本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，尤其是一種汽缸蓋壓鑄模及擠壓補(bǔ)縮參數(shù)設(shè)定方法。

背景技術(shù)：

形狀復(fù)雜壁厚差大或具有熱節(jié)且致密度要求高的壓鑄件，當(dāng)厚大部位或熱節(jié)在壓鑄件內(nèi)部時(shí)，壓鑄模的澆口不能直接開(kāi)設(shè)在厚大部位或熱節(jié)處，無(wú)法通過(guò)壓射頭對(duì)厚大部位或熱節(jié)進(jìn)行有效補(bǔ)縮，壓鑄件在凝固過(guò)程中厚大部位或熱節(jié)處易產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)品致密度下降易產(chǎn)生泄露；汽缸蓋的凹腔中交叉設(shè)有多個(gè)加強(qiáng)板和位于加強(qiáng)板交叉處且在壓鑄時(shí)形成熱節(jié)的連接柱；用傳統(tǒng)的壓鑄模壓鑄汽缸蓋，存在熱節(jié)處易產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷的不足；因此，設(shè)計(jì)一種在凝固過(guò)程中熱節(jié)處不會(huì)產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷的汽缸蓋壓鑄模及擠壓補(bǔ)縮參數(shù)設(shè)定方法，成為亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服目前用傳統(tǒng)的壓鑄模壓鑄汽缸蓋，存在熱節(jié)處易產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷的不足，提供一種在凝固過(guò)程中熱節(jié)處不會(huì)產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷的汽缸蓋壓鑄模及擠壓補(bǔ)縮參數(shù)設(shè)定方法。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

一種汽缸蓋壓鑄模，包括：定模，動(dòng)模，設(shè)于定模一端的型腔和位于型腔中的若干個(gè)連接柱腔，與型腔連通的澆道和排氣道，設(shè)于定模中且與澆道連通的壓室；壓鑄時(shí)壓鑄機(jī)的壓射頭伸入壓室中；汽缸蓋壓鑄模還包括擠壓補(bǔ)縮裝置；所述的動(dòng)模設(shè)有個(gè)數(shù)與連接柱腔個(gè)數(shù)相同且前端與連接柱腔一一相對(duì)的擠壓孔；擠壓補(bǔ)縮裝置設(shè)有個(gè)數(shù)與擠壓孔個(gè)數(shù)相同且前端一一對(duì)應(yīng)伸入擠壓孔后端的擠壓銷。汽缸蓋壓鑄模使用時(shí)，金屬液在壓鑄充型且經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的凝固后,在尚未凝固的熱節(jié)處通過(guò)擠壓補(bǔ)縮裝置設(shè)有的擠壓銷施加壓力，對(duì)熱節(jié)處強(qiáng)制補(bǔ)縮以消除縮孔、縮松缺陷等鑄造缺陷。該汽缸蓋壓鑄模在凝固過(guò)程中熱節(jié)處不會(huì)產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷。

作為優(yōu)選，所述的擠壓補(bǔ)縮裝置包括：設(shè)有兩個(gè)油腔和兩個(gè)各與一個(gè)油腔連通的油孔的油缸體，個(gè)數(shù)與擠壓銷個(gè)數(shù)相同且兩端與兩個(gè)油腔一一對(duì)應(yīng)貫通的活塞孔，個(gè)數(shù)與活塞孔個(gè)數(shù)相同且一一對(duì)應(yīng)位于活塞孔中的擠壓活塞；擠壓銷的后端與擠壓活塞前端一一對(duì)應(yīng)連接。擠壓補(bǔ)縮裝置具有多個(gè)與兩個(gè)油腔貫通的活塞孔和位于活塞孔中的擠壓活塞，克服了由多個(gè)油缸推動(dòng)多個(gè)擠壓銷擠壓導(dǎo)致擠壓力不相同的不足，使多個(gè)擠壓銷擠壓時(shí)有相同的擠壓力；增強(qiáng)擠壓補(bǔ)縮效果。

