Resolviendo los problemas de calidad típicos de la carcasa de la caja de cambios de doble embrague de fundición a alta presión

Elija para: Los productos de caja de cambios de doble embrague son cajas de cambios de doble embrague húmedas, la carcasa de soporte consta de embrague y carcasa de caja de cambios, las dos carcasas producidas por el método de fundición a alta presión, en el proceso de desarrollo y producción del producto ha experimentado un difícil proceso de mejora de la calidad, tasa calificada integral en blanco en aproximadamente 60% 95% al ​​final del ascenso a los niveles de 2020. Este artículo resume las soluciones a los problemas de calidad típicos.

Transmisión húmeda de doble embrague, que utiliza un innovador conjunto de engranajes en cascada, un sistema de transmisión de cambio electromecánico y un nuevo actuador de embrague electrohidráulico.La carcasa en blanco está hecha de aleación de aluminio fundido a alta presión, que tiene las características de peso ligero y alta resistencia.Hay una bomba hidráulica, un fluido lubricante, una tubería de enfriamiento y un sistema de enfriamiento externo en la caja de engranajes, lo que presenta mayores requisitos en cuanto al rendimiento mecánico integral y el rendimiento de sellado de la carcasa.Este documento explica cómo resolver los problemas de calidad, como la deformación de la carcasa, el orificio de contracción del aire y la tasa de aprobación de fugas que afectan en gran medida la tasa de aprobación.

1,Solución del problema de deformación.

Figura 1 (a) a continuación,La caja de cambios está compuesta por una carcasa de caja de cambios de aleación de aluminio fundido a alta presión y una carcasa de embrague.El material utilizado es ADC12 y su espesor de pared básico es de aproximadamente 3,5 mm.La carcasa de la caja de cambios se muestra en la Figura 1 (b).El tamaño básico es de 485 mm (largo) × 370 mm (ancho) × 212 mm (alto), el volumen es de 2481,5 mm3, el área proyectada es de 134903 mm2 y el peso neto es de aproximadamente 6,7 kg.Es una parte de cavidad profunda de paredes delgadas.Teniendo en cuenta la tecnología de fabricación y procesamiento del molde, la confiabilidad del moldeo del producto y el proceso de producción, el molde se organiza como se muestra en la Figura 1 (c), que se compone de tres grupos de deslizadores, molde móvil (en la dirección de la cavidad exterior) y molde fijo (en la dirección de la cavidad interna), y la tasa de contracción térmica de la fundición está diseñada para ser 1,0055 %.

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De hecho, en el proceso de prueba inicial de fundición a presión, se encontró que el tamaño de la posición del producto producido por fundición a presión era bastante diferente de los requisitos de diseño (algunas posiciones tenían un descuento de más del 30 %), pero el tamaño del molde estaba calificado y la tasa de contracción en comparación con el tamaño real también estaba en línea con la ley de contracción.Para averiguar la causa del problema, se utilizó el escaneo 3D de la carcasa física y el 3D teórico para la comparación y el análisis, como se muestra en la Figura 1 (d).Se encontró que el área de posicionamiento base del blanco estaba deformada, y la cantidad de deformación era de 2,39 mm en el área B y 0,74 mm en el área C. Debido a que el producto se basa en el punto convexo del blanco A, B, C para el punto de referencia de posicionamiento de procesamiento posterior y el punto de referencia de medición, esta deformación conduce a la medición, proyección de otro tamaño a A, B, C como base del plano, la posición del orificio está fuera de servicio.

Análisis de las causas de este problema:

①El principio de diseño del molde de fundición a alta presión es uno de los productos después del desmoldeo, dando forma al producto en el modelo dinámico, lo que requiere que el efecto sobre el modelo dinámico de la fuerza del paquete sea mayor que las fuerzas que actúan sobre la bolsa del molde fijo apretada, debido a los productos especiales de cavidad profunda al mismo tiempo, la cavidad profunda dentro de los núcleos en el molde fijo y la superficie formada por la cavidad exterior en los productos del molde móvil para decidir la dirección de la separación del molde cuando inevitablemente sufrirá la tracción;

②Hay controles deslizantes en las direcciones izquierda, inferior y derecha del molde, que desempeñan un papel auxiliar en la sujeción antes del desmoldeo.La fuerza de soporte mínima está en la parte superior B y la tendencia general es a cóncava en la cavidad durante la contracción térmica.Las dos razones principales anteriores conducen a la mayor deformación en B, seguido de C.

