一種鎂合金汽車發動機缸蓋罩壓鑄模具澆注系統的製作方法

2023-04-24 20:31:51

專利名稱：一種鎂合金汽車發動機缸蓋罩壓鑄模具澆注系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及壓鑄模具澆注系統技術領域，具體為一種鎂合金汽車發動機缸蓋罩壓鑄模具澆注系統。
背景技術：
澆注系統是金屬液進入型腔的通道。合理的澆注系統結構對於保證鑄件質量起著很重要的作用，澆注系統與金屬態，型腔內氣體的排出等密切相關，並能對填充速度、填充時間、型腔溫度等充型條件起調節作用，然而不合理的澆注系統會導致氣孔、縮孔縮松、冷隔以及表面光潔度差等缺陷。另一方面，在鑄件澆注系統的設計過程中，設計人員往往以設計出的澆注系統能生產出合格的壓鑄件為準則，因此，所設計出的澆注系統一般都能生產出合格鑄件，但存在澆注系統整體尺寸偏大，內澆口、直澆道、橫澆道以及排溢系統尺寸沒有達到最優等現象，造成企業實際生產中能耗和成本的加劇，成為阻礙企業發展的瓶頸。另外在澆注系統中合理的設置排溢系統可以使液態金屬在充填過程中，及時排除型腔中的氣體、氣體夾雜物、餘料殘渣及冷汙金屬等，起到保證鑄件質量、消除某些壓鑄件缺陷的作用。
目前該發動機缸蓋罩使用原有澆注系統在壓鑄成型過程中易出現縮松縮孔、氣孔、冷隔以及澆不足等缺陷，從而使得壓鑄件質量難以保證，另外企業在壓鑄件的生產過程中成本損耗也較大，浪費原材料造成能耗嚴重。

發明內容
本發明的主要目的在於克服現有技術存在的上述不足，提供一種鎂合金汽車發動機缸蓋罩壓鑄模具澆注系統，提高壓鑄件質量和減小鑄件體積。本發明通過如下技術方案實現一種鎂合金汽車發動機缸蓋罩壓鑄模具澆注系統，澆注系統由主流道、直澆道、橫澆道以及內澆口四部分組成，內澆口與橫澆道相連，橫澆道與直流道相連，直流道與主澆道相連。內澆口是金屬液進入型腔前橫澆道後端至鑄件之間的通道入口，內澆口的位置、方向和尺寸對金屬液進入型腔後的方
向、流速和壓力都有極大的影響，故取其內澆口的寬度為254mm，長度為14.4mm，且為使整個壓鑄過程保持均勻的流速，其結構採用梳狀內澆口。橫澆道橫截面形狀為梯形截面，橫澆道的厚度為D=18.0mm，寬度為W=53mm。另外針對該發動機缸蓋罩在壓鑄成型過程中會出現縮松縮孔、氣孔、冷隔以及表面光潔度差等缺陷，本發明還對排溢系統的結構進行改進，排溢系統主要包括溢流槽和排氣槽，溢流槽與缸蓋罩型腔相連，排氣槽與排氣槽相連接，其中溢流槽長度、寬度、厚度分別為30mm、 30mm、 12mm;溢口長度、寬度、厚度分別為18mm、 9mm、 1.3mm。排氣槽長度、寬度、深度分別為40mm、 8mm、 0.15mm。並且對優化的排溢系統數量以及位置進行了合理的布局，該澆注系統共包含有十個排溢系統，均勻分布在缸蓋罩型腔的相鄰兩側。
相對於現有的缸蓋罩澆注系統，本發明具有如下優點和效果澆注系統採用梳狀內澆口和具有梯形截面的橫澆道，多個排溢系統均勻分布在型腔的相鄰兩側，不僅能夠實現壓鑄過程充填平穩、順利脫模而且具有結構簡單、可操作性強、安全可靠等優點，通過壓鑄數值模擬軟體JSCAST對改進前後的澆注系統進行壓鑄模擬試驗，改進後的結構(如上述各種尺寸)可很大程度上減少縮松縮孔、氣孔、冷隔以及澆不足等缺陷。另外經Pro/Engineer中的體積測算，未優化前，鑄件總體積為1.918499X 1(^mm 經過優化後零件總體積為1.785229Xl(^mmS，體積減少了 6.9%，優化效果明顯，這對降低企業能耗，節約成本都有現實意義。


