大型复杂零件挤压铸造模具总体结构同尺寸对挤压铸件质量的影响

其一、大型复杂零件挤压铸造模具总体结构

为满足大型复杂零件挤压铸造成形对铸造模具功能的要求，本章提出了一种适合大型复杂零件挤压铸造成形的模具方案。该成形模具方案的总体结构可分为三个部分：支座部分、主体部分和上模部分。

模具支座部分主要包括：底板，料筒，料筒加热系统，冲头，支柱，工作台等；模具主体部分主要包括：下模板，下模，左侧模，右侧模，中心杆，下锁模环，下锁模环驱动机构，侧模驱动机构等；大型复杂零件挤压铸造成形模具的工作原理：先放置模具中心杆到下模定位点并固定，左、右侧模在侧模驱动机构控制下运动至预合型位置，下锁模环驱动机构驱动下锁模环运动至模具下锁模环自锁位置，上模部分在液压机主液压缸驱动下运动至预定挤压前位置，上锁模环随上模部分运动至模具上锁模环自锁位置，模具完成充型前预合型；然后合金液气压输送系统工作，输送定量合金液至料筒，料筒中的冲头活塞动作，将合金液挤入模具预合型形成的封闭模腔内，完成充型过程，冲头在充型然后位置固定保压；完成充型后，液压机主液压缸启动，上模部分在主液压缸的驱动下向下施加机械挤压力，并保压至零件凝固；在保压至时间后，主液压缸卸压，开上模，并带动上锁模环、两侧孔挤孔棒随上模部分向上运动，与侧模分离，实现侧模解锁与抽芯，下锁模环驱动机构动作，解除下锁模环锁模功能，侧模驱动机构控制左、右侧模开模，取出铸件，并用机加工的方法将中心杆从铸件中分离；清理模具，执行相应工艺要求后，进入下一循环。

其二、尺寸对挤压铸件质量的影响

(1)余量和公差的选择。当覆膜砂铸造模具尺寸要求较高而挤压铸造工艺难以达到其精度要求时，铸件相应位置需预留的加工余量，以便后期进行机械加工提。因挤压铸件外层具有好的力学性能等优点，所以在预留加工余量时应尽可能地减小预留量，并且应尽量避免在同一方向上进行多面加工。

(2)脱模斜度。铸件上的脱模斜度不包括在尺寸公差值范围内，设计脱模斜度是为了让铸件能好的从模具中脱出，提高铸件表面光洁度，因此，在不影响铸件功能的情况下，脱模斜度可取较大值。

(3)圆角半径。一般铸件上两个面的相交处应采用圆弧的连接方式(在分型面处以及有特别要求的相交面处除外)，这样有利于合金液的流动和充型，对改变铸件内部质量也具有重要的作用。

另外，在铸件结构设计时，还需要尽量减小铸件壁厚分布的不均匀性，合理调整壁厚区间变化较大的区域，这样有利于提高铸件内部组织质量，防止铸件在结晶凝固过程和余热处理过程中的凹陷、裂纹等缺陷的产生。