[实用新型]一种起动机外壳铝合金液态模锻的模具

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种铝合金液态模锻模具，特别涉及一种用于起动机外壳铝合金液态模锻的模具，属于机械加工的技术领域。

背景技术

国外发达国家的汽车制造业考虑到整车轻量化、道路适应性、环境保护、加工成本等问题，对汽车起动机外壳采用铝合金材料制成。但是由于传统的铝合金压铸或重力铸造的汽车起动机外壳的力学性能指标不能适应国内道路状况要求。所以从六十年代开始国内汽车行业制造商将汽车起动机外壳材料由铝合金改为球墨铸铁，使用砂型铸造生产制造起动机外壳。其后制造的起动机外壳强度能够满足国内路况需要。但是制成的起动机单件重量大于4000克，较铝合金材质单件重量1008千克，增加总量近4倍，不能适应目前汽车轻量化要求。而且由于球墨铸铁件砂型铸造浇注系统需要保留水口、冒口，需保留较大的加工余量，存在材料利用率低，后续的切削加工的工作量大，生产成本居高不下，经济性较差等问题，同时还存在能耗较高、污染环境等问题。

液态模锻是介于液态成型和固态成型之间的一种工艺，液态模锻工艺是对浇入模具内的液态金属施以较高的机械压力，使其凝固时消除铸造缺陷并产生一定塑性变形，从而获得高质量制件的一种方法。液态模锻技术不仅适用于轴对称的实心零件、杯形件、通孔件以及长轴类等厚壁零件，也适用于非轴对称、壁厚不均匀、形状复杂的零件。对于一些薄壁零件也可以用液态模锻获得很好的成形质量。它集中了这两种工艺的优点，综合了金属的韧性、成形性、导电导热性等，其强度、刚度、硬度、耐热、耐磨、耐蚀等性能指标均优于砂型铸造的球墨铸铁件。

但采用液态模锻加工起动机外壳等特形产品具有一定难度，主要是零件壁薄，形体凹凸异形不规则，成形不易充满，现有技术中还没有较好地解决方法。

发明内容

本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种整体起动机铝合金外壳的液态模锻模具，在保证铝合金外壳机械性能的同时，提高材料利用率，减少后续加要的切削加工量，降低加工成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种整体起动机铝合金外壳的液态模锻模具，由上模连板、上模腿、上模板、上模芯、底模芯、抽芯、底模板、顶板、模腿、油缸、电磁行程开关、冲头、空腔等十三部分组成。具体而言包括上模及底模，上模芯环套在芯棒上并固定安装在上模板上，上模芯和底模芯内设有上冷却腔；底模的底模体及底模芯嵌套在一起并固定安装在下固定板上。模具上模连板的中央设有油缸，各部分模具通过油缸连接，油缸的行程通过电磁接近开关控制。

进一步的：

所述模体为两个对开的半模。由于上模芯(凹模)压入底模芯(凸模)液态金属反向挤压受力不均时会造成厚壁处产生冷隔、卷气缩孔等缺陷，为了减少这些缺陷，采用上模芯(凹模)对下模芯(凸模)直接加压。为了控制凸凹模挤压受力均匀，在模具上横连板中央装胃了油缸，油缸下端是冲头，使用行程开关控制油缸冲头，用于调整上下模板芯在铝合金液态模锻过程均匀受力。上模连板下部设置一定的空腔，便于液态金属热传速度和凝固速度保持相等。压机装置了六个油缸，分别控制模具上下部的顶板和抽芯四周的锁紧，可以实现自动合模。铝液注入模具后，按下“下行”开关，上模自动下行，下行到规定的行程位置后(上液压油缸显示7—8兆帕)，上模芯与底模芯闭合，开始通过上模具连板装置的油缸冲头对上模芯加压，保压一段时间(50s-60s)，待液锻件冷却定型后，按下“工作”键，先开左右锁紧块，再开前后模具块，上模回程上行到一定位胃，将下模顶出毛坯，上油缸回程，取下铸件。进行下一个周期循环。

本发明的技术效果在于：

本发明公开的一种整体起动机铝合金外壳的液态模锻模具，不仅可使起动机铝合金外壳的机械性能与模锻的起动机铝合金外壳机械性能相当，而且提高材料利用率，并可大大地减少后续加工的切削加工量，降低加工成本，同时生产出的起动机铝合金外壳重量轻，质量好，经济性更佳。目前运用液态模锻工艺制成的铝合金起动机外壳各项性能指标符合或优于国家标准；芯棒与上模芯及底模体与底模芯的分体结构，便于模具的修复和更换，提高了模具使用寿命，同时减少维修费用。

同时，本发明提供一种起动机外壳铝合金液态模锻的模具及复合成形方法，即，液态模锻是将熔化的铝合金注入模具中压机开动之后，在压力作用下使铝合金在成形过程中凝固。按铝合金注入模具的方式分为上压式和下注式。本工艺采用顶注式成形。其优点是保温好、可成形性能奸，取件方便，利用压机上的油缸将工件顶出。

具体而言，包括熔炼→液态模锻→均匀化→等温轧制→热处理→精整；