CN114799127A - 一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法 - Google Patents

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    • B22D18/00Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould

Abstract

本发明属于铸造工艺技术领域,涉及一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法;横浇道整体围绕副车架四周布置,采用4个升液管进行充型,升液管位置上下左右对称布置;内浇道沿副车架外围进料;对副车架上下薄壁耳片位置分别设置内浇道充型,设置暗冒口加强对薄壁耳片结构的补缩;内浇道、暗冒口采用砂芯成型;砂芯与金属型模具、砂芯与砂芯之间通过设置定位芯头固定,副车架内腔砂芯设计成圆柱形定位结构;本发明解决了空心副车架局部结构在金属型模具无法分型的问题,实现了更复杂的浇铸系统设计,对空心副车架耳片薄壁结构的实现合理补缩,防止产生缩松、冷隔缺陷,满足空心副车架薄壁结构的成型性,降低内部缺陷,提高生产成品率。

Description

一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法
技术领域
本发明属于铸造工艺技术领域,涉及一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法。
背景技术
副车架的成形工艺主要包括整体铸造成形、焊接成型、液压成形、冲压成形几大类,其中,采用整体铸造空心铝合金副车架轻量化效果最为明显,可实现一次成形,整体刚度高,生产效率高,后续机加工和装配工序少,成为铝合金副车架的主要发展趋势。但因为整体空心副车架尺寸大、内部空腔、外形曲面多、空心薄壁结构等难点,对产品结构设计、铸造成形工艺及铸造装备均提出苛刻要求,国内对整体铸造空心副车架的生产通常采用金属型和内腔砂芯组合的铸造方法。
本发明通过采用低压金属型模具和砂芯组合,通过结构设计、组合定位,满足铸造工艺设计的自由度,能实现金属型模具无法分型的副车架结构,降低铸件缩松、缩孔倾向,提高产品质量。
公告号为CN108941511B专利文献,提供了一种基于3D打印铸造铝合金缸盖的成型工艺,包括以下步骤:将复杂铝合金缸盖分型处理,再将分型处理后的铝合金缸盖进行SLS打印蜡型和3DP打印砂芯,然后对蜡型处理制备石膏型,砂芯处理,通过石膏型焙烧工艺形成型腔,采用真空精炼、真空浇注、加压凝固等处理方法将焙烧得到的型腔与处理好的砂芯准确安装,得到复杂的铝合金缸盖。
该成型工艺充分发挥了3D打印、砂型铸造工艺和石膏型铸造工艺优点,解决了铝合金缸盖类高质量快速无模制造问题,使得复杂的铝合金缸盖制造较现有更加容易,且生产尺寸精度高,表面质量和内部质量好。
该专利采用3D打印砂芯应用在铝合金缸盖产品,与副车架不属于一类产品,同时3D砂芯的结构和应用部位也不同。
公告号为CN207328598U专利文献,公开了铸铝副车架技术领域的一种空心与实心混合铸铝框架式前副车架,包括实心上架和空心后架,所述实心上架位于空心后架的上侧,所述实心上架和空心后架一体成型,所述实心上架的内腔均匀设置有加强筋板,所述实心上架的顶部左右两侧均径向开设有上定位安装孔,所述空心后架前壁左右两侧的上端均连接有连接螺孔组,所述空心后架的前壁左右两侧的下侧均安装有限位板,该空心与实心混合铸铝框架式前副车架,根据不同特性赋予不同结构,有机结合空心副车架和实心铝合金副车架的优点,保证产品的强度,性能的同时降低工艺的复杂程度,降低了产品的重量、降低了油耗,提高了装配尺寸的精度,降低了回收难度。
该专利重点介绍副车架结构设计方面的内容,采用空心+实心相结合的方式设计了一款副车架,本申请侧重为采用3D打印砂芯技术完成整体空心副车架的成型,偏向成型工艺方面。
公告号为CN212419529U专利文献,公开了一种砂芯定位结构,涉及应用于铸造生产技术领域,包括砂芯主体,砂芯主体的底部设置有砂芯端头,且砂芯端头的顶部与砂芯主体的底部固定连接,砂芯端头的底部设置有砂芯芯头结构,且砂芯芯头结构顶部与砂芯端头的底部紧密配合连接,砂芯芯头结构的外部设置有铸型芯头结构和芯骨,铸型芯头结构的内壁与砂芯芯头结构的外壁紧密配合连接。本实用新型通过此类芯头的使用即可可靠地进行砂芯的定位,同时也具有标芯、导向和冷铁等作用;有效地解决了砂芯芯头结构小、主体结构厚大、砂芯重心不在芯头中心、内腔芯和上砂型之间没有接触或接触的面积很小等砂芯的芯头定位问题,简化了组芯操作过程。
本申请介绍了一种专用的、通用的砂芯定位结构,本申请中涉及的芯头定位结构是结合副车架砂芯结构所特定设计,是在3D打印的砂芯上直接做出定位结构,满足副车架多个砂芯的组合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的副车架结构复杂而导致金属型模具无法分型的问题,提供了一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法。
本发明是一种基于低压金属型模具和砂芯组合生产整体空心副车架的铸造方法,包括整体工艺设计、浇铸系统和暗冒口、砂芯组合方案、砂芯定位等。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
为解决上述技术问题,本发明是采用如下技术方案实现的:
一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,横浇道整体围绕副车架四周布置,采用4个升液管进行充型,升液管位置上下左右对称布置;内浇道沿副车架外围进料。
进一步地,对副车架上下薄壁耳片位置分别设置内浇道充型,设置暗冒口加强对薄壁耳片结构的补缩。
进一步地,内浇道、暗冒口采用砂芯成型;空心副车架内腔由2个砂芯完成,对于外部耳片结构的成型,采用砂芯组合方式,形成暗冒口和内浇道结构。
