汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體低壓鑄造工藝的設(shè)計(jì)

摘要：本文主要是依據(jù)1.5L汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中的鑄件結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，并且和企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)條件相結(jié)合，運(yùn)用中注式機(jī)體澆筑系統(tǒng)、一箱兩件和機(jī)體臥澆的工藝，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)澆注系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而研發(fā)出1.5L的完整發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的制造工藝。此項(xiàng)工藝的設(shè)計(jì)方式在提升企業(yè)整體生產(chǎn)效率的同時(shí)，在產(chǎn)品的質(zhì)量方面也起到了有效的保障，鑄件的合格率高達(dá)98%以上。

關(guān)鍵詞：缸體 鑄件 一箱兩件 工藝設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TG249 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（c）0000-00

伴隨當(dāng)前社會(huì)當(dāng)中對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高，而汽車尾氣的排放是當(dāng)前引起環(huán)境污染的主要原因之一，這就對(duì)汽車的尾氣排放量的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提出了較高的要求。為了最大程度滿足這一要求，發(fā)動(dòng)機(jī)各大生產(chǎn)廠家都著手加大了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和開發(fā)的力度，當(dāng)前大部分的生產(chǎn)廠家普遍采取的是多氣門電子噴發(fā)動(dòng)機(jī)。在汽車內(nèi)部構(gòu)造中，缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的部件之一，伴隨汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，在汽車制造業(yè)當(dāng)中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體設(shè)計(jì)的尺度以及力學(xué)方面的性能要求不斷提升，進(jìn)而對(duì)缸體鑄件的質(zhì)量提出較高的要求。

1發(fā)動(dòng)機(jī)缸體制造工藝及條件概述

我們就以重慶大江工業(yè)集團(tuán)鑄鍛公司為例，該企業(yè)是專業(yè)生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的缸體，具體的生產(chǎn)能力達(dá)到每年30多萬(wàn)臺(tái)。該公司具備西班牙最新進(jìn)口的砂處理系統(tǒng)以及氣沖造型線，氣沖造型線可以具體的分為水平分型，實(shí)際的砂箱內(nèi)部的尺寸為1300×900×340/340，此外還有跟多種型號(hào)的熱芯盒發(fā)射裝置30多臺(tái)，全部的砂芯都使用熱芯盒來(lái)制芯；熔煉設(shè)備為德國(guó)“容克”企業(yè)生產(chǎn)的5T自動(dòng)變頻感應(yīng)爐；而且還具備了鑄件清理流水線、汽車烤漆生產(chǎn)線以及熱處理鍋爐等相關(guān)的配套設(shè)施。

2工藝的具體設(shè)計(jì)

（一）制芯工藝介紹

所有的砂芯都是選取覆膜砂制芯，其中除了水套芯和油道芯屬于高強(qiáng)度之外，剩下的都是強(qiáng)度較低的覆膜砂。

采取Z8085射芯機(jī)中的熱芯盒來(lái)制作鋼筒芯，并且將射砂口的方向設(shè)置在鋼筒的方向上，為了最大程度降低鋼筒芯的重量，降低砂芯的排氣量，以便于砂芯的排氣，使用下頂芯結(jié)構(gòu)，設(shè)定相應(yīng)的減重模塊，從曲軸室的方向上對(duì)砂芯實(shí)施抽空，最大程度上降低了砂芯的實(shí)際重量，通過(guò)這種方式，不但降低了砂芯的實(shí)際排氣量，同時(shí)又便于設(shè)定砂芯的排氣管道；

利用Z8580射芯機(jī)中的熱芯盒制作對(duì)應(yīng)的水套芯，利用Z8682射芯機(jī)中的熱芯盒制定相應(yīng)的油道芯；利用2ZZ8825射芯機(jī)中的熱芯盒制定對(duì)應(yīng)的端芯、定位芯以及澆道芯，分別運(yùn)用上下的分模結(jié)構(gòu)，對(duì)砂芯的后部進(jìn)行抽空，通過(guò)這種方式，不但降低了覆膜砂的實(shí)際用量，同時(shí)又降低了砂芯的排氣量，并且還擴(kuò)大了砂芯的排氣管道。

（二）組芯工藝

因?yàn)楦材ど靶镜谋砻娣浅Ｃ芗鋬?nèi)部卻較為松散，為了保證水套芯可以順暢的排氣，通常采用在組芯前，首先在工藝水孔的芯頭上鉆出一個(gè)φ6的排氣孔，來(lái)進(jìn)行排氣。

