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通过模流分析,降低节流阀体压铸件的废品率

简世劲 黄志华 发表于2019/7/8 20:38:51 节流阀体零件模具模流分析

1、左侧节气门轴孔  2、右侧节气门轴孔 3、齿轮箱弹簧限位小柱子  4、电机孔  5、进气孔环带

文章介绍B15B阀体产品结构,模具结构以及生产过程中出现的问题,运用模流分析,对模具的进料系统及排溢系统做了分析改进,解决了节流阀体在生产过程中出现的问题,有效降低了产品废品率。

B15B产品零件结构

B15B节流阀体零件(图1)。最大外形尺寸107 mm ×103 mm × 63 mm,最小壁厚为1.7 mm,最大壁厚为5 mm,平均 壁厚为3 mm,质量约为400g。该产品在齿轮箱侧有2处弹簧限位小柱子, 最小端只有1.3 mm,高度为9 mm。

模具设计方案

模具结构见图2,跑狗网出版.www66554图见图3。1模1件,采用3个滑块,考虑到滑块尺寸较大,3个滑块均为油缸抽芯。横浇道通过右侧镶块,合金液沿横浇道从右侧滑块底部进料口进入型腔。设计使用4000kN压铸机,采用φ60mm冲头。

生产过程存在的问题

节流阀体作为汽车电控喷射系统的进气子系统的关键部件,除了对外观有较高的要求外,其进气环带、节气门轴孔及法兰面等部位均不能有大于0.4mm的气孔。生产过程中的废品主要集中在两个方面:①毛坯的报废,主要体现为齿轮箱限位小柱欠铸及齿轮箱周边欠铸。②加工后的报废,主要体现为内浇口底部、进气环带等部位的气孔超标。

对模具的分析与改进

铸件欠铸

生产过程中,针对齿轮箱限位小柱欠铸缺陷,分别对压射行程及快压速度等工艺参数进行调整,均没产生明显效果,这说明由于产品及模具结构的关系,使得工艺参数调整窗口过小,无法通过调整参数提高产品合格率。考虑到小柱部位在模具上属于深腔部分,合金液进入型腔时深腔内的气体无法排出,从而造成欠铸,因此考虑在该部位增加排气销,排气销与小柱子的配合图见图4,排气销视图见图5、图6,其配合段尺寸为φ6mm,在排气销端面及四周切扁,单边各0.15~0.2mm,利用扁面进行排气。

针对齿轮箱周边的欠铸,通过模流分析(见图7)发现,欠铸部位(见图8)为进料的末端,且该部位没有排溢系统,没法将冷料及型腔内气体排出,因此考虑在该部位附近增加一处渣包及溢流口,更改后跑狗网出版.www66554图见图8。

加工后气孔

现场调查后发现气孔位置均在进气环带以及内浇口底部。针对环带气孔,通过调整快压射速度及喷涂、吹气时间等工艺参数,都没起到很大效果,加大快压射速度反而造成飞边过大,无法正常生产。通过调查发现环带内的气孔均集中在两型芯对接位置附近,且气孔为密集型的小气孔,分析后决定通过加强该型芯的冷却,增加产品的激冷层。原模具进气孔型芯采用节气门轴孔中心对接方式,见图9,采用该对接方式,型芯冷却水无法到达进气孔环带位置,因此将动模型芯加长,并加长该型芯通水,使冷却水道可以到达进气孔环带位置,另一侧型芯相对应减短,见图10。

针对内浇口处加工后出现的气孔,检查模具浇注系统发现原设计内浇口坡度为27°,根据压铸模设计手册,内浇口坡度应为30°-45°。因此将内浇口坡度由27°更改到35°,并适当调整内浇口。

结语

针对生产过程产生的欠铸及气孔废品,逐一进行分析并采取相应改进措施,废品率由最初的48.52%降到了10%以下,取得了很好的经济效益。

作者:简世劲 黄志华   湛江德利车辆部件有限公司

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