CN113564430B - 一种传感器壳体及其压铸模具和压铸工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及传感器壳体压铸技术领域，特别涉及一种传感器壳体及其压铸模具和压铸工艺。通过补偿方法在传感器壳体设计时，在铸件产品较厚的区域通过人为设计做一些凹陷或镶件，实现减少胶量，使得较厚区域趋近于均衡，减少变形量，保证整体尺寸精度，通过增加不同的结构实现减少压铸过程中产生热节及缩孔的风险，保证铸件的整体尺寸在合格范围内，同时通过将进料嘴设置在型腔和型芯侧方，实现通过调整进胶位置，通过控制进胶位置和进胶顺序实现控制铸件填充时序，从而控制产品变形大小，保证铸件尺寸合格，再利用调试出的合适的铸造压力和时间等工艺参数来压铸成型传感器壳体，保证铸件尺寸合格。

Description

一种传感器壳体及其压铸模具和压铸工艺

技术领域

本申请涉及传感器壳体压铸技术领域，特别涉及一种传感器壳体及其压铸模具和压铸工艺。

背景技术

随着驾驶观念的更新，行车安全与辅助驾驶的地位更加被关注，智能化产品越来越多被应用于汽车制造领域，想要真正实现自动驾驶，最关键的技术难点就在于汽车如何能对现实中复杂的交通状况了如指掌！毫米波雷达凭借在各种天气或者光线环境下，依然可以提供可靠的性能，成为了智能驾驶汽车不可或缺的重要感知元件。

现有的毫米波雷达传感器壳体铸件的生产过程，通常是通过压铸成型后再通过做CNC加工成型以达到高精度尺寸的要求，然而这种生产方式的问题在于两次成型加工造成生产成本高。出于对产品成本的控制，需要不做CNC加工就能达到很高的尺寸精度要求。

同时由于现有的多数传感器壳体的本身壁厚不一致，传感器壳体结构设计不合理会使得产品在凝固过程中，由于凝固时间不同而在导致厚实部位产生热节及缩孔的风险很高，进一步导致产品的所有尺寸公差存在不合格的风险；在压铸成型后产品内部的气孔增多，不良率高、出现批量报废的情况，大大增加生产成本。为此，目前需设计一种传感器壳体、以及压铸工艺、压铸模具，实现传感器壳体一次压铸成型的同时保证尺寸精度要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种传感器壳体，包括外壳本体,所述外壳本体一侧面形成有空腔，所述外壳本体位于所述空腔内形成有第一凸台，位于所述第一凸台两侧方形成有第二凸台和梯形凸台，所述外壳本体位于所述第二凸台和梯形凸台侧方贯穿有圆孔和通槽；所述圆孔和通槽贯穿至所述外壳本体的两面形成有倒角；位于所述第二凸台一侧开设有相交孔；所述外壳本体相对于所述空腔的另一侧面形成沉槽；

所述外壳本体的轮廓尺寸为56.6×53×8mm，平均壁厚为2.3mm；

所述外壳本体的合金物料组成重量配比为：Al占84～88%，Si占8～10%，Fe占0.8～1.1%，Cu占2～3.5%，Mn占0.1～0.5%，Mg占0.15～0.5%，Zn占0.05～0.15，Ti占0.05～0.15%，Sn占0.02～0.1%。

一种压铸模具，用于生产上述的传感器壳体，包括动模和定模，所述动模设置有4个沿竖直方向排列的型芯，所述定模设置有与型芯匹配的型腔，所述定模位于所述型腔的侧方设置有进料嘴，所述动模开设有若干条连通所述进料嘴的进料通道；所述定模和动模上开设有连通所述型腔和进料通道的浇口结构。

所述动模上开设有连通所述进料通道的外浇口；所述定模上开设有对应于所述外浇口的内浇口；所述内浇口连通于所述型腔，所述内浇口面积为22.5～23mm²。

所述型芯内对应所述圆孔和通槽的位置设置有第一型芯柱，于所述第一型芯柱的底部形成有倒角，所述型腔内伸出有用于抵触于所述第一型芯柱的第二型芯柱，所述第二型芯柱抵触于所述第一型芯柱的端部的外周形成有台阶。

