CN112692256A - 在低压铸造下结合局部挤压的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及在低压铸造下结合局部挤压的方法；包括有以下步骤：S1、利用CAD实现对转向节进行数模绘制；S2、将CAD数模输入到模流软件中，利用模流软件分析转向节远端和局部的厚壁和热节位置，以及该位置断汤时间点；S3、在模流软件所分析的铸件厚壁、热节发生位置上方设计小型凸台，在模具上设置挤压销；S4、经由模流软件分析局部挤压缺陷，改善模具设计，直到分析无缺陷；S5、根据模流软件分析结果，将转向节进行低压铸造，且利用挤压销对铸件热节位置上方凸台处进行加压，使得型腔内铸件顶部在压力作用下进行凝固；本发明提升转向节物性，消除或减少缩孔、针孔等缺陷，内部微观组织更加致密，降低能耗，减少制造成本。
Description
技术领域
本申请属于铸造技术领域，尤其是涉及在低压铸造下结合局部挤压的方法。
背景技术
转向节又称“羊角”，是汽车转向桥中的重要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向。转向节的功用是传递并承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度，转向节是车轮转向的铰链，一般呈叉形。上下两叉有安装主销的两个同轴孔，转向节轴颈用来安装车轮。转向节上销孔的两耳通过主销与前轴两端的拳形部分相连，使前轮可以绕主销偏转一定角度而使汽车转向。为了减小磨损，转向节销孔内压入青铜衬套，衬套的润滑用装在转向节上的油嘴注入润滑脂润滑。为使转向灵活，在转向节下耳与前轴拳形部分之间装有轴承。在转向节上耳与拳形部分之间还装有调整垫片，以调整其间的间隙，铝合金是现在常运用在转向节中的材料，其优点包括重量轻、强度高，能有效达到汽车轻量化的目的，而铸造工艺是常见转向节的开发量产方式，在铸造过程中采用局部挤压的方式可以有效提升转向节质量。
针对低压铸造工艺，在转向节铸造过程中，通过增加局部挤压机构，并通过模流软件模拟，确立了一种合适的挤压体积与挤压时间的方法，使得这种结合低压铸造的局部挤压方法，在高得料率的基础上提升了铸件质量，对实际铸造生产具有相当的指导意义和经济价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供在低压铸造下结合局部挤压的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
在低压铸造下结合局部挤压的方法，包括有以下步骤：
S1、利用CAD实现对转向节和模具数模的绘制，实现对转向节和模具的设计，以及在使用CAD软件绘制转向节和模具的时候，在数模上进行参数标示；
S2、将CAD数模输入到模流软件中，利用模流软件分析转向节远端和局部的厚壁和热节位置，以及该位置断汤时间点；
S3、在模流软件所分析的铸件远端/局部厚壁、热节发生位置上方设计小型凸台，在模具上设置挤压销；
S4、经由模流软件分析局部挤压缺陷，改善模具设计，直到分析无缺陷；
S5、根据模流软件分析结果，将转向节进行低压铸造，且利用挤压销对铸件远端/局部厚壁、热节位置上方凸台处进行加压，使得型腔内铸件在压力作用下进行凝固。
优选地，本发明的在低压铸造下结合局部挤压的方法，所述S1中的CAD数模绘制步骤如下：
S11、绘制等轴测图形的基本设置，要直接绘制二维等轴侧图，需要充分利用栅格的栅格捕捉；
S12、绘制等轴测图形的基准线，并且实现对基准线进行连接，实现对等轴测图形绘制；
S13、然后对S12中绘制好的等轴测图形进行标示数值。
优选地，本发明的在低压铸造下结合局部挤压的方法，所述S2中的模流软件采用的是Procast和Wincast，所述Procast和Wincast能够实现验证和优化铝合金零部件、铸造模具和铸造流程，通过仿真设置和结果阐明来展示材料、厚壁、热节位置和几何形状变化等因素如何影响铸造性进而达到预防、改善缺陷的目的。
优选地，本发明的在低压铸造下结合局部挤压的方法，所述S2中的热节位置是指铝水在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域，即是最后冷却凝固的地方。
优选地，本发明的在低压铸造下结合局部挤压的方法，所述S3中的小型凸台在设置的时候，通过模流软件将小型凸台设置在铸件远端/局部厚壁和热节发生位置的正上方位置处。
优选地，本发明的在低压铸造下结合局部挤压的方法，所述S3中的挤压销在进行设置的时候要对准小型凸台顶端平面位置，而小型凸台与铸件同为模具内部设计结构，防止小型凸块在进行挤压的时候造成偏移。
