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模具

實型鑄造在轎車內(nèi)飾件模具制造中的應(yīng)用

發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:132

摘  要:著重介紹實型鑄造在轎車內(nèi)飾件成型模具制造中的應(yīng)用特點和工藝流程。
關(guān)鍵詞:鋁合金;實型鑄造;轎車內(nèi)飾件;模具

1 引言

在很多情況下,模具為鑄造行業(yè)的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。如:鑄造模型,壓鑄模具等,它們是生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品所必備的工具。隨著汽車業(yè)在中國的蓬勃發(fā)展和一些新產(chǎn)品的開發(fā)需要,鑄造也為一些特殊模具的制造創(chuàng)造了先機。如:汽車內(nèi)飾件模具、檢具等。其中尤以實型鑄造對模具制造的影響最為直接。

中國的轎車工業(yè)雖起步較晚,但發(fā)展迅速,現(xiàn)在激烈的競爭使得國產(chǎn)轎車從單純的CKD組裝逐步發(fā)展到零部件的國產(chǎn)化,今年開始新車的零部件開發(fā)大部分在國內(nèi)進行,因而對模具制造業(yè)提出了更高的要求,加速了實型鑄造工藝在模具制造中的應(yīng)用。

2實型鑄造工藝特點

實型鑄造是1956年由美國人發(fā)明的,從起先單件小批量大件生產(chǎn)到大批量小件流水線生產(chǎn),以美國、意大利、德國、俄羅斯、日本等工業(yè)化生產(chǎn)最具代表性。八十年代中期開始應(yīng)用于汽車零部件生產(chǎn),從而刺激該項工藝的進一步完善和發(fā)展。

我國對實型鑄造工藝的研究始于六十年代中期,起步于零件毛坯的生產(chǎn),以鑄鐵、鑄鋼為主。現(xiàn)有近百余家工廠生產(chǎn)實型鑄造鑄件,大多數(shù)規(guī)模較小。近年來由于中國轎車進入百姓家庭,汽車工業(yè)飛速發(fā)展,建成了一批汽車零部件的實型鑄造生產(chǎn)線。同時也開始應(yīng)用于模具制造之中。

傳統(tǒng)的砂型鑄造方法是:先根據(jù)圖紙制造木模、芯盒,然后,分箱造型,合模澆鑄。實型鑄造則是:先制作與鑄件相同的發(fā)泡聚苯乙烯塑料原形,造型時,將原樣置于砂箱內(nèi),造型后,不取出泡沫塑料模樣,形成有實型型腔的鑄型,澆鑄金屬氣化模樣,金屬液取代模樣空間,冷卻凝固形成與模樣形狀相同的無披縫的鑄件。

實型鑄造工藝與傳統(tǒng)砂型鑄造工藝兩者比較,其的優(yōu)點是:制作鑄造模型的費用較木模低;模樣與鑄件的形狀完全相同,很容易進行尺寸檢驗;不使用型芯、沒有分型面;鑄造工時大大減少;可以鑄造很復(fù)雜的零件,并且能很容易預(yù)埋鑲嵌件和冷卻水管等;原材料成本、勞動力成本和生產(chǎn)成本普遍低于普通砂型鑄造。

3 轎車內(nèi)飾件模具的要求

轎車內(nèi)飾件在轎車內(nèi)飾件有諸如主地毯、行李箱側(cè)板、行李箱地毯、衣帽架、門和頂棚等,是汽車內(nèi)飾件中最為關(guān)鍵的部分。轎車內(nèi)飾件都由兩部分構(gòu)成:面料和骨架。面料大多為針刺地毯、簇絨地毯、布料等;骨架多采用麻纖維+聚丙烯(PP),棉纖維+聚丙烯(PP),廢纖維+樹脂,木粉板等。在制造過程中,面料不必加熱,而骨架需預(yù)先加熱軟化成型,再與面料粘合,冷卻成型。而且這些內(nèi)飾件的形狀均為自由曲面,型面起伏多變,高低落差懸殊,外形尺寸較大。因此,該類模具有其獨特性,成型模具不能采用常規(guī)的鋼質(zhì)材料,同時要求模具材料除了達到基本硬度外,還要求具有導(dǎo)熱性好、不生銹等特點。

