CN203664627U - 一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，包括上模、下模、设置在上、下模之间的导向定位结构、以及设置在上、下模上与恒温冷却装置相连接的冷却通道，所述导向定位结构包括间隙配合的导向柱和导向孔、设置在下模或上模的分型面上的至少两个定位凹槽、以及设置在上模或下模的分型面上并适配于定位凹槽内的定位凸块。本实用新型的上、下模之间的定位精度高，且不易卡死,可有效地冷却小尺寸的镶嵌件，从而显著地提高模具的生产效率和产品质量，并且结构简单，易于加工。

Description

一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具

技术领域

本实用新型涉及模具技术领域，尤其是涉及一种用以成型汽车变速箱壳体的铝合金压铸模具。 

背景技术

现有的铝合金压铸模具通常包括具有型腔的上模和具有凸模块的下模，工作时，上模和下模相互合在一起，型腔和凸模块之间的间隙即构成成型的腔体，液态的铝合金由浇注系统进入到腔体内冷却后即成为所要的压铸件，最后由设于下模的顶出机构将压铸件顶出，即完成一次成型过程。为了确保上、下模之间的准确定位，通常需要在上、下模上设置相应的导向定位机构，具体地，在上模的边角处设置四个导向孔，在下模的边角处设置对应的导向柱，导向柱和导向孔之间为间隙配合。当上模向着下模靠近时，导向柱进入到导向孔内，从而对上模形成导向定位作用，避免下模的凸模块与上模的型腔发生碰撞，并使凸模块与型腔之间具有均匀的间隙。例如，在中国专利文献上公开的“一种金属压铸模具”，公告号为CN203044863U，包括定模座板、动模座板、定模板和动模板，所述定模板安装在定模座板上，所述定模板上设有第一型腔，所述动模板上设有与所述第一型腔相配合的第二型腔，所述动模座板上设有动模压板，所述动模座板上设有导向杆，所述定模座板上设有导向套，导向套上设有与所述导向杆相配合的导向孔。然而现有的上、下模导向定位结构存在如下问题，当导向柱和导向孔之间的配合间隙较大时，会降低上、下模的定位精度；反之，如果导向柱和导向孔之间的配合间隙较小，在模具的装配和维修时，由于上、下模之间难以具有在压铸机上所具有的平行度，两者之间会有轻微的倾斜，因此导向柱和导向孔之间会因过小的配合间隙而出现卡死现象。 

此外，汽车变速箱壳体铝合金压铸模具在工作时会产生大量的热量，为了使模具维持正常的生产，通常需要在模具的上模和下模上设置横向的冷却通道以及相应的恒温冷却装置以维持模具温度的恒定，恒温冷却装置的工作介质一般为冷却油，冷却油进入模具的上模和下模的冷却通道内以吸收热量，当模具刚开始工作温度较低时，恒温冷却装置则对冷却油加热，从而使上模和下模较快地升温到模具正常的工作温度，减少废品的产生。由于冷却通道通常是用钻头加工而成，因此冷却通道一般是线性的通道，且必须有进出两个口，因此对于嵌设在下模上的凸模块或者是较小的镶嵌件无法直接设置横向的冷却通道，一般是在凸模块或者镶嵌件的底面设置圆柱形的冷却井，并用轴向设置的隔片将冷却井一分为二，下模上则在对应冷却井的周围设置密封圈，在下模上设置两条冷却通道，一条冷却通道内的冷却液由一侧进入冷却井，在翻过隔片后进入冷却井的另一侧，然后通过另一条冷却通道流回恒温冷却装置。上述冷却结构存在如下问题，首先对于变速箱壳体的铝合金压铸模具上的一些尺寸较小的型芯、镶块一类的镶嵌件，由于很难在其内部加工出直径较大的冷却井，因此，与其相连的冷却通道直径也需相应地缩小，从而极大地增加在下模上加工长度较长的冷却通道的难度，甚至根本无法加工，从而使型芯、镶块这些镶嵌件无法得到有效的冷却。在工作时由于镶嵌件外侧面被高温的液态铝合金所包围，因而其散热不畅，温度高，从而会延长冷却时间，进而影响到模具的成型效率。 

