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    汽车铝铸件的轻量化设计及抛丸处理

    发布日期:2021-05-03 发布者:润恒压铸

    【一】、汽车铸铝件的轻量化设计
    出于铸铝件整体系数的需要,等厚度设计是汽车铸铝件主要设计方法之一。然而等厚设计的主要弊端是无法充分发挥结构性能,并导致铸铝件重量的增加。采用CAE分析、拓扑优化等手段,对零部件进行优化设计,使零部件各个部位的应力值接近,即各个部位的壁厚不一致,受力小的部位减薄料厚,从而减轻零件的重量。考虑到铸造成形可以实现复杂结构铸铝件的成形,可以实现各种不规则的异型截面。设计时,采用CAE或拓扑优化等手段,对零部件进行应力分析。根据力的分布,确定零部件的形状和具体局部的材料厚度。通过对铸铝件加筋、挖孔和改变截面,可使零部件的重量大大降低。对商用车支座进行优化设计前后的铸铝件外形对比,可见铸铝件初始重量为6.6kg,其设计为典型的等厚设计。该铝铸件经过加筋、挖孔和变截面等一系列轻量化设计方法后,铸铝件重量变为3.0kg,减重效果可达50%以上。铸铝件是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸铝件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形,而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间。铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一。
    确定分型面需要考虑的因素比较多,因此,在选择分型面时,除根据铸铝件的结构特点,结合浇注系统安排形式外。还应对压铸模的加工工艺和装配工艺以及铸铝件的脱模条件等诸多因素统筹考虑确定。分型面的确定原则是:
    ①开型时铸铝件留在动模内,且便于从模腔中取出。
    ②不同轴度与尺寸精度要求高的部分尽可能设在同一半模内。
    ③分型面一般不设置在表面质量要求比较高的面。
    ④分型面的设置应有利于开设浇注系统、排滋系统,便于清理毛刺飞边、浇口等,便于刷涂料。
    ⑤分型面的设置应尽量简化压铸型结构,充分考虑合金的铸造性能。
    【二】、机械铝压铸件的抛丸处理
    机械铝压铸件质量对机械产品的性能有很大影响。例如,机床机械铝压铸件的抗磨性和尺寸稳定性,直接影响机床的精度保持寿命;各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度,直接影响泵和液压系统的工作速率,能量消耗和气蚀的发展等;内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等机械铝压铸件的强度和耐激冷激热性,直接影响发动机的工作寿命。总而言之,机械铝压铸件质量对机械产品的性能存在很大的影响。因此,在制造铝压铸件产品的过程中,对每道工序都严格按工艺守则和技术条件进行控制和检验,制造出合格产品。
    机械压铸件在铸造的过程中常会出现缺陷问题,而热裂就是很常见的一种缺陷。当然机械铝压铸件出现热裂是大家都不希望发生的情况,当出现这样的情况时我们也应该及时的采取措施,做好预防工作甚为关键。下面我们就来了解预防机械铝压铸件出现热裂的措施。常见的导致机械铝压铸件热裂的原因是由于局部过热导致的,因此,我们在浇注的过程中要避免出现局部过热的情况,这样还能够减少一些内应力。对于铸造中要使用的模具,要先仅需预热。对于涂料的厚度等也要严格进行控制,要让铝压铸件的各个部位冷却的速度一致。
    机械铝压铸件抛丸处理:铝合金铝压铸件在铸造成型后,毛坯铝压铸件的表面处理一般来说不需要数控加工的铝压铸件都采用抛丸的加工形式来解决。这种工艺形式被称为喷完强化工艺。喷完强化就是指以高速运动的弹丸流喷射材料表面并使其表面发生塑性变形的过程。合理的利用塑性变形层内的残余压应力强化。可以改进金属材料的疲劳断裂及应力腐蚀,断裂抗力。从而阻止疲劳裂纹的萌生,延长机械铝压铸件的寿命。喷完强化的工艺成本低、耗能低、设备简单、操作便捷、生产速率高、适应性广著等优点。广泛用于变形铝合金、钢、钛合金及高温合金等,对于铸造铝合金进行了一些应用的。
    由于机械铝压铸件的薄厚不可能都一样,因此对于薄厚不同的机械铝压铸件来说,也要选择不同的模温。对于有些合金的组织,我们是需要进行细化的,这样能够提高合金组织的热裂能力,不容易出现热裂的情况。还可以对铝压铸件的结构进行改造,尤其是有尖角的去掉,这样就不会出现热裂了。