El esquema de mejora para resolver este problema es agregar un mecanismo de eyección de troquel fijo Figura 1 (e) en la superficie de troquel fijo.En B aumentó el émbolo del molde de 6 juegos, agregando dos émbolos de molde fijos en la C, la varilla del pasador fijo se basa en el pico de reinicio, cuando se mueve el plano de sujeción del molde, coloque la palanca de reinicio y presiónelo en un molde, la presión automática del molde desaparece, la parte posterior del resorte de la placa y luego empuja el pico superior, tome la iniciativa para promover que los productos emerjan del molde fijo, a fin de realizar una deformación de desmoldeo compensada.

Después de la modificación del molde, la deformación por desmoldeo se reduce con éxito.Como se muestra en la FIG. 1 (f), las deformaciones en B y C se controlan de manera efectiva.El punto B es +0,22 mm y el punto C es +0,12, que cumplen con el requisito del contorno en blanco de 0,7 mm y logran la producción en masa.

2 、 Solución del orificio de contracción de la carcasa y fugas

Como todos saben, la fundición a alta presión es un método de formación en el que el metal líquido se llena rápidamente en la cavidad del molde de metal aplicando cierta presión y se solidifica rápidamente bajo presión para obtener la fundición.Sin embargo, sujeto a las características del diseño del producto y el proceso de fundición a presión, todavía hay algunas áreas de juntas calientes o agujeros de contracción por aire de alto riesgo en el producto, que se debe a:

(1) La fundición a presión utiliza alta presión para presionar metal líquido en la cavidad del molde a alta velocidad.El gas en la cámara de presión o la cavidad del molde no se puede descargar por completo.Estos gases están involucrados en el metal líquido y finalmente existen en la fundición en forma de poros.

(2) La solubilidad del gas en aluminio líquido y aleación de aluminio sólido es diferente.En el proceso de solidificación, inevitablemente se precipita gas.

(3)El metal líquido se solidifica rápidamente en la cavidad y, en caso de que no haya una alimentación eficaz, algunas partes de la pieza fundida producirán una cavidad por contracción o porosidad por contracción.

Tome como ejemplo los productos de DPT que han ingresado sucesivamente a la muestra de herramientas y a la etapa de producción de lotes pequeños (consulte la Figura 2): se contó la tasa de defectos del orificio de contracción por aire inicial del producto, y el más alto fue del 12,17 %, entre los cuales el orificio por contracción por aire de más de 3,5 mm representó el 15,71 % del total de defectos, y el orificio por contracción por aire entre 1,5 y 3,5 mm representó el 42,93 %.Estos orificios de contracción por aire se concentraron principalmente en algunos orificios roscados y superficies de sellado.Estos defectos afectarán la resistencia de la conexión de los pernos, la estanqueidad de la superficie y otros requisitos funcionales de la chatarra.

Para resolver estos problemas, los principales métodos son los siguientes:

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2.1SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR PUNTOS

Adecuado para piezas de una sola cavidad profunda y piezas de núcleo grande.La parte de formación de estas estructuras tiene solo unas pocas cavidades profundas o la parte de la cavidad profunda de la tracción del núcleo, etc., y pocos moldes están envueltos por una gran cantidad de aluminio líquido, que es fácil de sobrecalentar el molde, causando tensión pegajosa en el molde, grietas en caliente y otros defectos.Por lo tanto, es necesario forzar el enfriamiento del agua de refrigeración en el punto de paso del molde de cavidad profunda.La parte interna del núcleo con un diámetro superior a 4 mm se enfría con 1,0-1,5 mpa de agua a alta presión, para garantizar que el agua de enfriamiento sea fría y caliente, y que los tejidos circundantes del núcleo puedan solidificarse primero y formar una capa densa, para reducir la tendencia a la contracción y la porosidad.

Como se muestra en la Figura 3, combinado con los datos de análisis estadístico de la simulación y los productos reales, se optimizó el diseño de enfriamiento del punto final y se estableció en el molde el enfriamiento del punto de alta presión como se muestra en la Figura 3 (d), que controló de manera efectiva la temperatura del producto en el área de la junta caliente, realizó la solidificación secuencial de los productos, redujo efectivamente la generación de agujeros de contracción y aseguró la tasa calificada.