作為優(yōu)選，所述的擠壓孔中設(shè)有內(nèi)徑與擠壓銷直徑匹配的滑套；不擠壓補(bǔ)縮時(shí)，擠壓銷前端與滑套前端對(duì)齊，擠壓孔前端與滑套前端和擠壓銷前端之間構(gòu)成補(bǔ)縮腔。滑套減少擠壓銷運(yùn)動(dòng)阻力；補(bǔ)縮腔中未凝固的金屬液擠入熱節(jié)避免部產(chǎn)生夾皮。

作為優(yōu)選，所述的擠壓銷的直徑為5mm至12mm，滑套內(nèi)徑與擠壓銷的配合間隙為0.025mm至0.077mm。兼顧擠壓銷與滑套之間不卡死和提高使用壽命；擠壓銷與滑套的配合間隙是影響擠壓銷使用壽命；配合間隙太大，金屬液易進(jìn)入擠壓銷與滑套之間卡死擠壓銷，配合間隙太小, 擠壓銷受熱膨脹容易磨損。

作為優(yōu)選，所述的擠壓補(bǔ)縮裝置還包括：與位于后側(cè)的一個(gè)油孔連接的電磁通斷閥，與動(dòng)模連接的延時(shí)繼電器；延時(shí)繼電器與電磁通斷閥電連接。與電磁通斷閥電連接的延時(shí)繼電器，能準(zhǔn)確控制擠壓補(bǔ)縮裝置延時(shí)啟動(dòng)進(jìn)行擠壓補(bǔ)縮。

作為優(yōu)選，所述的擠壓銷表面具有氮化層或鍍鈦層。能提高增壓銷的正常使用壽命達(dá)1萬(wàn)模次左右。

一種汽缸蓋壓鑄模的擠壓補(bǔ)縮參數(shù)設(shè)定方法，（1）根據(jù)汽缸蓋規(guī)格，通過(guò)補(bǔ)縮擠壓量計(jì)算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k確定補(bǔ)縮擠壓量；式中：Va為補(bǔ)縮擠壓量，Vh為熱結(jié)體積 ，ρ1為擠壓前的密度，ρ2為擠壓后的密度，k為損耗系數(shù)；擠壓前后的密度差(ρ2-ρ1)為0.02%至0.06%；（2）通過(guò)擠壓銷截面積計(jì)算公式：Va=S*L確定擠壓銷截面積；式中：S為擠壓銷截面積，L為擠壓行程；擠壓銷截面積與擠壓行程的數(shù)值比S：L大于等于3；（3），通過(guò)擠壓活塞直徑計(jì)算公式：Dh2=Pp*S*k1/(Ph*π/4) 確定擠壓活塞直徑；式中：Dh：擠壓活塞直徑，Pp為擠壓銷端面壓力，S為擠壓銷截面積，Ph為液壓管路壓力；k1為擠壓機(jī)構(gòu)的摩擦阻力系數(shù)，k1經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為1.1； Pp的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為150Mpa<Pp<250Mpa；（4）確定擠壓補(bǔ)縮裝置延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間，延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間為1s至5s。汽缸蓋壓鑄模的擠壓補(bǔ)縮參數(shù)設(shè)定方法能滿足汽缸蓋壓鑄模的擠壓補(bǔ)縮的參數(shù)設(shè)定，保證汽缸蓋在凝固過(guò)程中熱節(jié)處不會(huì)產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷。

