上半月出版
Ｃａｓｔｉｎｇ・Ｆｏｒｇｉｎｇ・Ｗｅｌｄｉｎｇ金属铸锻焊技术
汽车壳体低压铸造工艺与模具设计
陈宗民
（山东理工大学机械工程学院，山东淄博２５５０４９）
摘要：介绍了汽车壳体零件低压铸造工艺与模具设计。内容主要有低压铸造工艺参数的设计，包括升液压力与升液速度、充型压力和充型速度的计算、浇注温度的确定、结晶压力和保压时间的计算等；模具设计，包括模具结构与壁厚的确定、型腔尺寸的计算、型芯和抽芯的计算、模具的三维造型。
关键词：低压铸造；模具；铝合金中图分类号：ＴＧ２４９．５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００ｌ一３８１４（２００８）０１—００７９．０３
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汽车轻量化是汽车工业当前最重要的研究方
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６８
向。尽量减轻汽车自重以降低油耗，通常是通过采用铝等轻质材料，开发先进的制造工艺而实现‘的，低压铸造由于不仅可以获得高质量的铸件，而且可以铸出重力铸造难以成型的薄壁复杂件，是汽车铸件生产的重要工艺方法【ｌ】。１
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壳体低压铸造工艺的设计
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１．１铸件结构分析
铸件结构如图１所示，平均壁厚为５ｍｌＴｌ，材
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（ａ）壳体内腔结构
料为高强度铸铝合金。该零件外形较复杂，外壁
上具有多个圆孔，侧面法兰结构复杂，给取件带来较大困难。１．２浇注系统
。压铸造工艺的浇注系统应使金属液平稳而迅速地充型，并有缓冲和除渣作用以及良好的补缩效果，以保证获得优质铸件。在大多数情况下，由于型腔的充填从最低点开始．金属液很少或不会产生飞溅现象，因而减少或消除了在型腔内形成氧化夹渣的可能性，所以无需设计复杂的浇注系
收稿日期：２００７．０７—１０
作者简介：陈宗民（１９６３一），男，山东淄博人，副教授，硕士，主要从
事材料成型及控制工程教学和研究工作：电话：１３５０６４３７３００；Ｅ—ｍａｉｌ：ｄｄｄ￡ｆⅣ２８６＠ｓｉｎａ．ＣＯＩＩＩ
Ｆｉｇ．１
Ｃｏ）壳体外形图
图１壳体结构图
Ｈｏｕｓｉｎｇ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
统。通常，内浇口的位置选在铸型底部或铸件最厚断面处．其断面积的大小可以等于或稍大于金属液引入处铸件热节的断面积，而小于升液管顶端断面积。根据该铸件的结构特点，考虑到模具结
《热加工工艺》２００８年第３７卷第１期
金属铸锻焊技术Ｃａｓｔｉｎｇ・Ｆｏｒｇｉｎｇ・Ｗｅｌｄｉｎｇ构，该铸件的浇注系统设置在底部。１．３升液压力和升液速度
．
２００８年１月
边纵坐标表示合金液充型到日高度所需的压力换算值・（铝硅合金在７００℃时的密度ｒ＝２．４，阻力
升液压力Ｐ。是指当金属液面上升至浇口（高
系数舻１．２７）。图中的曲线，表示两种铸件的充型
速度曲线。曲线ＡＢＣ为薄壁复杂铸件的加压曲线，升液后快速充型，曲线ＡＢＤ为厚壁简单铸件的加压曲线。
１．５结晶压力和保压时间的确定
