氣缸蓋模具技術(shù)開發(fā)及設(shè)計初探

關(guān)鍵詞：鋁合金缸蓋、重力鑄造、可傾式頂澆注工藝、順序凝固?定邦模具廠創(chuàng)建于上世紀(jì)90年代初期，專業(yè)從事汽車發(fā)動機鋁合金缸蓋金屬型重力鑄造模具設(shè)計與制造，迄今已生產(chǎn)了20多種型號，60多套氣缸蓋模具。21世紀(jì)初，為適應(yīng)中國汽車工業(yè)大發(fā)展的潮涌，聘請國內(nèi)金屬型重力鑄造的工藝、模具方面的10多位專家組建了定邦汽車缸蓋模具研究所，致力于汽車缸蓋（鋁合金）的鑄造工藝和模具的開發(fā)和研究。?汽缸蓋是汽車發(fā)動機中一個十分重要的部件，其上部置有凸輪軸，下部與氣缸體、活塞組成燃燒室，兩邊是進氣道和排氣道，與油氣進入的進氣歧管件和廢氣排出的排氣管件相接，內(nèi)有貫穿的冷卻水道和潤滑油路。因此，在對發(fā)動機的功率和工作性能的影響舉足輕重也就很清楚了。氣缸蓋的工作情況是，當(dāng)燃?xì)庠谌紵覂?nèi)爆燃時，氣體溫度瞬間高達1100℃以上，這種高溫?zé)釠_擊反復(fù)作用產(chǎn)生高達7MPa壓力直接于汽缸蓋與汽缸體的連接處。因此，氣缸蓋在發(fā)動機整個工作過程中是處于高溫狀態(tài)下，承受巨大的熱沖擊作用，工作條件甚為惡劣。從氣缸蓋的鑄件結(jié)構(gòu)上來看，內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀多變化，壁厚不勻，其中氣缸蓋冷卻水道內(nèi)腔彎彎曲曲，壁厚一般在4-5毫米，最薄處只有2.5毫米。而且隨著汽車發(fā)動機向高效率、低油耗、少污染的方向發(fā)展，氣缸蓋的結(jié)構(gòu)會變得愈來愈復(fù)雜。?由于缸蓋的特定工作條件要求，對缸蓋的性能要求非常高。例如氣缸蓋要承受起0.3-0.4MPa的氣密試驗無滲漏；在幾何形狀上進排氣道要求很嚴(yán)，其直接影響油氣進入的方向，混合情況，直接影響發(fā)動機功率，起動速度，一般都進行流道試驗檢查；燃燒室容積是發(fā)動機的一個重要參數(shù)（排氣量的一個組成），對電噴發(fā)動機而言，其燃燒室容積誤差，還直接影響發(fā)動機減少“爆缸”，影響發(fā)動機穩(wěn)定性，一般要求容積誤差在2.5%以內(nèi)，也就是說只有零點幾毫升誤差；缸蓋內(nèi)部的冷卻水道形狀和容積大小對發(fā)動機的使用壽命都會直接有影響。因此，我們說汽車發(fā)動機缸蓋的鑄造生產(chǎn)技術(shù)要求高、難度大，其模具的設(shè)計、制造是其中很重要和很關(guān)鍵的一個保證。?汽車工業(yè)率先發(fā)展鋁鑄造工業(yè)以來，曾先后出現(xiàn)了多種鑄造工藝的應(yīng)用，如金屬型重力鑄造、低壓鑄造、高壓鑄造、砂型鑄造以及消失模鑄造等。伴隨著數(shù)十年歷程的市場競爭和技術(shù)的不斷改造，發(fā)動機的重要部件鋁缸蓋的生產(chǎn)工藝已基本走向統(tǒng)一，那就是起著主導(dǎo)作用的金屬型重力鑄造工藝。目前，在全球幾仟萬件鋁缸蓋總產(chǎn)量中，近85%的鑄造生產(chǎn)都是采用金屬型重力鑄造工藝的。