一种压铸工艺，上述的压铸模具，用于压铸成型所述传感器壳体，包括以下步骤：

S100、将合金物料按照所述外壳本体的合金物料组成重量配比进行混合，将合金物料和回炉料按照（6～7） :（3～4）的比例放入中央熔炉中进行熔炼，熔炉温度为650～800℃，其中回炉料为Al；

S200、按照合金物料和精炼剂（200～230）：1的比例加入精炼剂进行精炼4～5小时形成熔融状态的原料，再将原料运输到除气机进行除气，再放入保温炉中以660～680℃的温度对原料进行保温2～3小时；

S300、通过压铸机将原料注入所述压铸模具内进行压铸成型，其中铸造压力为780～850kgf/cm2，喷射速度为1.9～2.3m/s，模具温度为200～240℃，保压时间为2～4s，冷却时间为3～6s；

S400、冷却成型铸件后，将铸件依次进行去水口毛刺工序、振光抛丸工序，将铸件放置在500℃～650℃恒温下3～4小时进行消除应力；

S500、碳氢清洗对铸件表面进行处理，去除表面瑕疵，再进行外观检测和包装。

由上可知，应用本申请提供的可以得到以下有益效果：通过补偿方法在传感器壳体设计时，在铸件产品较厚的区域通过人为设计做一些凹陷或镶件，实现减少胶量，使得较厚区域趋近于均衡，减少变形量，保证整体尺寸精度，减少报废率，利用压铸后的变形，使得成型后的压铸件在变形后达到图纸的要求，为此通过增加不同的结构实现减少压铸过程中产生热节及缩孔的风险，进一步的保证铸件的整体尺寸在合格范围内，同时通过将进料嘴设置在型腔和型芯侧方，实现通过调整进胶位置，通过控制进胶位置和进胶顺序实现控制铸件填充时序，从而控制产品变形大小，保证铸件尺寸合格，再利用调试出的合适的铸造压力和时间等工艺参数来压铸成型传感器壳体，保证铸件尺寸合格。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例传感器壳体结构图；

图2为本申请实施例传感器壳体正面尺寸图；

图3为本申请实施例传感器壳体背面尺寸图；

图4为本申请实施例动模和定模结构图；

图5为本申请实施例动模型芯放大图；

图6为本申请实施例动模型芯结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了解决上述技术问题，本实施例提供一种传感器壳体，如图1所示，包括外壳本体10，在外壳本体10一侧面形成有空腔11，在外壳本体10位于空腔11内形成有第一凸台12，在第一凸台12两侧方形成有第二凸台13和梯形凸台14，通过模流分析，在估计有变形的地方提前增胶，利用压铸后的变形，使得成型后的压铸件在变形后达到图纸的要求，为此通过分布第一凸台12、第二凸台13和梯形凸台14实现减少压铸过程中产生热节及缩孔的风险，进一步的保证铸件的整体尺寸在合格范围内，在第二凸台13一侧开设有相交孔15，在外壳本体10的背面形成有定位圆19，相交孔15为两个相交圆孔构成的孔位。在外壳本体10位于第二凸台13和梯形凸台14侧方贯穿有圆孔17和通槽16，外壳本体10相对于空腔11的另一侧面形成沉槽18，在外壳本体10的两侧边均开设有沉槽，在铸件产品较厚的区域通过人为设计做一些凹陷或镶件，实现减少胶量，使得较厚区域趋近于均衡，减少变形量，保证整体尺寸精度，减少报废率。

进一步的，如图2-3中，外壳本体10的轮廓尺寸为56.6×53×8mm，平均壁厚为2.3mm，如图2所示为主要尺寸，外壳本体10的空腔11内形成有四个定位孔111，定位孔111之间的间距为45.7mm，第一凸台12呈正方形，且第一凸台12的边长为18.6mm；第二凸台13的长为8.05mm，宽为7.76mm；所述梯形凸台14的底边长为16.33mm，宽为14.28mm。相交孔15其中一圆心与外壳本体10的侧边的距离为22.79mm，圆孔17的直径为2.64mm，通槽16的长度为4.15mm，圆孔17和通槽16之间的距离为36mm。圆孔17和定位圆19的圆心距为14.6mm。