铸件在压力下结晶凝固是低压铸造的一个重要特点。在结晶压力的作用下，合金液经升液管、浇道向铸件不断进行补缩，可防止铸件产生缩孑Ｌ和缩松，有利于获得组织致密的铸件。实践证明，结晶压力越大，则补缩效果越好。但是，增大结晶压力的方法不是在任何情况下都适用的。如浇注金属型薄壁铸件时，由于铸型散热很快。合金液充满型腔后会很快凝固，这时增大结晶压力．补缩作用甚微。该件为金属型工艺薄壁铸件．选择增压压力为Ｏ．１ＭＰａ。
铸件的保压时间应根据铸件的壁厚、结构、合金种类、合金的浇注温度、铸型温度及冷却条件等因素综合考虑。保压时间不够，会造成铸件“放空”缺陷；保压时间过长，则浇口残留长度过长，使铸
度为Ⅳ。米）时所需的气体压力，其值由式Ｐ。咩坍，Ａ
确定。在浇注过程中，日。将随着坩埚内金属液面的下降而增加，因此，对应的Ｐｌ也应随之增大。
合适的升液速度应使金属液上升时顺利排出气体，又不在浇口处产生喷溅，同时，以金属液在升液管中流动速度的不同而起到撇渣作用（此时氧化膜及浮渣粘附到管壁上）。实践表明，升液速度一般以控制在５０ｍｍ／ｓ左右为宜。１，４充型压力和加压速度的控制
与升液阶段类似，充型压力随着充型高度上升而逐渐增大。当铸型充满时，压力达到最大值。常称此值为最大充型压力。
当铸件高度确定以后。就可以根据下式来计算充型压力值：
Ｐ充＝羔篇生ｘ１３３．６（Ｐａ）
Ｉｊ．ｏ
式中：Ｐ充为充型压力；胃为合金液从液面上升到铸件顶部的总高度；ｒ为合金液在浇注温度时的
密度；肛为阻力系数，通常可取／ｚ＝１．肚１．５。
在升液管出口截面积一定的情况下。充型速度就取决于作用在合金液面上的气体压力的增长速度（称为加压速度）。为了获得质量良好的铸件，加压速度必须控制得当。
图２所示是铸件进行低压浇注的升液和充型的加压曲线图。图中横坐标表示浇注时间ｆ（ｓ），左
件出型困难。该铸件的浇口开在菠壁处，保压时
间可以短些，根据经验图表，该铸件取１ｍｉｎ。１．６浇注温度和铸型温度的确定
合模时的浇注温度与铸型温度对铸件的成形和结晶组织有直接影响。在保证铸件成形的前提下，浇注温度与铸型温度应尽可能低一点。浇温和模温过高，合金液吸气严重，缩松倾向大。且结晶组织粗大，会降低铸件的力学性能。反之，浇温和
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边纵坐标表示合金液所需充型的高度／／（ｒａｍ），右
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图２升液和充型加压曲线
Ｆｉｇ．２Ｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｉａｇｒａｍｏｆｒｉｓｉｎｇａｎｄｐｏｕｒｉｎｇ
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Ｗｏｒｋｉｎｇ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００８，Ｖ０１．３７，Ｎｏ．１
上半月出版
Ｃａｓｔｉｎｇ・Ｆｏｒｇｉｎｇ・Ｗｅｌｄｉｎｇｇ属铸锻焊技术
模温太低，缩松倾向随趋减小，但合金液流动性能２．１模具结构
降低，补缩能力也亦降低。
工艺参数确定后，即可根据铸件的结构进行由于壳体铸件为薄壁铸件，同时本工艺采用
模具设计。首先选取合理的开模方案，随后用ＵＧ金属型，所以浇注前模具预热到２００℃。
软件进行模具的整体结构和金属型芯的设计。２模具设计
在模具的整体设计中，考虑到铸件外形和内腔的结构特点，采用了水平和垂直两分型面的结构。图模具设计的依据为济南捷迈生产的Ｊ４５２型３（ａ）为模具的整体结构，图３（ｂ）、３（ｃ）分别为左、右低压铸造机。
凹模的结构。
（ａ）模具的整体结构Ｃｏ）左凹模（ｃ）右凹模
图３模具结构
Ｆｉｇ．３
ＳｎｕｃｔＩｌＩ℃ｏｆｄｉｅ
