CN111136219B - 汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，采用的浇注系统包括直浇道、第一横浇道、第二横浇道、第三横浇道以及与第一模型部连接的第一内浇道、第二内浇道和第三内浇道以及与第二模型部连接的第四内浇道、第五内浇道和第六内浇道，第一、第二和第三横浇道位于第一模型部的下方，第四内浇道、第五内浇道和第六内浇道分布在第二模型部的外侧。本发明的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，采用底注和侧注相结合的浇注系统，使内浇口分布均匀，确保浇注时温度场分布较均匀，提升了工艺成品率，提高了铸件质量。

Description

汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法

技术领域

本发明属于实型铸造领域，具体地说，本发明涉及一种汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法。

背景技术

汽车侧围冲压模具是用于加工汽车车身侧围，汽车侧围冲压模具主要由上模座、下模座、凸模、凹模和压边圈等组成，其中，下模座主要起固定刀口、入块、入子、顶料销的作用，外定位、内定位、浮升引导销、两用销、导料板、浮块这些也是固定在下模座上。凸模是用来把多余的材料冲掉、切掉，或切开、刺破、拉伸。下模座、凸模和导腿组成下模组件，凸模固定在下模座上，大多数模具厂把下模座和凸模分开制作。

模具厂为提高模具开发的周期及成本，设计时把下模座与凸模和导腿合并成一体，形成一体式结构的下模组件，其结构如图5所示，这种下模组件的高度较高，约为880mm，下模座的长度方向上的两端的厚度较为单薄。

现有一体式下模组件铸件生产工艺中，由于从外侧设置浇注系统，内浇道距离较长，铁液行程远，铁液温度损耗较大，由于下模座局部结构单薄，铁液流动性差，铁液本身含C量较高，冷却快，EPS泡沫气化不完全，容易出现表面皱皮缺陷问题。而且这种下模组件结构较高，在使用侧注式或阶梯式浇注系统时会造成内浇口连接浇道过长，铁液降温过快，同时降低工艺出品率；若采用阶梯式浇注系统，会导致浇注过程中铁液充型压力大，很容易导致铸件出现皱皮、黑渣缺陷；由于这种下模组件的中间凸模部位处的厚度大，凸模四周筋板结构较单薄，温度场分布不均匀，容易应力集中，从而导致应力开裂，由于涉及到安全，铸件报废的可能性很大。

发明内容

本发明提供一种汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，目的是提高铸件产品质量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，包括步骤：

S1、泡沫模型的制作；

S2、将泡沫模型放入砂箱内，填砂造型；

S3、浇注；

S4、冷却，取出铸件；

其中，在步骤S1中，泡沫模型包括第一模型部以及设置于第一模型部上的第二模型部和第三模型部，第三模型部设置多个且所有第三模型部分布在第二模型部的四周；在所述步骤S3中，采用的浇注系统包括直浇道、与直浇道连接的第一横浇道、与第一横浇道连接的第二横浇道、与第二横浇道连接的第三横浇道、与第一横浇道连接且与所述第一模型部连接的第一内浇道、与第二横浇道连接且与第一模型部连接的第二内浇道、与第三横浇道连接且与第一模型部连接的第三内浇道、与第一横浇道连接且与所述第二模型部连接的第四内浇道、与第二横浇道连接且与第二模型部连接的第五内浇道以及与第三横浇道连接且与第二模型部连接的第六内浇道，第一横浇道、第二横浇道和第三横浇道位于第一模型部的下方，第四内浇道、第五内浇道和第六内浇道分布在第二模型部的外侧。

