BX15汽车空调压缩机汽缸盖铸件的缺陷分析和改进

Ｃａｓｔｉｎｇ Ｄｅｆｅｃｔｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ＢＸ１５ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｈｅａｄ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ
ＰＡＮ Ｊｉａ－ｙｅ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｓａｎｄｅｎ Ｂｅｈｒ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００２５，Ｃｈｉｎａ）
同时，增加真空压铸 设 备，减 少 铸 件 内 气 孔；在 安 装 脚 处增加局部增压，减 少 厚 大 部 位 疏 松 和 气 孔。 在 进 行 清 整 时 改 用 切 边 模 ，以 减 少 使 用 锉 刀 、刮 刀 等 工 具 在 清 整时对铸件表面产生的损伤。
（４）质量管 理。 在 此 缸 盖 铸 件 生 产 过 程 中，我 们 固定了专门压铸机进 行 该 缸 盖 铸 件 的 生 产，并 固 定 了 现场生产操作者。现 场 工 艺 进 行 锁 定，不 允 许 除 工 艺 员以外的人员更改 工 艺 参 数。 同 时，每 天 都 有 工 程 师 对工艺进行检查、督 导，确 保 工 艺 的 一 致 性。 另 外，加 强对模具的管理，增 加 模 具 保 养 次 数，提 高 模 具 寿 命。 对达到使用期限的模 具 严 格 按 质 量 纪 律 进 行 报 废，不 得使用。模具在使用过程中任何改动都要进行详细的 记 录 。 从 铸 件 生 产 开 始 到 总 装 ，都 要 严 格 按 照ＩＳＯ ＴＳ １６９４９质量管理 体 系 进 行 生 产 制 造、物 流、加 工、检 测 认可等工作。
汽缸 盖 铸 件 的 材 料 为 ＡＤＣ１２ 铝 合 金，化 学 成 分 ｗ（％）为：１．５～３．５ Ｃｕ，９．６～１２．０Ｓｉ，≤０．３ Ｍｇ， ≤１．０Ｚｎ，≤１．３Ｆｅ，≤０．５ Ｍｎ，≤０．５ Ｎｉ，≤０．３Ｓｎ，
收 稿 日 期 ：２０１１－０６－２９； 修 订 日 期 ：２０１１－０７－１２ 作 者 简 介 ：潘 嘉 晔 （１９８３－ ），江 西 省 婺 源 人 ，工 程 师 ．主 要 从 事 汽 车 空 调
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铸造技术 ＦＯＵＮＤＲＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．３２ Ｎｏ．１１ Ｎｏｖ．２０１１
ＢＸ１５汽车空调压缩机汽缸盖铸件的缺陷分析和改进
潘嘉晔
（上海三电贝洱汽车空调有限公司，上海 ２０００２５）
摘要：针对汽车空调压缩机汽缸盖铸件结构紧凑，局 部 壁 厚 相 对 较 大，因 而 在 这 些 部 位 铸 件 易 产 生 气 孔、缩 孔、疏 松 等 铸 造 缺 陷，导致铸件泄漏的问题，分析了该汽缸盖铸件铸 造 缺 陷 的 成 因。 经 过 采 取 相 对 应 的 改 进 措 施 后，该 铸 件 质 量 得 到 了 明 显 的 提高。 关 键 词 ：汽 缸 盖 ；铸 造 缺 陷 ；铝 合 金 ；压 缩 机 中 图 分 类 号 ：ＴＧ２４５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０００－８３６５（２０１１）１１－１４９４－０４
图 １ 泄 漏 部 位 Ｆｉｇ．１ Ｌｏｃａｔｉｏａｄ
此外，铸件生产现 场 压 铸 机 操 作 人 员 和 工 艺 技 术 人 员 质 量 控 制 不 够 ，夜 班 操 作 时 没 有 遵 守 工 艺 纪 律 ，脱 模剂喷涂不规范、模 具 不 定 期 保 养、模 具 超 龄 使 用、铸 件品种变更生产时压铸机工艺参数没有严格按照各铸 件工艺特点调整等，也 是 造 成 该 汽 缸 盖 铸 件 质 量 较 差 的原因。 ４ 改 进 措 施
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｃｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｌｏｃａｌ ｔｈｉｃｋ ｗａｌｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｔｓ，Ａｉｍｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｂｌｏｗｈｏｌｅ，ｓｈｒｉｎｋａｇｅ，ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｉｎ ＢＸ１５ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｉｎ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ ｃａｓｔｉｎｇ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｆｔｅｒ ｔａｋｉｎｇ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｗａｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｈｅａｄ；Ｃａｓｔｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｓ；Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ；Ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ
（３）工 艺 改 进 。 配 备 了 专 门 的 工 艺 师 对 此 产 品 进 行 工 艺 设 置 、改 进 ，跟 踪 产 品 内 在 质 量 。 重 新 编 制 了 该 产品的控制计划，提 高 部 分 工 艺 参 数 的 产 品 质 量 特 性 重 要 度 等 级 ，增 加 作 业 指 导 书 操 作 内 容 和 现 场 巡 查 、检 测 频 次 ，加 强 现 场 工 艺 管 理 。 在 前 期 铝 合 金 熔 炼 时 ，严 格控制回炉料比例、加 料 顺 序、熔 化 温 度 和 精 炼 温 度。
３ 缺 陷 分 析 根据在检漏工段 现 场 的 实 际 工 作 观 察 和 统 计，泄
《铸 造 技 术 》１１／２０１１
潘 嘉 晔 ：ＢＸ１５ 汽 车 空 调 压 缩 机 汽 缸 盖 铸 件 的 缺 陷 分 析 和 改 进
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漏主要集中在该汽缸盖铸件吸排气压板螺钉孔和背面 的 安 装 脚 孔 （如 图 １ 中 圆 圈 处 ）。 压 板 螺 钉 孔 处 泄 漏 是 由于该处位于吸 排 气 口 中 间，又 连 接 汽 缸 体 本 体 ，比 较 厚 大 ，容 易 产 生 气 孔 和 疏 松 。 而 且 ，铸 件 需 要 在 此 加 工 深 达 ２０ ｍｍ 左 右 的 Ｍ８ 螺 纹 孔 ，致 使 加 工 后 缺 陷 暴 露 ，泄 漏 严 重 。 并 且 ，该 处 又 与 贯 穿 螺 钉 螺 纹 孔 底 部 接 近 ，两 孔 完 成 加 工 后 ，也 会 使 高 压 气 体 对 穿 而 发生泄漏。安装脚孔处发生泄漏是因为该处体积较 大 ，背 面 中 孔 侧 壁 又 较 高 ，使 局 部 轴 向 厚 度 最 高 可 达 ２５ ｍｍ，而 且 由 于 模 具 结 构 原 因 ，安 装 脚 靠 近 汽 缸 盖 铸 件 中 心 的 一 段 无 法 铸 出 预 制 孔 ，使 整 体 更 加 厚 大 ， 且容易产生缺陷，一经加工，直径１０．５ ｍｍ、深 １２ ｍｍ 的安装脚孔泄漏严重。两者中吸排气压板螺钉孔处泄 漏为主要泄漏点。该二处的泄漏占到整个汽缸盖泄漏 的 ９０％ 以 上 。
（２）模 具 结 构 改 进 。 考 虑 到 模 具 的 实 际 情 况 和 寿
图 ２ 铸 件 结 构 改 进 Ｆｉｇ．２ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｎ ｃａｓｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
命，对其结构做出 了 改 动。 原 有 模 具 进 料 口 位 于 吸 排 气口对面，溢流槽 也 位 于 进 料 口 的 斜 对 面。 进 料 充 型 时 ，金 属 液 直 接 冲 向 溢 流 槽 和 吸 排 气 口 ，在 吸 排 气 口 和 安 装 脚 孔 还 未 充 满 、凝 固 时 ，相 当 部 分 金 属 液 已 经 直 接 从溢流槽排出并凝固 了，并 且 在 这 两 处 没 有 相 应 的 排 气槽和足够的集渣包，造 成 这 两 处 最 后 凝 固 时 内 部 含 有 模 流 前 端 的 激 冷 层 、废 渣 ，卷 入 的 空 气 也 不 能 顺 畅 排 出，气孔严重，又无 法 补 缩，造 成 严 重 泄 漏。 而 在 改 进 方案中，考 虑 到 溢 流 槽 的 相 对 位 置，以 及 安 装 脚 体 较 大 ，需 要 较 长 时 间 充 型 ，因 此 把 进 料 口 改 到 吸 排 气 口 的 一 边 、安 装 脚 的 对 面 。 这 样 ，金 属 液 不 会 直 接 进 入 溢 流 槽 ，安 装 脚 和 吸 排 气 口 优 先 充 型 ，金 属 液 前 端 废 渣 也 不 会积聚在这两个地方。
２ 生 产 状 况 ＢＸ１５压缩机 后 盖 铸 件 壁 厚 在 ３．５～１５．０ ｍｍ 之
间，结构紧凑。 由于 Ｒ１３４ａ制冷剂分子较小且具较 强 活性，对整机 的 密 封 性 要 求 较 高，年 泄 漏 量 仅 为 ８ｇ。 因此，我 们 使 用 氦 气 进 行 检 漏，充 气 压 力 为 １．５～ １．６ ＭＰａ，然后在 专 用 设 备 中 抽 真 空 检 漏。 所 以 在 此 压 力 下 ，若 铸 件 质 量 差 的 话 很 容 易 引 起 泄 漏 ，进 而 影 响 装配进度 和 生 产 计 划。 根 据 实 际 生 产 中 对 废 品 的 统 计，结果显示，在整个总装时该压缩 机 共 有 ９％ 左 右 的 漏 率 ，是 其 他 型 号 的 压 缩 机 漏 率 的 ３ 倍 多 ，其 中 该 汽 缸 盖铸件造成 的 的 漏 率 占 到 总 漏 率 的 ８０％ 左 右。 在 这 个 水 平 下 ，返 工 量 比 较 大 ，对 整 个 生 产 线 的 生 产 节 拍 也 有较大影响；而且，由 于 这 些 废 品 都 是 经 过 机 加 工 的， 造成了严重的工时浪 费 和 相 关 索 赔，提 高 了 整 个 产 品 的成本。
根据目前铸件废品产生的原因和实际生产对零件 质量的要求，采 取 相 应 的 整 改 措 施，提 高 铸 件 内 在 质 量 ，具 体 有 以 下 几 方 面 的 改 进 。
（１）铸 件 结 构 改 进 。 鉴 于 现 有 结 构 下 吸 排 气 口 压 板 螺 钉 孔 底 部 厚 大 ，且 该 处 无 法 排 气 ，故 在 此 处 对 铸 件 进行结构改进。在该 螺 钉 孔 底 部 减 去 一 块，降 低 该 处 轴 向 厚 度 ，并 隔 断 该 螺 钉 孔 和 贯 穿 螺 钉 孔 ，阻 止 两 孔 加 工后发生对穿泄漏。 同 时，挖 去 一 块 后 还 为 机 加 工 打 螺 纹 孔 时 刀 具 前 端 留 出 了 空 间 ，并 有 利 于 机 加 工 排 屑 。 安装脚孔处，在 保 证 其 强 度 的 情 况 下，也 同 样 挖 去 一 块 ，以 降 低 该 处 壁 厚 。 见 图 ２。