２．２型腔尺寸
２．４型芯设计
考虑金属型材料线膨胀系数时，型腔尺寸以金属型芯根据其结构可分为两种：整体型芯可按下式计算：
和组合型芯。在本设计中由于采用两个分型面，所ｄｎ＝ｄｏ（１＋ｙｏ）
以采用整体型芯。型芯结构如图４所示。
式中：也为铸件公称尺寸（ｍｉｎ）；ｙｏ为考虑金属型材料线膨胀及铸造合金线收缩的系数。
），０＝矗陋一（巩・ｔｋ）】
式中：ｓ为铸造合金的线收缩率；巩为金属型材料线膨胀系数；ｔ。为浇注前金属型预热温度；ｋ为阻碍收缩系数，不大于ｌ。
？模具的材料为３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ合金钢，其线膨胀系数为【２】：１４．７ｘ１０击。
将有关参数代人得：
图４金属型芯的结构
ｙｏ＝ｋ［８－（ｄｋ・ｔｋ）】
Ｆｉｇ．４Ｓ缸ｕｃｔＩｌｒｅｏｆ
ｍｅｔａｌ
ｃｏｒｅ
＝０．９ｘ［１．１％一（１４．７ｘ１０南ｘ４９３）】
３结束语
＝０．００３４
例如，铸件外径对应的模具尺寸：
壳体为薄壁铝合金铸件，采用低压铸造工艺，并应用ＵＧ软件进行模具设计，大大缩短了生产
ｄ１＝１０６ｘ（１＋０．０．００３４）＝１０６．３６周期、有利于提高尺寸精度和表面质量。
ｄ２＝１０４ｘ（１＋０．０．００３４）＝１０６．３５
２．３模具壁厚
由于金属型的蓄热和散热能力和金属型的热参考文献：
［１】曾洁梅．
低压铸造设备及工艺的进展【Ｊ】．
铝加工，
物理性质有关，影响因素很多，因此现在还没有一
１９９７，２０．（６）：２１－２２．
个可靠简便的方法来确定不同条件下最适合的金
【２】李春胜．钢铁材料手册【Ｍ】．江西：江西科学技术出版杜，
属型壁厚。根据经验数据，模具壁厚取１２０ｍｍ。
２００４．田
汽车壳体低压铸造工艺与模具设计
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
陈宗民， CHEN Zongmin
山东理工大学,机械工程学院,山东,淄博,255049热加工工艺
HOT WORKING TECHNOLOGY2008，37(1)1次
参考文献(2条)
1.曾洁梅 低压铸造设备及工艺的进展 1997(06)2.李春胜 钢铁材料手册 2004
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2.期刊论文 张鹏.夏华.许洪斌.代兵 RP技术在摩托车气缸头低压铸造模具中的应用 -特种铸造及有色合金2003,
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3.期刊论文 张涯飞.王雷刚.黄瑶.Zhang Yafei.Wang Leigang.Huang Yao 铝合金轮毂低压铸造模具温度场的数值分析 -特种铸造及有色合金2009,29(2)
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介绍了汽车铝合金车轮轮辋的国家标准和由此衍生出来的内部标准,并介绍了低压铸造模具的标准化设计.
5.期刊论文 张涯飞.王雷刚.黄瑶.ZHANG Ya-fei.WANG Lei-gang.HUANG Yao 铝合金轮毂低压铸造凝固过程数值分析及模具优化 -模具技术2008,
利用ANSYS对某铝合金轮毂工艺方案进行模拟分析,模拟结果显示,铝合金轮辋与轮辐的肋部交接位置易出现孤岛现象,为此设计了轮辐与轮辋交接处的冷却系统及相应的参数.通过对改进前后2种工艺方案模拟结果的对比分析,证明改进后的工艺方案明显减小了孤岛效应.将改进后的工艺方案投入试生产,产品抽检结果与模拟结果基本吻合.
