摘要：影响轿车发动机铝合金气缸罩递密封槽的平面度，分别为模具设计及制造、压铸过程、抛丸工艺。
关键词：平面度 凝固温度场及液态金属流动场的模拟 点冷却 工艺参数
轿车发动机铝合金气缸罩盖位于引擎的顶 部，经常受热。对于这种零件来说，无论是压铸 毛坯、机械加工，物理性能，还是在外观方面要求都十分的严格。由于铝合金气缸罩盖属于簿壁件，平均壁厚仅为2mm，并且整体面积比较大500X220mm，所以对产品的平面度控制比较难。密封槽的平面度要求为0.8mm以内,因为密封糟平面度不便检测。将检测转换到相应的装配凸台间接测量。这样可以比较简单直观的检测和控制。在实际的生产中我们总结发现三个方面对铝合金气缸罩盖平面度的影响较大，分别为模具设计及制造、压铸过程、抛丸工艺。
1、模具设计及制造对平面度的影响
一套好的铝合金压铸模具不但可以保证生产的连续性，而且对压铸件的内外在质量有极大的影响。在比较国内外模具钢材的前提下，我们选择了瑞典一胜百的8407热作模具钢，8407是铬、钼、钒合金工具钢，采用特殊炼钢技术和严密质量控制得到的纯度高且组织微细的钢材，8407的等向性(各向同性)要比一般传统的H13更佳，具有优良的耐热性及抗龟裂，加工性能好。
在模具加工方面采用了加工中和铜电极进行一次性外表形状加工成型，然后采用精细抛光的方 法，保证模具表面曲线的圆滑，减少棱角。在模具制作之前我们采用先进的压铸CAE 摸拟技术对不同的浇注系统进行凝固温度场及液态全属流动场的模拟及比较，并得到最终的方案(见图1)
由图1可以看出中间火花塞孔以及右下方缸盖加油口处由于零件局部较厚冷却比较慢，收缩也较大，对零件平面度影响较大，因此我们在中间火花塞孔及缸盖加油口处增加相应采用了的点冷却(见图2)结构用以平衡其冷却速度，降低对平面度的影响。
在推杆位置的开设问题上，主要按照图纸要求开设工艺推杆位置(本零件由于国外成熟的压铸该产品的经验。推杆位置已规定)，并借鉴国外类似成熟的铝合金气缸罩盖产品，主要是通过在压铸过程中严格控制顶杆的长度，来消除顶出不平衡造成的零件变形。
通过早期对模具设计开发早期，为避免模具因浇道及集渣包开设不合理造成模具不可修复，在模具开设前期进行CAE分析以及采用先进的制造技术，最终模具对平面度的影响控制在了0.3mm以下，且采用先进的CAE技术为现在国内开设大型模具常用的方法。
1.1压铸过程
压铸过程平面度的影响主要是压铸工艺参数和冷却方式
压铸工艺参数主要包括压力、速度、温度、时间等，对平面度影响较大的参数主要为模具温度、铝合金浇注温度、及零件留模时间。模具温度采用模温机油温进行预热处理，将模具温度升高到180℃对不同参数采用交叉试验法进行参数的优化，最后得到的工艺参数如下：
冷却方式对铝合金气缸罩盖的后期影响最大，通过实践生产统计其平面度影响大于0.3mm，所以解决好冷却方式是控制合格铝合金气缸罩盖平面度的关键。冷却方式主要有带浇道渣包水激冷、去除浇道渣包水激冷、带浇道渣包空冷、去除浇道渣包空冷,通过对4冷却方式进行对比试验。
从上述实验我们得出一个较优化的冷却方法，即去除浇道渣包空冷,将冷却对零件平面度的影响控制在0.2以下。
2、抛丸工艺对平面度的影响
由于铝合金气缸罩盖在轿车发动机上为外观件。顾客对外观质量也此较重要，并对铝合金气缸罩盖的外观一致性上要求极为严格，比较零件的表面起伏的程度采用对产品进行轻微的抛丸，以便在抛丸时减小钢丸对气缸罩零件表面的冲击。在抛丸工艺下对气缸罩盖平面度影响因素主要是零件摆放方式、抛丸时间、抛丸的力度。
摆放方式：在该零件开发初期，我们认为将零件抛丸面向外竖直悬挂要比水平放置零件抛丸面向上对零件平面度影响更小些，实际生产中水平放置零件抛丸面向上对零件平面度影响要更小一些(摆放方式见图3)。
抛丸时间通过时间继电器控制，我们通过试验得出:抛丸时间与抛丸对平面的影响成正比关系。即抛丸时间越长，抛丸对平面度影响越大。
在确认了外观要求的前提下,将时间定为45S-60S。
抛丸力度主要通过电流表的显示以及进砂量的控制，我们通过对抛丸设备进行改进后达到了可以控制电流参数，通过控制电流参数来达到腔制平面度的目的，通过试验对比将电流参数控制在16-25A。
3、结束语
从铸件的外形及其壁厚来看。该铸件压铸工艺较难控制尤其对平面度的控制较难，通过在产品开发初期的模具设计前期进行浇排系统的CAE分析，模具制作采用先进方法来保证模具的尺寸。减小模具对零件平面度的影响，产品压铸过程对影响平面度的九个主要参数进行着重控制，并对单个影响的参数进行逐一优化，排除次要因素。并最终采用最合理的工艺方法及参数使得产品能达到其性能要求。