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于解决现有的铝合金压铸模具所存在的导向定位机构定位精度不高，容易出现卡死现象的问题，提供一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，其上、下模之间的定位精度高，且不易卡死。 

本实用新型的另一个目的是为了解决现有的铝合金压铸模具所存在的无法对尺寸较小的镶嵌件进行有效冷却的问题，提供一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，其可有效地冷却小尺寸的镶嵌件，从而显著地提高模具的生产效率和产品质量。 

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，包括具有型腔的上模、具有凸模块的下模、设置在上、下模之间的导向定位结构、以及设置在上、下模上与恒温冷却装置相连接的冷却通道，所述导向定位结构包括间隙配合的导向柱和导向孔、设置在下模或上模的分型面上的至少两个定位凹槽、以及设置在上模或下模的分型面上并适配于定位凹槽内的定位凸块。 

本实用新型的导向定位结构除了现有的间隙配合的导向柱和导向孔以外，还增加了定位凹槽和与之适配的定位凸块，这样，在模具的装配和维修过程中，当上、下模需要合模时，较长的导向柱先进入到导向孔内进行导向，从而可避免凸模块与型腔之间发生碰撞。当上、下模之间相互靠近时，定位凹槽和定位凸块起作用，从而实现上、下模之间的高精度定位。由于导向柱和导向孔只是起到一个初步的导向作用，而最后的定位是靠定位凹槽和定位凸块实现的，因此可增加导向柱和导向孔之间的配合间隙，从而避免其在合模过程中出现卡死现象，而定位凹槽和定位凸块之间则可设置较小的配合间隙，从而使上、下模之间保持较高的定位精度。由于定位凸块仅仅只是用于定位，因此其高度可远低于导向柱的高度，特别是，当定位凸块与定位凹槽接触时，上、下模之间在导向柱和导向套的导向作用下已基本保持平行，因而不会与定位凹槽出现卡死现象。                                                                             

作为优选，所述定位凹槽设置在下模分型面的四个边角处，定位凹槽呈矩形，导向柱位于定位凹槽内；相应地，定位凸块设置在上模分型面的四个边角处，导向孔位于定位凸块的中间位置，定位凸块呈矩形且其中两个相邻的侧面分别与定位凹槽的两个侧面相贴合。

在本方案中，矩形的定位凹槽上只有两个内侧相互垂直的侧面与定位凸块的侧面贴合以形成X方向和Y方向上的定位，既可减少贴合面数量以简化加工，又可确保上、下模之间在XY平面内的定位精度。 

作为优选，所述定位凹槽上与定位凸块相贴合的两个侧面为斜面，从而使定位凹槽呈口大底小状，并且在两个倾斜的侧面上分别嵌设有调整片。 

斜面具有自动对中作用，通过微量磨削调整片的厚度，可消除定位凹槽与定位凸块之间的配合间隙，并避免因配合间隙过小出现互切现象。 

作为优选，在上模分型面的四个边角处嵌设有导向套，导向孔位于导向套的轴线上，所述定位凹槽呈倒圆锥台形，并同轴地设置在导向套位于分型面一侧的端面上；相应地，导向柱嵌设在下模分型面上对应导向孔位置，定位凸块呈圆锥台形，且同轴一体地设置在导向柱高出下模分型面的根部。 

由于倒圆锥台形的定位凹槽和导向孔同轴地设置在导向套上，而圆锥台形的定位凸块则同轴一体地设置在导向柱上，因而便于通过简单的车削加工方式一体加工制造，从而可降低制造成本，并且同轴度和相应的定位精度高。 

作为优选，所述下模上设有镶嵌件，所述镶嵌件的底面至少设有一个朝向顶面延伸的冷却盲孔，冷却盲孔的开口处设有密封端盖，冷却盲孔内充有制冷剂，在冷却盲孔侧壁和密封端盖内侧面设有烧结层，下模在对应密封端盖处设有可容置密封端盖的冷却凹槽，冷却凹槽与下模的冷却通道相连通，下模上还设有围绕冷却凹槽的O形密封圈。 

