Resolvendo problemas típicos de qualidade da carcaça da caixa de engrenagens de dupla embreagem de fundição de alta pressão

Escolher para: Os produtos da caixa de engrenagens de dupla embreagem são caixas de engrenagens de dupla embreagem úmidas, o invólucro de suporte consiste em embreagem e invólucro da caixa de engrenagens, os dois invólucros produzidos pelo método de fundição de alta pressão, no processo de desenvolvimento e produção do produto passaram por um processo de melhoria de qualidade difícil, taxa qualificada abrangente em branco em cerca de 60% 95% até o final da subida para os níveis de 2020, Este artigo resume as soluções para problemas típicos de qualidade.

Transmissão de dupla embreagem úmida, que usa um inovador conjunto de engrenagens em cascata, um sistema de acionamento eletromecânico e um novo atuador de embreagem eletro-hidráulico.O casco em branco é feito de liga de alumínio de fundição de alta pressão, que tem as características de peso leve e alta resistência.Há bomba hidráulica, fluido lubrificante, tubo de resfriamento e sistema de resfriamento externo na caixa de engrenagens, que apresentam requisitos mais elevados no desempenho mecânico abrangente e no desempenho de vedação do invólucro.Este documento explica como resolver os problemas de qualidade, como deformação do invólucro, orifício de contração de ar e taxa de passagem de vazamento, que afetam muito a taxa de passagem.

1、Solução do problema de deformação

Figura 1 (a) abaixo,A caixa de engrenagens é composta por uma carcaça de liga de alumínio fundido de alta pressão e uma carcaça de embreagem.O material utilizado é ADC12, e sua espessura básica de parede é de cerca de 3,5 mm.A carcaça da caixa de engrenagens é mostrada na Figura 1 (b).O tamanho básico é 485 mm (comprimento) × 370 mm (largura) × 212 mm (altura), o volume é 2481,5 mm3, a área projetada é 134903 mm2 e o peso líquido é de cerca de 6,7 kg.É uma parte de cavidade profunda de paredes finas.Considerando a tecnologia de fabricação e processamento do molde, a confiabilidade da moldagem do produto e do processo de produção, o molde é organizado conforme mostrado na Figura 1 (c), que é composto por três grupos de controles deslizantes, molde móvel (na direção da cavidade externa) e molde fixo (na direção da cavidade interna), e a taxa de retração térmica da peça fundida é projetada para ser 1,0055%.

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Na verdade, no processo de teste inicial de fundição sob pressão, verificou-se que o tamanho da posição do produto produzido pela fundição sob pressão era bastante diferente dos requisitos do projeto (algumas posições estavam com mais de 30% de desconto), mas o tamanho do molde foi qualificado e a taxa de encolhimento comparada com o tamanho real também estava de acordo com a lei de encolhimento.Para descobrir a causa do problema, foi utilizada a digitalização 3D da casca física e o 3D teórico para comparação e análise, conforme mostra a Figura 1 (d).Verificou-se que a área de posicionamento da base do espaço em branco foi deformada e a quantidade de deformação foi de 2,39 mm na área B e 0,74 mm na área C. Como o produto é baseado no ponto convexo do espaço em branco A, B, C para o benchmark de posicionamento de processamento subsequente e benchmark de medição, essa deformação leva à medição, outra projeção de tamanho para A, B, C como a base do plano, a posição do furo está fora de ordem.

Análise das causas deste problema:

①Princípio de design de matriz de fundição de alta pressão é um dos produtos após a desmoldagem, dando forma ao produto no modelo dinâmico, o que requer que o efeito no modelo dinâmico da força do pacote seja maior do que as forças que atuam no saco do molde fixo apertado, por causa da cavidade profunda produtos especiais ao mesmo tempo, cavidade profunda dentro dos núcleos no molde fixo e superfície formada da cavidade externa nos produtos de molde em movimento para decidir a direção da separação do molde quando inevitavelmente sofrerá a tração;

②Existem controles deslizantes nas direções esquerda, inferior e direita do molde, que desempenham um papel auxiliar na fixação antes da desmoldagem.A força de suporte mínima está no B superior, e a tendência geral é a concavidade na cavidade durante a retração térmica.As duas razões principais acima levam à maior deformação em B, seguida por C.

