選択: デュアルクラッチギアボックス製品は湿式デュアルクラッチギアボックスであり、サポートシェルはクラッチシェルとギアボックスシェルで構成され、高圧鋳造法で製造された2つのシェルは、製品開発と生産の過程で困難な品質向上プロセスを経験しており、ブランク総合合格率は2020年レベルへの上昇の終わりまでに約60％から95％まで上昇しました。この記事では、典型的な品質問題の解決策をまとめています。
革新的なカスケード ギア セット、電気機械式シフト ドライブ システム、および新しい電気油圧式クラッチ アクチュエーターを使用した湿式デュアル クラッチ トランスミッション。シェルブランクは軽量かつ高強度の特徴を持つ高圧鋳造アルミニウム合金で作られています。ギアボックスには油圧ポンプ、潤滑油、冷却パイプ、外部冷却システムがあり、総合的な機械的性能とシェルのシール性能に対してより高い要件が求められます。合格率に大きく影響を与えるシェル変形，空気抜け穴，リーク合格率などの品質問題の解決方法について解説した。
1、変形問題の解決
下の図 1 (a)、ギアボックスは、高圧鋳造アルミニウム合金ギアボックス ハウジングとクラッチ ハウジングで構成されています。材質はADC12を使用しており、基本肉厚は約3.5mmです。ギアボックス シェルを図 1 (b) に示します。基本サイズは485mm(長さ)×370mm(幅)×212mm(高さ)、体積は2481.5mm3、投影面積は134903mm2、正味重量は約6.7kgです。薄肉の深キャビティ部品です。金型の製造・加工技術、製品成形の信頼性、生産プロセスを考慮し、図1(c)に示すように金型を可動型(外周方向)と固定型(内周方向)の3組のスライダから構成し、鋳物の熱収縮率を1.0055%となるように設計した。
実際、最初のダイカストテストの過程で、ダイカストで製造された製品の位置サイズが設計要件と大きく異なることが判明しました（一部の位置は30％以上オフでした）が、金型サイズは適格であり、実際のサイズと比較した収縮率も収縮則に一致していました。問題の原因を突き止めるために、図 1 (d) に示すように、物理シェルの 3D スキャンと理論上の 3D を比較および分析しました。ブランクのベース位置決め部が変形していることがわかり、その変形量はB部で2.39mm、C部で0.74mmでした。本製品はその後の加工位置決め基準や測定基準においてブランクA、B、Cの凸点を基準としているため、この変形により測定では平面を基準とした他寸法のA、B、Cへの投影となり、穴の位置が狂います。
この問題の原因の分析：
① 高圧鋳造金型の設計原理は、離型後の製品の 1 つであり、動的モデル上で製品に形状を与えます。これは、パッケージの力の動的モデルへの影響が、固定金型バッグにしっかりと作用する力よりも大きいことを必要とします。同時に、深いキャビティの特殊な製品のため、固定金型のコア内の深いキャビティと移動金型製品の外側のキャビティ形成面により、金型の分割方向を決定するときに必然的にトラクションが発生します。
②金型の左右方向にスライダーがあり、脱型前のクランプの補助的な役割を果たします。最小支持力は上部 B にあり、全体的な傾向として、熱収縮中にキャビティ内が凹む傾向があります。上記の 2 つの主な理由により、B で最も大きな変形が生じ、次に C が続きます。
この問題を解決する改善策は、固定型表面に図1(e)の固定型排出機構を追加することです。Bでは6セットの金型プランジャーを増加し、Cに2つの固定金型プランジャーを追加し、固定ピンロッドはリセットピークに依存し、型締面を移動するときにリセットレバーを金型に押し込み、金型自動金型圧力がなくなり、板バネの後ろがトップピークを押し、固定金型からの製品の出現を促進し、オフセット離型変形を実現します。
金型修正後は、離型時の変形が大幅に軽減されます。図１（ｆ）に示すように、ＢおよびＣの変形は効果的に制御される。B点は+0.22mm、C点は+0.12でブランク輪郭0.7mmの要求を満たし、量産を実現します。
2、シェルの収縮穴と漏れの解決
周知のとおり、高圧鋳造とは、一定の圧力を加えて液体金属を金型キャビティ内に急速に充填し、加圧下で急速に凝固させて鋳物を得る成形方法である。ただし、製品設計とダイカストプロセスの特性により、製品には依然としてホットジョイントや高リスクの空気収縮穴がいくつか存在します。これは次の理由によるものです。
（1）加圧鋳造は、高圧を利用して液体金属を金型キャビティに高速で押し込みます。圧力室内や金型キャビティ内のガスを完全に排出することができません。これらのガスは液体金属に関与し、最終的には気孔の形で鋳物中に存在します。
（2）液体アルミニウムと固体アルミニウム合金ではガスの溶解度が異なります。凝固の過程では必然的にガスが析出します。