本实用新型的镶嵌件的冷却方式采用的是类似空调的制冷原理，冷却盲孔内的制冷剂在毛细结构的作用下会自动地流到靠近镶嵌件顶端一侧，制冷剂在吸收镶嵌件上的热量后蒸发成气体而迅速充满整个冷却盲孔，由于位于冷却凹槽内的密封端盖直接和冷却通道内的冷却液相接触，其温度较低，因此靠近密封端盖一侧的气态制冷剂释放热量后变成液体，然后在毛细结构的作用下再次流到靠近镶嵌件顶端一侧，如此循环往复即可将镶嵌件上的热量快速地散发出去。其中的冷却盲孔可通过简单的钻加工工艺实现，其结构简单，从而可显著地降低制造成本，冷却盲孔的直径可根据镶嵌件外形尺寸的大小确定，当镶嵌件外形较大或者形状不规则时，则可设置多个冷却盲孔，从而有利于镶嵌件保持温度的均衡。 

作为优选，所述下模包括固定凸模块的下模板、以及位于下模最底部的固定底板，所述凸模块上设有贯穿至固定底板底面的型芯固定孔，型芯固定孔在固定底板底面的开口端设有带螺纹的沉孔，型芯固定孔内设有成型用的型芯，在型芯的根部设有位于沉孔内的限位凸环，沉孔内螺纹连接有抵接限位凸环底面的堵头。 

由于型芯是固定在下模最底部的固定底板上的，这样，安装时可直接从固定底板底面的型芯固定孔插入，然后用堵头封堵即可。而需要维修更换时，则可方便地从固定底板的型芯固定孔中拔出，从而避免将整个下模拆卸，大大地提高了安装和维修的效率。 

作为优选，所述限位凸环包括套设在型芯根部的限位垫片、以及叠压在限位垫片外表面并与型芯螺纹连接的限位螺母，型芯的根部端面设有贯通圆周面的防转卡槽，限位垫片的内孔设有与防转卡槽适配的限位条。 

在现有技术中，型芯根部的限位凸环一般都是通过将型芯根部镦粗的方式一体制成的，以节省材料并简化加工工艺。但是镦粗加工属于塑性加工工艺，一方面需要专用的冷镦机，另一方面由镦粗而来的限位凸环抗拉强度低，与型芯之间容易发生断裂。特别是，加工好的型芯长度难以改变，为减少型芯备件的型号规格以便于生产，一般是按较长的型芯长度规格准备备件，使用时再按实际长度切割行新的端部，从而造成材料的浪费。本实用新型的型芯与限位凸环则采用组合式结构，限位凸环是通过组装方式完成的，限位垫片的限位条卡在防转卡槽内，一方面起到轴向限位作用，另一方面可避免转动，限位螺母则紧贴限位垫片以构成完整的限位凸环，同时避免限位螺母的松动。特别是，备件可按直径制成线材，并准备相应的限位垫片和限位螺母，需要使用时，按实际长度切割一段线材，并在其一端切割防转卡槽，然后安装限位垫片和限位螺母即可形成型芯，以有效地减少材料的浪费。 

因此，本实用新型具有如下有益效果：上、下模之间的定位精度高，且不易卡死，可有效地冷却小尺寸的镶嵌件，从而显著地提高模具的生产效率和产品质量，并且结构简单，易于加工。 

附图说明

图1是实施例1的一种结构示意图。 

图2是图1中下模在定位凹槽处的结构示意图。 

图3是实施例1的另一种结构示意图。 

图4是图3中B处的放大图。 

图5是型芯根部的一种分解结构示意图。 

图6是图1中A处的放大图。 

图7是实施例2的一种结构示意图。 

图中：1、上模，  11、型腔，  12、分型面，  13、导向套，  131、导向孔，  14、定位凹槽，  2、下模，  21、凸模块，  211、型芯固定孔，  22、镶嵌件，  23、冷却凹槽，  24、导向柱，  25、定位凸块，  26、调整片，  27、下模板，  28、固定底板，  29、堵头，  3、冷却通道，  4、冷却盲孔，  5、密封端盖，  6、烧结层，  7、O形密封圈，  8、型芯 ， 81、限位凸环，  82、防转卡槽，  83、限位垫片，  84、限位螺母，  85、限位条。 

