李振生
广东鸿图科技股份有限公司

摘要：进行了高精度螺纹镶嵌件在压铸模具上应用的研究。结果表明，采用模具“嵌中嵌”镶嵌件的方式，通过与模具上的弹珠限位结构精确定位，解决了螺纹嵌件进铝问题，实现高精度螺纹镶嵌件的压铸工艺，减少了后序除毛刺工作量，提高了效率。
关键词：压铸；滤清器端盖；螺纹镶嵌件；包铝滤清器端盖是发动机燃油系统的核心铝合金铸件，

该铸件的清洁度要求非常高，清洁度标准要求为：杂质颗粒小于0.375 mm×0.625 mm，单颗杂质最大重量为6.5 mg，杂质总重量为0.000 3 mg/mm2。在铸件滤清器端盖生产过程中，先将规格为1-14 U.N.S-2A螺纹嵌件放在压铸模内，再与压铸件铸合在一起。该嵌件螺纹规格为美制统一螺纹，螺纹中径的公差带仅为0.13mm，非常严格。若螺牙表面在压铸的生产过程中出现磕碰、拉伤或残留铝屑，通规均没法顺利通过。镶嵌件总成结构示意图，见图2。镶嵌件光身外露部分最大仅为0.4 mm，也就是说，与模具镶套配合部分仅为0.4mm，按常规镶嵌工艺，根本无法封料，铝液很容易从牙缝里跑进去，且嵌件螺牙

规格为美制统一螺纹，螺纹精度要求高。怎样避免或最大限度减少螺纹镶嵌件包铝，保证螺牙不受损伤，并减少后序除毛刺工作量，提高效率及降低不良率，成为本课题研究的项目。
经过多次研究，最终我们采用模具“嵌中嵌”镶嵌件组装的方式，来解决螺纹嵌件进铝问题。即先制出与镶嵌件配合的模具镶套，装配后 （将螺纹镶嵌件旋入镶套内，成为镶套嵌件总成，再放到压铸模上） 通过与模具上的弹珠限位结构精确定位，从而有效防止螺纹镶嵌件进铝，保证牙型符合要求。
1 “嵌中嵌”镶嵌件的结构及工作原理
1.1 “嵌中嵌”镶嵌件的结构 
镶嵌件单体实物图，见图3a。材料为易切削结构钢Y15PB，外表面要求镀铜，铸入部分制出滚花及凹槽结构，以增强嵌件与压铸合金的结合。图3b为镶套单体实物图。同时制出与镶嵌件配合的模具镶套，然后将螺纹镶嵌件旋入镶套内，装配后成为镶套嵌件总成 （图3c），再放到压铸模上，通过与模具上的弹珠限位结构精确定位。
 

1.2 “嵌中嵌”镶嵌件的定位
镶嵌件产品结构示意图如图4所示，定位采用模具内置弹珠的定位方式。根据零件的结构，在镶套非成型部位开设凹槽，在抽芯滑块相应位置内置弹珠机构，两者配合在一起，使得镶套嵌件在抽芯滑块内得以固定，不会出现轴向滑动、摆动等现象。同时为了能将镶嵌件准确安装到位，在镶嵌件内做出了一个预留孔（Ф15+0.1 +0.15），与模具上的型芯做配合。镶嵌件装配结构示意图如图5a所示。在压铸生产时，

将镶套嵌件总成安装到模具上相对应的滑块型芯上。通过型芯的导向和限位的作用，便于安装的同时，防止镶嵌件由于铝液冲刷，产生蹿动。装配镶套嵌件总成后模具实物图，见图5b。
1.3 “嵌中嵌”镶嵌件封料的工作原理
镶套结构示意图如图6所示。采用模具“嵌中嵌”镶嵌件组装的方式，镶套制出与镶嵌件配合的1-14U.N.S-2A内螺纹，然后将螺纹镶嵌件旋入镶套内，利用镶套的保护作用，防止螺牙受到磕碰伤。同时，镶套端面做成台阶状，凸起0.15 mm进行径向封料，进一步有效防止或减少螺纹镶嵌件进铝，达到双保险的目的。镶套封料位置实物图，见图7。

