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压铸汽车方向盘模型设计及压铸铸造工艺

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方向盘主要承受因扭转而产生的交变应力。根据方向盘力学性能试验标准要求,静扭破坏力矩应大于300 N·m , 方向盘本体结构应以有限元分析得到的方向盘再设计三维结构数据模型为基础。

压铸成型过程具有高压力和高速度充型的特点,可以压铸壁薄、形状复杂以及具有很小孔和螺纹的压铸件,还可压铸镶嵌件,压铸件的强度和表面硬度较高,是生产合金零部件有效方法。 针对方向盘的整体结构,结合合金本体材料疲劳性能对内在缺陷非常敏感的特点,对新材料结构的成形工艺因素进行分析,在获得最佳性能结构的同时获得能确保铸件质量的最佳工艺结构及工艺参数组合,满足构件对铸件内在质量及相关疲劳性能的需求,为实现新材料在方向盘上的合理应用奠定生产基础。

针对上述情况,根据压铸工艺要求,初步设计汽车方向盘压铸模浇注系统。

合金压铸成型技术主要包括合金熔化及保护、压铸设计、工艺过程控制,承力零部件的后续热处理等。 用数值模拟软件对设计的压铸工艺方案进行压铸过程模拟,通过对充型过程、凝固过程及压铸过程中铸造缺陷进行分析,进一步优化方向盘浇注、排溢系统和工艺参数组合。最终的方案为生产出品质优良的方向盘压铸件提供重要的参考。可利用现有普通冷压室压铸机生产镁合金压铸件。 充型温度为700 ℃,压铸模温度为220 ℃,冲头速度为2. 34 m/ s 时,能够获得理想的方向盘骨架。按照计算工艺优化结果试生产出了合格的AM60 镁合金方向盘骨架。采用万能试验机测试了方向盘骨架的疲劳性能及力学性能。结果表明,其平均疲劳寿命达到了11 万次,抗拉强度为220 MPa ,伸长率为5 %。