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。 

实施例1：如图1所示，一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，包括上模1、下模2、设置在上、下模之间的导向定位结构、以及设置在上、下模上与恒温冷却装置（图中未示出）相连接的冷却通道3，上模上设有型腔11，下模包括下模板27以及位于下模最底部的固定底板28，下模板上嵌设有凸模块21，凸模块上设有镶嵌通孔，镶嵌通孔内嵌设有圆柱形的镶嵌件22，当然，为了避免镶嵌件的脱出，我们可在镶嵌件的根部边缘设置外扩的凸缘，相应地，在镶嵌通孔的边缘设置与凸缘适配的沉孔。导向定位结构包括设置在下模上的4根导向柱24和设置在上模上的4个导向孔131、设置在下模板分型面12上的四个边角处的4个定位凹槽14、以及设置在上模的分型面上并适配于定位凹槽内的定位凸块25，导向柱和导向孔形成间隙配合。为了避免导向柱和导向孔之间产生卡死现象，我们可适当地增大两者之间的配合间隙，并且导向柱的上端可制成锥度，而定位凹槽和定位凸块之间的配合间隙较小，以确保上、下模的定位精度。并且导向柱高出分型面部分的长度应大于凸模块的高度，这样，在模具的装配和维修过程中，当上、下模需要合模时，较长的导向柱先进入到导向孔内进行导向，从而可避免凸模块与型腔之间发生碰撞。当上、下模之间相互靠近时，定位凹槽和定位凸块起作用，从而实现上、下模之间的高精度定位。 

如图2所示，定位凹槽呈矩形，以便于铣床的加工，并且定位凹槽可分别贯通下模板的两个侧面，从而使定位凹槽呈缺口状，定位凹槽内侧的两个侧面则成为定位面，以简化其加工。导向柱则嵌设在定位凹槽内中间位置；相应地，定位凸块呈矩形且其中两个相邻的侧面分别与定位凹槽的两个侧面相贴合，从而在上、下模之间形成X、Y两个方向的定位，导向孔则位于定位凸块的中间位置。 

为了尽量减小定位凹槽和定位凸块之间的配合间隙，以提高定位凹槽和定位凸块之间的定位精度，定位凹槽上与定位凸块相贴合的两个侧面可制成斜面，从而使定位凹槽呈口大底小状，当然，此时的定位凸块上相应的两个侧面也应制成斜度相同的斜面。这样当定位凸块刚刚开始进入到定位凹槽内时，定位凸块上的两个斜面和定位凹槽上对应的两个斜面之间具有一定的间隙，从而可避免出现互切。随着定位凸块的逐步深入，上述间隙也逐步减小，直至最后上、下模完全合模时，上述间隙减小至接近零，从而可确保上、下模之间的定位精度。当然，为了便于加工，我们可在定位凹槽两个倾斜的侧面上分别嵌设调整片26。这样，在机械加工时，定位凹槽两个倾斜的侧面与定位凸块对应的两个斜面之间可预留微量的间隙，而调整片的外表面可高出定位凹槽倾斜的侧面，此时，与定位凸块贴合的是调整片的外表面，在装配模具时，可通过磨削加工微调调整片的厚度调整与定位凸块之间的配合间隙，以便确保在上、下模完全合模时，定位凹槽与定位凸块上的调整片之间的间隙减小至接近零。 

另外，为了便于加工和生产中的日常维护，上模上可嵌设一个导向套13，而导向套的内孔即构成导向孔131。这样，当导向孔出现磨损时，可通过直接更换导向套的方式使导向柱和导向孔之间始终保持合适的配合间隙，确保其良好的导向作用。 

