本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋一模兩件低壓鑄造模具及其鑄造方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著國內(nèi)汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，汽車輕量化、低排放要求的提出和發(fā)動(dòng)機(jī)核心零部件缸體、缸蓋等不斷向著輕量化、薄壁化、集成化和復(fù)雜化方向發(fā)展，特別是隨著排氣集成發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的設(shè)計(jì)和出現(xiàn)，重力鑄造工藝已經(jīng)很難滿足缸蓋產(chǎn)品設(shè)計(jì)和鑄造工藝的要求。

低壓鑄造具有尺寸精度高、金屬利用率高、充型平穩(wěn)、鑄件組織致密、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為國內(nèi)汽車鑄造行業(yè)，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋、缸體等薄壁復(fù)雜鑄件的重要生產(chǎn)工藝，但現(xiàn)有的缸蓋低壓鑄造工藝周期長，成本高，限制了其發(fā)展，所以開發(fā)新的鑄造工藝已成為必然。

由于缸蓋結(jié)構(gòu)的薄壁、復(fù)雜特殊性和工作環(huán)境的高溫、高壓惡劣性，使得缸蓋對(duì)表面質(zhì)量和各項(xiàng)性能的要求較高，這也大大增加了鑄造和生產(chǎn)的難度。普通的缸蓋低壓鑄造因?yàn)楦咨w尺寸較大、六個(gè)面和內(nèi)部的復(fù)雜程度較高，同時(shí)受到低壓鑄造設(shè)備、模具尺寸的局限，只能采用一模一件五開模的鑄造方式，一次澆鑄只能獲得一個(gè)缸蓋鑄件，并且單個(gè)缸蓋鑄造周期長、生產(chǎn)效率低、成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，一個(gè)目的是提供一種能一次澆鑄獲得兩個(gè)混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋鑄件、縮短鑄造周期、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的低壓鑄造模具。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：

該發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋一模兩件低壓鑄造模具，包括外部澆鑄裝置和模具部分，模具部分位于外部澆鑄裝置上面，外部澆鑄裝置包括四個(gè)外澆道、一個(gè)升液管、一個(gè)升液盆、四個(gè)澆口，升液管上部設(shè)置升液盆，升液盆上部左右兩側(cè)各設(shè)置兩個(gè)澆口，每個(gè)澆口上部均設(shè)置一個(gè)外澆道，且升液管、升液盆、澆口、外澆道是相連通的，模具部分包括一個(gè)頂模、一個(gè)底模、兩個(gè)端模、兩個(gè)側(cè)模和一個(gè)中模，模具部分的上、下側(cè)分別設(shè)置頂模、底模，模具部分的前、后側(cè)各設(shè)置一個(gè)側(cè)模，模具部分的左、右側(cè)各設(shè)置一個(gè)端模，即頂模、底模、兩個(gè)端模和兩個(gè)側(cè)模安裝后能拼合成一箱體結(jié)構(gòu)，中模設(shè)置在頂模和底模之間，中模分為上中模和下中模上下兩部分，上中模和下中模連接，下中模安裝設(shè)置在底模頂面中央，上中模安裝設(shè)置在頂模底面中央，中模的左右兩側(cè)各設(shè)置一缸蓋澆鑄部位，底模安裝在升液盆上部，底模上設(shè)置供澆口和外澆道穿過的孔，左側(cè)的兩個(gè)外澆道與左側(cè)的缸蓋澆鑄部位相連通，右側(cè)的兩個(gè)外澆道與右側(cè)的缸蓋澆鑄部位相連通。

優(yōu)選地，缸蓋模具材料方面，除冷卻水道、進(jìn)氣道、排氣道和油池這些內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)使用砂芯外，其余部分均采用金屬型模具，缸蓋澆鑄部位的型腔采用鋁合金材質(zhì)。

優(yōu)選地，各外澆道均呈弓字形。

優(yōu)選地，中模采用鋼質(zhì)模具。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種應(yīng)用上述鑄造模具的鑄造方法，其特征在于：

包括以下步驟：

（1）澆鑄時(shí)，熔化好的鋁液在較低壓力下沿升液管、升液盆、左右澆口和左右外澆道分別同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)缸蓋澆鑄部位的型腔，通過緩慢提升壓力，使得鋁液緩慢、平穩(wěn)自下而上的同時(shí)充滿兩個(gè)型腔；