所述第一横浇道的长度方向与所述第一模型部的长度方向相平行，第一横浇道位于所述第二模型部的外侧。

所述第一内浇道设置多个且所有第一内浇道为沿所述第一横浇道的长度方向依次布置，所述第四内浇道设置多个且所有第四内浇道为沿第一横浇道的长度方向依次布置。

所述第二横浇道为水平设置，第二横浇道的长度方向与所述第一横浇道的长度方向之间具有夹角且该夹角为钝角。

所述第二内浇道设置多个且所有第二内浇道为沿所述第二横浇道的长度方向依次布置。

所述第三横浇道为水平设置，第三横浇道设置两个且所述第二模型部位于两个第三横浇道之间，各个第三横浇道分别与一个所述第二横浇道连接。

所述第三横浇道与多个所述第六内浇道连接，所有第六内浇道为沿第三横浇道的长度方向依次布置，第六内浇道与所述第二模型部的长度方向上的端部相连接。

在所述步骤S2中，在两个所述第三模型部之间设置支撑杆，支撑杆的两端分别与两个第三模型部连接。

所述第一模型部为矩形结构，所述第三模型部共设置四个且四个第三模型部分布在第一模型部的四个直角拐角处，处于第一模型部的同一端的两个第三模型部之间设置有所述支撑杆。

本发明的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，采用底注和侧注相结合的浇注系统，使内浇口分布均匀，确保浇注时温度场分布较均匀，提升了工艺成品率，提高了铸件质量。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是浇注系统与泡沫模型的装配示意图；

图2是浇注系统与泡沫模型另一角度的装配示意图；

图3是浇注系统与泡沫模型另一角度的装配示意图；

图4是浇注系统与泡沫模型在砂箱中安装后的结构示意图；

图5是汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的结构示意图；

图中标记为：1、第一模型部；2、第二模型部；3、第三模型部；4、第一横浇道；5、第二横浇道；6、第三横浇道；7、第一内浇道；8、第二内浇道；9、第三内浇道；10、第四内浇道；11、第五内浇道；12、第六内浇道；13、支撑杆；14、直浇道；15、下模座；16、凸模；17、导腿。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”和“第六”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图4所示，本发明提供了一种汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，包括如下的步骤：

S1、泡沫模型的制作；

S2、将泡沫模型放入砂箱内，填砂造型；

S3、浇注；

S4、冷却，取出铸件。

如图1至图4所示，在上述步骤S1中，制作的泡沫模型包括第一模型部1以及设置于第一模型部1上的第二模型部2和第三模型部3，第三模型部3设置多个且所有第三模型部3分布在第二模型部2的四周。第一模型部1为矩形结构，第三模型部3共设置四个且四个第三模型部3分布在第一模型部1的四个直角拐角处，第二模型部2和第三模型部3固定设置在第一模型部1的同一侧面(该侧面为与第一模型部1的长度和宽度方向相平行的表面)上且第二模型部2和第三模型部3朝向第一模型部1的同一侧伸出，第二模型部2位于第一模型部1的中心处，四个第三模型部3分布在第二模型部2的四周。

如图5所示，汽车侧围冲压模具的下模组件铸件包括下模座15以及设置于下模座15上的导腿17和凸模16，下模座15为矩形结构，下模座15的形状与第一模型部1的形状相同，导腿17共设置四个且四个导腿17分布在下模座15的四个直角拐角处，凸模16和导腿17固定设置在下模座15的同一侧面(该侧面为与下模座15的长度和宽度方向相平行的表面)上且凸模16和导腿17朝向下模座15的同一侧伸出，凸模16位于下模座15的中心处，四个导腿17分布在凸模16的四周，凸模16的形状与第二模型部2的形状相同，导腿17的形状与第三模型部3的形状相同，导腿17是用于对汽车侧围冲压模具的上模座起导向作用，凸模16是用于在冲压时与凹模相配合，对板材进行冲压成型，凸模16是用来把多余的材料冲掉、切掉，或切开、刺破、拉伸。因此，在上述步骤S1中，根据下模组件铸件的形状，制作泡沫模型。

如图1至图4所示，在上述步骤S3中，采用的浇注系统包括直浇道14、与直浇道14连接的第一横浇道4、与第一横浇道4连接的第二横浇道5、与第二横浇道5连接的第三横浇道6、与第一横浇道4连接且与第一模型部1连接的第一内浇道7、与第二横浇道5连接且与第一模型部1连接的第二内浇道8、与第三横浇道6连接且与第一模型部1连接的第三内浇道9、与第一横浇道4连接且与第二模型部2连接的第四内浇道10、与第二横浇道5连接且与第二模型部2连接的第五内浇道11以及与第三横浇道6连接且与第二模型部2连接的第六内浇道12，第一横浇道4、第二横浇道5和第三横浇道6位于第一模型部1的下方，第四内浇道10、第五内浇道11和第六内浇道12分布在第二模型部2的外侧。

