一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具及工艺制造技术

本申请公开了一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具，包括上模、下模和砂芯，上模和下模之间界定有成型工件的型腔，第一热节设置在工件的中部并沿左右方向设置，第二热节分别设置在工件的前后边缘，模具的前后两侧的中部分别设置有两个浇注口；模具还包括冷却管路和抽气管路，冷却点适于分别设置在模具上并与第一热节的位置相对应，冷却点适于控制模具上与第一热节的对应位置处形成不同温度，从而使工件不同位置顺序凝固。本申请的一个目的在于提供一种废品率较低、成本较低的汽车铝合金H臂的低压铸造模具。本申请的另一个目的在于提供一种废品率较低、成本较低的汽车铝合金H臂的低压铸造工艺。造工艺。造工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具及工艺


[0001]本申请涉及低压铸造领域，特别涉及一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具及工艺。

技术介绍

[0002]随着我国在新能源汽车产业全面的培育和支持，新能源汽车的产量和份额在全球市场的持续攀升，对于汽车的铝合金配件需求也是越来越旺盛，铝合金配件一般采用重力铸造、高压铸造和低压铸造等方式进行生产，其中低压铸造能提升产品的表面精度、减少气隙、提升产品的铸造精度和强度，在汽车铝合金件，特别是汽车铝合金H臂的铸造中应用十分广泛。
[0003]但是，现有的汽车铝合金H臂在生产工艺中出现废品率较高，生产成本较高是本领域的技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的一个目的在于提供一种废品率较低、成本较低的汽车铝合金H臂的低压铸造模具。
[0005]本申请的另一个目的在于提供一种废品率较低、成本较低的汽车铝合金H臂的低压铸造工艺。
[0006]为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：
[0007]一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具，包括上模、下模和砂芯，所述上模和所述下模之间界定有成型工件的型腔，所述工件的内壁形成一空腔，所述砂芯适于安装在所述型腔内并适于成型所述空腔，所述工件上包括多个第一热节和多个第二热节，所述第一热节设置在所述工件的中部并沿左右方向设置，所述第二热节分别设置在所述工件的前后边缘，所述模具的前后两侧的中部分别设置有两个浇注口，所述浇注口分别与设置在前后边缘的所述第二热节对应，所述浇注口通过浇注通道与所述型腔连通；所述模具还包括冷却管路和抽气管路，所述冷却管路包括多组冷却管体，所述冷却管体内流通有冷却液，且每组所述冷却管体上均设置有一个冷却点，所述冷却点适于分别设置在所述模具上并与所述第一热节的位置相对应，所述冷却点适于控制所述模具上与所述第一热节的对应位置处形成不同温度，从而使所述模具内壁形成从左右两侧向中部逐渐提高的温度梯度，从而使所述工件不同位置顺序凝固；所述抽气管路包括抽气管体，所述抽气管体的一端插入所述砂芯中，所述抽气管体的另一端与抽气源连接，所述抽气管体的内壁界定有气流通道，所述抽气管体插入所述砂芯的一端设置有抽气口，所述抽气口适于通过所述气流通道与所述抽气源相连通。值得一提的是，本申请的工件指的是汽车铝合金H臂，其形状为H形，该H臂的前后两侧指的是“H”形上的两个相背设置的开口，在两个开口处设置有多个第二热节。另外，抽气源指的是抽气机或抽气泵等具有抽气能力的设备。
[0008]现有的汽车铝合金H臂低压铸造的铸件容易出现气孔和针眼等，专利技术人经过进一步研究发现有两种因素造成，其一是充型工序(包括增压充型段)中卷气和砂芯发气排出不
及时容易产生气孔和针眼等，另外由于汽车铝合金H臂具有一空腔，因此砂芯在使用过程中会产生大量的气体，造成大量的气孔和针眼；其二是保压结晶工序模具温度梯度控制不够精准，使得铝合金铸件不能顺序凝固产生的缩孔和缩松。