（3）液体金属はキャビティ内で急速に凝固し、効果的な供給が行われない場合、鋳物の一部に引け巣や引け気孔が発生します。
例として、ツーリングサンプルと小ロット生産段階に入ったDPTの製品を例に挙げます（図2を参照）：製品の初期の空気収縮穴の欠陥率がカウントされ、最高は12.17％であり、その中で3.5mmを超える空気収縮穴が全欠陥の15.71％を占め、1.5〜3.5mmの空気収縮穴が42.93％を占めました。これらの空気収縮穴は主に一部のネジ穴とシール面に集中していました。これらの欠陥は、ボルトの接続強度、表面の密着性、およびスクラップのその他の機能要件に影響を与えます。
これらの問題を解決するには、主に次のような方法があります。
2.1スポット冷却システム
単一の深いキャビティ部品や大きなコア部品に適しています。これらの構造の成形部には、深キャビティや中子抜きなどの深キャビティ部分が少なく、多量の液体アルミニウムで包まれた金型が少ないため、金型が過熱しやすく、粘着金型ひずみやホットクラックなどの欠陥が発生します。そのため、深キャビティ金型通過点の冷却水を強制冷却する必要があります。直径4mmを超えるコアの内部は1.0〜1.5mpaの高圧水で冷却され、冷却水が冷たく高温であることが保証され、コアの周囲の組織が最初に凝固して緻密な層を形成し、収縮と多孔性の傾向を低減します。
図3に示すように、シミュレーションと実際の製品の統計解析データを組み合わせて、終点冷却レイアウトを最適化し、図3(d)に示す高圧点冷却を金型に設定することで、ホットジョイント領域の製品温度を効果的に制御し、製品の逐次凝固を実現し、引け穴の発生を効果的に低減し、合格率を確保しました。
2.2局所的な押し出し
製品構造設計の肉厚が不均一であったり、部分的に大きなホットノードが存在したりすると、図２に示すように、最終凝固部に引け穴が発生しやすくなる。以下の４（Ｃ）。これらの製品の引け穴は、ダイカスト工程や冷却方法を増やしても防ぐことができません。現時点では、ローカル押し出しを使用して問題を解決できます。図4(a)に示す分圧構造図、すなわち、金型シリンダーに直接設置され、溶融金属が金型に充填されて凝固する前に、キャビティ内の半固体金属液体中で完全にではなく、押出ロッドの圧力強制供給によって最終的に厚い壁が凝固し、その収縮キャビティ欠陥を低減または除去して、高品質のダイカスト鋳造を得る。
2.3二次押出
押出の第 2 段階では、ダブル ストローク シリンダーを設置します。最初のストロークで最初のプレキャスト穴の部分成形が完了し、コアの周囲の液体アルミニウムが徐々に固まると、2回目の押出動作が開始され、最終的にプレキャストと押出のダブル効果が実現します。ギアボックス ハウジングを例にとると、プロジェクトの初期段階でのギアボックス ハウジングの気密試験の合格率は 70% 未満です。漏れ箇所の分布は主に油路1#と油路4#の交差点（図5赤丸）となっています。
2.4キャスティングランナーシステム
金属ダイカスト金型の鋳造システムは、高温、高圧、高速の条件下でダイカストマシンのプレスチャンバー内で溶融金属液体をダイカストモデルのキャビティに充填するチャネルです。ストレートランナー、クロスランナー、インナーランナー、オーバーフロー排気システムが含まれます。これらは、液体金属充填キャビティのプロセスでガイドされ、液体金属の移送の流れ状態、速度と圧力、排気と金型の影響、制御と調整の熱平衡状態などの側面で重要な役割を果たします。したがって、ゲートシステムは、ダイカストの表面品質と内部微細構造状態の重要な要素によって決定されます。注湯システムの設計と最終仕上げは、理論と実践の組み合わせに基づいて行う必要があります。
2.5PプロセスO最適化
ダイカストプロセスは、事前に選択されたプロセス手順とプロセスパラメータに従ってダイカストマシン、ダイカストダイ、液体金属を組み合わせて使用し、動力駆動の助けを借りてダイカストを得る熱間加工プロセスです。圧力（射出力、射出比圧、膨張力、型締力など）、射出速度（パンチ速度、内部ゲート速度など）、充填速度など）、各種温度（液体金属の溶解温度、ダイカスト温度、金型温度など）、各種時間（充填時間、保圧時間、金型保持時間など）、金型の熱的性質（熱伝達率、熱容量率、温度勾配など）、鋳造特性、熱的性質などあらゆる要素を考慮します。これは、ダイカスト圧力、充填速度、充填特性、金型の熱特性に主要な役割を果たします。
2.6革新的な手法の使用
ギアボックスシェルの特定の部分の緩んだ部品による漏れの問題を解決するために、供給側と需要側の両方の確認を経て、コールドアルミニウムブロックの解決策が先駆的に使用されました。つまり、図 9 に示すように、充填前に製品の内部にアルミニウム ブロックが装填されます。充填および固化後、このインサートは部品エンティティの内部に留まり、局所的な収縮と気孔の問題が解決されます。
投稿時間: 2022 年 9 月 8 日