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轿车铝缸体与变速箱壳体压铸生产及质量控制.pdf

轿车铝缸体与变速箱壳体压铸生产及质量控制

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2013-04-13 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《轿车铝缸体与变速箱壳体压铸生产及质量控制pdf》,可适用于人文社科领域

轿车铝缸体与变速箱壳体压铸生产及质量控制东风本田发动机有限公司向中元!李建华摘要采用压铸工艺生产轿车发动机铝缸体及变速箱壳体生产线构成、工艺流程及质量控制要素近似缸体质量问题集中在内部缺陷变速箱壳体内外部缺陷发生几率相当。产品设计、模具及压铸工艺是生产和质量的主要影响因素。关键词:轿车铝缸体变速箱壳体压铸生产质量控制中图分类号:!"#$#!"#’文献标识码:(文章编号:)**)#$$(#**,))*))*,发动机缸体及变速箱壳体均属轿车关键核心零件国内厂家大多采用灰铸铁砂型铸造生产质量大、工艺烦琐、环境污染较大而采用压铸工艺实现轻量化绿色生产一直是业界关注的课题之一。自!"""年##月以来东风本田发动机有限公司在引进日本本田技术的同时结合自身实际情况先后建设了两条!$"""级大型压铸生产线相继实现了发动机缸体及变速箱壳体稳定批量生产通过两年多的生产实践在生产工艺、质量控制等方面作了大量改进和完善工作掌握了大型复杂轿车零件的压铸生产技术本文对两种不同产品的压铸生产进行对照介绍并对二者产品设计、生产工艺和质量控制等进行简要分析。#生产线及工艺流程)’)生产线构成#号生产线由压铸机、脱模剂自动混合压送喷淋装置、自动输送冷却冲边机、熔炼炉及保温炉等设备组成占地面积约为("")!主要用于生产缸体毛坯能力可达年产#"万台。采用宇部!$"""加强型卧式冷室压铸机包括自动浇注、自动喷淋、自动取件、自动装缸套和自动控制系统并配有*,,控制系统可调节和设定压射过程中的压力、速度等参数做到实时控制压射速度范围为"’"$’$)该机还配有自动锁模系统可自动调节锁模力锁模力最大可达到!"""并有快速换模装置、自动夹紧机构以及双向顶出功能可以提高生产效率和生产其他大型复杂及薄壁零件。自动输送冲边机是与主机联动并具有接送零件、冷却、切边、输送等功能的辅助设备是生产线主要组成部分之一它在)长度范围内完成所有动作并将零件温度从(""降至#""以下。熔炼炉为集中快速化铝炉通过高效燃烧器将燃气所产生的火焰直接喷射在铝材上瞬间局部产生高温逐步熔化热量集中、热损失少、对炉壁损害小可利用气氛对上部或周围材料进行预热大大提高熔化效率和熔化质量。该炉使用液化石油气为热源燃气消耗为!’!#"熔化能力为#’$:储液量为。并采用广筑保温炉保持容量为#’。!号生产线构成形式及占地面积与#号生产线基本相同采用东芝!$"""卧式冷室压铸机及沈阳东大三建#:熔炼保温一体炉主要用于生产变速箱壳体等零件。)’#生产线布局两条生产线成对称布局每条生产线从熔化工位到最终检查装箱工位全长均不超过!$)铝液输送不用叉车或其他吊运工具直接采用流槽方式缩短了铝液输送时间和距离减少了热损失和吸气的影响且工序简单有利于提高铝液质量和工作效率此外在主机操作侧旁各配有一条长约)的自动冷却冲边输送线完成接送零件、冷却、吹干、冲断飞边、清理、外观检查、打刻字号、装箱等项工作两条生产线整体布局紧凑而实用。)’,工艺流程(见图))图#工艺流程图变速箱壳体也可在#号线进行生产!