还有，如图3所示，我们还需在凸模块上设置多个型芯固定孔211，该型芯固定孔贯穿下模板、顶出机构直至固定底板底面，型芯固定孔内设有成型用的型芯8。为了固定型芯，我们可在型芯固定孔位于固定底板底面一侧的开口端设置沉孔，同时在沉孔的内侧面上设置内螺纹。与此同时，型芯在位于固定底板一侧的根部设置一个位于沉孔内的限位凸环81，以限制型芯的轴向移动，并且在沉孔内螺纹连接一个抵接限位凸环底面的堵头29，使型芯不会从固定底板一侧脱出，优选地，堵头可采用现有的内六角紧定螺钉。这样，在模具装配时，可先将模具的其它部分装配好，最后将型芯直接从固定底板底面的型芯固定孔插入，然后用堵头封堵使型芯固定即可。而需要维修更换型芯时，则可拆下固定底板底面的堵头，然后方便地从固定底板的型芯固定孔中拔出型芯，从而避免将整个下模拆卸开，大大地提高了安装和维修的效率。 

为了便于型芯的加工制造，型芯和限位凸环可采用组合式结构，具体地，如图4、图5所示，我们可在型芯的根部端面设置沿轴线延伸且贯通圆周面的防转卡槽82，同时在型芯根部的外侧面设置外螺纹。相应地，限位凸环则包括一个套设在型芯根部的限位垫片83、以及叠压在限位垫片外表面并与型芯根部的外螺纹螺纹连接的限位螺母84，限位垫片的内孔上设置与防转卡槽适配的限位条85，该限位条两端分别与限位垫片内孔的边缘相连接。防转卡槽可限制限位垫片的轴向前移，而紧压限位垫片的限位螺母则使限位垫片紧固在型芯上，从而形成一个可拆卸的限位凸环。 

进一步地，如图1、图6所示，为了实现镶嵌件的有效冷却，我们可在镶嵌件的底面中心处设置一个朝向顶面延伸的冷却盲孔4，冷却盲孔内充有制冷剂，然后在冷却盲孔的开口处设置一个密封端盖5，以避免制冷剂的泄漏。为了便于制造和安装，我们可在冷却盲孔的开口处设置一个沉孔，然后在沉孔上设置内螺纹，密封端盖则制成一端开通、一端封闭的桶状，密封端盖开通一端外侧面设置外螺纹，并螺纹连接在冷却盲孔的沉孔内，当然，此时密封端盖的内孔应和冷却盲孔的直径相一致，以形成一体过渡，并且需在密封端盖和沉孔的结合处设置相应的密封圈。此外，我们还需在冷却盲孔侧壁和密封端盖内侧面上烧结一层无氧铜粉的烧结层6，由于烧结层内部会形成均匀密布的细微小孔，从而形成由冷却盲孔的侧壁延伸至密封端盖的毛细结构。可以理解的是，我们还需要在下模上对应密封端盖的位置设置一个可容置密封端盖的圆形的冷却凹槽23，同时使下模的冷却通道贯通冷却凹槽，从而使密封端盖一端成为散热端，而冷却盲孔的底端成为吸热端。优选地，冷却凹槽应大于密封端盖，从而在两者之间形成有空隙，以便于冷却通道中的冷却液顺利地流动。冷却盲孔内的制冷剂在毛细结构的作用下会自动地流到靠近镶嵌件顶端一侧，均匀地吸附在冷却盲孔吸热端的内壁上，吸热端的制冷剂吸收镶嵌件上的热量后蒸发成气体，并迅速流向散热端，冷却通道内的冷却液迅速将散热端的热量带走，从而使散热端气态的制冷剂回到液态，并在毛细结构的作用下再次流到吸热端，如此循环往复即可将镶嵌件上的热量快速地散发出去。具体地，冷却液可以是冷却水或者冷却油。当然，我们还需在下模上设置围绕冷却凹槽的O形密封圈7，以便使冷却通道始终处于密封状态。冷却盲孔的直径可根据镶嵌件外形尺寸的大小确定，当镶嵌件外形较大或者形状不规则时，则可设置多个冷却盲孔，从而有利于镶嵌件保持温度的均衡。 

