淺析離合器殼體壓鑄模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馬紅兵

（陜西法士特汽車傳動(dòng)工程研究院，陜西 寶雞 722409）

淺析離合器殼體壓鑄模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馬紅兵

（陜西法士特汽車傳動(dòng)工程研究院，陜西 寶雞 722409）

文章以我公司 JS180-1601015-5-Y壓鑄產(chǎn)品為例，分析了模具不同澆注系統(tǒng)對(duì)模具設(shè)計(jì)、及生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性造成的不同的影響。表明，中心澆注系統(tǒng)相對(duì)側(cè)澆注系統(tǒng)不僅節(jié)約模具成本達(dá)到6.69萬(wàn)，也提高了生產(chǎn)出品率18.8%，節(jié)約輔料成本相比可達(dá) 36%，大大體現(xiàn)了其自身優(yōu)勢(shì)，為我公司離合器殼體類似壓鑄產(chǎn)品的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了借鑒。

澆注系統(tǒng)；中心澆口；側(cè)澆口；出品率

CLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)11-81-03

前言

壓鑄模的澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)熔融金屬充填型腔的通道，它對(duì)金屬液流動(dòng)方向、溢流排氣條件、壓力傳遞等諸多方面，起著極為重要的控制與調(diào)節(jié)作用，對(duì)鑄件質(zhì)量、生產(chǎn)效率有決定性的影響。本文針對(duì)我公司同一類型（JS180-1601015 5-Y）的零件，分析采用不同的澆注系統(tǒng)，對(duì)模具設(shè)計(jì)、產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性等方面的影響。

1 澆注系統(tǒng)的分析

根據(jù)壓鑄產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)的特征，可設(shè)計(jì)出相應(yīng)的壓鑄模澆注系統(tǒng)，如中心澆口，側(cè)澆口，環(huán)形澆口、縫隙澆口、點(diǎn)澆口等澆注系統(tǒng)。各個(gè)澆注系統(tǒng)存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但總的原則是：使流入型腔的鋁合金液盡量減少曲折，匯合，盡可能避免直接沖擊型芯，不宜立即封住分型面，有利于壓鑄的傳遞，形成良好的充填狀態(tài)和排氣條件。我公司僅對(duì)自身產(chǎn)品，選擇合適的澆道，重點(diǎn)分析中心澆口和側(cè)澆口。

1.1 中心澆口

當(dāng)鑄件的中心處有足夠大的通過(guò)孔是，可在中心設(shè)置分流錐和澆注系統(tǒng)。如圖1所示，金屬流由離合器殼體中心孔內(nèi)緣流向外緣，澆口直接搭接在中心孔上，承受最大的壓實(shí)壓力，可使中心孔致密度達(dá)到最佳狀態(tài)。

優(yōu)勢(shì)：A）由于沒有橫澆道，金屬液流程短，壓力損失較小；B）不增加或很少增加鑄件的投影面積；C）便于排除深腔部位的氣體，能獲得足夠的致密度，且壓鑄件同時(shí)獲得較高的壓力傳遞；D）有利于模具熱平衡；E）模具外形尺寸較??；F）壓鑄機(jī)受力均衡。

圖1 離合器殼體中心澆口形式Figure 1 The center gating system of clutch housing

1.2 側(cè)澆口

澆注系統(tǒng)設(shè)置在鑄件的側(cè)面，是應(yīng)用最廣泛的一種設(shè)計(jì)。如圖2所示，金屬料流從從底部一側(cè)以扇形進(jìn)入，使金屬液沿外緣迅速充滿型腔。

優(yōu)勢(shì)：A）對(duì)鑄件的流入部位適應(yīng)性強(qiáng)，可以從鑄件的外部或內(nèi)側(cè)流入，適用各種那個(gè)形狀的鑄件；B）可用于一模多腔；C）去除澆注系統(tǒng)比較容易。

圖2 離合器殼體側(cè)澆口形式Figure 2 The side gating system of clutch housing

2 模具成本分析

模芯材料以ASSAB公司的DIEVARE材料為例，重點(diǎn)分析兩種澆注系統(tǒng)對(duì)模具成本的影響，如下表1所示，中心澆口澆注系統(tǒng)對(duì)模具成本由明顯優(yōu)勢(shì)，不僅材料尺寸（圖3、圖4）由側(cè)澆注的990mm減小為中心澆口的860mm，模芯成本也大大降低17%，單套模具節(jié)約成本達(dá)6.69萬(wàn)元左右。