如图1至图4所示，第一横浇道4的长度方向与第一模型部1的长度方向相平行，第一横浇道4位于第二模型部2的外侧。第一内浇道7设置多个且所有第一内浇道7为沿第一横浇道4的长度方向依次布置，第四内浇道10设置多个且所有第四内浇道10为沿第一横浇道4的长度方向依次布置。在上述步骤S2中，将泡沫模型放入砂箱中后，泡沫模型在砂箱中为水平放置，第一模型部1呈水平状态，第二模型部2和第三模型部3朝向第一模型部1的下方伸出，第二模型部2的长度方向与第一模型部1的长度方向相平行且第二模型部2的长度小于第一模型部1的长度，第二模型部2的长度方向上的两端与第一模型部1的长度方向上的两端端面之间均具有一定的距离，第一模型部1的长度方向上的两端厚度较小，第二模型部2的宽度方向与第一模型部1的宽度方向相平行且第二模型部2的宽度小于第一模型部1的宽度。第一横浇道4布置在第一模型部1的下方且第一横浇道4位于处于与第一模型部1的长度方向相平行的两个第三模型部3的中间位置处，第一内浇道7为竖直设置，第一内浇道7位于第一模型部1与第一横浇道4之间，第一内浇道7的上端与第一模型部1连接，第一内浇道7的下端与第一横浇道4连接，所有第一内浇道7为沿第一横浇道4的长度方向等距分布。第四内浇道10位于第一横浇道4的下方，第四内浇道10的一端与第一横浇道4连接，第四内浇道10的另一端与第二模型部2的外侧面连接，第四内浇道10的长度方向与第二模型部2的长度方向相垂直。各个第四内浇道10分别在第二模型部2的不同位置处与第二模型部2连接，使内浇口分布均匀，确保浇注时温度场分布较均匀。

如图1至图4所示，第二横浇道5为水平设置，第二横浇道5的长度方向与第一横浇道4的长度方向之间具有夹角且该夹角为钝角，第二横浇道5设置两个且第二横浇道5位于第二模型部2的外侧。第二内浇道8设置多个且所有第二内浇道8为沿第二横浇道5的长度方向依次布置，第二内浇道8为竖直设置，第二内浇道8位于第一模型部1与第二横浇道5之间，第二内浇道8的上端与第一模型部1连接，第二内浇道8的下端与第二横浇道5连接，第二横浇道5延伸至第一模型部1的长度方向上的端部位置处，两个第二横浇道5分别设置在第一模型部1的长度方向上的两端，各个第二横浇道5并分别位于处于与第一模型部1的宽度方向相平行的同一直线上的两个第三模型部3之间。第五内浇道11位于第二横浇道5的下方，第五内浇道11的一端与第二横浇道5连接，第五内浇道11的另一端与第二模型部2的外侧面连接，第五内浇道11的长度方向与第二模型部2的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角，所有第四内浇道10位于两个第五内浇道11之间。

如图1至图4所示，第三横浇道6为水平设置，第三横浇道6设置两个且第二模型部2位于两个第三横浇道6之间，各个第三横浇道6分别与一个第二横浇道5连接，第二模型部2位于两个第三横浇道6之间。第三横浇道6与多个第三内浇道9连接且所有第三内浇道9为沿第三横浇道6的长度方向依次布置，第三横浇道6与多个第六内浇道12连接，所有第六内浇道12为沿第三横浇道6的长度方向依次布置，第六内浇道12与第二模型部2的长度方向上的端部相连接。第三横浇道6布置在第一模型部1的下方，第三内浇道9为竖直设置，第三内浇道9位于第一模型部1与第三横浇道6之间，第三内浇道9的上端与第一模型部1连接，第三内浇道9的下端与第三横浇道6连接。第六内浇道12位于第一横浇道4的下方，第六内浇道12的一端与第三横浇道6连接，第六内浇道12的另一端与第二模型部2的外侧面连接，第六内浇道12的长度方向与第二模型部2的长度方向相平行。各个第六内浇道12分别在第二模型部2的不同位置处与第二模型部2连接，使内浇口分布均匀，确保浇注时温度场分布较均匀。第三横浇道6为沿第一模型部1的宽度方向延伸，第三横浇道6的一端与第二横浇道5连接，第三横浇道6的另一端位于第一模型部1的宽度方向上的一端，第一模型部1位于第一模型部1的宽度方向上的另一端。设置于两个第三横浇道6上的第六内浇道12是分别在第二模型部2的长度方向上的两端与第二模型部2连接，且第二模型部2的长度方向上的两端分别与至少两个第六内浇道12连接。