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2.2Extrusión local

Si el grosor de la pared del diseño de la estructura del producto es desigual o hay grandes nodos calientes en algunas partes, es probable que aparezcan agujeros de contracción en la parte solidificada final, como se muestra en la FIG.4 (C) a continuación.Los agujeros de contracción en estos productos no se pueden prevenir mediante el proceso de fundición a presión y aumentando el método de enfriamiento.En este momento, se puede utilizar la extrusión local para resolver el problema.Diagrama de estructura de presión parcial como se muestra en la figura 4 (a), es decir, instalado directamente en el cilindro del molde, después de que el metal fundido se llena en el molde y se solidifica antes, no completamente en el líquido de metal semisólido en la cavidad, la última pared gruesa de solidificación por la presión de la barra de extrusión forzó la alimentación para reducir o eliminar los defectos de la cavidad de contracción, a fin de obtener una fundición a presión de alta calidad.

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2.3La extrusión secundaria

La segunda etapa de extrusión consiste en configurar un cilindro de doble carrera.El primer golpe completa el moldeado parcial del orificio de prefundido inicial, y cuando el aluminio líquido alrededor del núcleo se solidifica gradualmente, se inicia la segunda acción de extrusión y finalmente se logra el doble efecto de prefundición y extrusión.Tome la carcasa de la caja de engranajes como ejemplo, la tasa calificada de la prueba hermética al gas de la carcasa de la caja de engranajes en la etapa inicial del proyecto es inferior al 70%.La distribución de las partes con fugas es principalmente la intersección del pasaje de aceite 1# y el pasaje de aceite 4# (círculo rojo en la Figura 5) como se muestra a continuación.

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2.4SISTEMA DE CORREDERA DE FUNDICIÓN

El sistema de fundición del molde de fundición a presión de metal es un canal que llena la cavidad del modelo de fundición a presión con líquido de metal fundido en la cámara de prensa de la máquina de fundición a presión bajo condiciones de alta temperatura, alta presión y alta velocidad.Incluye corredor recto, corredor cruzado, corredor interno y sistema de escape de desbordamiento.Se guían en el proceso de la cavidad de llenado de metal líquido, el estado de flujo, la velocidad y la presión de la transferencia de metal líquido, el efecto del escape y el molde de matriz juega un papel importante en aspectos tales como el estado de equilibrio térmico del control y la regulación, por lo tanto, se decide el sistema de compuerta para la calidad de la superficie de fundición a presión, así como el factor importante del estado de la microestructura interna.El diseño y finalización del sistema de vertido debe basarse en la combinación de teoría y práctica.

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2.5PprocesoOoptimización

El proceso de fundición a presión es un proceso de procesamiento en caliente que combina y utiliza la máquina de fundición a presión, la matriz de fundición a presión y el metal líquido de acuerdo con el procedimiento y los parámetros del proceso preseleccionados, y obtiene la fundición a presión con la ayuda de un motor.Tiene en cuenta todo tipo de factores, como la presión (incluida la fuerza de inyección, la presión específica de la inyección, la fuerza de expansión, la fuerza de bloqueo del molde), la velocidad de inyección (incluida la velocidad del punzón, la velocidad interna de la compuerta, etc.), la velocidad de llenado, etc.), varias temperaturas (temperatura de fusión del metal líquido, temperatura de fundición a presión, temperatura del molde, etc.), varios tiempos (tiempo de llenado, tiempo de mantenimiento de la presión, tiempo de retención del molde, etc.), propiedades térmicas del molde (tasa de transferencia de calor, tasa de capacidad calorífica, gradiente de temperatura, etc.), propiedades de fundición y propiedades térmicas del metal líquido, etc. papel principal en la presión de fundición a presión, la velocidad de llenado, las características de llenado y las propiedades térmicas del molde.

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2.6El uso de métodos innovadores.

Para resolver el problema de fugas de piezas sueltas dentro de las partes específicas de la carcasa de la caja de cambios, la solución del bloque de aluminio frío se utilizó de forma pionera después de la confirmación tanto por parte de la oferta como de la demanda.Es decir, se carga un bloque de aluminio dentro del producto antes del llenado, como se muestra en la Figura 9. Después del llenado y la solidificación, este inserto permanece dentro de la pieza para resolver el problema de la contracción local y la porosidad.

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Hora de publicación: 08-sep-2022