CN106270448B - 汽缸盖压铸模及挤压补缩参数设定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铸造领域，目的是提供一种汽缸盖压铸模及挤压补缩参数设定方法。一种汽缸盖压铸模，包括：定模，动模，设于定模一端的型腔和位于型腔中的若干个连接柱腔，与型腔连通的浇道和排气道，设于定模中且与浇道连通的压室；压铸时压铸机的压射头伸入压室中；汽缸盖压铸模还包括挤压补缩装置；所述的动模设有个数与连接柱腔个数相同且前端与连接柱腔一一相对的挤压孔；挤压补缩装置设有个数与挤压孔个数相同且前端一一对应伸入挤压孔后端的挤压销。该汽缸盖压铸模在凝固过程中热节处不会产生缩松、缩孔等铸造缺陷。汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法能满足汽缸盖压铸模的挤压补缩的参数设定。

Description

汽缸盖压铸模及挤压补缩参数设定方法
技术领域
本发明涉及铸造领域，尤其是一种汽缸盖压铸模及挤压补缩参数设定方法。
背景技术
形状复杂壁厚差大或具有热节且致密度要求高的压铸件，当厚大部位或热节在压铸件内部时，压铸模的浇口不能直接开设在厚大部位或热节处，无法通过压射头对厚大部位或热节进行有效补缩，压铸件在凝固过程中厚大部位或热节处易产生缩松、缩孔等铸造缺陷，导致产品致密度下降易产生泄露；汽缸盖的凹腔中交叉设有多个加强板和位于加强板交叉处且在压铸时形成热节的连接柱；用传统的压铸模压铸汽缸盖，存在热节处易产生缩松、缩孔等铸造缺陷的不足；因此，设计一种在凝固过程中热节处不会产生缩松、缩孔等铸造缺陷的汽缸盖压铸模及挤压补缩参数设定方法，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前用传统的压铸模压铸汽缸盖，存在热节处易产生缩松、缩孔等铸造缺陷的不足，提供一种在凝固过程中热节处不会产生缩松、缩孔等铸造缺陷的汽缸盖压铸模及挤压补缩参数设定方法。
本发明的具体技术方案是：
一种汽缸盖压铸模，包括：定模，动模，设于定模一端的型腔和位于型腔中的若干个连接柱腔，与型腔连通的浇道和排气道，设于定模中且与浇道连通的压室；压铸时压铸机的压射头伸入压室中；汽缸盖压铸模还包括挤压补缩装置；所述的动模设有个数与连接柱腔个数相同且前端与连接柱腔一一相对的挤压孔；挤压补缩装置设有个数与挤压孔个数相同且前端一一对应伸入挤压孔后端的挤压销。汽缸盖压铸模使用时，金属液在压铸充型且经过一定时间的凝固后,在尚未凝固的热节处通过挤压补缩装置设有的挤压销施加压力，对热节处强制补缩以消除缩孔、缩松缺陷等铸造缺陷。该汽缸盖压铸模在凝固过程中热节处不会产生缩松、缩孔等铸造缺陷。
作为优选，所述的挤压补缩装置包括：设有两个油腔和两个各与一个油腔连通的油孔的油缸体，个数与挤压销个数相同且两端与两个油腔一一对应贯通的活塞孔，个数与活塞孔个数相同且一一对应位于活塞孔中的挤压活塞；挤压销的后端与挤压活塞前端一一对应连接。挤压补缩装置具有多个与两个油腔贯通的活塞孔和位于活塞孔中的挤压活塞，克服了由多个油缸推动多个挤压销挤压导致挤压力不相同的不足，使多个挤压销挤压时有相同的挤压力；增强挤压补缩效果。
作为优选，所述的挤压孔中设有内径与挤压销直径匹配的滑套；不挤压补缩时，挤压销前端与滑套前端对齐，挤压孔前端与滑套前端和挤压销前端之间构成补缩腔。滑套减少挤压销运动阻力；补缩腔中未凝固的金属液挤入热节避免部产生夹皮。
作为优选，所述的挤压销的直径为5mm至12mm，滑套内径与挤压销的配合间隙为0.025mm至0.077mm。兼顾挤压销与滑套之间不卡死和提高使用寿命；挤压销与滑套的配合间隙是影响挤压销使用寿命；配合间隙太大，金属液易进入挤压销与滑套之间卡死挤压销，配合间隙太小, 挤压销受热膨胀容易磨损。
作为优选，所述的挤压补缩装置还包括：与位于后侧的一个油孔连接的电磁通断阀，与动模连接的延时继电器；延时继电器与电磁通断阀电连接。与电磁通断阀电连接的延时继电器，能准确控制挤压补缩装置延时启动进行挤压补缩。
作为优选，所述的挤压销表面具有氮化层或镀钛层。能提高增压销的正常使用寿命达1万模次左右。