优选地，本发明的在低压铸造下结合局部挤压的方法，所述S4中的改善模具设计是当模流分析检测到铸件有缺陷时执行，之后再重复S2进行模流分析，然后再对铸件进行缺陷判断，直至铸件无缺陷。
优选地，本发明的在低压铸造下结合局部挤压的方法，所述低压铸造是指铸型一般安置在密封的坩埚上方，坩埚中通入压缩空气，在熔融金属的表面上造成低压力，且低压力的范围在4.5～6kg/cm^2。
优选地，本发明的在低压铸造下结合局部挤压的方法，所述低压铸造是指铸型在置于密封的坩埚上方，金属液通过升液管上升填充铸型，并且能够实现控制凝固行为。
优选地，本发明的在低压铸造下结合局部挤压的方法，所述S5中的挤压销对铸件热节位置上方凸台处进行加压的压力范围控制在500～1000kg/cm^2，且压力施加的时长在0.5～10秒。
本发明的有益效果是：
本发明通过低压铸造工艺，在转向节铸造过程中，通过增加局部挤压机构，并通过模流软件模拟，使得这种结合低压铸造的局部挤压方法，在高得料率的基础上提升了铸件质量，对实际铸造生产具有相当的指导意义和经济价值提升转向节物性，消除或减少缩孔、针孔等缺陷，内部微观组织更加致密。降低能耗，减少制造成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例的步骤流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例
本实施例提供在低压铸造下结合局部挤压的方法，如图1所示，包括：
在低压铸造下结合局部挤压的方法，包括有以下步骤：
S1、利用CAD实现对转向节和模具数模的绘制，实现对转向节和模具的设计，以及在使用CAD软件绘制转向节和模具的时候，在数模上进行参数标示；
S2、将CAD数模输入到模流软件中，利用模流软件分析转向节远端和局部的厚壁和热节位置，以及该位置断汤时间点；
S3、在模流软件所分析的铸件远端/局部厚壁、热节发生位置上方设计小型凸台，在模具上设置挤压销；
S4、经由模流软件分析局部挤压缺陷，改善模具设计，直到分析无缺陷；
S5、根据模流软件分析结果，将转向节进行低压铸造，且利用挤压销对铸件远端/局部厚壁、热节位置上方凸台处进行加压，使得型腔内铸件在压力作用下进行凝固。
为了实现对转向节进行数模建设，完成对转向节进行设计，所述S1中的CAD数模绘制步骤如下：
S11、绘制等轴测图形的基本设置，要直接绘制二维等轴侧图，需要充分利用栅格的栅格捕捉；
S12、绘制等轴测图形的基准线，并且实现对基准线进行连接，实现对等轴测图形绘制；
S13、然后对S12中绘制好的等轴测图形进行标示数值。
为了实现对转向节进行检测，并且实现对转向节进行厚壁、热节位置和断汤时间进行检测，所述S2中的模流软件采用的是Procast和Wincast，所述Procast和Wincast能够实现验证和优化铝合金零部件、铸造模具和铸造流程，通过仿真设置和结果阐明来展示材料、厚壁、热节位置和几何形状变化等因素如何影响铸造性进而达到预防、改善缺陷的目的。
为了实现对热节位置进行预测，所述S2中的热节位置是指铝水在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域，即是最后冷却凝固的地方。
为了实现对厚壁和热节发生位置进行挤压点设置，所述S3中的小型凸台在设置的时候，通过模流软件将小型凸台设置在铸件远端/局部厚壁和热节发生位置的正上方位置处。
为了实现对小型凸块进行加压操作，完成对节点进行凝固，所述S3中的挤压销在进行设置的时候要对准小型凸台顶端平面位置，而小型凸台与铸件同为模具内部设计结构，防止小型凸块在进行挤压的时候造成偏移。
为了实现对模具进行充分的改善，使得模具能够在设计的更加的完美，所述S4中的改善模具设计是当模流分析检测到铸件有缺陷时执行，之后再重复S2进行模流分析，然后再对铸件进行缺陷判断，直至铸件无缺陷。
为了实现对转向节进行低压铸造，完成对转向节的铸造，所述低压铸造是指铸型一般安置在密封的坩埚上方，坩埚中通入压缩空气，在熔融金属的表面上造成低压力，且低压力的范围在4.5～6kg/cm^2。
为了实现在低压环境下进行铸造，所述低压铸造是指铸型在置于密封的坩埚上方，金属液通过升液管上升填充铸型，并且能够实现控制凝固行为。
为了实现对铸件中的节点进行加压，加快凝固的时间，所述S5中的挤压销对铸件热节位置上方凸台处进行加压的压力范围控制在500～1000kg/cm^2，且压力施加的时长在0.5～10秒。
步骤流程：