作为优选的，如图1至图4所示，在上述步骤S2中，在两个第三模型部3之间设置支撑杆13，支撑杆13的两端分别与两个第三模型部3连接。第一模型部1为矩形结构，第三模型部3共设置四个且四个第三模型部3分布在第一模型部1的四个直角拐角处，处于第一模型部1的同一端的两个第三模型部3之间设置有支撑杆13，支撑杆13的长度方向与第一模型部1的宽度方向相平行。第三模型部3的高度较高，在浇注形成导腿17的过程中容易发生变形，在两个第三模型部3之间设置支撑杆13，防止在铁液的冲击下导致第三模型部3发生变形，有助于提高铸件质量。

在本实施例中，如图1至图4所示，第一内浇道7共设置四个，与同一个第二横浇道5连接的第二内浇道8设置两个，与同一个第三横浇道6连接的第三内浇道9设置三个，第四内浇道10设置六个，与同一个第二横浇道5连接的第五内浇道11设置一个，与同一个第三横浇道6连接的第六内浇道12设置两个。直浇道14设置一个，直浇道14为竖直设置，直浇道14的下端是在第一横浇道4的长度方向上的中间位置处与第一横浇道4连接。

采用上述结构的浇注系统，分别在泡沫模型的厚大部位(第二模型部2的位置处)和单薄区域(第一模型部1的端部位置处)均匀设置内浇口，使泡沫模型的厚大部位和单薄区域温度场分布均匀，可以减少铸件冷却时厚实和细薄处之间的温度梯度，从而减少铸造应力集中而防止开裂。

在上述步骤S4中，浇注完成后，形成下模组件铸件，将下模组件铸件放置在砂箱中进行冷却，冷却时间为90-110小时，冷却时间优选为100小时，最后从砂箱中取出下模组件铸件。通过延长铸件在砂箱中的放冷时间，能使铸件厚实和细薄处的温度均匀化，减少它们之间的温度差，从而降低铸造应力。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，包括步骤：

S1、泡沫模型的制作；

S2、将泡沫模型放入砂箱内，填砂造型；

S3、浇注；

S4、冷却，取出铸件；

其中，在步骤S1中，泡沫模型包括第一模型部以及设置于第一模型部上的第二模型部和第三模型部，第三模型部设置多个且所有第三模型部分布在第二模型部的四周；第一模型部为矩形结构，第三模型部共设置四个且四个第三模型部分布在第一模型部的四个直角拐角处，第二模型部和第三模型部固定设置在第一模型部的同一侧面上且第二模型部和第三模型部朝向第一模型部的同一侧伸出，第二模型部位于第一模型部的中心处，四个第三模型部分布在第二模型部的四周；

其特征在于，在所述步骤S3中，采用的浇注系统包括直浇道、与直浇道连接的第一横浇道、与第一横浇道连接的第二横浇道、与第二横浇道连接的第三横浇道、与第一横浇道连接且与所述第一模型部连接的第一内浇道、与第二横浇道连接且与第一模型部连接的第二内浇道、与第三横浇道连接且与第一模型部连接的第三内浇道、与第一横浇道连接且与所述第二模型部连接的第四内浇道、与第二横浇道连接且与第二模型部连接的第五内浇道以及与第三横浇道连接且与第二模型部连接的第六内浇道，第一横浇道、第二横浇道和第三横浇道位于第一模型部的下方，第四内浇道、第五内浇道和第六内浇道分布在第二模型部的外侧；

所述第一横浇道的长度方向与所述第一模型部的长度方向相平行，第一横浇道位于所述第二模型部的外侧；所述第一内浇道设置多个且所有第一内浇道为沿所述第一横浇道的长度方向依次布置，所述第四内浇道设置多个且所有第四内浇道为沿第一横浇道的长度方向依次布置；