[0009]另外，由于汽车铝合金H臂的结构较为复杂，除了在H臂的前后两侧具有多个第二热节外，还在H臂的中部设置有多个第一热节，在传统的浇铸工艺中，对于第一热节的处理方式，可以在热节的对应位置设置冒口腔，从而成型冒口，对热节处进行补缩，减少气孔和针眼的出现，但是这种设置方式会降低工件的表面精度，造成在中部成型的冒口难以处理的问题(成型的冒口虽然可以通过切割机切除，但是对于中部表面较为复杂，具有多个圆滑曲面的汽车铝合金H臂，即使使用切割机去除了冒口，也难以恢复产品的表面)，另外采用低压浇铸生产汽车铝合金H臂的优势就是表面精度高，工件本身强度高，而在模具上设置多个冒口腔，会导致表面精度被破坏，并且难以恢复H臂的复杂表面。
[0010]对于在保压结晶阶段控制模具温度，实现温度梯度的控制，从而控制工件的顺序冷却，在传统工序中，通常采用设置多个不同的加热组件，实现对不同位置加热温度的控制，从而控制模具表面的温度梯度，加热会浪费额外的能源，并且使得工件冷却速度变慢，从而降低工件的成型速度，并且采用加温的方法会使金属晶粒过大，造成成型的工件强度和韧性的降低，造成其无法满足使用需求。
[0011]基于此，本申请的专利技术人开发了一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具，其具有以下优点：
[0012](1)通过在模具的前后两侧设置两个浇注口，并使该浇注口的位置与设置在前后边缘的第二热节相对应，通过浇注口对第二热节进行补缩，从而避免在第二热节处出现气孔或针眼等问题(另外设置在工件前后边缘处的第二热节还可以通过在模具上设置对应的冒口腔来处理，由于冒口腔的位置对应的设置在模具的前后边缘，因此易于去除不会影响工件的表面精度，冒口腔为现有技术，此处不在赘述)；
[0013](2)在模具上设置多个冷却点，并使这些冷却点的位置与第一热节的位置相对应，从而控制模具不同位置的温度，使所述模具内壁形成从左右两侧向中部逐渐提高的温度梯度，从而使工件不同位置顺序凝固，减少缩孔缩松缺陷，获得高质量的铸件，由于浇注口设置在模具前后两侧的中部，因此模具中部的温度高，两侧的温度低，有利于实现工件从两侧向中部的逐渐凝固过程，从而使得远离浇注口的位置先凝固，靠近浇注口的位置后凝固，从而减少锁孔和缩松缺陷的产生，通过在不同位置设置冷却点，可以利用不同冷却管体内冷却液的冷却效率不同，从而实现不同冷却点的冷却效率不同，进而实现对模具不同位置温度控制的目的(控制不同冷却管体的冷却效率，可以通过控制冷却液的流速、流量来实现)；
[0014](3)另外设置两个浇注口增加了充型速度，降低了充型时间，同时也增加了充型卷气发生的可能性以及砂芯发气量，因此通过设置抽气管体，并使抽气管体的一端插入所述砂芯中，所述抽气管体的另一端与抽气源连接，通过在充型工序前就使抽气源处于工作状态，从而使型腔内处于一定的负压状态，以便于后续充型工序中，抽取浇注液充型中的卷气以及砂芯的发气，大大降低铸件产生的气孔等缺陷的风险；
[0015](4)而且采用冷却液实现对模具表面温度梯度的控制，可以实现快速降温从而有效地避免金属晶粒过大的温度，从而防止工件强度和韧性的降低；并且其能减少了热应力的产生，避免了铸件因温度不均匀而导致的变形和裂纹等问题；并且采用冷却液能够快速
降温，缩短了金属凝固时间，从而提高了生产效率，减少了生产成本。
[0016]进一步优选，所述抽气管体至少包括两组，其中一组所述抽气管体的一端插入所述砂芯中，所述抽气管体的另一端与抽气源连接，另一组所述抽气管体和所述冷却管体相互交叉设置，且所述冷却管体适于侵入所述气流通道并贯穿所述抽气管体的对向侧壁，所述冷却管体包括变径段，所述变径段由软管制成，所述变径段的外侧套设有变流组件，且所述变流组件适于设置在所述气流通道内，所述变流组件的内壁适于界定一可变口径的变流腔，所述变流腔的内壁适于抵触所述变径段的外壁，所述抽气源适于产生第一抽气速度和第二抽气速度，其中第一抽气速度小于第二抽气速度，所述变流组件适于根据不同的抽气速度从而改变所述变流腔的口径，从而改变所述冷却液流量，进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具，包括上模、下模和砂芯，所述上模和所述下模之间界定有成型工件的型腔，所述工件的内壁形成一空腔，所述砂芯适于安装在所述型腔内并适于成型所述空腔，其特征在于：所述工件上包括多个第一热节和多个第二热节，