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汽车铸件工艺常识及其铸造技术发展趋势

2016年06月27日17:07 

目前欧美汽车工业发达国家的汽车铸件生产技术先进,产品质量好,生产效率高,环境污染小。铸造原辅材料已形成系列化和标准化,整个生产过程已经实现了机械化、自动化和智能化。这些国家普遍采用数字化技术提升铸造工艺设计水平,铸件废品率约为2%~5%,并且已经建立跨国服务系统并实现网络技术支撑。与之相比,我国的汽车铸件虽然产量较大,但大多数都是附加值和技术含量较低,结构相对简单的黑色铸件,与国外水平差距较大。本文主要从汽车节能环保等方面的发展需求,论述了汽车铸件和汽车技术的发展方向。



1汽车铸件的发展方向

1.1汽车铸件的集成化设计

随着汽车节能环保以及降低生产成本的要求不断增加,充分利用铸造成形的优势,将原有冲压、焊接、锻造和铸造成形的数个零件,通过合理的设计以及结构优化,实现集成零件的铸造成形,可以有效地降低零件的重量和减少不必要的加工工艺过程,从而实现零件的轻量化和高性能化。


图1为一汽集团开发的一体化桥壳,用以代替焊接桥壳及带半轴套管铸造桥壳的新产品,实现铸件的集成化铸造,充分利用铸造成形的优势。目前常见的铸造整体式桥壳的主要形式是在桥壳的两端压入无缝钢管作为半轴套管,并用销钉固定形成桥壳总成。为进一步提高桥壳的强度、刚度和简化工艺过程,一汽集团开发出了直接在桥壳上铸出半轴套管(图1桥壳两侧的部分)的一体化桥壳,其特点是减少加工难度,成本降低较多,桥壳结构趋于简单,且桥壳刚性较好,可制成复杂而理想的形状,壁厚能够变化,可得到理想的应力分布,其强度及刚度均较大,工作可靠。由于集成了半轴套管,铸件尺寸显著增加,铸件长2 258 mm,其单件重量超过200 kg。针对这一集成铸件的特点,企业建立了专用生产线用以保证生产。


汽车铸件集成化的发展趋势在有色合金铸件方面的发展更为明显。为了充分利用铸造工艺能够实现复杂结构铸件的生产的特点,出现了集成设计的车门内板、座椅骨架、仪表板骨架、前端框架和防火墙等集成设计的高压铸件,其尺寸显著大于目前生产的铸件,需要4 000~5 000 t甚至更大吨位的压铸机进行生产。

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1.2汽车铸件的轻量化

在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,实现轻量化,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。汽车整备质量每减少100 kg,百公里油耗可降低0.3~0.6 L,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%~8%。随着环保和节能的需要,汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流,汽车铸件的轻量化也成为汽车铸件的重要发展方向之一。

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