為了使鑄件缸筒以及水套外壁厚度的均勻性，首先需要將水套芯、定位芯以及油道芯，通過(guò)與專業(yè)的夾具相組合，運(yùn)用熱熔膠進(jìn)行粘接，隨后再和鋼筒芯和缸體端芯進(jìn)行二次組合，二次組合不需要用膠粘，而是需要依靠砂芯的芯頭之間相互定位，這樣更加容易更換，方式因?yàn)槟硞€(gè)砂芯的故障或者是損壞造成一整套的砂芯報(bào)廢。

（三）造型工藝

運(yùn)用氣沖生產(chǎn)流水線造型，對(duì)生產(chǎn)節(jié)拍設(shè)定為40箱/h，對(duì)應(yīng)的氣沖氣壓設(shè)置為0.5MPa，保證砂型的緊密程度，防止在澆注的環(huán)節(jié)中出現(xiàn)沖砂的狀況。為了大幅度提升生產(chǎn)效率，在生產(chǎn)流程中和砂箱的尺寸相結(jié)合，運(yùn)用了一箱兩件的生產(chǎn)工藝。此外，氣沖造型在分型的形式上設(shè)定為水平分型，所以這就要求生產(chǎn)工藝必須要設(shè)定為臥澆方式，將所運(yùn)用的型砂設(shè)定為濕型砂。

為了對(duì)砂型的排氣功能加以保障，在造型之后，將所有的出氣孔全都引穿。砂型的表面必須要清理干凈并通過(guò)相關(guān)的檢驗(yàn)合格之后，才能進(jìn)入到下芯的工作程序中。

（四）下芯生產(chǎn)工藝

為了最大程度保證鑄件的精度，首先將已經(jīng)組合完成的砂芯放到下芯的胎具上，運(yùn)用下芯胎具為砂芯的組合質(zhì)量實(shí)施審查，隨后在運(yùn)用專業(yè)的下芯吊具把砂芯放到砂型當(dāng)中去。

為了保證在下芯環(huán)節(jié)中的穩(wěn)定性，相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)下芯吊具實(shí)施了針對(duì)性的設(shè)計(jì)，將其設(shè)定為三層框架的結(jié)構(gòu)，確保下芯吊具和下芯胎具在定型完成之后，吊具才可以抓取砂芯，在下芯吊具和砂箱都定位完成之后，將砂芯在放入到砂型當(dāng)中，保證砂芯在砂型當(dāng)中的具體位置完全完全正確，以此來(lái)保證鑄件的整體尺寸的準(zhǔn)確性。

（五）熔煉和澆筑工藝

利用自動(dòng)變頻感應(yīng)爐來(lái)進(jìn)行熔煉，在實(shí)際的熔煉過(guò)程當(dāng)中，電磁的攪拌能力較強(qiáng)，為了防止鐵水的成分不夠均勻，可以在高溫過(guò)后在進(jìn)行鎮(zhèn)靜工作，剩余的熔渣可以全部處理。所以，鐵水質(zhì)量的穩(wěn)定性，對(duì)變頻感應(yīng)的熔煉有著非常重要的影響，所以必須要對(duì)鐵水的溫度加以有效的保障。

因?yàn)榇水a(chǎn)品的材質(zhì)是合金鑄鐵，而產(chǎn)品又是薄璧件，要想保證鐵水的順利充型，就需要達(dá)到較高的出爐溫度，大約在1480℃～1490℃；生產(chǎn)的方式運(yùn)用包內(nèi)沖入的方式，一包鐵液可以澆注四箱，實(shí)際的澆注溫度要穩(wěn)定在1420℃～1440℃之間。為了防止在澆注過(guò)環(huán)節(jié)中帶入熔渣或者浮渣等雜物，這就需要在橫澆道以及分支直澆道之間的連接處，裝置纖維過(guò)濾網(wǎng)。

鑄件的材質(zhì)是以銅-鉬合金構(gòu)成。

3結(jié)束語(yǔ)：

本文主要是對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體低壓鑄造工藝的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，在1.5L汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的設(shè)計(jì)當(dāng)中，運(yùn)用中注式機(jī)體澆筑系統(tǒng)、一箱兩件和機(jī)體臥澆的工藝流程，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)澆注系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而研發(fā)出1.5L的完整發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的制造工藝。此項(xiàng)工藝的設(shè)計(jì)方式在提升企業(yè)整體生產(chǎn)效率的同時(shí)，在產(chǎn)品的質(zhì)量方面也起到了有效的保障，鑄件的合格率也得到了大幅度的提升。

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作者簡(jiǎn)介

姓名：蘇偉 出生年月：1986年10月29日 性別 ：女 籍貫：遼寧 研究方向：汽車服務(wù)，汽車制造 學(xué)歷：本科 職稱：助教