자동차산업의급속한발전과함께부품의재료, 설계및 제조에대한요구사항이높아지고고집적, 고성능, 저비용이개발트렌드가되었습니다. 오일팬과하부실린더블록은모두자동차엔진의중요한부품입니다. 하부실린더블록밸런스샤프트와오일팬 수집및 필터링기능을동일한부품에통합함으로써엔진의무게와부피를효과적으로줄일수 있습니다. 그러나구조가복잡하고벽 두께변화가크기때문에여러제품으로분할하여개별적으로가공한 다음결합하여가공해야하기때문에제품제조에어려움이있습니다.
이주제에서연구하는엔진의통합오일팬에는오일팬 본체, 밸런스베어링커버및 단일밸런스베어링커버의세 가지주물이포함되어있습니다. A380 개질합금소재를사용하여주물의평균벽 두께는 3mm, 최소벽 두께는 2. 5mm, 블랭크의질량은 10. 74kg입니다. 내부캐비티는 300kPa 이하에서누출이없어야하며, 오일통로는 600kPa에서누출이없고온도가 60℃를초과하지않아야합니다. 누출, 1. 5T 엔진에사용되며연간생산량은 400, 000 개로전형적인복잡한오일팬 주조입니다.
다이캐스팅설계의기술적포인트
1. 1 러너디자인
주조 1은그림 1과같이 3면타설설계를채택하지만한 면의전체타설에중점을둡니다. 제품이길기때문에 (상하길이가 437. 2mm에달함) 3면타설설계는긴 공정의문제를효과적으로완화하여제품을다른영역에채울수 있습니다. 그러나제품의전체벽 두께가두껍고붓는위치에돌출된 인서트가많다는점을고려하여용융알루미늄의유동성이차단되는것을방지하기위해한쪽의충전이강화되고단면적이전체적으로점차좁아져용융알루미늄의흐름을가속화합니다. 스프루를설계합니다.
주조 2는비교적단순한모양의밸런스베어링커버로, 중간두 개의밸런스샤프트오일홈만두껍습니다. 용융알루미늄의단순한흐름패턴을기반으로비용을절감하고용융알루미늄의유효출력속도를높이기위해그림 2와같이단면주입방식을채택하고게이트는공급을위해벽 두께영역에배치됩니다.
주물 3은그림 3과같이작은부품(크기 63mm × 15mm)의단일밸런스샤프트타일커버로, 충전및 타설을위해하나의캐비티와 8개의금형설계가채택되었습니다.
1. 2 배기방법
복잡한주조 1의경우배기를위해고진공이사용됩니다. 주조 2, 일반 \"빨래판\" 유형배기블록사용. 주조 3은슬래그백의꼬리에슬래그백과금형코어배기채널을직접채택합니다. 주조 1의배기기술의주요포인트가여기에강조되어있습니다.
주물의고압오일통로와오일필터가워터테일에집중되어있기때문에워터테일의배기효과는이러한위치의내부품질을결정하는핵심요소입니다. 주조 1은고진공배기를사용하여주조워터테일의음압영역의기압을줄입니다. 우선, 음압채널을빠르게형성하기위해진공탱크의부피를 800L 이상 (여기서 800L는캐비티와트로프가포함된 금형부피의 10 배이상)으로선택해야합니다. 둘째, 금형과진공기계를연결하는파이프라인은밀봉되고밀폐되어야하며파이프라인의진공도는 2,000 Pa 이내로유지되어야합니다. 셋째, 금형은밀봉테이프로밀봉하고모든골무와코어핀은실란트로코팅합니다. 금형을닫은후 캐비티진공은 4,000 Pa 이내로유지해야합니다. 마지막으로, 밀봉된 펀치의최상의생산을선택하거나확장된 버전의펀치를사용하여펀치의밀봉영역을늘리고캐비티로의공기누출을효과적으로완화하십시오.
1. 3 금형온도
고진공의특성으로인해용융알루미늄은이론적유체상태에따라완전히채워지지않으며 (그림 4 참조) 용융알루미늄은흡입시특정위치에서빠르게응고되기쉬워다이캐스팅기공, 수축구멍및 균열과같은다이캐스팅결함이발생하기쉽습니다. 이주조 1의제품은펀치가 410mm 위치로이동하면진공을시작하고 (알루미늄액체충진도가 70 % 요구사항에도달) 540mm 위치에서진공을닫습니다. 시간), 진공스트로크는 130mm, 시간은 0. 874 초. 이러한짧은시간에인출된 알루미늄액체가물꼬의중요한위치에서미리응고되지않도록해야합니다. 따라서이 위치의금형온도는오일온도기계를사용하여각각 220 ℃와 180 ℃로제어됩니다. 금형온도를높이고용융알루미늄의유동성을높이는것이이 두중요한위치의내부품질을보장하는핵심입니다.