圖3 中心澆口澆注系統(tǒng)模芯大小簡(jiǎn)圖Figure3 The center runner gating system of mold

圖4 側(cè)澆口澆注系統(tǒng)模芯大小簡(jiǎn)圖Figure4 The side runner gating system of mould

表1 模芯成本分析

3 經(jīng)濟(jì)性能分析

3.1 出品率分析

通過(guò)對(duì)離合器產(chǎn)品重量的分析，由下圖5及圖6明顯看出，側(cè)澆注系統(tǒng)料餅較大，重量約6.6KG，然后中心澆注系統(tǒng)明顯較小，重量約2.1KG，并對(duì)中心澆口及側(cè)澆口進(jìn)行詳細(xì)分析如下表2所示。

圖6 側(cè)澆注系統(tǒng)料餅Figure6 The block of side gate

圖5 中心澆口料餅Figure5 The block of center gate

表2 出品率分析

圖7 出品率柱狀圖Figure 7 The histogram of production rate

由圖7看出中心澆口澆注系統(tǒng)出品率為87.3%，側(cè)澆口澆注系統(tǒng)則為 68.5%；中心澆注系統(tǒng)出品率明顯具備優(yōu)勢(shì)，則提高 18.8%，進(jìn)而得出中心澆口更適合我公司此離合器產(chǎn)品。

3.2 輔料經(jīng)濟(jì)性分析

不同的澆注系統(tǒng)對(duì)周邊輔料也產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，如側(cè)澆注系統(tǒng)相對(duì)澆注重量較大，則需選擇較大的沖頭才能滿足生產(chǎn)，為直徑150mm；然而中心澆注系統(tǒng)則相對(duì)而言，選擇直徑120mm則滿足生產(chǎn)。

圖8 沖頭對(duì)比Figure8 The contrast of punches

以模具壽命8萬(wàn)模次為例，分析兩種澆注系統(tǒng)不同對(duì)成本的影響，表3明顯可以看出，中心澆口成本節(jié)約明顯具有優(yōu)勢(shì)，相對(duì)側(cè)澆注系統(tǒng)節(jié)約達(dá)36%。因此中心澆口對(duì)以后類似件具有借鑒優(yōu)勢(shì)。

表3 沖頭成本分析

側(cè)澆注系統(tǒng)和中心澆注系統(tǒng)料筒選擇上基本類似，成本并無(wú)大差異，兩種料筒的選擇都可以滿足自身生產(chǎn)。

圖8 料筒對(duì)比Figure8 The contrast of charging barrel

4 結(jié)論

通過(guò)選擇不同澆注系統(tǒng)，對(duì)我公司 JS180-1601015-5-Y離合器壓鑄產(chǎn)品進(jìn)行分析，結(jié)論如下：

1）中心澆口澆注系統(tǒng)對(duì)模具成本有明顯優(yōu)勢(shì)，不僅材料尺寸由側(cè)澆注的990mm減小為中心澆口的860mm，模芯成本也大大降低17%，單套模具節(jié)約成本達(dá)6.69萬(wàn)元左右。

2）中心澆口澆注系統(tǒng)出品率為87.3%，側(cè)澆口澆注系統(tǒng)則為 68.5%；中心澆注系統(tǒng)出品率明顯具備優(yōu)勢(shì)，則提高18.8%。

3）雖然料筒兩種澆注系統(tǒng)成本相當(dāng)，但是沖頭的損耗，中心澆口成本節(jié)約明顯具有優(yōu)勢(shì)，相對(duì)側(cè)澆注系統(tǒng)節(jié)約達(dá)36%。

綜上對(duì)比所述，針對(duì)我公司的 JS180-1601015-5-Y離合器產(chǎn)品，中心澆注系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢(shì)，為后期我司類似的離合器產(chǎn)品澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供借鑒，并為后期新產(chǎn)品開發(fā)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

[1] 肖洪波.澆注系統(tǒng)的選擇對(duì)壓鑄件后續(xù)加工的影響[J].鑄造技術(shù),2012,33(2):240-241.

[2] 張偉,方健儒,熊守美,等.七檔自動(dòng)變速箱前殼體壓鑄工藝優(yōu)化 [J].鑄造.2012,61(5): 480-484.

Analysis on The gating System Design of The Die Casting Mould for Clutch Housing

Ma Hongbing
（Shaanxi Fast Auto Drive Engineering Research Institute, Shaanxi Baoji 722409）

This article bases on JS180-1601015-5-Y die-casting product, analyses the influence of the mould design and the production efficiency caused by the different gating system. And it eventually turned out that the center gating system is much better than the side gating system. This gating system can save the cost of the mould about RMB 66900, and also can improve the production product rate about 18.8%, reduce the material cost nearly 36%. It has showed the advantages and provides the reference for the similar products of clutch shells.

gating system; center gating system; side gating system; production rate

U466

：A

：1671-7988 (2017)11-81-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.11.029

馬紅兵，就職于陜西法士特汽車傳動(dòng)工程研究院。