作為優(yōu)選，所述的壓鑄的汽缸蓋，重量3.2kg，合金材料為AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T壓機(jī)上壓鑄；（1）汽缸蓋的熱結(jié)體積Vh為53cm3,擠壓前后的密度差(ρ2-ρ1)為0.03，k值為1. 通過(guò)補(bǔ)縮擠壓量計(jì)算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k計(jì)算確定擠壓量為1.59cm3；（2）動(dòng)模中設(shè)置擠壓銷位置較寬裕，確定擠壓銷截面積與擠壓行程的比例為S:L=7，擠壓行程L=15mm，通過(guò)擠壓銷截面積計(jì)算公式：Va=S*L計(jì)算確定擠壓銷截面積S=105mm2；（3）液壓管路壓力為Ph=10Mpa，擠壓銷端面壓力為Pp=200Mpa，S=105 mm2，k1=1.1，通過(guò)擠壓活塞直徑計(jì)算公式：Dh2=Pp*S*k1/(Ph*π/4)計(jì)算確定擠壓活塞直徑為Dh=54mm；確定擠壓補(bǔ)縮裝置延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間為2s。對(duì)于重量為3.2kg，合金材料為AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T壓機(jī)上壓鑄的汽缸蓋設(shè)定的參數(shù)，使壓鑄的汽缸蓋的內(nèi)部氣縮孔符合產(chǎn)品接收標(biāo)準(zhǔn)，泄露試驗(yàn)時(shí)廢品率低至0.3%；確定擠壓銷截面積與擠壓行程的比例為S:L=7的較大數(shù)值，在結(jié)構(gòu)允許時(shí)增大擠壓銷截面積S，縮短擠壓行程L可降低擠壓補(bǔ)縮裝置故障率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該汽缸蓋壓鑄模在凝固過(guò)程中熱節(jié)處不會(huì)產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷。擠壓補(bǔ)縮裝置具有多個(gè)與兩個(gè)油腔貫通的活塞孔和位于活塞孔中的擠壓活塞，克服了由多個(gè)油缸推動(dòng)多個(gè)擠壓銷擠壓導(dǎo)致擠壓力不相同的不足，使多個(gè)擠壓銷擠壓時(shí)有相同的擠壓力；增強(qiáng)擠壓補(bǔ)縮效果?；诇p少擠壓銷運(yùn)動(dòng)阻力；補(bǔ)縮腔中未凝固的金屬液擠入熱節(jié)避免部產(chǎn)生夾皮?；變?nèi)徑與擠壓銷的配合間隙為0.025mm至0.077mm，兼顧擠壓銷與滑套之間不卡死和提高使用壽命；擠壓銷與滑套的配合間隙是影響擠壓銷使用壽命；配合間隙太大，金屬液易進(jìn)入擠壓銷與滑套之間卡死擠壓銷，配合間隙太小, 擠壓銷受熱膨脹容易磨損。延時(shí)繼電器能準(zhǔn)確控制擠壓補(bǔ)縮裝置延時(shí)啟動(dòng)。與電磁通斷閥電連接的延時(shí)繼電器，能準(zhǔn)確控制擠壓補(bǔ)縮裝置延時(shí)啟動(dòng)進(jìn)行擠壓補(bǔ)縮。擠壓銷表面具有氮化層或鍍鈦層。能提高增壓銷的正常使用壽命達(dá)1萬(wàn)模次左右。汽缸蓋壓鑄模的擠壓補(bǔ)縮參數(shù)設(shè)定方法能滿足汽缸蓋壓鑄模的擠壓補(bǔ)縮的參數(shù)設(shè)定，保證汽缸蓋在凝固過(guò)程中熱節(jié)處不會(huì)產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷。對(duì)于重量為3.2kg，合金材料為AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T壓機(jī)上壓鑄的汽缸蓋設(shè)定的參數(shù)，使壓鑄的汽缸蓋的內(nèi)部氣縮孔符合產(chǎn)品接收標(biāo)準(zhǔn)，泄露試驗(yàn)時(shí)廢品率低至0.3%；確定擠壓銷截面積與擠壓行程的比例為S:L=7的較大數(shù)值，在結(jié)構(gòu)允許時(shí)增大擠壓銷截面積S，縮短擠壓行程L可降低擠壓補(bǔ)縮裝置故障率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：定模1、動(dòng)模2、型腔3、連接柱腔4、澆道5、排氣道6、壓室7、壓射頭8、擠壓孔9、擠壓銷10、油腔11、油孔12、油缸體13、活塞孔14、擠壓活塞15、電磁通斷閥16、延時(shí)繼電器17、滑套18、補(bǔ)縮腔19、氮化層20。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖所示對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。