第一步、利用CAD实现对转向节和模具数模的绘制，实现对转向节和模具的设计，以及在使用CAD软件绘制转向节和模具的时候，在数模上进行参数标示；
第二步、将CAD数模输入到模流软件中，利用模流软件分析转向节远端和局部的厚壁和热节位置，以及该位置断汤时间点；
第三步、在模流软件所分析的铸件远端/局部厚壁、热节发生位置上方设计小型凸台，在模具上设置挤压销；
第四步、经由模流软件分析局部挤压缺陷，改善模具设计，直到分析无缺陷；
第五步、根据模流软件分析结果，将转向节进行低压铸造，且利用挤压销对铸件远端/局部厚壁、热节位置上方凸台处进行加压，使得型腔内铸件在压力作用下进行凝固。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，包括有以下步骤：
S1、利用CAD实现对转向节和模具数模的绘制，实现对转向节和模具的设计，以及在使用CAD软件绘制转向节和模具的时候，在数模上进行参数标示；
S2、将CAD数模输入到模流软件中，利用模流软件分析转向节远端和局部的厚壁和热节位置，以及该位置断汤时间点；
S3、在模流软件所分析的铸件远端/局部厚壁、热节发生位置上方设计小型凸台，在模具上设置挤压销；
S4、经由模流软件分析局部挤压缺陷，改善模具设计，直到分析无缺陷；
S5、根据模流软件分析结果，将转向节进行低压铸造，且利用挤压销对铸件远端/局部厚壁、热节位置上方凸台处进行加压，使得型腔内铸件在压力作用下进行凝固。
2.根据权利要求1所述的在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，所述S1中的CAD数模绘制步骤如下：
S11、绘制等轴测图形的基本设置，要直接绘制二维等轴侧图，需要充分利用栅格的栅格捕捉；
S12、绘制等轴测图形的基准线，并且实现对基准线进行连接，实现对等轴测图形绘制；
S13、然后对S12中绘制好的等轴测图形进行标示数值。
3.根据权利要求1所述的在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，所述S2中的模流软件采用的是Procast和Wincast，所述Procast和Wincast能够实现验证和优化铝合金零部件、铸造模具和铸造流程，通过仿真设置和结果阐明来展示材料、厚壁、热节位置和几何形状变化等因素如何影响铸造性进而达到预防、改善缺陷的目的。
4.根据权利要求1所述的在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，所述S2中的热节位置是指铝水在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域，即是最后冷却凝固的地方。
5.根据权利要求1所述的在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，所述S3中的小型凸台在设置的时候，通过模流软件将小型凸台设置在铸件远端/局部厚壁和热节发生位置的正上方位置处。
6.根据权利要求1所述的在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，所述S3中的挤压销在进行设置的时候要对准小型凸台顶端平面位置，而小型凸台与铸件同为模具内部设计结构，防止小型凸块在进行挤压的时候造成偏移。
7.根据权利要求1所述的在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，所述S4中的改善模具设计是当模流分析检测到铸件有缺陷时执行，之后再重复S2进行模流分析，然后再对铸件进行缺陷判断，直至铸件无缺陷。
8.根据权利要求1所述的在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，所述低压铸造是指铸型一般安置在密封的坩埚上方，坩埚中通入压缩空气，在熔融金属的表面上造成低压力，且低压力的范围在4.5～6kg/cm^2。
9.根据权利要求8所述的在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，所述低压铸造是指铸型在置于密封的坩埚上方，金属液通过升液管上升填充铸型，并且能够实现控制凝固行为。
10.根据权利要求1所述的在低压铸造下结合局部挤压的方法，其特征在于，所述S5中的挤压销对铸件热节位置上方凸台处进行加压的压力范围控制在500～1000kg/cm^2，且压力施加的时长在0.5～10秒。
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