1.4 “嵌中嵌”镶套的取出
图8为铸件脱模时的实物图。镶套端部采用内六角可拆卸式取出结构，利用六角匙能方便拆卸镶套。同时，该项目正在考虑采用ABB机械人自动安装技术将镶套嵌件总成放到模具上，使其重复定位更加好，节

省工作时间，降低工人的工作强度。
1.5 “嵌中嵌”镶嵌件工艺过程的控制方法
在压铸生产时，将镶套嵌件总成安装到模具上相对应的滑块型芯上，并通过模具相应位置内的弹珠限位结构，使得镶套嵌件在模具内得以固定，不会出现轴向滑动、摆动等现象。防止镶嵌件由于铝液冲刷，产生蹿动。要控制型芯平行方向的跳动，同时控制镶套嵌件总成与模具的定位型芯及镶套的配合间隙，以此来保证镶嵌件在铸件内的位置度不发生变化。
在生产过程中，镶套嵌件总成易在型芯平行方向发生跳动，主要有三种情况：①安装不到位；②安装过盈；③被铝液冲起。如果镶嵌件在产品中发生倾斜，位置度会发生变化，影响产品质量。在实际操作中，我们制定出如下控制措施：
（1） 镶套嵌件总成在使用前，必须与模具的定位型芯、镶套及模具内置弹珠限位结构进行配作；
（2） 要求清理镶嵌件上的所有飞边毛刺，不允许有残留，防止安装时出现偏差；
（3） 在压铸生产过程中，模具定位型芯容易粘铝，必须及时清理干净，否则会导致安装镶嵌件时，出现安装不到位或卡死等现象；
（4） 由于模具定位型芯在生产过程中反复受到高温铝液冲刷的作用，表面容易拉伤及烧蚀，必须及时抛光或披覆处理，并定期检查和更换；
（5） 为了减少包铝，在保证成形及内部质量良好的情况下，降低压射速度及压射压力；
（6） 镶套与模具内置弹珠配合凹槽处，全周R0.3mm圆角，不允许尖边毛刺；
（7） 为了防止镶套磕碰造成的边角损坏，影响镶套在铸件中的顺利脱模，每一班次生产前要先对镶套结构完整性进行检查，对翻起的边角进行修复；
（8） 由于生产时镶嵌件表面出现油污，导致安装镶嵌件时油污挥发产生大量气体，需将镶嵌件表面进行处理，清理掉表面上的油污，同时也是为了增加镶嵌件和铸件的结合力。
2 效果验证
采用“嵌中嵌”镶嵌件工艺进行了压铸件的生产，对所生产的压铸件进行了抽检，抽检件为10件，表1列出了螺纹镶嵌件抽检的试验结果。从表1可知，铸件螺纹镶嵌件端面凸起高度及螺纹镶嵌件在铸件内的位置度，均满足了图纸的要求，且过程稳定可靠。在压铸生产时，螺纹镶嵌件是藏在镶套内，铸件脱模后，才将镶套取出，从而避免了螺纹镶嵌件脱模时因拉扣而导致的磕碰伤，保证了牙型。同时，镶套的径向封料设计，可防止铝液进入螺纹镶嵌件内造成的表面包铝，减少了后序除毛刺的工作量，提高了加工效率。“嵌中嵌”镶嵌件工艺的应用，由于避免了铝液直接冲刷螺纹镶嵌件，比传统使用单个模具镶套，更能有效保
证螺纹镶嵌件在铸件内的位置度不发生变化。

3 结束语
高精度螺纹镶嵌件在压铸模具上的应用，采用模具“嵌中嵌”镶嵌件的方式，通过与模具上的弹珠限位结构精确定位，解决了困扰我们多年的螺纹嵌件进铝问题，实现高精度螺纹镶嵌件的压铸工艺，减少了后序除毛刺工作量，提高了效率，为以后开发同类型的产品积累经验和数据。