（2）然后通過快速增加鋁液壓力并保持壓力不變一段時(shí)間，使得兩個(gè)型腔的鋁液同時(shí)在該壓力下結(jié)晶凝固，冷卻凝固后卸掉壓力；

（3）打開模具，打開模具的方式為底模不動(dòng)，下中模固定在底模上也不動(dòng)，先打開兩個(gè)側(cè)模，再打開兩個(gè)端模，然后向上移動(dòng)頂模和上中模一段距離后保持不動(dòng)，此過程中左右兩個(gè)凝固件是跟隨頂模和上中模同時(shí)向上移動(dòng)的，將機(jī)械手伸至凝固件下部,在頂模上同時(shí)頂出兩個(gè)凝固件，該凝固件即缸蓋鑄件,鑄件落至機(jī)械手托盤，將機(jī)械手收回，這樣一個(gè)澆鑄過程即可澆鑄得到兩個(gè)缸蓋鑄件。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中的壓力控制在0-0.035Mpa。

優(yōu)選地，所述步驟（2）中保持不變的壓力范圍為0.035-0.04Mpa，保持時(shí)間為150-180s，冷卻時(shí)間為60-80s。

優(yōu)選地，所述步驟（1）、（2）中，熔化好的鋁液澆鑄溫度控制在695±5℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：

本發(fā)明一次澆鑄同時(shí)獲得兩個(gè)缸蓋鑄件，大大提高了生產(chǎn)效率，縮短了鑄造周期，減少了澆鑄次數(shù)，生產(chǎn)相同產(chǎn)量的缸蓋，可減少澆鑄過程中的鋁液損耗，降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明與普通低壓鑄造工藝相比，生產(chǎn)成本能夠降低50%，生產(chǎn)率能夠提高一倍，解決了普通低壓鑄造周期長、成本高的問題；

兩個(gè)缸蓋澆鑄的中間設(shè)置中模，中模采用鋼質(zhì)模具，非砂型模具，可以顯著提高鑄件表面質(zhì)量，使得鑄件冷卻可控，同時(shí)還能減少澆鑄過程中的砂芯發(fā)氣現(xiàn)象，降低由于砂芯發(fā)氣所導(dǎo)致的針孔、氣孔的可能性，可以很好的匹配缸蓋薄壁化、集成化和復(fù)雜化的特點(diǎn)，可以顯著提高鑄件質(zhì)量和力學(xué)性能，提高成品率，減少了污染氣體的排放和環(huán)境污染，具有環(huán)保效益。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明作示意性的說明和解釋，并不限于本發(fā)明的范圍。其中，

圖1為本發(fā)明缸蓋模具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明外部澆鑄裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明兩個(gè)缸蓋澆鑄部位在模具中的布局示意圖；

圖4為本發(fā)明兩個(gè)缸蓋的中間部位的模具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明缸蓋模具頂模結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面未述及的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容均可采用或借鑒現(xiàn)有技術(shù)。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)特征、目的、效果以及實(shí)施例，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)范圍。

如圖1-5所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋一模兩件低壓鑄造模具，包括外部澆鑄裝置和模具部分，模具部分位于外部澆鑄裝置上面，外部澆鑄裝置包括四個(gè)外澆道2、一個(gè)升液管5、一個(gè)升液盆6、四個(gè)澆口7，升液管5上部設(shè)置升液盆6，升液盆6上部左右兩側(cè)各設(shè)置兩個(gè)澆口7，每個(gè)澆口7上部均設(shè)置一個(gè)外澆道2，且升液管5、升液盆6、澆口7、外澆道2是相連通的，模具部分包括一個(gè)頂模11、一個(gè)底模8、兩個(gè)端模9、兩個(gè)側(cè)模10和一個(gè)中模，模具部分的上、下側(cè)分別設(shè)置頂模11、底模8，模具部分的前、后側(cè)各設(shè)置一個(gè)側(cè)模10，模具部分的左、右側(cè)各設(shè)置一個(gè)端模9，即頂模11、底模8、兩個(gè)端模9和兩個(gè)側(cè)模10安裝后能拼合成一箱體結(jié)構(gòu)，中模設(shè)置在頂模11和底模8之間，中模分為上中模3和下中模4上下兩部分，上中模3和下中模4連接，下中模4安裝設(shè)置在底模8頂面中央，上中模3安裝設(shè)置在頂模11底面中央，中模的左右兩側(cè)各設(shè)置一缸蓋澆鑄部位1，底模8安裝在升液盆6上部，底模8上設(shè)置供澆口7和外澆道2穿過的孔，左側(cè)的兩個(gè)外澆道2與左側(cè)的缸蓋澆鑄部位1相連通，右側(cè)的兩個(gè)外澆道2與右側(cè)的缸蓋澆鑄部位1相連通。