一种汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法，（1）根据汽缸盖规格，通过补缩挤压量计算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k确定补缩挤压量；式中：Va为补缩挤压量，Vh为热结体积 ，ρ1为挤压前的密度，ρ2为挤压后的密度，k为损耗系数；挤压前后的密度差(ρ2-ρ1)为0.02%至0.06%；（2）通过挤压销截面积计算公式：Va=S*L确定挤压销截面积；式中：S为挤压销截面积，L为挤压行程；挤压销截面积与挤压行程的数值比S：L大于等于3；（3），通过挤压活塞直径计算公式：Dh²=Pp*S*k1/(Ph*π/4) 确定挤压活塞直径；式中：Dh：挤压活塞直径，Pp为挤压销端面压力，S为挤压销截面积，Ph为液压管路压力；k1为挤压机构的摩擦阻力系数，k1经验数值为1.1； Pp的经验数值为150Mpa<Pp<250Mpa；（4）确定挤压补缩装置延时启动时间，延时启动时间为1s至5s。汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法能满足汽缸盖压铸模的挤压补缩的参数设定，保证汽缸盖在凝固过程中热节处不会产生缩松、缩孔等铸造缺陷。
作为优选，所述的压铸的汽缸盖，重量3.2kg，合金材料为AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T压机上压铸；（1）汽缸盖的热结体积Vh为53cm³,挤压前后的密度差(ρ2-ρ1)为0.03，k值为1. 通过补缩挤压量计算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k计算确定挤压量为1.59cm³；（2）动模中设置挤压销位置较宽裕，确定挤压销截面积与挤压行程的比例为S:L=7，挤压行程L=15mm，通过挤压销截面积计算公式：Va=S*L计算确定挤压销截面积S=105mm²；（3）液压管路压力为Ph=10Mpa，挤压销端面压力为Pp=200Mpa，S=105 mm²，k1=1.1，通过挤压活塞直径计算公式：Dh²=Pp*S*k1/(Ph*π/4)计算确定挤压活塞直径为Dh=54mm；确定挤压补缩装置延时启动时间为2s。对于重量为3.2kg，合金材料为AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T压机上压铸的汽缸盖设定的参数，使压铸的汽缸盖的内部气缩孔符合产品接收标准，泄露试验时废品率低至0.3%；确定挤压销截面积与挤压行程的比例为S:L=7的较大数值，在结构允许时增大挤压销截面积S，缩短挤压行程L可降低挤压补缩装置故障率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该汽缸盖压铸模在凝固过程中热节处不会产生缩松、缩孔等铸造缺陷。挤压补缩装置具有多个与两个油腔贯通的活塞孔和位于活塞孔中的挤压活塞，克服了由多个油缸推动多个挤压销挤压导致挤压力不相同的不足，使多个挤压销挤压时有相同的挤压力；增强挤压补缩效果。滑套减少挤压销运动阻力；补缩腔中未凝固的金属液挤入热节避免部产生夹皮。滑套内径与挤压销的配合间隙为0.025mm至0.077mm，兼顾挤压销与滑套之间不卡死和提高使用寿命；挤压销与滑套的配合间隙是影响挤压销使用寿命；配合间隙太大，金属液易进入挤压销与滑套之间卡死挤压销，配合间隙太小, 挤压销受热膨胀容易磨损。延时继电器能准确控制挤压补缩装置延时启动。与电磁通断阀电连接的延时继电器，能准确控制挤压补缩装置延时启动进行挤压补缩。挤压销表面具有氮化层或镀钛层。能提高增压销的正常使用寿命达1万模次左右。汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法能满足汽缸盖压铸模的挤压补缩的参数设定，保证汽缸盖在凝固过程中热节处不会产生缩松、缩孔等铸造缺陷。对于重量为3.2kg，合金材料为AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T压机上压铸的汽缸盖设定的参数，使压铸的汽缸盖的内部气缩孔符合产品接收标准，泄露试验时废品率低至0.3%；确定挤压销截面积与挤压行程的比例为S:L=7的较大数值，在结构允许时增大挤压销截面积S，缩短挤压行程L可降低挤压补缩装置故障率。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图中：定模1、动模2、型腔3、连接柱腔4、浇道5、排气道6、压室7、压射头8、挤压孔9、挤压销10、油腔11、油孔12、油缸体13、活塞孔14、挤压活塞15、电磁通断阀16、延时继电器17、滑套18、补缩腔19、氮化层20。
具体实施方式
下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。
如附图1所示：一种汽缸盖压铸模，包括：定模1，动模2，设于定模1一端的型腔3和位于型腔3中的三个连接柱腔4，与型腔3连通的浇道5和排气道6，设于定模1中且与浇道5连通的压室7，挤压补缩装置；压铸时压铸机的压射头8伸入压室7中；动模2设有个数与连接柱腔4个数相同且前端与连接柱腔4一一相对的挤压孔9；挤压补缩装置设有个数与挤压孔9个数相同且前端一一对应伸入挤压孔9后端的挤压销10。