如附圖1所示：一種汽缸蓋壓鑄模，包括：定模1，動(dòng)模2，設(shè)于定模1一端的型腔3和位于型腔3中的三個(gè)連接柱腔4，與型腔3連通的澆道5和排氣道6，設(shè)于定模1中且與澆道5連通的壓室7，擠壓補(bǔ)縮裝置；壓鑄時(shí)壓鑄機(jī)的壓射頭8伸入壓室7中；動(dòng)模2設(shè)有個(gè)數(shù)與連接柱腔4個(gè)數(shù)相同且前端與連接柱腔4一一相對(duì)的擠壓孔9；擠壓補(bǔ)縮裝置設(shè)有個(gè)數(shù)與擠壓孔9個(gè)數(shù)相同且前端一一對(duì)應(yīng)伸入擠壓孔9后端的擠壓銷10。

所述的擠壓補(bǔ)縮裝置包括：設(shè)有兩個(gè)油腔11和兩個(gè)各與一個(gè)油腔11連通的油孔12的油缸體13，個(gè)數(shù)與擠壓銷10個(gè)數(shù)相同且兩端與兩個(gè)油腔11一一對(duì)應(yīng)貫通的活塞孔14，個(gè)數(shù)與活塞孔14個(gè)數(shù)相同且一一對(duì)應(yīng)位于活塞孔14中的擠壓活塞15，與位于后側(cè)的一個(gè)油孔12連接的電磁通斷閥16，與動(dòng)模2連接的延時(shí)繼電器17；擠壓銷10的后端與擠壓活塞15前端一一對(duì)應(yīng)螺紋連接；延時(shí)繼電器17與電磁通斷閥16電連接。

本實(shí)施例中，所述的擠壓孔9中設(shè)有內(nèi)徑與擠壓銷10直徑間隙配合的滑套18；不擠壓補(bǔ)縮時(shí)，擠壓銷10前端與滑套18前端對(duì)齊，擠壓孔9前端與滑套18前端和擠壓銷10前端之間構(gòu)成補(bǔ)縮腔19。

所述的擠壓銷10的直徑為11.6mm，滑套18內(nèi)徑與擠壓銷10的配合間隙為0.05mm。

所述的擠壓銷10表面具有氮化層20。

汽缸蓋壓鑄模使用時(shí)，金屬液在壓鑄充型且經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的凝固后,在尚未凝固的熱節(jié)處通過(guò)擠壓補(bǔ)縮裝置設(shè)有的擠壓銷10施加壓力，擠壓補(bǔ)縮腔19中的金屬液對(duì)熱節(jié)處強(qiáng)制補(bǔ)縮以消除縮孔、縮松缺陷等鑄造缺陷。

一種汽缸蓋壓鑄模的擠壓補(bǔ)縮參數(shù)設(shè)定方法，（1）根據(jù)汽缸蓋規(guī)格，通過(guò)補(bǔ)縮擠壓量計(jì)算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k確定補(bǔ)縮擠壓量；式中：Va為補(bǔ)縮擠壓量，Vh為熱結(jié)體積 ，ρ1為擠壓前的密度，ρ2為擠壓后的密度，k為損耗系數(shù)；擠壓前后的密度差(ρ2-ρ1)為0.02%至0.06%；（2）通過(guò)擠壓銷10截面積計(jì)算公式：Va=S*L確定擠壓銷10截面積；式中：S為擠壓銷10截面積，L為擠壓行程；擠壓銷10截面積與擠壓行程的數(shù)值比S：L大于等于3；（3），通過(guò)擠壓活塞15直徑計(jì)算公式：Dh2=Pp*S*k1/(Ph*π/4) 確定擠壓活塞15直徑；式中：Dh：擠壓活塞15直徑，Pp為擠壓銷10端面壓力，S為擠壓銷10截面積，Ph為液壓管路壓力；k1為擠壓機(jī)構(gòu)的摩擦阻力系數(shù)，k1經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為1.1； Pp的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為150Mpa<Pp<250Mpa；（4）確定擠壓補(bǔ)縮裝置延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間，延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間為1s至5s。