6.学位论文 谢秀真 发动机铝合金缸盖的低压铸造模具设计及工艺验证 2009
低压铸造具有铸件尺寸精度较高、充型平稳、易获得优质铸件以及后续加工量少、节能降耗等许多优点，已成为生产汽车铝合金铸件的重要工艺，是缸盖铸造生产的发展趋势。低压铸造生产汽车铝合金缸盖在中国刚刚起步，目前还没有非常成熟的低压铸造生产铝合金缸盖的理论和技术，因而对铝合金汽缸盖低压铸造技术进行研究具有重要的工程应用价值，对中国的汽车工业的快速发展也具有重要的意义。
本文根据低压铸造凝固原理，利用模具CAD技术以及CAE数值模拟等方法，对缸盖的低压铸造模具设计的过程与铸件充型、凝固过程的数值模拟进行研究。首先，结合低压铸造及缸盖本身的结构特点、质量要求，对缸盖进行模具结构设计及工艺系统设计进行研究，包括：模具整体结构的确定、模具分型面的确定以及模具外形尺寸的确定原则、模具壁厚与金属型的热平衡之间的关系、铸件的浇注系统的设定、内浇口截面积的计算、冷却系统的设置、各种排气方法的应运、砂芯的定位以及砂芯射口的确定等内容。
然后，基于低压铸造的充型过程和凝固过程的基本理论，将缸盖铸件模型导入Anycasting铸造模拟软件中，先进行有限差分网格的划分，再进行工艺参数、加压规范的设定，然后对低压铸造缸盖的充型过程及凝固过程进行模拟分析。确定缸盖的最终的加压规范为充型时间为15秒，铸件达到完全凝固时所需要的时间大约为350秒。同时对缸盖外模的温度场分布进行模拟，模具温度场分布满足低压铸造顺序凝固的要求。并对缸盖可能产生的铸造缺陷的位置进行预测并做相应的分析，结合模拟的结果对所设计的模具工艺方案进行优化，解决了缸盖铸件在浇口附近厚大部位的缩孔和缩松缺陷问题。 最后，本文介绍了铝合金缸盖低压铸造的实际试生产过程：制芯、熔化、浇注、清理及后处理等以及各环节中需要注意的问题。并提出缸盖低压铸造中主要的质量控制点，如：缩孔与缩松的形成原因与解决措施、氧化夹杂的成因与解决措施等。解决了生产中的实际难题，积累了经验和数据，缩短了产品的开发周期，使得该产品顺利投入量产。
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引证文献(1条)
1.赵建华.张东阳.徐慧 柴油机喷油泵泵体低压铸造工艺与模具设计[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2009(2)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_rjggy200801029.aspx
授权使用：北京航空航天大学北海学院(bhbhxy)，授权号：923e3272-2907-4262-834f-9e4d01622d02
下载时间：2010年12月15日
上半月出版
Ｃａｓｔｉｎｇ・Ｆｏｒｇｉｎｇ・Ｗｅｌｄｉｎｇ金属铸锻焊技术
汽车壳体低压铸造工艺与模具设计
陈宗民
（山东理工大学机械工程学院，山东淄博２５５０４９）
摘要：介绍了汽车壳体零件低压铸造工艺与模具设计。内容主要有低压铸造工艺参数的设计，包括升液压力与升液速度、充型压力和充型速度的计算、浇注温度的确定、结晶压力和保压时间的计算等；模具设计，包括模具结构与壁厚的确定、型腔尺寸的计算、型芯和抽芯的计算、模具的三维造型。
关键词：低压铸造；模具；铝合金中图分类号：ＴＧ２４９．５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００ｌ一３８１４（２００８）０１—００７９．０３
Ｌｏｗ—ｐｒｅｓｓｕｒｅＣａｓｔｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＤｉｅＤｅｓｉｇｎｆｏｒＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＨｏｕｓｉｎｇ
：ＣＨＥＮＺｏｎｇｍｉｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ《Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ
ｌｏｗ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇｃａｓｔｉｎｇ
