3)的长度、宽度和厚度分别为18mm、9mm、1.3mm；排气槽的长度、宽度和深度分别为40mm、8mm和0.15mm。

6、如权利要求1所述的浇注系统，其特征在于：内浇口的宽度为254mm，长度为14.4mm。

7、如权利要求1～6任一项所述的浇注系统，其特征在于所述排溢系统的个数为十个。

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