旋轉擠壓縮小鋁合金壓鑄件油道孔徑的工藝

□ 李振生 □ 何強元

廣東鴻圖科技股份有限公司 廣東肇慶 526108

1 壓鑄件情況

汽車發(fā)動機底殼鋁合金壓鑄件如圖1所示,油道孔口需要壓裝螺堵,以免機油泄漏。常規(guī)的工藝方法是螺堵與油道孔過盈配合壓裝,壓裝前涂厭氧膠水進行密封。發(fā)動機在長時間惡劣環(huán)境中使用,螺堵有可能松脫,密封安全性不足。

2 旋轉擠壓概述

筆者介紹一種旋轉擠壓縮小鋁合金壓鑄件油道孔徑的工藝方法,壓裝螺堵后通過旋轉擠壓,縮小油道孔徑,防止螺堵脫落,提高鋁合金壓鑄件油道密封的安全性,降低泄漏風險。

通過旋轉擠壓,縮小壓裝螺堵后的油道孔徑,使油道孔口周邊的鋁合金材料向孔口中心均勻變形收縮,孔徑相比螺堵直徑縮小0.2 mm,防止由于螺堵松脫導致機油泄漏。

3 技術質量要求

(1) 螺堵拉拔力要求。對旋轉擠壓縮小油道孔徑后的螺堵進行拉拔力測試,要求螺堵最大拉拔力不小于3.3 kN。

(2) 油道泄漏檢測要求。對旋轉擠壓縮小油道孔徑后的油道進行100%泄漏量檢測,要求在290 kPa～300 kPa氣體壓力下泄漏量不大于5 mL。

(3) 旋轉擠壓縮小油道孔徑后要求。旋轉擠壓后油道孔徑為19.8 mm,鉚接端面不能凸起,不允許鉚裂。鉚接后油道孔口表面不能有飛邊或鋁屑殘留。

4 難點分析

對于旋轉擠壓縮小油道孔徑的工藝方法,從兩個方面進行難點分析。

(1) 由于鉚接時機床設備振動較大,很容易出現(xiàn)鉚接邊斷裂、鉚桿斷、油道孔口翻邊等問題,因此鉚頭材料的選用及鉚頭傾斜角的設計是關鍵,需要通過不同的組合試驗進行效果驗證。

(2) 采用旋轉擠壓縮小油道孔徑的工藝方法,通過鉚桿的鉚頭端面對油道孔口端面進行擠壓,鉚接過程中必然會產生鋁屑,所以除鉚頭設計外,鉚接過程中需要對鉚頭的使用方法及使用壽命進行管控。

5 鉚頭設計

旋轉擠壓設備如圖2所示,鉚頭如圖3所示。根據(jù)以往類似產品的鉚接經(jīng)驗,傾斜角的設計及材料的選用是關鍵,筆者制作不同傾斜角的鉚頭進行組合試驗,鉚頭的材質為Cr12MoV,通過試驗的結果進行鉚頭設計。不同傾斜角試驗結果見表1。由表1可見,采用耐磨材料Cr12MoV制作傾斜角為140°的鉚頭,滿足圖紙中油道孔徑縮小的要求,鉚接后的產品外觀符合要求。

表1 不同傾斜角試驗結果

6 工藝過程保證

鉚接過程中,鉚頭上不涂潤滑油,會導致鉚頭與油道孔口表面摩擦力過大,鉚接面出現(xiàn)鋁屑,影響產品質量。另一方面,受生產環(huán)境和零件加工尺寸波動的影響,鉚接油道孔徑尺寸會不合格,或無法通過泄漏量及拉拔力檢測等。為確保質量,工藝過程需重點關注及控制以下事項:

(1) 每鉚接一定數(shù)量的零件,需要用無紡布清潔鉚頭;

(2) 每次鉚接前,需要在鉚頭底部均勻涂一層潤滑油,否則鉚頭在鉚接過程中會產生鋁屑;

(3) 每個零件鉚接完成后,需要用無紡布將殘留在零件上的潤滑油擦拭干凈,以免影響清潔度;

(4) 螺堵壓裝前,油道孔徑需控制在規(guī)定的公差內,保證螺堵與油道孔口的過盈配合,以免影響螺堵的抗拉力和零件的氣密性;

(5) 壓裝螺堵后,螺堵端面到鉚接面必須確保有足夠的擠壓空間,防止擠壓碰到螺堵,影響密封;

(6) 鉚接后,需采用專用塞規(guī)按設定的頻次抽檢油道孔徑,保證油道孔徑合格,防止螺堵松脫;

(7) 鉚接后,零件在290 kPa～300 kPa氣體壓力下進行100%泄漏量檢測,泄漏量要求不大于5 mL;

(8) 建立鉚頭管理臺賬,監(jiān)控鉚頭的使用壽命,定期檢查或更換。

7 產品檢測

采用材質為Cr12MoV,傾斜角為140°的鉚頭,鉚接零件后進行拉拔力試驗及泄漏量檢測,結果見表2。試驗與檢測結果表明,鉚接零件均滿足圖紙及產品質量要求。油道孔徑尺寸合格,鉚接面無鉚裂,無飛邊,無鋁屑殘留。這一工藝實現(xiàn)了一次性研發(fā)生產成功,旋轉擠壓縮小油道孔徑后的鋁合金壓鑄件實物如圖4所示。

表2 拉拔力試驗與泄漏量檢測結果

8 結束語

實踐證明,旋轉擠壓縮小鋁合金壓鑄件油道孔徑的工藝可行,可以實現(xiàn)批量化生產,方法簡單,加工質量可靠,能夠為同行業(yè)類似零件的加工提供參考。