ｐｒｏｃｅｓｓ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ《Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｂｏ２５５０４９．Ｃｈｉｎａ）
ｆｏｒ
ａｎｄｄｉｅｄｅｓｉｇｎａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｈｏｕｓｉｎｇ
ｗｅｒｅ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ
ｌｏｗ—ｐｒｅｓｓｕｒｅｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｉｎｇ
ｉｎｃｌｕｄｅｓｒｉｓｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｐｏｕｒｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｐｏｕｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，
ＳＯ
ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅｏｆｍｏｌｔｅｎｍｅｔａｌａｎｄ
ｃｏｒｅ
ｏｎ．Ｔｈｅ
ｄｉｅｄｅｓｉｇｎｉｎｃｌｕｄｅｓｍｏｌｄｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｓｉｚｅｏｆ
ｃａｖｉｔｙａｎｄｔｈｅ
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ｍｏｌｄ，ａｎｄ３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅｄｉｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｒａｗｉｎｇｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅｃａｓｔｉｎｇ；ｄｉｅ；ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙ
汽车轻量化是汽车工业当前最重要的研究方
ｊ
９８
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向。尽量减轻汽车自重以降低油耗，通常是通过采用铝等轻质材料，开发先进的制造工艺而实现‘的，低压铸造由于不仅可以获得高质量的铸件，而且可以铸出重力铸造难以成型的薄壁复杂件，是汽车铸件生产的重要工艺方法【ｌ】。１
苫
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１．１铸件结构分析
铸件结构如图１所示，平均壁厚为５ｍｌＴｌ，材
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（ａ）壳体内腔结构
料为高强度铸铝合金。该零件外形较复杂，外壁
上具有多个圆孔，侧面法兰结构复杂，给取件带来较大困难。１．２浇注系统
。压铸造工艺的浇注系统应使金属液平稳而迅速地充型，并有缓冲和除渣作用以及良好的补缩效果，以保证获得优质铸件。在大多数情况下，由于型腔的充填从最低点开始．金属液很少或不会产生飞溅现象，因而减少或消除了在型腔内形成氧化夹渣的可能性，所以无需设计复杂的浇注系
收稿日期：２００７．０７—１０
作者简介：陈宗民（１９６３一），男，山东淄博人，副教授，硕士，主要从
事材料成型及控制工程教学和研究工作：电话：１３５０６４３７３００；Ｅ—ｍａｉｌ：ｄｄｄ￡ｆⅣ２８６＠ｓｉｎａ．ＣＯＩＩＩ
Ｆｉｇ．１
Ｃｏ）壳体外形图
图１壳体结构图
Ｈｏｕｓｉｎｇ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
统。通常，内浇口的位置选在铸型底部或铸件最厚断面处．其断面积的大小可以等于或稍大于金属液引入处铸件热节的断面积，而小于升液管顶端断面积。根据该铸件的结构特点，考虑到模具结
《热加工工艺》２００８年第３７卷第１期
金属铸锻焊技术Ｃａｓｔｉｎｇ・Ｆｏｒｇｉｎｇ・Ｗｅｌｄｉｎｇ构，该铸件的浇注系统设置在底部。１．３升液压力和升液速度
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２００８年１月
