原標(biāo)題：長城汽車：鋁合金壓鑄件排氣道減速結(jié)構(gòu)的分析

鋁合金壓鑄具有尺寸精度高、外觀品質(zhì)好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn), 但由于壓鑄時(shí)金屬液以高速噴射狀態(tài)充填模具型腔, 會使氣體無法排出而被卷入到金屬液中, 凝固后以氣孔形式存留于鑄件內(nèi)。為消除壓鑄件內(nèi)部的氣孔, 提高鑄件的力學(xué)性能, 通常采用真空壓鑄。金屬液在真空狀態(tài)下充填型腔, 由于卷入的氣體少, 對鑄件的內(nèi)部品質(zhì)起到良好的改善作用, 因而在壓鑄行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

機(jī)械式真空閥在真空壓鑄中應(yīng)用極為廣泛, 其具有排氣面積大、氣體流動阻力小, 真空度高的特點(diǎn), 工作原理是利用金屬液的慣性沖擊力使其閥芯關(guān)閉, 完成一個(gè)工作循環(huán)。實(shí)際生產(chǎn)過程中存在真空閥閥芯堵塞而導(dǎo)致失靈故障, 影響抽真空效果。通過對機(jī)油冷卻器支架的排氣系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn), 并利用Anycasting軟件進(jìn)行仿真模擬, 發(fā)現(xiàn)熔融的鋁液達(dá)到真空閥時(shí)速度達(dá)到68m/s, 速度極高, 對真空閥堵塞現(xiàn)象有明顯的影響, 亟需一種有效途徑來解決真空閥堵塞問題。

圖文結(jié)果

某機(jī)油冷卻器支架, 其結(jié)構(gòu)及澆排系統(tǒng)見圖1。外形尺寸為411mm×214mm×191mm, 基本壁厚為4mm, 質(zhì)量為3.4kg, 澆口截面積為765m㎡, 排氣截面積為265m㎡, 壓射沖頭直徑為φ100mm。真空閥閥芯結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。真空閥閥芯頭部 (A部位) 容易堵塞;另外, 真空閥閥芯尾部 (B部位) 出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

基于壓鑄過程高速、高壓的特點(diǎn), 真空閥閥芯頭部頻繁承受高速、高壓鋁液的沖刷, 導(dǎo)致真空閥閥芯頭部 (見圖2中A處) 堵塞;真空閥閥芯尾部 (見圖2中B處) 為最薄弱的位置, 熔融的鋁液頻繁沖擊閥芯, 使尾部受力集中, 導(dǎo)致其尾部易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

圖1 機(jī)油冷卻器支架及澆注排溢系統(tǒng)

圖2 真空閥閥芯結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 初始方案模擬分析

圖4 減速機(jī)構(gòu)的不同形式

圖5 增加三角形減速機(jī)構(gòu)后機(jī)油冷卻器支架澆注排溢系統(tǒng)

圖6 設(shè)置減速機(jī)構(gòu)后模擬分析速度檢測示意圖

通過在排氣道尾端增加減速結(jié)構(gòu), 能夠有效地削弱鋁液對真空閥的撞擊速度, 減小對真空閥的沖擊力, 解決真空閥閥芯尾部斷裂問題及真空閥堵塞問題, 從而提高機(jī)械式真空閥閥芯的使用壽命。

本文作者：
王東升 李華 吳艷生 張桂全
長城汽車股份有限公司技術(shù)中心、河北省汽車工程技術(shù)研究中心
本文來源：《特種鑄造及有色合金》雜志