根據(jù)以上產(chǎn)品的特點,由于內(nèi)飾件模具尺寸較大,考慮到模具自重的因素,我們選用鋁合金為模具的材料。另外模具的冷卻效果直接影響到骨架成形和生產(chǎn)效率,因此須將水管預(yù)埋在模具中。故,需要用鑄造方法才能獲得符合使用要求的模具的坯料。

4 制造工藝

根據(jù)轎車內(nèi)飾件模具的要求,傳統(tǒng)的模具設(shè)計、制造工藝無法滿足產(chǎn)品成型和客戶制作周期的要求。我們運用三維造型或反向工程建立產(chǎn)品模型并進行模具設(shè)計,采用實型鑄造工藝鑄造鋁合金模具的動、定模模坯。

4.1 模型制作

4.1.1 材料選用

根據(jù)鋁合金鑄造的條件選用具有密度小、強度高、氣化迅速、殘留物少、成型加工方便的聚苯乙烯塑料為氣化模原材料。其原珠粒特性見附表。


相對分子量含水量堆積密度粒徑
180000 - 270000~ 0.3%600 ~ 650 Kg/m30.3 ~ 0.5mm


4.1.2模樣成形工藝

利用目前在模具制造中已經(jīng)成熟的CAD/CAM技術(shù)加工模型。采用手工方法修補和裝配模樣和澆鑄系統(tǒng)。同時在成型面以下相同距離布置冷卻水管。

4.2涂料

涂料是實型鑄造工藝成敗的關(guān)鍵因素之一。實型鑄造用涂料應(yīng)具有好的強度、透氣性、耐火度、絕熱性、耐激冷激熱性、涂掛性、滴淌性、懸浮性及抗吸濕性等性能。一般有耐火材料、拈結(jié)劑、溶劑、懸浮劑、觸變劑和其他附加物等組成。

采用刷涂方法給模樣涂覆涂料,并要做到均勻、全面、不得有未上吐露的模型暴露部位。

模樣上完涂料后需烘干。一般在50℃左右,干燥8 – 10小時。另外在干燥過程中應(yīng)控制烘干設(shè)備的濕度,一般濕度不大于30%。并注意模型的合理放置和支撐,防止模型變形。

4.3造型

選擇合理的砂箱,使用樹脂自硬砂造型工藝,建立合理的排氣通道。樹脂含量控制在0.8%以下。澆鑄時間控制在造型完成后8小時以上。

4.4澆鑄

聚苯乙烯泡沫塑料的高溫分解是一個復(fù)雜的物理 – 化學(xué)過程,常常會吸收熱量。故鋁合金的澆注溫度一般高于普通砂型鑄造時的澆注溫度。建議控制在700 - 750℃的范圍內(nèi)。

5結(jié)束語

(1)實型鑄造在轎車內(nèi)飾件模具制造上的應(yīng)用是非常合理的,它既能在新車開發(fā)和舊車換型的競爭中贏得寶貴的時間,又能降低成本,獲得復(fù)雜及有特殊要求的鑄件。經(jīng)濟效益和社會效益顯而易見。
(2)運用實型鑄造工藝、CAD/CAM技術(shù)和反向工程技術(shù)制造轎車內(nèi)飾件模具達到國際同行業(yè)先進水平,對促進國內(nèi)轎車工業(yè)的迅速發(fā)展和零部件國產(chǎn)化有相當(dāng)重要的意義。
(3)由于澆注溫度、合金成分的不同,大型鋁合金鑄件的實型鑄造相對與鑄鐵、鑄鋼來說困難許多。但通過實踐證明:合理的工藝設(shè)計和鑄造方法是能夠改善鑄件質(zhì)量的。

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