주조 2와 3은구조가비교적단순하고충전거리가짧으며성형이쉽습니다. 금형표면온도가높고제품이검게변하지않는한 높은금형온도가필요하지않습니다.
1. 4가지금형냉각옵션
이주조 1은초점냉각기술과간헐적급수기술을사용합니다. 주조생산은더 높은온도를유지해야하고이동식금형측에더 많은인서트보스가있기때문에고온을보장할뿐만아니라상승된 인서트가핫 조인트를형성하여수축균열및 기타결함을일으키지않도록해야합니다. 절단공정은각 인서트에대해수행되며스팟냉각은인서트내부로구동됩니다. 동기식주변장비는간헐적물 공급방식을사용합니다. 제품응고단계에서는솔레노이드밸브가열려제품을국부적으로냉각시킵니다. 이것은더 높은온도를얻을뿐만아니라좋은냉각효과도얻습니다. 초점냉각공정은그림 1의화살표와같이다이캐스팅코어니들을위해설계되었습니다. 벽두께영역의중앙에있는 4mm 바늘은직접수축을유발합니다. 4mm 바늘에는초점냉각설계가사용되어나사구멍의기공문제를해결할수 있습니다. 마찬가지로다른교차핫 스팟에서는바늘이배출될 수있는슈퍼포인트콜드니들디자인이사용되어화상, 기공및 바늘부러짐문제를크게완화합니다. 초점냉각및 간헐적물 공급의시간설정은재료펀칭구멍의벽 두께와위치를고려해야합니다. 따라서이러한다양한영역의냉침은구역별로제어해야합니다.
캐스팅 2는밸런스샤프트중앙에 4mm 오일홈 구멍과피드입구에 Φ8mm 볼트구멍만있으며, 이는초점냉간제어를사용합니다. 알루미늄액체를닦은후 중간벽 두께영역사이에느슨한채널이형성되므로오버포인트콜드니들을사용하여핀홀주변의고밀도층을강제로증가시키고 1초의지연과 10초동안냉각해야합니다. 주조 3의 Φ8mm 16개의작은니들은모두슈퍼포인트콜드컨트롤을사용하여핀홀근처의고밀도층의두께를유지합니다.
1. 5 현지압출기술선택
국부압출핀은벽 두께영역의수축을신속하게해결할수 있으며다이캐스팅분야에서널리사용됩니다. 금형흐름핫 조인트의분석은그림 5에나와있습니다. 주조 1에는많은핫 조인트가있으며압출핀의위치를합리적으로배치해야합니다. 먼저콜드니들을사용하여제거할수 있는핫 노드를제거하고, 두번째로주요위치에있지않은핫 노드를제거합니다. 마지막으로금형내부공간에서스퀴즈핀 실린더의배열을고려해야합니다. 일반적으로구조가복잡하고공기누출이방지되는지점에배치됩니다. .
다이캐스팅공정제어의핵심포인트
2. 1 다이캐스팅중 스프레이흐름제어
다이캐스팅공정에서스프레이유량은이동식금형과고정식금형에서별도로측정되며, 이동식금형은 3,200mL, 고정식금형은 2,200mL로제어됩니다. 또한동적및 고정금형유량에대해상한및 하한편차값이별도로설정되어있습니다. 선택한전자식유량계의정확도는 50mL이므로설정편차는 ±200mL이며, 200mL는스프레이건 1개가줄어든후 실제측정된값입니다. 생산공정중에편차값을초과하면다이캐스팅생산주기를중지하기위해경보신호가직접출력됩니다. 따라서스프레이건으로인해스프레이가막혀곰팡이가달라붙거나화상을입을수 있는것을효과적으로방지할수 있습니다.
2. 2 용융알루미늄온도의공정제어
유지로의보온효과는좋지만가열속도는정량로보다느리기때문에용융알루미늄의유입온도를제어해야합니다. 용융알루미늄의주조온도는 675±10°C이므로운송래들에서용융알루미늄의유입온도는 700°C 이상으로유지되어야합니다. 이온도이하로공급하면충전공정중 용융알루미늄의흐름상태에영향을미쳐국소위치에서기공의비율이증가합니다. 730℃ 이상의재료를추가하면금형표면에알루미늄이심하게타거나달라붙어주물의외관품질에영향을미칩니다. 유지용광로에용융알루미늄의온도알람을설정합니다. 주입온도가범위내에있지않으면유지로가경보를울리고다이캐스팅생산주기를중지하여용융알루미늄의온도편차로인한결함을효과적으로방지할 수있습니다.
