多级涡轮增压器壳体压铸模具设计
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多级涡轮增压器壳体压铸模具设计
收稿日期：2018-04-08收到初稿，2018-04-28收到修订稿。
作者简介：张正来（1971-），男，高级工程师，研究方向为压铸模具设计与加工。E-mail ：zhangzhenglai197@https://www.360docs.net/doc/af9303863.html,
张正来1，夏
天2，冯光明3，吴
敏2，范进桢2
(1.浙江华朔科技股份有限公司，浙江宁波315802；2.宁波职业技术学院，浙江宁波315802；
3.宁波力劲科技有限公司，浙江宁波315802）
摘要：以钨钼合金作为模芯材料，将叶轮壳体型腔的面轮廓度精度控制在0.1mm 之内；合理利用了动模框下部的
有限空间，解决了弧线进气管包紧力大、脱模困难的问题。本压铸模具设计对类似结构的汽车零部件开发具有极高
的参考意义与应用价值。
关键词：涡轮增压器壳体；钨钼合金；弧线旋转滑块；压铸模具中图分类号：TG241
文献标识码：A
文章编号：1001-4977（2018）09-0787-03
ZHANG Zheng-lai 1,XIA Tian 2,FENG Guang-ming 3,WU Min 2,FAN Jin-zhen 2
（1.Zhejiang Huashuo Technology Co.,Ltd.,Ningbo 315802,Zhejiang,China;2.Ningbo Polytechnic,Ningbo 315802,Zhejiang,
China;3.Ningbo L.K.Technology Co.,Ltd.,Ningbo 315802,Zhejiang,China ）
Design of Die-Casting Die for Multistage Turbocharger Housing
Abstract ：The profile accuracy of the impeller cavity in the turbocharger housing is controlled within 0.1mm by
using tungsten-molybdenum alloy as the material of die-casting die.The limited space at the lower part of the movable mold frame is rationally utilized to solve the problems of high clamping force and difficult die release for the arc-shaped inlet pipe of the turbocharger housing.The design of this die-casting die has a very high reference significance and application value for the development of automobile parts with similar structures.Key words ：turbocharger housing;tungsten-molybdenum alloy;arc-shaped rotary slider;die-casting die 铸造
FOUNDRY
Sep.2018Vol.67No.9
涡轮增压技术从原理上可分为废气涡轮增压系统、机械涡轮增压系统、气波涡轮增压系统、电机涡轮增压系统等等。目前车用涡轮增压系统一般都采用废气涡轮增压系统[1]。
废气涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。一般而言，加装废气涡轮增压器后发动机功率及扭矩能增大20%～30%。
废气涡轮增压器存在一个缺陷，当踩下油门时，发动机不能立即增压，而是滞后几秒种才能使涡轮提升转速产生增压，产生了增压延时。为了减少涡轮增压延时，一般通过减少旋转件的重量来实现，比较有效的方法是减少涡轮增压器的尺寸。但尺寸的减少影响发动机功率及扭矩的增加。
为解决这一问题，目前主流的做法是采用多级涡轮增压，比如燃油发动机、飞机引擎大多采用二级涡轮增压[2]。目前的二级涡轮增压技术主要是通过并联或串联两个涡轮增压器来实现，而涡轮增压器本身的结构并未发生大的变化。
图1是一种单涡轮增压器实现二级增压的新型涡轮增压器壳体，这种涡轮增压器在结构上的显著变化是增加了一个弧线进气管，但弧线进气管的存在极大地增加了该产品压铸模具设计与制造的难度。本研究从模芯材料选择与滑块结构设计两方面重点介绍该压铸模具开发过程中的关键技术。
1模芯材料
新型涡轮增压器壳体的铸造要求非常高，尤其是图2所示的叶轮壳体型腔。型腔并非普通的圆弧面，而是类似阿基米德螺旋线的曲面。叶轮在此型腔内旋转，转速高达10万转/min ，因此其面轮廓度的精度要求达到0.1mm 。
曲面达到0.1mm 精度的面轮廓度，通常采用压铸成型之后再进行数控加工。但数控编程的刀路本质上只有两种轨迹：直线和圆弧，加工这类曲面无法生成类似阿基米德螺旋线的刀路，只能采用直线和圆弧刀路尽量拟合，但这种刀路的拟合决定了面轮廓度的精度无法达到0.1mm 。因此这类曲面达到此精度的唯一办法是压铸一次成型而不对叶轮壳体型腔进行后续机加工。
压力铸造
787万方数据