在一體化壓鑄、結(jié)構(gòu)件、三電產(chǎn)品等作為主流的當(dāng)下市場(chǎng)，再去論述傳統(tǒng)燃油車(chē)缸體的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，顯得老生常談。但是十年前缸體的開(kāi)發(fā)難度并不亞于現(xiàn)在的任何新興產(chǎn)品，作為燃油車(chē)核心代表性部件，對(duì)于它的模具及工藝開(kāi)發(fā)特點(diǎn)還是有很多值得論述學(xué)習(xí)的。希望可以通過(guò)以下分享給壓鑄技術(shù)同行們帶來(lái)一定的幫助。壓鑄原理都是相通的，好的設(shè)計(jì)理念我們應(yīng)該做到一通百通，以不變應(yīng)萬(wàn)變。實(shí)用的技術(shù)都是簡(jiǎn)單直接的，沒(méi)有那么多的彎彎繞，下面我們直接進(jìn)入主題。

一、缸體產(chǎn)品的特征及可能存在的問(wèn)題分析：

1．通常缸體的基本壁厚都在3.8~4.5mm，這是對(duì)于壓鑄工藝來(lái)講非常利于填充的壁厚。

2．如何避免曲軸及油道等局部厚大區(qū)域的大面積縮孔和泄漏問(wèn)題是澆排和工藝設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮的區(qū)域。

3．由于水道、通風(fēng)孔、缸孔對(duì)鋁液填充的阻隔，缸蓋面的表面氣孔問(wèn)題也是需要持續(xù)關(guān)注。

4．曲軸安裝孔、缸蓋安裝孔因氣縮孔控制不好與油道貫通產(chǎn)生的泄漏問(wèn)題，及組織致密性差導(dǎo)致機(jī)械性能不達(dá)標(biāo)。

5．所有缸體中心軸位置都有缸孔，這就好比因?yàn)楦卓椎拇嬖趯⒄麄€(gè)產(chǎn)品劃分成了兩個(gè)對(duì)立的單獨(dú)產(chǎn)品，而缸孔對(duì)整個(gè)缸體產(chǎn)品在壓鑄填充過(guò)程中的阻隔是缸體類(lèi)產(chǎn)品在澆排系統(tǒng)選擇中影響最大的因素之一（除極個(gè)別特殊情況外）。

二、缸體澆排方向的選擇

按照缸體產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及分型特征，缸體的澆排方向無(wú)非是單側(cè)進(jìn)澆和雙側(cè)進(jìn)澆，當(dāng)然很多年前也有人嘗試中心進(jìn)料，多年實(shí)踐以后現(xiàn)行的主流就這兩類(lèi)。兩種進(jìn)料的共同點(diǎn)都是采用鷹嘴式的沿壁厚灌入式澆口形式，下面分別論述兩類(lèi)澆口的優(yōu)缺點(diǎn)。

1．單側(cè)進(jìn)澆優(yōu)缺點(diǎn)：

1)優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蝹?cè)進(jìn)澆由于鋁水從一側(cè)往另一側(cè)順序填充，在天側(cè)滑塊設(shè)置大的排氣和真空，對(duì)于整個(gè)填充過(guò)程的排氣排渣效果相對(duì)較為有利；

2)優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蝹?cè)進(jìn)澆往往會(huì)選擇特征較為復(fù)雜的主油道測(cè)進(jìn)行入料，所以通常主油道等關(guān)鍵區(qū)域附近質(zhì)量相對(duì)較好，此點(diǎn)也符合關(guān)鍵區(qū)域優(yōu)先進(jìn)料的澆排設(shè)計(jì)原則；

3)缺點(diǎn)：如上述由于缸孔對(duì)于流態(tài)的阻隔，單側(cè)進(jìn)料鋁水的填充通道只有曲軸部位，這相當(dāng)于將天側(cè)面分割成了幾塊，然后鋁液在天側(cè)面進(jìn)行交匯；如果以缸孔為中心，這勢(shì)必造成天側(cè)面的成型質(zhì)量要整體差于進(jìn)料測(cè)，所以此種進(jìn)料方式整個(gè)產(chǎn)品的致密性是按照進(jìn)料方向遞減的；遠(yuǎn)端存在縮孔而發(fā)生泄露的問(wèn)題往往無(wú)法解決，只能通過(guò)浸滲來(lái)降低泄露率；

4)缺點(diǎn)：正因?yàn)榇嬖谏鲜鰡?wèn)題，單側(cè)進(jìn)料往往需要更大的速度和壓力來(lái)彌補(bǔ)填充通道的不足，這也間接降低了模具壽命，至少是進(jìn)料側(cè)的壽命；

2．雙側(cè)進(jìn)料優(yōu)缺點(diǎn)：

1)優(yōu)點(diǎn)：由于缸孔的阻隔，某種意義上我們可以將產(chǎn)品一分為二視為左右兩側(cè)兩個(gè)獨(dú)立產(chǎn)品，所以雙側(cè)進(jìn)料每一側(cè)都只負(fù)責(zé)一側(cè)的成型，這樣理解的話，此種進(jìn)料方式下，整個(gè)產(chǎn)品的組織均勻性會(huì)有質(zhì)的提升；對(duì)于兩側(cè)的乃至中間曲軸等厚大區(qū)域的壓力傳遞及補(bǔ)縮效果也是最佳的；