实施例2：如图7所示，一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，与实施例1不同的是，我们可在上模分型面的四个边角处分别嵌设一个导向套13，导向套的内孔即构成导向孔131，从而使导向孔位于导向套的轴线上。与此同时，在导向套位于分型面一侧的端面上同轴地设置呈倒圆锥台形的定位凹槽14，这样，导向孔和定位凹槽可在导向套上一体制成。与此相对应地，导向柱24则嵌设在下模分型面上对应导向孔位置，其中嵌设在下模内的部分为较大的固定段，而露出下模并与导向孔配合的部分为较小的导向段。定位凸块25呈圆锥台形，并且同轴一体地设置在导向柱高出下模分型面的根部，即导向段上与固定段连接处，从而使导向柱形成三段的阶梯轴。这样，导向柱与定位凸块构成一个整体，方便其加工制造。为了提高导向柱和导向孔之间以及定位凹槽和定位凸块之间的定位精度，我们可使导向套的外径与导向柱的固定段的外径相等，这样上模上安装导向套的安装孔和下模上固定导向柱的安装孔直径一致，加工时可将上、下模贴合并固定在一起，同时加工上、下模上的安装孔，以确保上、下模上的各安装孔之间的同轴度。其余的结构和实施例1相同，再次不做过多的描述。 

Claims (7)

1.一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，包括具有型腔的上模、具有凸模块的下模、设置在上、下模之间的导向定位结构、以及设置在上、下模上与恒温冷却装置相连接的冷却通道，其特征是，所述导向定位结构包括间隙配合的导向柱和导向孔、设置在下模或上模的分型面上的至少两个定位凹槽、以及设置在上模或下模的分型面上并适配于定位凹槽内的定位凸块。

2.根据权利要求1所述的一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，其特征是，所述定位凹槽设置在下模分型面的四个边角处，定位凹槽呈矩形，导向柱位于定位凹槽内；相应地，定位凸块设置在上模分型面的四个边角处，导向孔位于定位凸块的中间位置，定位凸块呈矩形且其中两个相邻的侧面分别与定位凹槽的两个侧面相贴合。

3.根据权利要求2所述的一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，其特征是，所述定位凹槽上与定位凸块相贴合的两个侧面为斜面，从而使定位凹槽呈口大底小状，并且在两个倾斜的侧面上分别嵌设有调整片。

4.根据权利要求1所述的一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，其特征是，在上模分型面的四个边角处嵌设有导向套，导向孔位于导向套的轴线上，所述定位凹槽呈倒圆锥台形，并同轴地设置在导向套位于分型面一侧的端面上；相应地，导向柱嵌设在下模分型面上对应导向孔位置，定位凸块呈圆锥台形，且同轴一体地设置在导向柱高出下模分型面的根部。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，其特征是，所述下模上设有镶嵌件，所述镶嵌件的底面至少设有一个朝向顶面延伸的冷却盲孔，冷却盲孔的开口处设有密封端盖，冷却盲孔内充有制冷剂，在冷却盲孔侧壁和密封端盖内侧面设有烧结层，下模在对应密封端盖处设有可容置密封端盖的冷却凹槽，冷却凹槽与下模的冷却通道相连通，下模上还设有围绕冷却凹槽的O形密封圈。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，其特征是，所述下模包括固定凸模块的下模板、以及位于下模最底部的固定底板，所述凸模块上设有贯穿至固定底板底面的型芯固定孔，型芯固定孔在固定底板底面的开口端设有带螺纹的沉孔，型芯固定孔内设有成型用的型芯，在型芯的根部设有位于沉孔内的限位凸环，沉孔内螺纹连接有抵接限位凸环底面的堵头。

7.根据权利要求6所述的一种汽车变速箱壳体铝合金压铸模具，其特征是，所述限位凸环包括套设在型芯根部的限位垫片、以及叠压在限位垫片外表面并与型芯螺纹连接的限位螺母，型芯的根部端面设有贯通圆周面的防转卡槽，限位垫片的内孔设有与防转卡槽适配的限位条。

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