边纵坐标表示合金液充型到日高度所需的压力换算值・（铝硅合金在７００℃时的密度ｒ＝２．４，阻力
升液压力Ｐ。是指当金属液面上升至浇口（高
系数舻１．２７）。图中的曲线，表示两种铸件的充型
速度曲线。曲线ＡＢＣ为薄壁复杂铸件的加压曲线，升液后快速充型，曲线ＡＢＤ为厚壁简单铸件的加压曲线。
１．５结晶压力和保压时间的确定
铸件在压力下结晶凝固是低压铸造的一个重要特点。在结晶压力的作用下，合金液经升液管、浇道向铸件不断进行补缩，可防止铸件产生缩孑Ｌ和缩松，有利于获得组织致密的铸件。实践证明，结晶压力越大，则补缩效果越好。但是，增大结晶压力的方法不是在任何情况下都适用的。如浇注金属型薄壁铸件时，由于铸型散热很快。合金液充满型腔后会很快凝固，这时增大结晶压力．补缩作用甚微。该件为金属型工艺薄壁铸件．选择增压压力为Ｏ．１ＭＰａ。
铸件的保压时间应根据铸件的壁厚、结构、合金种类、合金的浇注温度、铸型温度及冷却条件等因素综合考虑。保压时间不够，会造成铸件“放空”缺陷；保压时间过长，则浇口残留长度过长，使铸
度为Ⅳ。米）时所需的气体压力，其值由式Ｐ。咩坍，Ａ
确定。在浇注过程中，日。将随着坩埚内金属液面的下降而增加，因此，对应的Ｐｌ也应随之增大。
合适的升液速度应使金属液上升时顺利排出气体，又不在浇口处产生喷溅，同时，以金属液在升液管中流动速度的不同而起到撇渣作用（此时氧化膜及浮渣粘附到管壁上）。实践表明，升液速度一般以控制在５０ｍｍ／ｓ左右为宜。１，４充型压力和加压速度的控制
与升液阶段类似，充型压力随着充型高度上升而逐渐增大。当铸型充满时，压力达到最大值。常称此值为最大充型压力。
当铸件高度确定以后。就可以根据下式来计算充型压力值：
Ｐ充＝羔篇生ｘ１３３．６（Ｐａ）
Ｉｊ．ｏ
式中：Ｐ充为充型压力；胃为合金液从液面上升到铸件顶部的总高度；ｒ为合金液在浇注温度时的
密度；肛为阻力系数，通常可取／ｚ＝１．肚１．５。
在升液管出口截面积一定的情况下。充型速度就取决于作用在合金液面上的气体压力的增长速度（称为加压速度）。为了获得质量良好的铸件，加压速度必须控制得当。
图２所示是铸件进行低压浇注的升液和充型的加压曲线图。图中横坐标表示浇注时间ｆ（ｓ），左
件出型困难。该铸件的浇口开在菠壁处，保压时
间可以短些，根据经验图表，该铸件取１ｍｉｎ。１．６浇注温度和铸型温度的确定
合模时的浇注温度与铸型温度对铸件的成形和结晶组织有直接影响。在保证铸件成形的前提下，浇注温度与铸型温度应尽可能低一点。浇温和模温过高，合金液吸气严重，缩松倾向大。且结晶组织粗大，会降低铸件的力学性能。反之，浇温和
Ｌ
Ｃ
１４００１２００
Ｉ
ｒ
边纵坐标表示合金液所需充型的高度／／（ｒａｍ），右
Ｊ
ｌ
，
Ｄ－
１０００
一
，
●’
一
一
一一
Ｉ
ｐ
８００
Ｂ
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ｆ－
蕾６００
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，
—一
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，
一
，
多
２００
，
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，
Ａ
５
ｌＯ
１５
２０
ｋｊ！型旦一—◆ｋ—塑型旦——◆
图２升液和充型加压曲线
Ｆｉｇ．２Ｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｉａｇｒａｍｏｆｒｉｓｉｎｇａｎｄｐｏｕｒｉｎｇ
８０
Ｈｏｔ
Ｗｏｒｋｉｎｇ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００８，Ｖ０１．３７，Ｎｏ．１
上半月出版
Ｃａｓｔｉｎｇ・Ｆｏｒｇｉｎｇ・Ｗｅｌｄｉｎｇｇ属铸锻焊技术
模温太低，缩松倾向随趋减小，但合金液流动性能２．１模具结构
降低，补缩能力也亦降低。
工艺参数确定后，即可根据铸件的结构进行由于壳体铸件为薄壁铸件，同时本工艺采用
模具设计。首先选取合理的开模方案，随后用ＵＧ金属型，所以浇注前模具预热到２００℃。
软件进行模具的整体结构和金属型芯的设计。２模具设计
在模具的整体设计中，考虑到铸件外形和内腔的结构特点，采用了水平和垂直两分型面的结构。图模具设计的依据为济南捷迈生产的Ｊ４５２型３（ａ）为模具的整体结构，图３（ｂ）、３（ｃ）分别为左、右低压铸造机。
凹模的结构。
