Moldes de fundição por gravidade e LPDC para braço oscilante de motocicleta: guia de fabricação de moldes de fundição e rodas de liga de alumínio
Integridade estrutural do braço oscilante da motocicleta depende da solidificação controlada do molde; moldes de fundição por gravidade inadequado gating e projeto de ascensor aumenta a taxa de rejeição de rachadura de carga estática do braço oscilante em 29% em testes de banco. Este guia explica os parâmetros de projeto do molde, controle de defeitos e avaliação do fornecedor com os padrões de engenharia do molde da Xinfeng.
O molde de braço oscilante deve acomodar seções complexas de parede fina e bosses de pivote grossos. A tolerância de posicionamento do núcleo mantida em ± 0,14 mm impede o deslocamento do núcleo, o que causa espessura desigual da parede e falha prematura sob cargas cíclicas de suspensão. A variação da espessura da parede acima de ±0,4 mm enfraquece o desempenho da fadiga do braço oscilante.
Os moldes de fundição por gravidade dependem da alimentação do ascensor para zonas espessas de chefe de pivote. O volume do ascensor inferior a 16% do volume de fundição deixa poros de encolhimento isolados em bosses de rolamentos. Mangas ascendentes exotérmicas prolongam a duração de alimentação em 33% durante a solidificação da fundição de liga de alumínio.
Moldes de fundição sob pressão de baixa pressão para o braço oscilante da motocicleta utilizam o enchimento laminar inferior. A velocidade de enchimento limitada abaixo de 0,17 m/s reduz a formação de inclusão de óxido. A velocidade de enchimento turbulenta acima de 0,28 m/s aumenta os defeitos de óxido dobrados em 49% dentro das seções de viga longa do braço oscilante.
A temperatura de pré-aquecimento do molde para a fundição de alumínio swingarm é mantida em 310-370 ℃. O pré-aquecimento abaixo de 290 ℃ cria defeitos de fechamento a frio em faixas finas do braço do braço oscilante, com espessura da parede da faixa tão baixa quanto 3,2 mm. Defeitos de fechamento a frio reduzem significativamente a resistência ao impacto do braço oscilante.
O molde de fundição a pressão (CPC) minimiza a porosidade do gás em fundições de alto desempenho. A atmosfera protetora de argão dentro do molde CPC suprime a oxidação de fusão, reduzindo a taxa de rejeição de inclusão de óxido em 37% em comparação com os moldes convencionais de fundição por gravidade.
O layout de ventilação do núcleo em faixas finas do braço oscilante é crítico para a fuga de gás. Profundidade da fenda de ventilação do núcleo controlada para 0,09-0,14 mm escapa ar preso. As aberturas de ventilação do núcleo bloqueadas criam poros de gás e reduzem a pressão do braço oscilante e a vida de fadiga na fundição de liga de alumínio.
As fissuras de fadiga térmica concentram-se nas zonas de fluxo de calor elevado do chefe de pivote do braço oscilante. As superfícies da cavidade H13 não nitretadas podem rachar após 8.500 ciclos de fundição. A camada de nitruração de 0,07-0,11 mm de espessura prolonga a vida útil do molde em 40% sob ciclos térmicos repetidos.
A variação da espessura da parede de fundição do braço oscilante deve ser mantida dentro de ± 0,4 mm. As regiões finas da web resfriam rapidamente, enquanto os bosses de pivote retêm o calor, formando pontos quentes que exigem um design de alimentação dedicado dentro dos moldes de fundição por gravidade.
Especificação de revestimento de molde equilibra isolamento e desempenho de liberação. A espessura do revestimento mantida de 0,18-0,32 mm retarda a extração de calor em finas faixas de braço oscilante. O revestimento excessivamente espesso reduz a transferência de calor e prolonga o tempo do ciclo de fundição em 19%.
O molde Xinfeng usa a simulação de fundição para validar os moldes de fundição por gravidade para o braço oscilante antes da usinagem. A simulação prevê sequência de solidificação e locais de pontos quentes com precisão de 86%, cortando iterações de amostragem de ensaio para fundição de liga de alumínio.
O requisito de teste de carga do banco para o braço de oscilação da motocicleta acabado aplica a carga cíclica de 0,55 MPa em mais de 480.000 ciclos. Poros de microencolhimento maiores que 0,14 mm desencadearão a propagação de rachaduras e falhas durante testes de banco de fadiga.
A distribuição da força de ejeção deve ser equilibrada em toda a fundição de braço oscilante longo. A força de ejeção local superior a 85 kN dobra as seções finas da web. Múltiplas mangas de ejetor em torno dos chefes de pivote reduzem a distorção da fundição após o desmolde.
A liga de alumínio A356 é amplamente usada para fundição de alumínio de braço oscilante de motocicleta. Seu encolhimento volumetrico de solidificação atinge 4,1%, exigindo elevadores de bom tamanho em moldes de fundição por gravidade para compensar a perda de volume durante o resfriamento.
CPC contra pressão molde de fundição a pressão de vedação face plana deve permanecer dentro de 0,028 mm. lacuna de vedação acima de 0,19 mm quebra a proteção do gás inerte e permite que o oxigênio para formar filmes de óxido dentro do fuso de alumínio.
O projeto de circuito de refrigeração para moldes de braço oscilante visa uma distribuição equilibrada da temperatura. A diferença de temperatura da cavidade do molde que excede 42 ℃ cria estresse residual, levando à deformação do braço oscilante após a usinagem e o tratamento térmico T6.
A gama de temperatura de fundição por gravidade para o braço oscilante A356 é de 705-735 ℃. Temperatura abaixo de 695 ° C aumenta o risco de erro em telas finas em 42%. A temperatura acima de 745 ℃ aumenta a absorção de hidrogênio e a porosidade do gás disperso.
A expansão térmica do núcleo de areia deve ser contabilizada no projeto do molde. Núcleo de areia de sílica expande 0,78% a 600 ℃; sem liberdade reservada, a expansão do núcleo racha paredes finas do braço oscilante dentro dos moldes de fundição por gravidade.
Moldes de fundição de baixa pressão para uso de braço oscilante segurando pressão 0,06-0,11 MPa após o enchimento. O tempo de retenção segue 2,4 segundos por mm de espessura máxima da parede para secções de boss de pivote.
Liberdade da linha de separação mantida abaixo dos limites de 0,03 mm flash de alumínio em fundições de braço oscilante. O corte flash adiciona trabalho manual e aumenta o custo de processamento por unidade em 12%. Remoção de flash também arrisca golpes swingar