O esquema de melhoria para resolver este problema é adicionar um mecanismo fixo de ejeção da matriz Figura 1 (e) na superfície fixa da matriz.Em B aumentou o êmbolo do molde de 6 conjuntos, adicionando dois êmbolos de molde fixos em C, a haste de pino fixo deve contar com o pico de redefinição, ao mover o plano de fixação do molde, defina a alavanca de redefinição, pressione-a em um molde, a pressão automática da matriz do molde desaparece, a parte traseira da mola da placa e, em seguida, empurre o pico superior, tome a iniciativa de promover produtos emergirem do molde fixo, de modo a realizar a deformação de desmoldagem de deslocamento.

Após a modificação do molde, a deformação de desmoldagem é reduzida com sucesso.Conforme mostrado na FIG.1 (f), as deformações em B e C são efetivamente controladas.O ponto B é +0,22 mm e o ponto C é +0,12, que atendem ao requisito do contorno em branco de 0,7 mm e atingem a produção em massa.

2、Solução de furos e vazamentos de encolhimento do invólucro

Como é do conhecimento de todos, a fundição de alta pressão é um método de formação no qual o metal líquido é rapidamente preenchido na cavidade do molde de metal aplicando certa pressão e solidifica rapidamente sob pressão para obter a fundição.No entanto, dependendo das características do projeto do produto e do processo de fundição sob pressão, ainda existem algumas áreas de juntas quentes ou furos de retração de ar de alto risco no produto, devido a:

(1) A fundição sob pressão usa alta pressão para pressionar o metal líquido na cavidade do molde em alta velocidade.O gás na câmara de pressão ou na cavidade do molde não pode ser completamente descarregado.Esses gases estão envolvidos no metal líquido e eventualmente existem na fundição na forma de poros.

(2) A solubilidade do gás no alumínio líquido e na liga de alumínio sólido é diferente.No processo de solidificação, o gás é inevitavelmente precipitado.

(3)O metal líquido solidifica rapidamente na cavidade e, no caso de nenhuma alimentação efetiva, algumas partes da peça fundida produzirão cavidade de retração ou porosidade de retração.

Tome como exemplo os produtos da DPT que entraram sucessivamente na amostra de ferramental e no estágio de produção de pequenos lotes (consulte a Figura 2): A taxa de defeito do orifício de contração inicial do produto foi contada e a mais alta foi de 12,17%, entre os quais o orifício de contração de ar maior que 3,5 mm representou 15,71% do total de defeitos e o orifício de contração de ar entre 1,5-3,5 mm representou 42,93%.Esses furos de contração de ar estavam concentrados principalmente em alguns furos roscados e superfícies de vedação.Esses defeitos afetarão a resistência da conexão do parafuso, o aperto da superfície e outros requisitos funcionais da sucata.

Para resolver esses problemas, os principais métodos são os seguintes:

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2.1SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DE PONTO

Adequado para peças de cavidade profunda única e grandes peças de núcleo.A parte formadora dessas estruturas tem apenas algumas cavidades profundas ou a parte da cavidade profunda da extração do núcleo, etc., e poucos moldes são envoltos por uma grande quantidade de alumínio líquido, o que é fácil de causar superaquecimento do molde, causando tensão pegajosa no molde, rachaduras a quente e outros defeitos.Portanto, é necessário forçar o resfriamento da água de resfriamento no ponto de passagem do molde de cavidade profunda.A parte interna do núcleo com diâmetro superior a 4 mm é resfriada por água de alta pressão de 1,0-1,5 mpa, de modo a garantir que a água de resfriamento seja fria e quente, e os tecidos circundantes do núcleo possam primeiro solidificar e formar uma camada densa, de modo a reduzir a tendência de encolhimento e porosidade.

Conforme mostrado na Figura 3, combinado com os dados de análise estatística da simulação e dos produtos reais, o layout de resfriamento do ponto final foi otimizado e o resfriamento do ponto de alta pressão, conforme mostrado na Figura 3 (d), foi definido no molde, o que controlou efetivamente a temperatura do produto na área da junta quente, realizou a solidificação sequencial dos produtos, reduziu efetivamente a geração de furos de contração e garantiu a taxa qualificada.