2. 3 진공제어
주조 1 금형은이동식및 고정식금형실링테이프로실링하고골무와코어핀은모두실란트를도포하여실링하고슈트도일체형슈트이지만펀치는특수실링펀치를사용하지않고확장판펀치(150mm까지확장)를사용합니다. 이러한밀봉상태에서진공도가 4kPa를초과하도록설정되면알람이트리거되며(4kPa는생산공정중 높은통과율에따라설정된경험적알람값), 진공도는일반적으로약 2입니다. 3k Pa. 청결도및 막힘값은일반적으로 101kPa에가깝고설정된알람값은 90kPa입니다(공장에서필터탱크의청소주기에따라 90kPa가설정됨). 청소주기가끝나면진공밸브필터탱크를제때청소해야합니다. 청소하지않으면진공청소효과에영향을미칩니다. 진공탱크의설정값은일반적으로 2. 2 ~ 400 Pa 사이인 1kPa입니다. 필요한값을초과하면경보가발생하고다이캐스팅기계가종료됩니다.
2. 4 실제주입매개변수모니터링
다이캐스팅기계는국산 Ube 1650T 모델을채택했습니다. 자체다이캐스팅기계매개변수제어시스템외에도 2 차원코드추적시스템 (공장에서 MES 시스템이라고함)을사용하여다이캐스팅기계와주변보조장비를연결하여 MES 시스템이각 금형의생산매개변수를실시간으로읽고클라우드에서비교할수 있도록클라우드에다시피드백합니다 (클라우드비교값은필요에따라클라우드에미리입력되고다른매개변수의실제성과에따라다른범위값이출력됨). 예를들어저속은 ± 0. 05m/s, 고속은 ±3m/s 등), 제품(표 2 참조. 표 2 참조), 비교후 범위를초과하는제품은시스템에의해잠기고불합격으로판정됩니다. 또한클라우드빅데이터는업데이트된데이터양을기반으로제품노후화와파라미터변경간의실시간관계를정기적으로계산합니다. 일정기간동안의폐기율변동에대한원인을파악하고적격제품유지율을개선할수 있습니다. 다이캐스팅생산공정에변동이발생하면문제점을빠르게파악하고현장에서선순환을효과적으로촉진할수 있습니다.
2. 5 다이캐스팅수상운송제어
물수송이시작될때 각라인은솔레노이드밸브를사용하여직접냉각또는일반지점냉수수송시간을제어합니다. 수압은 0. 4 MPa이고수온은 30 ℃ 순수한물입니다. 트로프, 재료슬리브, 펀치, 스플릿콘 및재료슬리브강제냉판을제외하고일반적으로개방및 직접냉각되는다른모든직접냉각 (물장벽) 및대형포인트냉각은솔레노이드밸브, 지연 3 초, 냉각 15 초로제어되어금형온도를보장합니다. Φ4mm에서 Φ14mm까지의모든바늘 (중앙튜브는 Φ1. 5mm에서 Φ5. 5mm)는초점냉수에의해제어되고, 초점냉수수송압력은 10MPa, 물수송온도는 10 ℃입니다 (여기서온도를너무낮게설정할수 없으며너무낮 으면더 많은열을빼앗기지만바늘이쉽게부러질 수있습니다), 동일한크기의초 저온바늘의각 그룹은 8 개를초과하지않으며 (8 개이상의바늘이직경 G1/2 연결파이프직경의직경을초과), 모든바늘은 Φ6mm 포인트콜드바늘을제외하고총 4 개의그룹으로결합되며지연시간은 5 초이고냉각은 13 초이며 Φ4mm 포인트콜드바늘은 4 초지연, 냉각시간은 13 초로설정하여금형온도필드를목표로합니다. 빠르게냉각해야하는영역에서핫스팟발생을줄입니다. 금형온도의균형과보온을보장할뿐만아니라국부적인 핫스팟을제거하고제품품질을보장합니다.
3. 새로운다기능오일팬의품질. 세제품은서로다른두 대의기계에서생산되며, 일일생산량은주조 1에서주조 3까지각각 980개/일, 1, 500개/일, 12, 000개/일에달합니다. 최종조립까지세 제품의전체합격률은 97%에달합니다. 그림 8은주조 1, 2의외형과주조 1, 2, 3의내부품질을촬영한사진입니다.