进一步地,砂芯与金属型模具、砂芯与砂芯之间通过设置定位芯头固定,副车架内腔砂芯设计成圆柱形定位结构,与金属型模具固定。
进一步地,副车架内腔砂芯设置一个或一个以上定位芯头。
进一步地,在铸件表面增加防冷隔的网格结构。
进一步地,内浇道与副车架连接的截面采用扁平形状。
进一步地,在内浇道上设置切浇道的目测线。
进一步地,砂芯结构设置出自动下芯夹紧的位置。
进一步地,下芯的顺序为:在低压金属型模具底模上先下芯5号、6号,再下芯1号、2号,然后下芯3号和4号,最后合模浇注。
与现有技术相比本发明的有益效果是:
本发明不同于其他整体空心副车架外轮廓全部由金属型模具成型、仅内腔由砂芯成型的工艺;本发明充分发挥铸造工艺设计的自由度,结合金属型低压铸造模具,采用砂芯组合方式完成空心副车架内部空腔、外部局部耳片薄壁位置的成型,解决了空心副车架局部结构在金属型模具无法分型的问题,实现了更复杂的浇铸系统设计,对空心副车架耳片薄壁结构的实现合理补缩,防止产生缩松、冷隔缺陷,实现合理充型、凝固补缩,满足空心副车架薄壁结构的成型性,降低内部缺陷,提高生产成品率。在样件开发阶段采用3D打印完成砂芯制作,缩短开发周期、避免制造砂芯模具费用。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
图1为金属模具分型面示意图;
图2为升液口、横浇道、内浇道位置示意图;
图3为暗冒口设计形式示意图;
图4为全部砂芯组合结构示意图;
图5为砂芯定位形式示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图对本发明作详细的描述:
本发明提供一种整体空心副车架低压铸造方法,可以解决无法完全通过金属型模具上下分型的副车架产品,这种副车架因产品结构需求,局部存在多个薄壁耳片结构,充型难度较大,冷隔、浇不足等铸造缺陷倾向高。
整体工艺方案:
常规整体空心副车架采用水平分型,由上下两个金属模具便可实现铸件外轮廓结构,内置砂芯形成空腔结构。图1中所示,整体空心副车架上下侧均存在薄壁耳片结构,无法通过上下两块金属型模具成型,需通过多种结构砂芯组合方式实现铸造工艺意图,实现充型及补缩。
铸造工艺设计:
如图2所示,内浇道整体围绕副车架四周布置,充分考虑铝液流动方向,平衡铝液的流量分配,防止铝液的填充距离过长,采用4个升液管进行充型,升液管位置上下左右对称布置。同时在铸件表面增加防冷隔的网格结构。内浇道沿副车架外围进料,内浇道与副车架连接的截面采用扁平形状,并增加了切内浇道的目测线,提高铸件锯切精度。
如图3所示,对副车架上下薄壁耳片位置分别设计内浇道充型,设计暗冒口加强对耳片结构的补缩,防止产生冷隔缺陷。但该内浇道、暗冒口无法通过金属型模具成型,需采用砂芯成型。
砂芯结构设计与定位:
根据铸造工艺设计方案,空心副车架内腔由2个砂芯完成,如图4中1、2号砂芯。对于外部耳片结构的成型,采用砂芯组合方式,形成暗冒口和内浇道结构,如图4中4、6号砂芯组合形成内浇道和暗冒口,对相邻副车架耳片结构进行充型和补缩。图4中3、5号砂芯对另一侧耳片结构进行充型和补缩。砂芯缩尺设计时充分配合间隙,减少组合后的缝隙,避免披缝缺陷。
砂芯与金属型模具、砂芯与砂芯之间通过设计定位芯头,如图5中1、2号内腔砂芯设计成圆柱形结构,与金属型模具配合,实现限位作用。如图5中4、6号砂芯之间设计出限位块,提高组芯精度,满足浇铸系统结构。
组芯及合模方式:
下芯的顺序为:在低压金属型模具底模上先下芯5号、6号,再下芯1号、2号,然后下芯3号和4号,最后合模浇注。砂芯结构设计出自动下芯夹紧的位置,满足自动组芯生产,提高组芯效率。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
横浇道整体围绕副车架四周布置,采用4个升液管进行充型,升液管位置上下左右对称布置;内浇道沿副车架外围进料。
2.根据权利要求1所述的一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
对副车架上下薄壁耳片位置分别设置内浇道充型,设置暗冒口加强对薄壁耳片结构的补缩。
3.根据权利要求2所述的一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
内浇道、暗冒口采用砂芯成型;空心副车架内腔由2个砂芯完成,对于外部耳片结构的成型,采用砂芯组合方式,形成暗冒口和内浇道结构。
4.根据权利要求3所述的一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
砂芯与金属型模具、砂芯与砂芯之间通过设置定位芯头固定,副车架内腔砂芯设计成圆柱形定位结构,与金属型模具固定。
5.根据权利要求4所述的一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
副车架内腔砂芯设置一个或一个以上定位芯头。
6.根据权利要求1所述的一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
在铸件表面增加防冷隔的网格结构。
7.根据权利要求1所述的一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
内浇道与副车架连接的截面采用扁平形状。
8.根据权利要求1所述的一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
在内浇道上设置切浇道的目测线。
9.根据权利要求4所述的一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
砂芯结构设置出自动下芯夹紧的位置。
10.根据权利要求9所述的一种整体空心副车架的低压金属型铸造方法,其特征在于:
下芯的顺序为:在低压金属型模具底模上先下芯5号、6号,再下芯1号、2号,然后下芯3号和4号,最后合模浇注。
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