号线亦具备生产缸体的能力两种产品生产线构成及工艺流程是近似的。只是生产变速箱壳体时无需装缸套其他工序基本相同。但#号机是加强型的还可用于生产等缸体零件。!号压铸机则另配有抽真空装置可根据需要选择使用加强排气以提高产品质量同时其取件装))压铸特种铸造及有色合金!""(年增刊!向中元男#$年出生工程师东风本田发动机有限公司广州黄埔区广本路#号($#""")电话:"!"!!转$$(收稿日期:!""!#!#万方数据置等机构运行速度可调更快适合变速箱、离合器等大型薄壁壳体零件的快速高效生产此外!号输送切边机产品托盘可自动上升接件需要时可使用该功能以提高产品定位精度。!产品设计及质量控制!""产品设计通过生产实践以及对产品的解剖分析验证了产品整体结构乃至每一处铸孔的设计都需充分考虑到铝液的流动性、产品最终成型后的性能等各方面因素。从产品零件图(见图!)及表#可看出缸体属典型的厚壁复杂零件变速箱壳体则属大型薄壁零件其中后者工艺方案部分质量所占百分比尤高属大浇冒口设计。二者均采用$!’((接近)*#!)牌号铝合金生产回炉料投放比为,!(质量分数)铝液浇注温度为(,#,)生产变速箱壳体时浇注温度设定稍高些亦可。"缸体"变速箱壳体图!产品零件图表"产品比较表产品名称产品质量纯铝质量浇注质量零件尺寸壁厚模具温度铸孔数量开模情况生产节拍缸体,(含缸套)!#:,:,!,"<#:,<!:,:六面开模#,变速箱壳体:":"##",,,!!",<"#!,<!,三面开模:!"!质量控制在质量控制方面两种产品的日常检验项目是近似的首先用直读光谱仪进行化学成分检测包括原材料进厂检验和生产中铝液取样检验。含气量和含杂质量不作为必检项目工艺认为铝液保温时间长短对产品质量影响不大。其次零件内部缺陷抽检每天抽检#<!件进行解剖对照标样检查裂纹类缺陷则通过渗透剂进行探伤检查判断如果超过标准则报废同时再按批次增加抽检数量和频次。第三零件尺寸及外观检查零件的尺寸检验有两方面:一是通过标准检测棒测试零件铸孔二是通过三座标测量零件外观尺寸和孔位。对于缺肉、冷隔表面粗糙(粘模)等缺陷均根据标准肉眼判断。另外对于经过工艺调整、模具修改或原材料等变更后生产的零件则作“初物管理”进行试切加工并及时反馈信息增加检验频次以掌握新条件下生产的零件情况。图不良分布比较图日常检验项目虽然一样但基于表#所述缸体和变速箱壳体两种产品在壁厚及结构等方面有所不同二者发生不良的种类和比例存有差异。以最近生产实绩为例(见图)缸体不良集中在区外主要表现为安装面气孔和泄漏而变速箱壳体不良则区内外相当主要表现为冷隔和泄漏。情况不同对策的办法也各有不同在此谨对两年来所经历的部分主要质量问题及对策作一列表简述(见表!)。(备注:区内不良指铸造区域里发现的不良多系外部缺陷区外不良指加工和装配等过程中发现的毛坯不良多系内部缺陷。)表!质量问题及对策比较表零件名称问题发现区域对策缸体油底壳面黑皮压铸区外浇道加宽、修整模具缸体进气歧管侧泄漏压铸区外修改浇冒口、调整压铸参数、调节模具内冷却水量和温度缸体汽缸垫面气孔压铸区外增加排气口、提高缸孔芯子温度缸体排气歧管安装孔面冷隔压铸区内加宽充填筋变速箱壳体冷隔压铸区内提高生产节拍、缩短脱模剂喷淋时间、修改浇冒口、调整压铸参数变速箱壳体电磁阀油孔部位泄漏压铸区外修整模具、改善充填效果、改善模具冷却方案变速箱壳体换向阀孔脱模拉伤加工后黑皮压铸区外铸销尺寸缩小、改善铸销表面处理、修整模具#""轿车铝缸体与变速箱壳体压铸生产及质量控制万方数据!质量主要影响因素!""