其中，外壳本体10的合金物料组成重量配比为：Al占84～88%，Si占8～10%，Fe占0.8～1.1%，Cu占2～3.5%，Mn占0.1～0.5%，Mg占0.15～0.5%，Zn占0.05～0.15，Ti占0.05～0.15%，Sn占0.02～0.1%。

为了实现生产上述传感器壳体铸件，本实施例提供一种压铸模具，如图4-6所示，包括动模20和定模30，动模20设置有4个沿竖直方向排列的型芯21，定模30设置有与型芯21匹配的型腔31，动模20和定模30合模后，型芯21与型腔31对应配合，进而在型芯21与型腔31内部形成传感器壳体轮廓相匹配的容置腔，定模30位于型腔31的侧方设置有进料嘴32，原料通过进料嘴32进入容置腔内进行冷却成型，动模20开设有若干条连通进料嘴32的进料通道22，定模30和动模20上开设有连通型腔31和进料通道22的浇口结构。其中，为了实现控制铸件变形的位置和大小，在型腔31的侧方设置安装孔33，进料嘴32设置在安装孔33内，浇口结构连通于型腔31的上边或下边，原料通过进料嘴32进入进料通道22，进而通过浇口结构从型腔31的上边或下边进入型腔31内。

具体的，动模20上开设有连通进料通道22的外浇口24，定模30上开设有对应于外浇口24的内浇口34，动模20和定模30合模后，外浇口24与内浇口34形成连通型腔31的空间，内浇口34连通于型腔31，内浇口34面积为22.5mm²。原料通过进料嘴32进入进料通道22后，从进料通道22流入动模20的外浇口24，原料再从外浇口24与内浇口34形成的空间流入到型腔31内，通过控制进胶位置和进胶顺序实现控制铸件填充时序，从而控制产品变形大小，保证铸件尺寸合格。

其中，型芯21内对应圆孔17和通槽16的位置设置有第一型芯柱23，于第一型芯柱23的底部形成有倒角，型腔31内伸出有用于抵触于第一型芯柱23的第二型芯柱35，第二型芯柱35抵触于第一型芯柱23的端部的外周形成有台阶，进而使得圆孔17和通槽16贯穿至外壳本体10的两面均形成有倒角。由于圆孔17和通槽16贯穿至外壳本体10的两面均形成有倒角，为此，第一型芯柱23在动模20，第二型芯柱35在定模30，由于圆孔17和通槽16尺寸为跨分型面尺寸，即跨动模20和定模30，在压铸生产时，由于胀型力合产生披锋会使得该尺寸容易变大，为此，将第一型芯柱23和第二型芯柱35的尺寸设计为公差下限。

为了实现压铸出尺寸合格的传感器壳体铸件，本实施例还提供一种压铸工艺，基于上述的压铸模具，通过调试出合适的压力时间等工艺参数来压铸成型传感器壳体，包括以下步骤：

S100、将合金物料按照上述组份配比进行混合，将合金物料和回炉料按照 6～7:3～4的比例放入中央熔炉中进行熔炼，熔炉温度为650～800℃，其中回炉料为Al；

按照以下配比将Al占84%，Si占10%，Fe占1.1%，Cu占3.5%，Mn占0.10.5%，Mg占0.5%，Zn占0.15%，Ti占0.15%，Sn占0.1%的合金物料进行混合，将合金物料和回炉料按照7:3的比例放入中央熔炉中进行熔炼，回炉料为Al，熔炉温度为800℃。

S200、按照合金物料和精炼剂200：1的比例加入精炼剂进行精炼4小时形成熔融状态的原料，再将原料运输到除气机进行除气，再放入保温炉中以660℃的温度对原料进行保温3小时；

按照200：1的比例加入精炼剂进行精炼4小时，进而熔融状态的液态原料，再将原料运输到除气机进行除气，将液体原料中的气体除去，减少原料中的含气量，减少铸件成型后的气泡，提高铸件的成品质量。

