中国机械工程学会铸造分会第十一届消失模与V法铸造学术年会论文集.doc

薄壁类汽车离合器壳消失模铸造变形缺陷的控制 刘永其郑国威周杰敏晁伟兵 （金华万里扬机械制造有限公司，浙江 金华，32100） 摘要：消失模铸造技术因其生产铸件具有尺寸精度高、表面光洁度好、铸件重量轻等优点被广泛应用于各种零件的铸造，但由于其工艺本身特点，对于铸造薄壁类的箱壳体极易产生变形。本文以我公司大批量生产的薄壁类汽车离合器壳为例，阐述了通过合理的结构设计优化、铸造工艺设计、等制此类零件变形的方法。 关键词：消失模铸造；薄壁类箱壳体；变形；结构设计优化；铸造工艺设计 我公司隶属于国内首家生产变速器的上市公司——浙江万里扬变速器股份有限公司，运用消失模铸造技术生产汽车变速器相关零部件已经有六年历史，和众多消失模企业一样，经历了从探索到成熟的历程。 薄壁类离合器壳646L为我公司批量生产的产品（如图1所示），其中平均壁厚在6mm左右，重量在18kg，大圆直径在450mm左右，从开始试产到大批量生产，主要的质量问题是变形。根据我公司设备和产品的实际情况，我们总结出了一套适合我公司生产该类薄壁离合器壳的工艺方法，其中笔者认为影响此类产品变形的最关键工序是在埋箱造型工序，下面简单阐述以供各同行参考交流 图1 薄壁类离合器壳646L 1. 铸件结构设计优化 薄壁类离合器壳铸件塑料模片在成型、刷涂料、搬运、填充、振实、抽真空过程中，容易变形，因此要求铸件结构应尽可能紧凑、刚度好。在进行铸件结构设计的时候，除考虑传统铸造结构要求外，最重要一点 就是重点考虑消失模铸造工艺易变形的特殊性，在不影响性能的前提下，适当增加刷涂料、造型埋箱过程中受力部位壁厚、工艺补贴及设计反变形量，有利于防止因变形而影响铸件尺寸。同时铸件结构设计还应考虑成型发泡的泡塑珠粒可填料性及造型振实过程的干砂可填充性，防止因进料不足影响强度以及因填砂不均匀而造成变形。 图2所示为设置加强筋和加大受力部位壁厚以增加模片刚度的示例 图2 图3为设置工艺补贴的示例，其中模片直径AB方向因在造型过程中A处有一个窗口，此处受力小，直径CD方向受力大，经实践证明，往往铸件在直径AB方向比直径CD方向小2~4mm，导致在机加工车止口面时直径CD方向车不出而报废,因此在直径AB方向附件的外圆壁厚可适当加大2~4mm，以减少因止口车不出而报废。 图3 直径AB方向附近外圆壁厚可适当增加2~4mm 2. 铸造工艺设计 2.1 成型工艺设计 图4所示，成型时取模片要双手均匀用力拿取，不可单手拿取。 (1)单手取模片，错误，这样容易使模片受力不均而变形 (2)双手均匀用力取模片，正确 图4 成型后的摆放和烘干也会对模片变形的有影响，如图5所示 成型后的模片处于收缩期，弹性较大，放在架子上受力不均匀易变形 成型后的摆放和烘干的摆放用胶带纸把两个产品对半粘合并放在平面上 图5 2.2 粘模工艺设计 在开始说过，影响此类产品变形的关键工序在埋箱造型工序，但往往是通过在粘模工序采取有效的工艺措施来控制变形，在粘模工序通过采用工装和设置防变形拉筋，以增加模片刚强度，用来抵抗在埋箱造型带来的影响。 图 6 用来矫正和固定的工装 图7 设置多个三角形的拉筋增加刚强度; 用来固定的木片厚度达8mm以上 2.3 检验控制 在模片成型后到粘模前先后经过两道检验，均采用将模片放在平板上进行检验，如图8所示，变形超过2mm的报废，小于2mm的流入下道工序。 图8 用来检验模片变形的平台 2.4 涂料及烘烤工艺 薄壁类离合器壳铸件容易变形，为保证泡沫塑料模在运输、填砂、振动时不变形、不破坏，涂料就应该具备较高的室温强度；因复杂箱体类铸件需较高的浇注温度，金属液浇注和成形过程中涂层易破裂，造成塌箱、粘砂等缺陷，同时涂料应具有较高的高温强度。涂料的这两个强度指标是至关重要的。另外薄壁复杂箱体挂涂料后烘烤过程的控制是保证铸件尺寸的关键环节之一。烘烤温度不宜过高，受热应均匀，防止局部脱水过快而变形。同时采用合理支撑，用压块等工装限制易变形部位。 3. 结论 通过铸件设计结构优化可以增加模片刚度，减少变形； 通过合理的成型工艺和粘模工艺设计辅以合适的检验方法可有效减少铸件变形； 保证涂料的强度对控制变形有明显作用； 我公司现在此类产品变形能控制在0.5%以下。 参考文献： [1] 梁光泽等．实型铸造论文汇编．上海科学技术情报研究所，2008.6 [2] 章舟等．消失模铸造生产实用手册．化学工业出版社，2010.11 [3] 叶升平等,消失模薄壁箱体铸件变形的防止措施.铸造技术,2000（6）:27-29 作者简介： 刘永其（1985－），男，大学