所述第一热节设置在所述工件的中部并沿左右方向设置，所述第二热节分别设置在所述工件的前后边缘，所述模具的前后两侧的中部分别设置有两个浇注口，所述浇注口分别与设置在前后边缘的所述第二热节对应，所述浇注口通过浇注通道与所述型腔连通；所述模具还包括冷却管路和抽气管路，所述冷却管路包括多组冷却管体，所述冷却管体内流通有冷却液，且每组所述冷却管体上均设置有一个冷却点，所述冷却点适于分别设置在所述模具上并与所述第一热节的位置相对应，所述冷却点适于控制所述模具上与所述第一热节的对应位置处形成不同温度，从而使所述模具内壁形成从左右两侧向中部逐渐提高的温度梯度，从而使所述工件不同位置顺序凝固；所述抽气管路包括抽气管体，所述抽气管体的一端插入所述砂芯中，所述抽气管体的另一端与抽气源连接，所述抽气管体的内壁界定有气流通道，所述抽气管体插入所述砂芯的一端设置有抽气口，所述抽气口适于通过所述气流通道与所述抽气源相连通。2.如权利要求1所述的一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具，其特征在于：所述抽气管体至少包括两组，其中一组所述抽气管体的一端插入所述砂芯中，所述抽气管体的另一端与抽气源连接，另一组所述抽气管体和所述冷却管体相互交叉设置，且所述冷却管体适于侵入所述气流通道并贯穿所述抽气管体的对向侧壁，所述冷却管体包括变径段，所述变径段由软管制成，所述变径段的外侧套设有变流组件，且所述变流组件适于设置在所述气流通道内，所述变流组件的内壁适于界定一可变口径的变流腔，所述变流腔的内壁适于抵触所述变径段的外壁，所述抽气源适于产生第一抽气速度和第二抽气速度，其中第一抽气速度小于第二抽气速度，所述变流组件适于根据不同的抽气速度从而改变所述变流腔的口径，从而改变所述冷却液流量，进而控制所述冷却点的冷却效率。3.如权利要求2所述的一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具，其特征在于：所述变流组件包括变流环和多个变流球，所述变流环的内壁沿周向设置有首尾相接的变流槽，所述变流球沿周向环绕在所述变流槽内，且所述变流球的外壁适于分别抵触所述变流环的内壁和所述变径段的外壁，在所述气流通道内的气体具有第一抽气速度或第二抽气速度时，所述变流环适于发生旋转并带动所述变流球具有不同的转动速度，所述变流球组成的环形其轴线方向与所述变径段的轴线方向具有一夹角α，满足0
°
＜α＜90
°
。4.如权利要求3所述的一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具，其特征在于：所述变流槽的内壁上向内凸出设置有变流拨齿，所述变流拨齿具有多组且沿周向环绕设置在所述变流槽的内壁上，所述变流拨齿为L型，且其长轴适于连接在所述变流槽的内壁上，且其短轴适于抵触所述变流球的外壁并迫使所述变流球抵触所述变径段的外壁，所述变流拨齿的短轴适于驱动所述变流球转动，所述变流拨齿具有弹性，在所述气流通道内的气体具有第一抽气速度或第二抽气速度时，所述变流拨齿的转动速度不同，从而具有不同大小的弹性形变，进而进一步控制所述变流腔的大小。5.如权利要求3所述的一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具，其特征在于：所述抽气管体包括抽气段和流动段，所述抽气段沿上下方向设置，且所述抽气段的头部适于插入所述砂芯中，所述抽气段的尾部适于与所述流动段连接，所述流动段的内壁适于界定所述气流
通道，所述抽气段的头部内壁适于界定所述抽气口，所述抽气段具有两组，且分别插入所述砂芯的前后两端，所述流动段沿前后方向设置，所述抽气段的尾部设置有连接口，所述抽气段通过所述连接口与所述流动段连接，在所述连接口的对应位置设置所述变径段。6.如权利要求5所述的一种汽车铝合金H臂的低压铸造模具，其特征在于：所述抽气段的内壁设置有抽气通道，所述抽气通道内沿上下方向可活动地设置有封闭塞，所述封闭塞适于将所述抽气通道沿上下方向分割形成第一通道和第二通道，所述第一通道的侧壁上沿径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，耿前程，谭群锋，郑浩亮，童林，
申请(专利权)人：宁波强盛机械模具有限公司，
类型：发明
国别省市：