S300、通过压铸机将原料注入压铸模具内进行压铸成型，其中铸造压力为850kgf/cm2，喷射速度为1.9m/s，模具温度为240℃，保压时间为4s，冷却时间为6s；

压铸模具的动模20和定模30以140pa的压力合模后，压铸机将原料注入压铸模具，原料通过进料嘴32和浇口结构进入型腔31内，其中铸造压力为850kgf/cm2，喷射速度为1.9m/s，模具温度为240℃，保压时间为4s，冷却时间为6s，使得型腔31内的原料固化形成压铸件成品。

为了找出最合适的压铸工艺参数，对压铸工艺进行如下4组试验，如下表1所示。并且每组试验取100个成品进行全尺寸检测，如下表2所示：

试验组数	1	2	3	4
					铸造压力kgf/cm2	800	800	850	850
喷射速度m/s	1.3	1.95	1.95	2.4
					冷却时间s	4	4	6	6
保压时间s	3	4	4	3.5
					模具温度℃	240	240	240	240
铸件的合格率%	89	85	97	90

表1

附图2-3中的标注尺寸（mm）	标准值	1组实际测量平均值	2组实际测量平均值	3组实际测量平均值	4组实际测量平均值
						（1）	56.57±0.1	56.31	56.41	56.58	56.62
（2）	52.56±0.1	52.44	52.50	52.62	52.69
						（3）	45.73±0.15	45.50	45.65	45.76	45.81
（4）	18.63±0.1	18.50	18.58	18.63	18.69
						（5）	7.76±0.08	7.65	7.70	7.75	7.82
（6）	8.05±0.08	7.96	7.99	8.03	8.11
						（7）	16.33±0.1	16.25	16.29	16.30	16.43
（8）	14.28±0.1	14.20	14.25	14.29	14.39
						（9）	2.64±0.05	2.59	2.63	2.68	2.71
（10）	22.93±0.1	22.85	22.89	22.98	23.10
						（11）	36.06±0.15	35.21	35.89	36.10	36.20
（12）	14.6±0.08	13.55	13.59	14.65	14.71
						（13）	22.78±0.1	22.70	22.74	22.80	22.86
（14）	4.15±0.05	4.10	4.15	4.13	4.23

表2

由上表1-2可知，通过第三组试验的工艺参数生产出来的铸件在尺寸方面均在标准值的范围内，如1-2组试验中过小的铸造压力和喷射速度参数会导致成型后的铸件尺寸小于标准值，如4组试验中过大的铸造压力和喷射速度参数使得成型后的铸件尺寸大于标准值，不合适的工艺参数导致铸件的尺寸偏差较大。进一步的，通过传感器壳体的外形设计，利用压铸后的变形，使得成型后的压铸件在变形后达到图纸的要求，为此通过不同的结构实现减少压铸过程中产生热节及缩孔的风险，进一步的保证铸件的整体尺寸在合格范围内，同时通过将进料嘴32设置在型腔31和型芯21侧方，实现通过调整进胶位置，通过控制进胶位置和进胶顺序实现控制铸件填充时序，从而控制产品变形大小，保证铸件尺寸合格。

