汽车变速箱壳体模具设计

张莉萍，刘 鹏，王傲冰

（1.邢台职业技术学院，河北 邢台 054035；2.湛江德利化油器有限公司，广东 湛江 524043）

汽车变速箱壳体模具设计

张莉萍1，刘 鹏2，王傲冰1

（1.邢台职业技术学院，河北 邢台 054035；2.湛江德利化油器有限公司，广东 湛江 524043）

近年来，压铸件在汽车工业中的应用得到了迅猛的发展，工业发达国家再工业化趋势明显，促进更加激烈的新一轮产业竞争。轻金属高精压铸模成为重点开发的基础技术之一。本文以某汽车变速箱压铸模具为例，介绍了精密压铸模具的先进设计方法，以此保证压铸件的质量，提高设备效率和缩短新产品开发时间。

汽车变速箱壳体；压铸模具；模具设计

2008年金融危机后，工业发达国家再工业化趋势明显，节能、减排、降耗、低碳要求更为严格，促进更加激烈的新一轮产业竞争。为了应对这一竞争，《机械基础件、基础制造工艺和基础材料产业“十二五”发展规划》将轻金属高精压铸模具列为重点开发的基础制造工艺之一。

近年来，模具企业的生产技术水平提高，高新技术在模具的设计和制造中的应用，已成为快速制造优质模具的有力保证。CAD/CAM/CAE的应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性，CAD/CAM/CAE已成为模具企业普遍应用的技术。

本文以某汽车变速箱压铸模具为例，着重介绍精密压铸模具的设计方法，该模具的主要难点在于制品形状和结构复杂、体积大、侧孔数量多，这给模具的设计带来了很大的困难。

一、铸件分析

汽车变速箱壳体精密压铸件重量为5.1Kg，外形尺寸为 420×256×204mm；平均壁厚3.7mm；材料选用AlSi9Cu3；型腔模数：一模一件。汽车变速箱壳体的三维图如图1所示。该壳体内外形状都很复杂，筋板多，孔位置精度要求高，模具设计难度大。

汽车变速箱壳体的主要技术要求为：

（1）变速箱压铸模具的使用寿命在10万模次以上；

（2）指定区域的硬度HBW 10/1 000＞80；

（3）泄漏测试：全部进行气密性测试，测试压力0.2bar，泄漏量不超过15cm3/min；

（4）铸件壁厚公差0.35mm；

（5）加强筋的厚度公差为0.35mm；

（6）未注拔模斜度为2±0.30°。

图1 变速箱壳体图

二、参数计算

1.计算主胀形力

F主=Ap/10

式中 A—铸件在分型面上的投影面积

P—比压

产品在主分型面方向投影面积为830cm2，总投影面积（进料系统和排气等面积）为1 130cm2。查表可取P为80Mpa，带入上式得F主=9 040KN。

2.计算分胀型力

本模具采用液压抽芯，因此分胀型力F分=0KN。

3.计算锁模力F锁≥K（F主+F分）式中 F锁—锁模力

K—安全系数（一般K=1.25）。

将计算好的F主和F分带入得到F锁=11 300KN。故选择12 500KN压铸机。

三、模具设计

汽车变速箱壳体属于大型复杂零件，模具的外形轮廓尺寸较大，动定模及侧型芯必须紧凑合理，因此需要认真考虑、合理布置。

1.确定分型面

分型面设计是压铸模具设计的第一步，分型面设计的合理与否直接影响到压铸模具结构和压铸件的质量，所以分型面的设置应引起设计人员的重视；尽可能地使压铸件在开模后留在动模部分；有利于浇注系统、溢流排气系统的布置；保证压铸件的尺寸精度和表面质量；简化模具结构、便于模具加工，分型面的形状如图2所示。

图2 变速箱壳体压铸模分型面

2.确定浇注系统

由于零件体形较大，为了确保充满型腔，采用金属液进入浇口套后进行分流设计，并在多处采用溢料排气设计。

3.动定模分模

利用主分型面将动模和定模分型，并在变速箱壳体外边面凸起处设置侧向分型，以方便取出零件。开模时液压执行机构首先进行侧向分型，然后动定模打开，最后推出机构完成零件的推出。图3为动模和分型结构示意。

图3 动模和分型结构

四、结束语

现代压铸生产中，压铸件的质量与压铸模的质量密切相关，它们决定了最终产品的性能、规格、形状及尺寸精度。为了使压铸生产过程顺利地进行，保证压铸件的的质量，提高设备效率和缩短新产品开发时间，掌握精密压铸的设计方法并能快速完成精密压铸模具的设计是重中之重，它们最能反映出整个压铸生产过程的技术含量及经济效果。

［1］吴浚郊.轿车发动机铝合金缸体和缸盖的铸造技术［J］.铸造技术，2002（5）.

［2］金辉，曲道理，贾志欣.浅谈中国大型精密复杂压铸模的发展［J］.模具制造，2010（6）.

［3］孙林，苏勇，王东岭等.基于数值模拟的缸体压铸浇注系统位置选择［J］.特种铸造及有色合金，2010（1）.

Mould Design of Automobile Gear Box Housing

ZHANG LI-Ping1，LIU Peng2，WANG Ao-bing1

（1. Xingtai Polytechnic Collage， Xingtai， Hebei 054035， China；2. Zhanjiang Deli Carburetor Co.Ltd， Zhanjiang， Guangdon 524043， China）

In recent years， the application of die castings in automobile industry has been developed rapidly. The re-industrialization trend in developed industrial countries was more intense， promoting a new round of industry competition. Light metal die technology of high precision has become one of the key development foundations. Taking the casting mould of automobile gearbox housings for example， the advanced design methods of precision die casting mould was introduced， ensuring the casting quality and improving equipment efficiency and shortening product development time.

automobile gearbox housing； die casting； mold design

TG241

A

1008—6129（2015）03—0077—02

（责任编辑 燕 艳）

2015—03—28

河北省科技计划项目，项目编号：13212207；中山市科技局工业攻关项目，项目编号：2013A3FC0279；电子科技大学中山学院科研启动经费资助项目，项目编号：413YKQ01。

张莉萍（1974—），女，河北磁县人，邢台职业技术学院机电工程系，副教授。