缸蓋模具材料方面，除冷卻水道、進(jìn)氣道、排氣道和油池這些內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)使用砂芯外，其余部分均采用金屬型模具，缸蓋澆鑄部位1的型腔采用鋁合金材質(zhì)。

如圖3所示，將兩個(gè)缸蓋澆鑄部位1橫向排列布置，中模將兩個(gè)缸蓋澆鑄部位1分隔開。

優(yōu)選地，所述上中模3和下中模4采用鋼質(zhì)模具。

應(yīng)用上述鑄造模具的鑄造方法包括以下步驟：

（1）澆鑄時(shí)，熔化好的鋁液在較低壓力下沿升液管5、升液盆6、左右澆口7和左右外澆道2分別同時(shí)進(jìn)入兩個(gè)缸蓋澆鑄部位1的型腔，通過緩慢提升壓力，使得鋁液緩慢、平穩(wěn)自下而上的同時(shí)充滿兩個(gè)型腔；

（2）然后通過快速增加鋁液壓力并保持壓力不變一段時(shí)間，使得兩個(gè)型腔的鋁液同時(shí)在該壓力下結(jié)晶凝固，冷卻凝固后卸掉壓力；

（3）打開模具，打開模具的方式為底模8不動(dòng)，下中模4固定在底模8上也不動(dòng)，先打開兩個(gè)側(cè)模10，再打開兩個(gè)端模9，然后向上移動(dòng)頂模11和上中模3一段距離后保持不動(dòng)，此過程中左右兩個(gè)凝固件是跟隨頂模11和上中模3同時(shí)向上移動(dòng)的，將機(jī)械手伸至凝固件下部,在頂模11上同時(shí)頂出兩個(gè)凝固件，該凝固件即缸蓋鑄件,鑄件落至機(jī)械手托盤，將機(jī)械手收回，這樣一個(gè)澆鑄過程即可澆鑄得到兩個(gè)缸蓋鑄件。

優(yōu)選地，各外澆道2均呈弓字形，這樣可增大其與缸蓋澆鑄部位1的接觸面積，既能滿足缸蓋的復(fù)雜結(jié)構(gòu)澆鑄，又能使鋁液平穩(wěn)充滿型腔。

優(yōu)選地，所述步驟（1）中的壓力控制在0-0.035Mpa。

優(yōu)選地，所述步驟（2）中保持不變的壓力范圍為0.035-0.04Mpa，保持時(shí)間為150-180s，冷卻時(shí)間為60-80s。

優(yōu)選地，所述步驟（1）、（2）中，熔化好的鋁液澆鑄溫度控制在695±5℃，此溫度即可滿足本鑄造方法的條件，相比現(xiàn)有710-720℃的澆鑄溫度，可顯著提高缸蓋的力學(xué)性能。

上述方案中，中模采用鋼質(zhì)模具并將兩個(gè)缸蓋澆鑄部位1分隔開，可使鋁液凝固效果更好。

因鋁液澆鑄過程中，待澆鑄的熔化好的鋁液溫度一直需要控制在690-720℃的高溫環(huán)境中，而該溫度范圍內(nèi)，鋁液會(huì)有燒損情況，本發(fā)明一次澆鑄同時(shí)獲得兩個(gè)缸蓋鑄件，大大提高了生產(chǎn)效率，減少了澆鑄次數(shù)，縮短了鑄造周期，生產(chǎn)相同產(chǎn)量的缸蓋，減少了待澆鑄的鋁液690-720℃的溫度控制時(shí)間，使得鋁液燒損量減少，相應(yīng)的減少了澆鑄過程中的鋁液損耗，降低了生產(chǎn)成本，與普通低壓鑄造工藝相比，生產(chǎn)成本能夠降低50%，生產(chǎn)率能夠提高一倍，解決了普通低壓鑄造周期長、成本高的問題；兩個(gè)缸蓋澆鑄的中間設(shè)置中模，中模采用鋼質(zhì)模具，非砂型模具，可顯著提高鑄件表面質(zhì)量，使得鑄件冷卻可控，同時(shí)還能減少澆鑄過程中的砂芯發(fā)氣現(xiàn)象，降低由于砂芯發(fā)氣所導(dǎo)致的針孔、氣孔的可能性，可以很好的匹配缸蓋薄壁化、集成化和復(fù)雜化的特點(diǎn)，可以顯著提高鑄件質(zhì)量和力學(xué)性能，提高成品率，減少了污染氣體的排放和環(huán)境污染，具有環(huán)保效益。