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2.2extrusão local

Se a espessura da parede do projeto da estrutura do produto for desigual ou se houver grandes nós quentes em algumas partes, é provável que apareçam furos de contração na peça solidificada final, conforme mostrado na FIG.4 (C) abaixo.Os furos de contração nesses produtos não podem ser evitados pelo processo de fundição sob pressão e aumentando o método de resfriamento.Neste momento, a extrusão local pode ser usada para resolver o problema.Diagrama de estrutura de pressão parcial, conforme mostrado na figura 4 (a), ou seja, instalado diretamente no cilindro do molde, após o enchimento do metal fundido no molde e solidificado antes, não completamente no líquido de metal semi-sólido na cavidade, a última parede espessa de solidificação pela alimentação forçada da haste de extrusão para reduzir ou eliminar seus defeitos de cavidade de retração, a fim de obter alta qualidade de fundição sob pressão.

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2.3A extrusão secundária

A segunda etapa da extrusão é definir um cilindro de curso duplo.O primeiro curso completa a moldagem parcial do orifício inicial de pré-moldagem e, quando o alumínio líquido ao redor do núcleo é gradualmente solidificado, a segunda ação de extrusão é iniciada e o duplo efeito de pré-moldagem e extrusão é finalmente realizado.Tomando como exemplo a carcaça do redutor, a taxa qualificada do teste de estanqueidade do redutor na fase inicial do projeto é inferior a 70%.A distribuição das peças com vazamento é principalmente a interseção da passagem de óleo 1# e da passagem de óleo 4# (círculo vermelho na Figura 5), ​​conforme mostrado abaixo.

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2.4SISTEMA DE CORREDOR DE FUNDIÇÃO

O sistema de fundição do molde de fundição sob pressão de metal é um canal que preenche a cavidade do modelo de fundição sob pressão com líquido de metal fundido na câmara de prensagem da máquina de fundição sob condições de alta temperatura, alta pressão e alta velocidade.Inclui corredor reto, corredor cruzado, corredor interno e sistema de exaustão de transbordamento.Eles são guiados no processo de preenchimento da cavidade de metal líquido, o estado de fluxo, a velocidade e a pressão da transferência de metal líquido, o efeito de exaustão e o molde da matriz desempenham um papel importante em aspectos como o estado de equilíbrio térmico do controle e regulação, portanto, o sistema de gating é decidido para a qualidade da superfície de fundição, bem como o fator importante do estado da microestrutura interna.O projeto e a finalização do sistema de vazamento devem ser baseados na combinação de teoria e prática.

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2.5PprocessoOotimização

O processo de fundição sob pressão é um processo de processamento a quente que combina e usa a máquina de fundição sob pressão, matriz de fundição sob pressão e metal líquido de acordo com o procedimento de processo pré-selecionado e os parâmetros do processo, e obtém a fundição sob pressão com a ajuda do acionamento de energia.Leva em consideração todos os tipos de fatores, como pressão (incluindo força de injeção, pressão específica de injeção, força de expansão, força de travamento do molde), velocidade de injeção (incluindo velocidade de perfuração, velocidade interna do portão, etc.), velocidade de enchimento, etc.), várias temperaturas (temperatura de fusão do metal líquido, temperatura de fundição sob pressão, temperatura do molde, etc.), vários tempos (tempo de enchimento, tempo de retenção da pressão, tempo de retenção do molde, etc.), propriedades térmicas do molde (taxa de transferência de calor, taxa de capacidade de calor, gradiente de temperatura, etc.), propriedades de fundição e propriedades térmicas do metal líquido, etc. um papel de liderança na pressão de fundição sob pressão, velocidade de enchimento, características de enchimento e propriedades térmicas do molde.

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2.6O uso de métodos inovadores

Para resolver o problema de vazamento de peças soltas dentro das partes específicas da carcaça da caixa de engrenagens, a solução de bloco de alumínio frio foi utilizada de forma pioneira após a confirmação tanto pelo lado da oferta quanto da demanda.Ou seja, um bloco de alumínio é carregado dentro do produto antes do enchimento, conforme mostra a Figura 9. Após o enchimento e solidificação, este inserto permanece dentro da entidade da peça para solucionar o problema de retração local e porosidade.

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Horário da postagem: 08 de setembro de 2022