（ａ）模具的整体结构Ｃｏ）左凹模（ｃ）右凹模
图３模具结构
Ｆｉｇ．３
ＳｎｕｃｔＩｌＩ℃ｏｆｄｉｅ
２．２型腔尺寸
２．４型芯设计
考虑金属型材料线膨胀系数时，型腔尺寸以金属型芯根据其结构可分为两种：整体型芯可按下式计算：
和组合型芯。在本设计中由于采用两个分型面，所ｄｎ＝ｄｏ（１＋ｙｏ）
以采用整体型芯。型芯结构如图４所示。
式中：也为铸件公称尺寸（ｍｉｎ）；ｙｏ为考虑金属型材料线膨胀及铸造合金线收缩的系数。
），０＝矗陋一（巩・ｔｋ）】
式中：ｓ为铸造合金的线收缩率；巩为金属型材料线膨胀系数；ｔ。为浇注前金属型预热温度；ｋ为阻碍收缩系数，不大于ｌ。
？模具的材料为３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ合金钢，其线膨胀系数为【２】：１４．７ｘ１０击。
将有关参数代人得：
图４金属型芯的结构
ｙｏ＝ｋ［８－（ｄｋ・ｔｋ）】
Ｆｉｇ．４Ｓ缸ｕｃｔＩｌｒｅｏｆ
ｍｅｔａｌ
ｃｏｒｅ
＝０．９ｘ［１．１％一（１４．７ｘ１０南ｘ４９３）】
３结束语
＝０．００３４
例如，铸件外径对应的模具尺寸：
壳体为薄壁铝合金铸件，采用低压铸造工艺，并应用ＵＧ软件进行模具设计，大大缩短了生产
ｄ１＝１０６ｘ（１＋０．０．００３４）＝１０６．３６周期、有利于提高尺寸精度和表面质量。
ｄ２＝１０４ｘ（１＋０．０．００３４）＝１０６．３５
２．３模具壁厚
由于金属型的蓄热和散热能力和金属型的热参考文献：
［１】曾洁梅．
低压铸造设备及工艺的进展【Ｊ】．
铝加工，
物理性质有关，影响因素很多，因此现在还没有一
１９９７，２０．（６）：２１－２２．
个可靠简便的方法来确定不同条件下最适合的金
【２】李春胜．钢铁材料手册【Ｍ】．江西：江西科学技术出版杜，
属型壁厚。根据经验数据，模具壁厚取１２０ｍｍ。
２００４．田
汽车壳体低压铸造工艺与模具设计
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
陈宗民， CHEN Zongmin
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HOT WORKING TECHNOLOGY2008，37(1)1次
参考文献(2条)
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本文根据低压铸造凝固原理，利用模具CAD技术以及CAE数值模拟等方法，对缸盖的低压铸造模具设计的过程与铸件充型、凝固过程的数值模拟进行研究。首先，结合低压铸造及缸盖本身的结构特点、质量要求，对缸盖进行模具结构设计及工艺系统设计进行研究，包括：模具整体结构的确定、模具分型面的确定以及模具外形尺寸的确定原则、模具壁厚与金属型的热平衡之间的关系、铸件的浇注系统的设定、内浇口截面积的计算、冷却系统的设置、各种排气方法的应运、砂芯的定位以及砂芯射口的确定等内容。
然后，基于低压铸造的充型过程和凝固过程的基本理论，将缸盖铸件模型导入Anycasting铸造模拟软件中，先进行有限差分网格的划分，再进行工艺参数、加压规范的设定，然后对低压铸造缸盖的充型过程及凝固过程进行模拟分析。确定缸盖的最终的加压规范为充型时间为15秒，铸件达到完全凝固时所需要的时间大约为350秒。同时对缸盖外模的温度场分布进行模拟，模具温度场分布满足低压铸造顺序凝固的要求。并对缸盖可能产生的铸造缺陷的位置进行预测并做相应的分析，结合模拟的结果对所设计的模具工艺方案进行优化，解决了缸盖铸件在浇口附近厚大部位的缩孔和缩松缺陷问题。 最后，本文介绍了铝合金缸盖低压铸造的实际试生产过程：制芯、熔化、浇注、清理及后处理等以及各环节中需要注意的问题。并提出缸盖低压铸造中主要的质量控制点，如：缩孔与缩松的形成原因与解决措施、氧化夹杂的成因与解决措施等。解决了生产中的实际难题，积累了经验和数据，缩短了产品的开发周期，使得该产品顺利投入量产。
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1.赵建华.张东阳.徐慧 柴油机喷油泵泵体低压铸造工艺与模具设计[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2009(2)
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下载时间：2010年12月15日