所述的挤压补缩装置包括：设有两个油腔11和两个各与一个油腔11连通的油孔12的油缸体13，个数与挤压销10个数相同且两端与两个油腔11一一对应贯通的活塞孔14，个数与活塞孔14个数相同且一一对应位于活塞孔14中的挤压活塞15，与位于后侧的一个油孔12连接的电磁通断阀16，与动模2连接的延时继电器17；挤压销10的后端与挤压活塞15前端一一对应螺纹连接；延时继电器17与电磁通断阀16电连接。
本实施例中，所述的挤压孔9中设有内径与挤压销10直径间隙配合的滑套18；不挤压补缩时，挤压销10前端与滑套18前端对齐，挤压孔9前端与滑套18前端和挤压销10前端之间构成补缩腔19。
所述的挤压销10的直径为11.6mm，滑套18内径与挤压销10的配合间隙为0.05mm。
所述的挤压销10表面具有氮化层20。
汽缸盖压铸模使用时，金属液在压铸充型且经过一定时间的凝固后,在尚未凝固的热节处通过挤压补缩装置设有的挤压销10施加压力，挤压补缩腔19中的金属液对热节处强制补缩以消除缩孔、缩松缺陷等铸造缺陷。
一种汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法，（1）根据汽缸盖规格，通过补缩挤压量计算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k确定补缩挤压量；式中：Va为补缩挤压量，Vh为热结体积 ，ρ1为挤压前的密度，ρ2为挤压后的密度，k为损耗系数；挤压前后的密度差(ρ2-ρ1)为0.02%至0.06%；（2）通过挤压销10截面积计算公式：Va=S*L确定挤压销10截面积；式中：S为挤压销10截面积，L为挤压行程；挤压销10截面积与挤压行程的数值比S：L大于等于3；（3），通过挤压活塞15直径计算公式：Dh²=Pp*S*k1/(Ph*π/4) 确定挤压活塞15直径；式中：Dh：挤压活塞15直径，Pp为挤压销10端面压力，S为挤压销10截面积，Ph为液压管路压力；k1为挤压机构的摩擦阻力系数，k1经验数值为1.1； Pp的经验数值为150Mpa<Pp<250Mpa；（4）确定挤压补缩装置延时启动时间，延时启动时间为1s至5s。
所述的压铸的汽缸盖，重量3.2kg，合金材料为AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T压机上压铸；（1）汽缸盖的热结体积Vh为53cm³,挤压前后的密度差(ρ2-ρ1)为0.03，k值为1. 通过补缩挤压量计算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k计算确定挤压量为1.59cm³；（2）动模2中设置挤压销10位置较宽裕，确定挤压销10截面积与挤压行程的比例为S:L=7，挤压行程L=15mm，通过挤压销10截面积计算公式：Va=S*L计算确定挤压销10截面积S=105mm²；（3）液压管路压力为Ph=10Mpa，挤压销10端面压力为Pp=200Mpa，S=105 mm²，k1=1.1，通过挤压活塞15直径计算公式：Dh²=Pp*S*k1/(Ph*π/4)计算确定挤压活塞15直径为Dh=54mm；确定挤压补缩装置延时启动时间为2s。
本发明的有益效果是：该汽缸盖压铸模在凝固过程中热节处不会产生缩松、缩孔等铸造缺陷。挤压补缩装置具有多个与两个油腔贯通的活塞孔和位于活塞孔中的挤压活塞，克服了由多个油缸推动多个挤压销挤压导致挤压力不相同的不足，使多个挤压销挤压时有相同的挤压力；增强挤压补缩效果。滑套减少挤压销运动阻力；补缩腔中未凝固的金属液挤入热节避免部产生夹皮。滑套内径与挤压销的配合间隙为0.05mm，兼顾挤压销与滑套之间不卡死和提高使用寿命；挤压销与滑套的配合间隙是影响挤压销使用寿命；配合间隙太大，金属液易进入挤压销与滑套之间卡死挤压销，配合间隙太小, 挤压销受热膨胀容易磨损。延时继电器能准确控制挤压补缩装置延时启动。与电磁通断阀电连接的延时继电器，能准确控制挤压补缩装置延时启动进行挤压补缩。挤压销表面具有氮化层或镀钛层。能提高增压销的正常使用寿命达1万模次左右。汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法能满足汽缸盖压铸模的挤压补缩的参数设定，保证汽缸盖在凝固过程中热节处不会产生缩松、缩孔等铸造缺陷。对于重量为3.2kg，合金材料为AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T压机上压铸的汽缸盖设定的参数，使压铸的汽缸盖的内部气缩孔符合产品接收标准，泄露试验时废品率低至0.3%；确定挤压销截面积与挤压行程的比例为S:L=7的较大数值，在结构允许时增大挤压销截面积S，缩短挤压行程L可降低挤压补缩装置故障率。