2)優(yōu)點(diǎn)：雙側(cè)進(jìn)料比單側(cè)的進(jìn)料面積要大，從一定程度上降低了對(duì)高速高壓工藝條件的需求，相較于單側(cè)進(jìn)料需要高速高壓來(lái)彌補(bǔ)填充通道不足的弊端此種條件下對(duì)于模具填充過(guò)程中的沖刷也可以有大幅的降低；

3)優(yōu)點(diǎn)：雙側(cè)進(jìn)料相較于單側(cè)的填充流程更長(zhǎng)，這也擴(kuò)大了壓鑄生產(chǎn)的工藝窗口；

4)缺點(diǎn)：兩側(cè)從上往下單方向填充，不利于排氣排渣，容易在缸蓋面及天側(cè)頂端發(fā)生卷氣。

3．通過(guò)以上對(duì)比，很顯然可以得出的結(jié)論：無(wú)論是從產(chǎn)品鑄造質(zhì)量或模具壽命，雙側(cè)進(jìn)料都要優(yōu)與單側(cè)進(jìn)料；單側(cè)進(jìn)料由于受限于產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)是無(wú)法改變的，而雙側(cè)進(jìn)料只需要解決此種狀態(tài)下的排氣問(wèn)題即可。

三、缸體雙側(cè)進(jìn)料澆排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1．填充順序的控制：要解決排氣問(wèn)題首先需要考慮的是各個(gè)內(nèi)澆口從前端到末端的填充順序，從第一個(gè)內(nèi)澆口入料開(kāi)始到最后一個(gè)內(nèi)澆口入料必須是有一個(gè)明顯梯度的順序填充，如下圖所示：

2．上述填充順序的澆口設(shè)計(jì)：要嚴(yán)格控制上述的填充順序和梯度，重點(diǎn)是要對(duì)每個(gè)內(nèi)澆口尤其是前兩個(gè)內(nèi)澆口的入料導(dǎo)向，鋁液流動(dòng)是往背壓小的區(qū)域優(yōu)先填充的，內(nèi)澆口厚度小，所以通常大部分鋁液會(huì)優(yōu)先充滿主澆道然后再往內(nèi)澆口逐個(gè)填充，所以導(dǎo)向設(shè)計(jì)首先要克服背壓這個(gè)問(wèn)題；

原理其實(shí)也很簡(jiǎn)單，就是利用圓周運(yùn)動(dòng)的離心力，當(dāng)高速圓周運(yùn)動(dòng)的物體脫離束縛后是沿著脫離點(diǎn)的圓周切線方向運(yùn)動(dòng)的；所以此類(lèi)澆排的核心就是利用這一原理對(duì)前幾個(gè)澆口進(jìn)行導(dǎo)向設(shè)計(jì)，如圖所示：

4．排氣及真空的設(shè)置：

1)排氣的設(shè)置：如前文所描述，雙側(cè)進(jìn)料是鋁液從曲軸面往缸蓋面的單向填充，由于缸孔、水道、通風(fēng)孔等的阻隔，雖然通過(guò)控制填充順序可以很大程度的優(yōu)化排氣，但填充過(guò)程中在缸蓋面?zhèn)热詴?huì)存在較為明顯的困氣情況，所以在設(shè)置真空排氣通道的時(shí)候需要覆蓋至少2/3的缸蓋面寬度，通過(guò)真空主動(dòng)排氣將型腔中的氣體排出；

2)真空的設(shè)置：通過(guò)澆口的優(yōu)化及排氣通道的優(yōu)化，大大降低了此方案對(duì)真空的需求程度，所以只需要采用常規(guī)的空間排氣板抽真空即可；

四、優(yōu)化后的雙側(cè)進(jìn)料的優(yōu)勢(shì)及實(shí)際應(yīng)用效果：

1．此種進(jìn)料方式的優(yōu)勢(shì)：首先解決了單側(cè)進(jìn)料所存在的壓力傳遞及補(bǔ)縮通道小而導(dǎo)致的組織不均勻的問(wèn)題，其次對(duì)常規(guī)雙側(cè)進(jìn)料方式在填充梯度進(jìn)行了優(yōu)化，很大程度上解決了雙側(cè)進(jìn)料排氣困難的問(wèn)題；與此同時(shí)，很一定程度上提高了模具的適用壽命；

2．此種進(jìn)料方式實(shí)際應(yīng)用效果：通過(guò)對(duì)上述的優(yōu)化，且結(jié)合相應(yīng)適用此方式的壓鑄工藝，在采用相較于單側(cè)進(jìn)料更低的速度和壓力的前提下，大大的降低了所生產(chǎn)鑄件的浸滲率，提高了組織性能，如下圖是實(shí)際案例對(duì)各檔曲軸區(qū)域的解剖情況：

3．在配合對(duì)應(yīng)適配的壓鑄工藝之后，這種方式適用于95%以上的缸體產(chǎn)品，是可以抄作業(yè)的。

本文轉(zhuǎn)載自：象山溯創(chuàng)模具技術(shù)工作室  作者：張繼斌