摘要：目前，在国内汽车自动变速箱压铸工艺和模具设计都还处于起步阶段，其主要还是来自国外工业发达国家的压铸工艺和成套模具，但由于引进国外压铸工艺和成套模具存在周期较长、成本高、服务不到位等诸多因素，不利于我国这个行业的长期发展。针对我们长期战略规划，自主设计制造了数套自动变速箱压铸模，设计包括压铸工艺设计和模具结构设计，经过调试，模具都已经进入批量化生产，模具的结构与进口模具相当，成品率要高于进口模具，此类模具设计的成功，为代替此类进口模具积累了大量的经验，为后续此类模具的自主设计打下结实的基础，不久，此类模具将会大量的国产化，大大降低汽车的生产成本。

关键词： 汽车、自动变速箱、工艺、模具设计、国产化

中图分类号：TG76

一、 汽车变速箱主壳体压模铸的压铸工艺

汽车自动变速箱主壳体是汽车上的一个关键零部件，其体型较大，结构形状复杂，技术要求高，其上有一个侧面是油阀面，汽车的自动换档就是通过油路油压的变化来实现的，参见附图1的A侧面，上面密布油路，该面的铸造质量要求特别高，不允许出现任何缺陷；按常规浇道应设置在铸件的变扭矩箱连接面上，即对于汽车变速箱主壳体应设在另一侧面--B面，但由于在B面上设置浇道距离过油的A面较远，而且金属液充型时的流向也不顺畅，会出现夹渣、疏松、气孔、和欠铸等缺陷，不能保证A面部位的质量；因此必须寻求在A面上设置浇道的方案，提供一种汽车变速箱主壳体压铸模的浇道结构，以减少铸造缺陷，使密布油路的A面质量得到保证。

为实现上述目的，本技术方案采用：汽车自动变速箱主壳体压铸模的浇道结构，该浇道设置在油路密布的侧面--A面上，由直浇道，横浇道，以及内浇口组成；所说的直浇道形状比较平直，体态粗厚，在靠近A面时，是沿着A面的外轮廓环绕A面布置的，其作用是使充型时的金属液以大流量的形式通过并向后传递液压，粗厚的设计是为了减少金属液与模体的接触面积，减少金属液通过时的热量损失和冷却速度，同时有利于提高金属液的流量和向后传递压力；横浇道沿着A面的外轮廓走向呈多段分布，它的作用是使金属液改变流向并分流向后传递液压，并使金属液充型时流向更合理；内浇口是金属液填充型腔的最后入口，另外它也同样有向型腔传递压力作用，内浇口的截面较小，金属液在内浇口里速度很高，它是以喷射的形式充填型腔的。

由于采用了上述方案，汽车自动变速箱主壳体压铸模的浇道结构，使浇注中金属充型顺序和流向更加合理，在充型时不会产生回流和回旋现象，有利于排出型腔中的气体和金属液流前部的杂质，有利于减少铸造缺陷；由于浇道设在A面上，压铸时金属液首先填充产品A面部位，而前部质量较差的金属液被推向远离A面的部位，并且在增压时，首先作用于A面部位，因此A面部位产生夹渣、欠铸、气孔、缩孔和疏松等的铸造缺陷可能性很小，汽车变速箱主壳体在该部位的内部组织更加致密，质量容易得到保证。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1、汽车变速箱主壳体油阀面图。