所述的壓鑄的汽缸蓋，重量3.2kg，合金材料為AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T壓機(jī)上壓鑄；（1）汽缸蓋的熱結(jié)體積Vh為53cm3,擠壓前后的密度差(ρ2-ρ1)為0.03，k值為1. 通過(guò)補(bǔ)縮擠壓量計(jì)算公式：Va=Vh*(ρ2/ρ1-1)/k計(jì)算確定擠壓量為1.59cm3；（2）動(dòng)模2中設(shè)置擠壓銷10位置較寬裕，確定擠壓銷10截面積與擠壓行程的比例為S:L=7，擠壓行程L=15mm，通過(guò)擠壓銷10截面積計(jì)算公式：Va=S*L計(jì)算確定擠壓銷10截面積S=105mm2；（3）液壓管路壓力為Ph=10Mpa，擠壓銷10端面壓力為Pp=200Mpa，S=105 mm2，k1=1.1，通過(guò)擠壓活塞15直徑計(jì)算公式：Dh2=Pp*S*k1/(Ph*π/4)計(jì)算確定擠壓活塞15直徑為Dh=54mm；確定擠壓補(bǔ)縮裝置延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間為2s。

本發(fā)明的有益效果是：該汽缸蓋壓鑄模在凝固過(guò)程中熱節(jié)處不會(huì)產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷。擠壓補(bǔ)縮裝置具有多個(gè)與兩個(gè)油腔貫通的活塞孔和位于活塞孔中的擠壓活塞，克服了由多個(gè)油缸推動(dòng)多個(gè)擠壓銷擠壓導(dǎo)致擠壓力不相同的不足，使多個(gè)擠壓銷擠壓時(shí)有相同的擠壓力；增強(qiáng)擠壓補(bǔ)縮效果?；诇p少擠壓銷運(yùn)動(dòng)阻力；補(bǔ)縮腔中未凝固的金屬液擠入熱節(jié)避免部產(chǎn)生夾皮。滑套內(nèi)徑與擠壓銷的配合間隙為0.05mm，兼顧擠壓銷與滑套之間不卡死和提高使用壽命；擠壓銷與滑套的配合間隙是影響擠壓銷使用壽命；配合間隙太大，金屬液易進(jìn)入擠壓銷與滑套之間卡死擠壓銷，配合間隙太小, 擠壓銷受熱膨脹容易磨損。延時(shí)繼電器能準(zhǔn)確控制擠壓補(bǔ)縮裝置延時(shí)啟動(dòng)。與電磁通斷閥電連接的延時(shí)繼電器，能準(zhǔn)確控制擠壓補(bǔ)縮裝置延時(shí)啟動(dòng)進(jìn)行擠壓補(bǔ)縮。擠壓銷表面具有氮化層或鍍鈦層。能提高增壓銷的正常使用壽命達(dá)1萬(wàn)模次左右。汽缸蓋壓鑄模的擠壓補(bǔ)縮參數(shù)設(shè)定方法能滿足汽缸蓋壓鑄模的擠壓補(bǔ)縮的參數(shù)設(shè)定，保證汽缸蓋在凝固過(guò)程中熱節(jié)處不會(huì)產(chǎn)生縮松、縮孔等鑄造缺陷。對(duì)于重量為3.2kg，合金材料為AlSi9Cu3(Fe)，在IDRA1600T壓機(jī)上壓鑄的汽缸蓋設(shè)定的參數(shù)，使壓鑄的汽缸蓋的內(nèi)部氣縮孔符合產(chǎn)品接收標(biāo)準(zhǔn)，泄露試驗(yàn)時(shí)廢品率低至0.3%；確定擠壓銷截面積與擠壓行程的比例為S:L=7的較大數(shù)值，在結(jié)構(gòu)允許時(shí)增大擠壓銷截面積S，縮短擠壓行程L可降低擠壓補(bǔ)縮裝置故障率。

本發(fā)明可改變?yōu)槎喾N方式對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的，這樣的改變不認(rèn)為脫離本發(fā)明的范圍。所有這樣的對(duì)所述領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的修改，將包括在本權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。