本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (7)

1.一种汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法，所述的汽缸盖压铸模包括：定模，动模，设于定模一端的型腔和位于型腔中的若干个连接柱腔，与型腔连通的浇道和排气道，设于定模中且与浇道连通的压室；动模设有个数与连接柱腔个数相同且前端与连接柱腔一一相对的挤压孔；汽缸盖压铸模还包括挤压补缩装置；挤压补缩装置设有个数与挤压孔个数相同且前端一一对应伸入挤压孔后端的挤压销；其特征是：（1）根据汽缸盖规格，通过补缩挤压量计算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k确定补缩挤压量；式中：Va为补缩挤压量，Vh为热结体积 ，ρ1为挤压前的密度，ρ2为挤压后的密度，k为损耗系数；挤压前后的密度差(ρ2-ρ1)为0.02%至0.06%；（2）通过挤压销截面积计算公式：Va=S*L确定挤压销截面积；式中：S为挤压销截面积，L为挤压行程；挤压销截面积与挤压行程的数值比S：L大于等于3；（3），通过挤压活塞直径计算公式：Dh²=Pp*S*k1/(Ph*π/4) 确定挤压活塞直径；式中：Dh：挤压活塞直径，Pp为挤压销端面压力，S为挤压销截面积，Ph为液压管路压力；k1为挤压机构的摩擦阻力系数，k1经验数值为1.1； Pp的经验数值为150Mpa<Pp<250Mpa；（4）确定挤压补缩装置延时启动时间，延时启动时间为1s至5s。
2.根据权利要求1所述的汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法，其特征是：所述的压铸的汽缸盖，重量3.2kg，合金材料为AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T压机上压铸；（1）汽缸盖的热结体积Vh为53cm³,挤压前后的密度差(ρ2-ρ1)为0.03，k值为1. 通过补缩挤压量计算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k计算确定挤压量为1.59cm³；（2）动模中设置挤压销位置较宽裕，确定挤压销截面积与挤压行程的比例为S:L=7，挤压行程L=15mm，通过挤压销截面积计算公式：Va=S*L计算确定挤压销截面积S=105mm²；（3）液压管路压力为Ph=10Mpa，挤压销端面压力为Pp=200Mpa，S=105 mm²，k1=1.1，通过挤压活塞直径计算公式：Dh²=Pp*S*k1/(Ph*π/4)计算确定挤压活塞直径为Dh=54mm；确定挤压补缩装置延时启动时间为2s。
3.根据权利要求1所述的汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法，其特征是：所述的挤压补缩装置包括：设有两个油腔和两个各与一个油腔连通的油孔的油缸体，个数与挤压销个数相同且两端与两个油腔一一对应贯通的活塞孔，个数与活塞孔个数相同且一一对应位于活塞孔中的挤压活塞；挤压销的后端与挤压活塞前端一一对应连接。
4.根据权利要求3所述的汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法，其特征是：所述的挤压补缩装置还包括：与位于后侧的一个油孔连接的电磁通断阀，与动模连接的延时继电器；延时继电器与电磁通断阀电连接。
5.根据权利要求1或3或4所述的汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法，其特征是：所述的挤压孔中设有内径与挤压销直径匹配的滑套；不挤压补缩时，挤压销前端与滑套前端对齐，挤压孔前端与滑套前端和挤压销前端之间构成补缩腔。
6.根据权利要求5所述的汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法，其特征是：所述的挤压销的直径为5mm至12mm，滑套内径与挤压销的配合间隙为0.025mm至0.077mm。
7.根据权利要求1或3或4所述的汽缸盖压铸模的挤压补缩参数设定方法，其特征是：所述的挤压销表面具有氮化层或镀钛层。
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