圖1為實施方式中澆注系統和型腔的立體結構示意圖。
圖2圖1所示澆注系統中排溢系統的分布平面示意圖。圖3為2圖1所示澆注系統的橫澆道橫截面示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖以及具體實施例來對本發明進行詳細說明。
本發明主要針對原有澆注系統在壓鑄成型過程中會出現縮松縮孔、氣孔以及冷隔等缺陷，在原有澆注系統基礎上對其結構進行改良，對排溢系統進行合理的設計與布局，並利用鑄造專用數值模擬軟體JSCAST對其充填過程速度場和溫度場進行模擬，從而對其澆注系統橫澆道和排溢系統的尺寸進行優化。經優化後澆注系統為保證壓鑄件質量奠定了基礎，同時經過優化後的鑄件總體積比原來降低6.9%，這對於企業減少能耗、節約成本具有現實意義。
本實施方式中涉及一種鎂合金汽車發動機缸蓋罩結構，該缸蓋罩是汽車發動機的關鍵零部件之一，位於發動機的頂部，經常受熱，因此，對壓鑄、機加工、表面質量塗層、外觀等方面要求都非常嚴格；另一方麵缸蓋罩與缸體進行裝配，有一定的氣密性要求。該結構屬複雜薄壁件，平均壁厚為2mm，整體外形尺寸為(長度x寬度x高度，mm) : 487x226x146.5，壓鑄材料為鎂鋁鋅合金AZ91D，其體積為1004142mm3，按AZ91D的密度為1.81 g.cm-H十算，其質量為1.82kg。
如圖1所示，澆注系統由主流道4、直澆道5、橫澆道6以及內澆口 7四部分組成，內澆口7與橫澆道6相連，橫澆道6與直流道5相連，直流道5與主澆道4相連。為防止壓鑄件在充填過程中出現縮松縮孔、氣孔、冷隔以及澆不足等缺陷，對排溢系統進行了合理的優化，其中排溢系統包括溢流槽l和排氣槽2，並且溢口3尺寸對壓鑄件質量也起著很重要的作用，所以對溢口的尺寸也進行了合理的優化。排溢系統數量為十，均勻分布在缸蓋罩型腔的相鄰兩側邊(如圖2所示)，溢流槽與缸蓋罩型腔相連接，排氣槽與溢流槽相連。
內澆口為金屬液進入型腔前橫澆道後端至鑄件之間的通道入口 ，其結構與尺寸對壓鑄件的成型過程金屬液的流動起著極其重要的作用，從而影響壓鑄件的質量，故採用如圖l所示梳狀內澆口來獲得平穩的流速。
如圖3所示，橫澆道的結構對壓鑄充填過程中金屬液的流運起著很重要的作用，其結構與尺寸好壞也嚴重影響著壓鑄件的質量，故採用如圖所示的梯形截面的橫澆道來提高壓鑄件質量。
另外經Pro/Engineer中的體積測算，未優化前，鑄件總體積為1.918499
Xl(^mmS，經過優化後零件總體積為1.785229X 106mm3，體積減少了 6.9%，
優化效果明顯，這對降低企業能耗，節約成本及指導生產都有現實意義。通過對缸蓋罩澆注系統中內澆口、橫澆道以及排溢系統進行合理的優化
後，可以使得金屬液在充填過程中流速較平穩，而且不易出現縮松縮孔、澆
不足等缺陷，從而大大提高壓鑄件的質量並節省企業開支。
權利要求
1、一種鎂合金汽車發動機缸蓋罩壓鑄模具澆注系統，該澆注系統是金屬液進入缸蓋罩型腔的通道，由主流道(4)、直澆道(5)、橫澆道(6)以及內澆口(7)四部分組成，內澆口是金屬液進入缸蓋罩型腔之前橫澆道後端至鑄件之間的通道入口，內澆口(7)與橫澆道(5)相連，橫澆道(6)與直澆道(5)相連，直澆道(5)與主流道(4)相連，其特徵在於排溢系統由溢流槽(1)和排氣槽(2)構成，且多個排溢系統均勻分布在型腔的相鄰兩側，其中溢流槽(1)的一側與缸蓋罩型腔相連接，排氣槽(2)與溢流槽(1)的另一側連接。
2、 如權利要求l所述的澆注系統，其特徵在於所述內澆口採用梳狀形內澆口。
3、 如權利要求l所述的澆注系統，其特徵在於橫澆道的橫截面為梯形截面。
4、如權利要求3所述的澆注系統，其特徵在於所述橫澆道的厚度即其梯形截面的高度為18.0mm，梯形截面的下底邊長度為53mm。
5、 如權利要求3所述的澆注系統，其特徵在於所述溢流槽長度、寬度和厚度分別為30mm、 30mm和12mm;溢流槽的溢口 (3)的長度、寬度和厚度分別為18mm、 9mm、 1.3mm;排氣槽的長度、寬度和深度分別為40mm、8mm禾卩0.15mm。
6、 如權利要求l所述的澆注系統，其特徵在於內澆口的寬度為254mm，長度為14.4mm。
7、 如權利要求1 6任一項所述的澆注系統，其特徵在於所述排溢系統的個數為十個。
全文摘要
本發明公開了一種鎂合金汽車發動機缸蓋罩壓鑄模具澆注系統，該澆注系統是金屬液進入缸蓋罩型腔的通道，包括主流道、直流道、橫流道以及內澆口四部分組成，內澆口是金屬液進入缸蓋罩型腔之前橫澆道後端至鑄件之間的通道入口，內澆口與橫澆道相連，橫澆道與直流道相連，直流道與主澆道相連，排溢系統由溢流槽和排氣槽構成，且多個排溢系統均勻分布在型腔的兩側，其中溢流槽的一側與缸蓋罩型腔相連接，排氣槽與溢流槽的另一側連接。本發明能夠實現壓鑄過程充填平穩、順利脫模而且具有結構簡單、可操作性強等優點，另外對排溢系統的尺寸設計可很大程度上減少縮松縮孔、氣孔、冷隔以及澆不足等缺陷，且能很大程度上減小壓鑄件體積。
文檔編號B22D21/04GK101537478SQ20091003898
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月24日 優先權日2009年4月24日
發明者餘熳燁, 斌 劉, 張百在, 穎 林, 胡清明 申請人:華南理工大學