S400、冷却成型铸件后，将铸件依次进行去水口毛刺工序、振光抛丸工序，将铸件放置在550℃恒温下4小时进行消除应力；

冷却成型铸件后，开模取出压铸件，将铸件依次进行去水口毛刺工序、振光抛丸工序，进而对压铸件完成水口余料处理。在将铸件放置在550℃恒温下4小时进行消除应力。

S500、碳氢清洗对铸件表面进行处理，去除表面瑕疵，再进行外观检测和包装。通过碳氢清洗设备对压铸件的表面进行处理，去除表面瑕疵，提高铸件外观质量。

综上所述，本申请方案通过补偿方法在传感器壳体设计时，在铸件产品较厚的区域通过人为设计做一些凹陷或镶件，实现减少料量，使得较厚区域趋近于均衡，减少变形量，保证整体尺寸精度，减少报废率，利用压铸后的变形，使得成型后的压铸件在变形后达到图纸的要求，为此通过增加不同的结构实现减少压铸过程中产生热节及缩孔的风险，进一步的保证铸件的整体尺寸在合格范围内，同时通过将进料嘴设置在型腔和型芯侧方，实现通过调整进胶位置，通过控制进胶位置和进胶顺序实现控制铸件填充时序，从而控制产品变形大小，保证铸件尺寸合格，再利用调试出的合适的铸造压力和时间等工艺参数来压铸成型传感器壳体，保证铸件尺寸合格。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种传感器壳体，其特征在于：包括外壳本体（10）,所述外壳本体（10）一侧面形成有空腔（11），所述外壳本体（10）位于所述空腔（11）内形成有第一凸台（12），位于所述第一凸台（12）两侧方形成有第二凸台（13）和梯形凸台（14），所述外壳本体（10）位于所述第二凸台（13）和梯形凸台（14）侧方贯穿有圆孔（17）和通槽（16）；所述圆孔（17）和通槽（16）贯穿至所述外壳本体（10）的两面形成有倒角；位于所述第二凸台（13）一侧开设有相交孔（15）；所述外壳本体（10）相对于所述空腔（11）的另一侧面形成沉槽（18）；

所述外壳本体（10）的轮廓尺寸为56.6×53×8mm，平均壁厚为2.3mm；

所述外壳本体（10）的合金物料组成重量配比为：Al占84～88%，Si占8～10%，Fe占0.8～1.1%，Cu占2～3.5%，Mn占0.1～0.5%，Mg占0.15～0.5%，Zn占0.05～0.15%，Ti占0.05～0.15%，Sn占0.02～0.1%。

2.一种压铸模具，用于生产权利要求1所述的传感器壳体，其特征在于：包括动模（20）和定模（30），所述动模（20）设置有4个沿竖直方向排列的型芯（21），所述定模（30）设置有与型芯（21）匹配的型腔（31），所述定模（30）位于所述型腔（31）的侧方设置有进料嘴（32），所述动模（20）开设有若干条连通所述进料嘴（32）的进料通道（22）；所述定模（30）和动模（20）上开设有连通所述型腔（31）和进料通道（22）的浇口结构。

3.根据权利要求2所述的压铸模具，其特征在于：所述动模（20）上开设有连通所述进料通道（22）的外浇口（24）；所述定模（30）上开设有位置对应于所述外浇口（24）的内浇口（34）；所述内浇口（34）连通于所述型腔（31），所述外浇口（24）和所述内浇口（34）构成所述浇口结构，所述内浇口（34）面积为22.5～23mm²。

4.根据权利要求3所述的压铸模具，其特征在于：所述型芯（21）内对应所述圆孔（17）和通槽（16）的位置设置有第一型芯柱（23），于所述第一型芯柱（23）的底部形成有倒角，所述型腔（31）内伸出有用于抵触于所述第一型芯柱（23）的第二型芯柱（35），所述第二型芯柱（35）抵触于所述第一型芯柱（23）的端部的外周形成有台阶。

5.一种压铸工艺，其特征在于：基于权利要求4所述的压铸模具，用于压铸成型所述传感器壳体，包括以下步骤：

S100、将合金物料按照所述外壳本体的合金物料组成重量配比进行混合，将合金物料和回炉料按照（6～7） :（3～4）的比例放入中央熔炉中进行熔炼，熔炉温度为650～800℃，其中回炉料为Al；

S200、按照合金物料和精炼剂（200～230）：1的比例加入精炼剂进行精炼4～5小时形成熔融状态的原料，再将原料运输到除气机进行除气，再放入保温炉中以660～680℃的温度对原料进行保温2～3小时；

S300、通过压铸机将原料注入所述压铸模具内进行压铸成型，其中铸造压力为780～850kgf/cm2，喷射速度为1.9～2.3m/s，模具温度为200～240℃，保压时间为2～4s，冷却时间为3～6s；

S400、冷却成型铸件后，将铸件依次进行去水口毛刺工序、振光抛丸工序，将铸件放置在500℃～550℃恒温下3～4小时进行消除应力；

S500、碳氢清洗对铸件表面进行处理，去除表面瑕疵，再进行外观检测和包装。

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