图2、俯视图。

图3、仰视图。

图4、油阀面模流填充图。

图5、仰视面模流填充图。

图6、俯视面模流填充图。

图7、上侧面模流填充图。

图8、下侧面模流填充图。

图9、缩松图。

图中：1、油阀面，2、直浇道，3、横浇道，4、内浇口，5、渣包。

MAGMA模流分析

由附图4--9所示，现在大型的压铸基本都要借助模流分析软件分析各种设想的方案，然后进行对比、优化，确定最终方壳体压铸模的浇道最初设计在B面上，经过模拟运算发现填充比较杂乱，金属液体不能同步推进存在严重的包气现象，尤其是A面的油路筋条包气现象非常严重，从而否定了这一方案。接下来，把浇道设计在A面上，形状为一个整的U型，模流分析后发现，金属液体在B面上，靠近分模面上流动非常快，这样也导致产品尾部容易包气，然后降低U型浇道的两个角的高度，使之成为半U型，如图4所示，再次模拟分析后，发现金属液体流动基本同步向各个分模面推进，顺利把先前进入型腔的冷得金属液排入渣包，后进过数次调整内浇口，最终达到如图所示的理想状态。该浇道的设计思路如下：浇道设置在油路密布的侧面--A面上，由直浇道2，横浇道3，以及内浇口4组成；所说的直浇道1形状比较平直，体态粗厚，在靠近A面时，是沿着A面的外轮廓环绕A面布置的，其作用是使充型时的金属液以大流量的形式通过并向后传递液压，粗厚的设计是为了减少金属液与模体的接触面积，减少金属液通过时的热量损失和冷却速度，同时有利于提高金属液的流量和向后传递压力；横浇道3沿着A面的外轮廓走向呈多段分布，它的作用是使金属液改变流向并分流向后传递液压，并使金属液充型时流向更合理；内浇口4是金属液填充型腔的最后入口，另外它也同样有向型腔传递压力作用，内浇口的截面较小，金属液在内浇口里速度很高，它是以喷射的形式充填型腔的。

汽车自动变速箱主壳体压铸模的浇道结构，用于在压铸模中浇铸汽车变速箱主壳体。该浇道设置在油路密布的侧面--A面上，由直浇道，横浇道，以及内浇口组成；所说的直浇道形状比较平直，体态粗厚，在靠近A面时，是沿着A面的外轮廓环绕A面布置的；横浇道3沿着A面的外轮廓走向呈多段分布；内浇口4是金属液填充型腔的最后入口。浇注中金属充型顺序和流向更加合理，在充型时不会产生回流和回旋现象，有利于排出型腔中的气体和金属液流前部的杂质，有利于减少铸造缺陷；且A面部位产生夹渣、欠铸、气孔、缩孔和疏松等的铸造缺陷可能性很小，汽车变速箱主壳体在该部位的内部组织更加致密，质量容易得到保证。

二、汽车变速箱主壳体压铸模的模具结构设计

对于大型的压铸模具其结构设计非常重要，其与小模具有诸多不同之处，主要需要考虑一下几处：1、受力分析，像汽车主壳体压铸模具总重量达35吨，需要安装在3500吨压铸机上生产，无论是自重还是压铸机的锁模力以及金属液的反冲力都非常大。2、结构合理，对于大型压铸模具结构是至关重要的，直接影响模具的寿命、使用方便性、维护等。3、连续性，由于大型模具的压铸件重量大，有时达到30多公斤，人工取件已经不可行，所以要借助机械手，设计模具是需要考虑。

下面重点介绍一下汽车自动变速箱压铸模具侧抽芯上铸件顶出机构

在各类压铸件中，有的具有较大面积且形状复杂的侧面，针对该侧面在其压铸模上需设置相应的侧抽芯，在压铸生产拔模时上述侧面压铸件对侧抽芯有很大的包紧力，传统的侧抽芯机构如附图1所示，它由侧抽芯油缸，连接头，滑块和型芯组成；其中连接头联接于油缸活塞杆上，并与滑块相联接，滑块联接型芯，与模体可相对移动，当开模时，油缸活塞回缩，通过连接头拉动滑块和型芯向左运动；在此过程中，由于压铸件对型芯的包紧力作用，使压铸件产生向左运动的趋势；当拔模包紧力过大时，常常造成压铸件变形开裂等损伤，导致产品报废。

为了解决上述问题，提供一种压铸模侧抽芯上铸件顶出机构，保证在抽芯过程中产品能在顶出机构的支持下不随侧抽而运动，不会伤及产品，顺利实现抽芯动作，并且在完成抽芯动作后能将顶出机构回复到原来位置，从而能连续生产。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种压铸模侧抽芯上铸件顶出机构，是在传统侧抽芯机构上再增设部件，它包括传统侧抽芯机构中的侧抽芯油缸，连接头，滑块和型芯，还包括增设的导板，导轮，挡块，弹簧，复位杆，顶杆，限位销，顶杆固定板和中间连接头；其中连接头联接于油缸活塞杆上，并与滑块相联接，滑块联接型芯，滑块与模体可相对移动；导板固定于滑块上，导板的左端部有一斜面；而导轮、挡块及弹簧安装于模体上；导轮与导板接触联接，可相对滚动；导轮还与挡块接触联接，挡块联接弹簧；所说的顶杆固定于顶杆固定板上，穿过滑块，端头抵住压铸件，并可在滑块内滑移；顶杆固定板中心由油缸活塞杆穿过，并处于油缸活塞杆上的连接头与中间连接头之间，顶杆固定板与挡块可接触联接；顶杆固定板上固定有复位杆和限位销，其中复位杆穿过滑块，并可在滑块内滑动。