模具的影响从表#可以看出对缸体和变速箱壳体两种产品而言模具结构及性能对产品质量都至关重要。模具内腔部分均采用日本牌号$’(材料通过调质和表面渗氮处理再通过)*)*,加工成型使表面硬度和光洁度达到工艺要求模架采用铸铁材料。为了提高工艺成品率一般大于!!的孔均铸出增加零件铸造表面积有效降低加工量和零件泄漏率。液流方向是由料柄、直浇道、横浇道、内浇道自下而上压射充型整个浇注系统呈封闭式设计以减少金属液卷气使零件各部位趋近同时凝固、并使铝液中残余气体弥散分布大多数铸销都开孔用于通冷却水采用单孔进、出水冷却方式冷却水可直接达到铸销顶端使顶端部位也可实现冷却。在生产过程中模具温度对产品和模具寿命影响很大温度偏高易产生粘模零件表面粗糙还会产生缩孔和裂纹。由于粘模开模时摩擦力加大其局部拉力成倍提高使模具局部动作不能准确自如造成模具损坏形成一系列不良影响。模温控制一般是根据零件壁厚和铝液流向分布而设定的。缸体模温范围通常是(#变速箱壳体模温稍低介于(##之间。模具不同部位的冷却水量可调。模具外冷却也很重要与脱模剂喷淋的位置、方向及程序(时间)有很大关系脱模剂性能及用量会影响模具和产品质量。实践表明动、静模同等部位温差太大产品相应部位易出现铸造缺陷特别是裂纹缺陷。若粘模和受力过大往往会加速模具的热疲劳使局部过早地产生龟裂因此模具的保养也极其重要。!"#压铸工艺的影响零件内部质量对压射参数的变化非常敏感压力过低零件出现大量气孔、缩孔等缺陷压力过高零件产生披峰大、毛边多对模具损害也大。生产实践表明慢速转为快速压射的变化点也很重要过早转变铝液以高速穿过内浇道进入模腔路线长造成金属液湍流卷入大量气体易形成一些无规律的铸造缺陷太晚转变铝液在压室滞留时间长温度低易产生冷隔浇不足等缺陷。实际上从解剖来看零件内部存在气孔、缩孔是不可避免的关键是要调整好压射参数使铝液中的气体尽量有效排出剩余少量气孔呈弥散分布于内部而不至于穿透断面导致零件泄漏。生产实践表明压射参数设置不当会造成零件大量泄漏。经过长期比较分析分别选定了两种产品的各自较佳参数(见表!)。表!压铸参数比较表零件名称低压速度(·()高速切换点高压速度(·()低压压力,高压压力,冲头直径缸体"#’#"’(’变速箱壳体"!(#"##(通过各方面不断努力目前两种产品的综合不良率均已控制在!以内产品质量得到持续有效改善。结语(()经过两年多的生产实践和不断完善缸体和变速箱壳体两种产品均已实现稳定批量生产产品各项指标达到国际同类产品先进水平完全满足使用要求。(#)两种产品均是行业中具有代表性的零件其工艺和技术具有一定难度和特点生产线构成、工艺流程及质量控制要素近似但在产品设计及压铸条件等方面存在差异。(!)缸体质量问题集中在内部缺陷变速箱壳体内外部缺陷发生几率相当产品设计、模具及压铸工艺是生产和质量的主要影响因素。!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""(编辑:张正贺)欢迎订阅《铝合金及其加工手册》(修订版)、《汉英冶金工业词典》由王祝堂、田荣璋两位教授主编的《铝合金及其加工手册》(修订版)已正式出版全书共(万字精装定价(元(邮购(元含邮挂费)。《汉英冶金工业词典》由九位科学院、工程院院士及一批教授、专家组成的编委会审定出版。定价(#元(邮购(#元含邮挂费)。电话:(!()###邮编:(联系人:陈玲玲地址:湖南省长沙市定王台图书城#楼号中南大学出版社定王台服务部$""特种铸造及有色合金#!年增刊万方数据

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