浅析转向器壳体模具设计和制造

浅析转向器壳体模具设计和制造

前言

转向器壳体目前国内和国外一部份模具制造商采用的是一出一设计方法，优点是模具结构比较简单，制造成本较低，一般的数控加工机床也能满足模具制造要求，但是这种结构设计的最大的缺点就是生产效率低。近几年随着新设计理念，新设计方法的出现，加工设备的越来越先进，为了提高产品的生产效率，转向器壳体模具设计采用一出二设计工艺。一出二壳体模具设计的先进性体现在模具工艺系统和结构上的先进性。

关键词：气密度、内浇口截面积、模仁材料、热处理、机加工。

转向器壳体模具主要从四大方面进行研制。第一是产品成形工艺分析、第二是模具工艺结构优化设计、第三材料选择和热处理、第四是模具机加工工艺编程。

一：设计转向器壳体模具首先从产品的结构机械性能使用性能气密度及装备精度要求进行分析。从分析的数据作为模具开发的重要依据。如下图：

①②、位置气密度要求高，不容许出现漏气和尺寸偏差现象出现。这就要求在模具工艺设计时必须考虑到此处成形要求。

③、处内部位置大孔只有0.35°脱模斜度，长度为485mm，模具制造时必须考

虑到抽芯机构的优化设计，内孔的包紧力计算。产品的尺寸精度要求高，长度尺寸铸造精度公差为±0.025mm，相对尺寸精度公差在±0.05mm。变形量不超过0.05mm。模具设计必须考虑到整付模具的热平衡要求，顶出结构

的平稳性。

二：分析完产品机械性能和产品精度要求与模具工艺结构设计的关系后，我们进入模具工艺结构创新优化设计，设计模具工艺结构时从四个方向着手进行。第一、我们通过与国外产品用户进行技术交流，了解和分析国外同类模具先进设计案例，通过参加汲取浇口和排气系统的一些先进参数和设计方案，结合公司现有的技术水平和条件进行创新设计，第二、汲取国内外一些铸造技术杂志发表的一些铸造理论研究成果，第三、开展与高等院校的技术交流，第四、结合公司现有的技术资源进行消化优化设计。浇口设计我们参考了欧洲的转向器壳体同类模具和日本国内转向器壳体模具设计案例。采用浅进增压法进行设计如图所示：

①截面积=1.1x（②+⑤）浇口逐渐缩小，增压作用目的地为了补缩远离浇口方的进浇，提高端部处产品的质量。③处的浇口截面积1.2二②处截面积，④处进浇成环形进料有利铝液平稳流向。内浇口每产品两处进料。内浇口厚度为

3.8mm。根据产品重量为依据计算出料筒内径为φ100，填充率为38%。⑤冷却系统设计主要采用直管冷却和局部点冷却相集合方法。根据模具的热结分布水循环冷却位置，在每个抽芯处都通冷却水有利模具局部地方热温平衡。减少气孔和缩孔的存在。

投影面积，浇口和渣包排气系统设计完成后进行模流软件Anycost验证分析，找到最佳的设计工艺方案。根据产品形状，模具结构上我们采用18个抽芯来完成产品最终成型。考虑到滑块抽芯的稳定性和可靠性，滑块结构除了采用油缸抽芯结构。还在有限的空间里利用齿轮齿条抽芯机构进行抽芯运动。为了防止模具上下合模的可靠稳定性，我们采用了方形导柱形式。

三：由于客户对模具寿命的要求，我们选用瑞典一胜百DIEVAR材料做模仁。DIEVAR材料是当今工艺比较先进的的一种材料。模仁选用DIEVAR材料一般可以保证寿命15万模次左右。我们粗加工完模仁进行真空焠火处理，硬度达到HRC44-46 ，精加工后进行应力回火，电火花和线切割完成后经过抛光后再进行二次去应力和氮化处理。通过优质模仁材料和先进的热处理工艺来提高模具使用寿命。

四：模具对机加工工艺过程是模具制造中重要的一个环节。我们通过先进的加工设备来保障模具质量和进度。美国进口的深孔钻加工设备保证了深孔加工的质量和进度。日本牧野高速铣保障了电极加工的质量，德玛吉的5轴加工中心使模仁加工质量更加提升了一个新台阶，我们采用高速度小切量走刀进行加工工艺，可以提高模具的加工精度和装配的精度，在数控加工中尽量要求模仁在加工中能一次加工到位，减少电火花加工的步骤，从而满足产品对精度的要求，使加工出的模具精度满足于国外模具的精度要求。5轴加工中心加工设备

的运用节省了整个模具制造周期，提高了加工的质量和模具精度。使模具在国际上更有竞争力。

结论

通过工艺技术的创新，模具结构的改良，新材料的运用。先进的热处理工艺，保证了模具精度的先进性和模具的使用寿命，缩短与国际同行业模具设计的差距，同时提高了企业在国际上的竞争力。