其工作过程是这样的：当开模时，油缸活塞杆向左回缩，通过连接头拉动滑块连同型芯和导板向左移动，由于挡块的阻挡作用，致使顶杆固定板连同其上面固定的顶杆和复位杆仍处于静止不动状态；随着导板继续向左运动，导板的左端部斜面经导轮推动挡板克服弹簧力向外侧张开，同时解除了对顶杆固定板的阻挡作用，并使限位销逐渐接触滑块，推动顶杆固定板向左运动，从而使顶杆与压铸件脱离接触，直至顶杆远离型腔，抽芯过程结束；当合模时，油缸活塞杆向右伸出，由连接头和中间连接头推动滑块和顶杆固定板向右移动，直到滑块和复位杆端面与型腔面A贴合；在此过程中，导轮、挡块、弹簧回复到开模前状态，插芯过程结束。

由于采用了上述方案，一种压铸模侧抽芯上铸件顶出机构，结构精巧，从开模启动后到挡块完全解除对顶杆固定板的阻挡作用这段时间内，顶杆一直保持着对压铸件的支撑，使得压铸件在抽芯时不会产生变形开裂等质量问题；并且在完成抽芯动作后的下一轮合模时，能将顶出机构回复到原来位置，从而能连续生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1、定模。

图2、动模。

由附图11所示，本实用新型的一种压铸模侧抽芯上铸件顶出机构，包括传统侧抽芯机构中的侧抽芯油缸，连接头，滑块和型芯，还包括增设的导板，导轮，挡块，弹簧，复位杆，顶杆，限位销，顶杆固定板和中间连接头；其中连接头联接于油缸活塞杆上，并与滑块相联接，滑块联接型芯，滑4与模2可相对移动；导板固定于滑块上，导板的左端部有一斜面；而导轮、挡块及弹簧安装于模体上；导轮与导板接触联接，可相对滚动；导轮还与挡块接触联接，挡块联接弹簧；所说的顶杆固定于顶杆固定板上，穿过滑块，端头抵住压铸件，并可在滑块内滑移；顶杆固定板中心由油缸活塞杆穿过，并处于油缸活塞杆上的连接头与中间连接头之间，顶杆固定板与挡块可接触联接；顶杆固定板上固定有复位杆和限位销，其中复位杆穿过滑块，并可在滑块内滑移，限位销与滑块可接触联接。

 一种压铸模侧抽芯上铸件顶出机构，用于压铸件的脱模；包括油缸，连接头，滑块和型芯；还包括导板，导轮，挡块，弹簧复位杆，顶杆，限位销，顶杆固定板和中间连接头；导板固定于滑块上，导板的左端部有一斜面；导轮、挡块及弹簧分别安装于模体上；导轮与导板接触联接，可相对滚动；所说的顶杆固定于顶杆固定板上，穿过滑块，端头抵住压铸件；顶杆固定板与挡块可接触联接；顶杆固定板上固定有复位杆和限位销。本实用新型结构精巧，由于顶杆对压铸件的支撑，使得压铸件在抽芯时不会产生变形开裂等质量问题；并且在完成抽芯动作后的下一轮合模时，能将顶出机构回复到原来位置，从而能连续生产。

总结

汽车自动变速箱压铸模具设计和加工在我国还是刚刚起步，随着世界上产业的转移，以及寻求降低成本等因素，相信会有越来越多的此类大型模具转移到中国来设计生产。我们需要现在引进和积累更多大型压铸模具的经验，还需要不断地创新，这样才能跟的上工业发达国家的水平。中国的压铸模具企业要发展，就必须转换机制，发展专业化生产，增强巿场意识，促进铸造模具业的产业结构调整；积极推进行业管理，建立行业管理协调网络；加强技术人才的培养，强化一专多能；广泛采用CAD/CAM/CAE/CAPP技术，提高铸造模具设计和制造水平；大力发展快速制模和快速成形技术、高速加工技术、高速测量技术和逆向工程等新技术、新工艺、新材料；提高铸造模具标准化水平和扩大标准件的使用范围。模具企业必须不断提高自身的技术水平和管理能力，才能在国内模具巿场有立足之地，才能逐步开拓国外模具巿场。