在步骤S2中，将泡沫模型放入砂箱中后，泡沫模型在砂箱中为水平放置，第一模型部呈水平状态，第二模型部和第三模型部朝向第一模型部的下方伸出，第二模型部的长度方向与第一模型部的长度方向相平行且第二模型部的长度小于第一模型部的长度，第二模型部的长度方向上的两端与第一模型部的长度方向上的两端端面之间均具有一定的距离，第二模型部的宽度方向与第一模型部的宽度方向相平行且第二模型部的宽度小于第一模型部的宽度；第一横浇道布置在第一模型部的下方且第一横浇道位于处于与第一模型部的长度方向相平行的两个第三模型部的中间位置处，第一内浇道为竖直设置，第一内浇道位于第一模型部与第一横浇道之间，第一内浇道的上端与第一模型部连接，第一内浇道的下端与第一横浇道连接，第四内浇道位于第一横浇道的下方，第四内浇道的一端与第一横浇道连接，第四内浇道的另一端与第二模型部的外侧面连接，第四内浇道的长度方向与第二模型部的长度方向相垂直，各个第四内浇道分别在第二模型部的不同位置处与第二模型部连接；

所述第二横浇道为水平设置，第二横浇道的长度方向与所述第一横浇道的长度方向之间具有夹角且该夹角为钝角；第二内浇道设置多个且所有第二内浇道为沿所述第二横浇道的长度方向依次布置，第二内浇道为竖直设置，第二内浇道位于第一模型部与第二横浇道之间，第二内浇道的上端与第一模型部连接，第二内浇道的下端与第二横浇道连接，第二横浇道延伸至第一模型部的长度方向上的端部位置处，两个第二横浇道分别设置在第一模型部的长度方向上的两端，各个第二横浇道分别位于处于与第一模型部的宽度方向相平行的同一直线上的两个第三模型部之间；第五内浇道位于第二横浇道的下方，第五内浇道的一端与第二横浇道连接，第五内浇道的另一端与第二模型部的外侧面连接，第五内浇道的长度方向与第二模型部的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角，所有第四内浇道位于两个第五内浇道之间；

所述第三横浇道为水平设置，第三横浇道设置两个且所述第二模型部位于两个第三横浇道之间，各个第三横浇道分别与一个所述第二横浇道连接；所述第三横浇道与多个所述第六内浇道连接，所有第六内浇道为沿第三横浇道的长度方向依次布置，第六内浇道与所述第二模型部的长度方向上的端部相连接；第三横浇道布置在第一模型部的下方，第三内浇道为竖直设置，第三内浇道位于第一模型部与第三横浇道之间，第三内浇道的上端与第一模型部连接，第三内浇道的下端与第三横浇道连接；第六内浇道位于第一横浇道的下方，第六内浇道的一端与第三横浇道连接，第六内浇道的另一端与第二模型部的外侧面连接，第六内浇道的长度方向与第二模型部的长度方向相平行，各个第六内浇道分别在第二模型部的不同位置处与第二模型部连接；

第三横浇道为沿第一模型部的宽度方向延伸，第三横浇道的一端与第二横浇道连接，第三横浇道的另一端位于第一模型部的宽度方向上的一端，第一模型部位于第一模型部1的宽度方向上的另一端；设置于两个第三横浇道上的第六内浇道是分别在第二模型部的长度方向上的两端与第二模型部连接，且第二模型部的长度方向上的两端分别与至少两个第六内浇道连接；

在所述步骤S2中，在两个所述第三模型部之间设置支撑杆，支撑杆的两端分别与两个第三模型部连接；

所述第一模型部为矩形结构，所述第三模型部共设置四个且四个第三模型部分布在第一模型部的四个直角拐角处，处于第一模型部的同一端的两个第三模型部之间设置有所述支撑杆。

2.根据权利要求1所述的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，其特征在于，所有第一内浇道为沿第一横浇道的长度方向等距分布。

3.根据权利要求1所述的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，其特征在于，所述第一内浇道共设置四个。

4.根据权利要求1至3任一所述的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，其特征在于，与同一个所述第二横浇道连接的第二内浇道设置两个。

5.根据权利要求1至3任一所述的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，其特征在于，与同一个第三横浇道连接的第三内浇道设置三个。

6.根据权利要求1至3任一所述的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，其特征在于，所述第四内浇道设置六个。

7.根据权利要求1至3任一所述的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，其特征在于，与同一个第二横浇道连接的第五内浇道设置一个。

8.根据权利要求1至3任一所述的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，其特征在于，与同一个第三横浇道连接的第六内浇道设置两个。

9.根据权利要求1至3任一所述的汽车侧围冲压模具的下模组件铸件的制造方法，其特征在于，所述直浇道设置一个，直浇道为竖直设置，直浇道的下端是在第一横浇道的长度方向上的中间位置处与第一横浇道连接。

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