Analýza výrobní mobility plísní pro třísecové připojení k závěsu

Analýza procesu lití a návrhu plísní pro držák slitiny ZL103

Obrázek 1 zobrazuje strukturální diagram části držáku, která je vyrobena ze slitiny ZL103. Složitost tvaru části, přítomnost četných děr a jeho tenká tloušťka ztěžuje vysunutí během procesu lití a může vést k problémům s deformací a dimenzionální tolerancí. Vzhledem k požadavkům na přesnost a kvalitu povrchu je zásadní pečlivě zvážit metodu krmení, polohu krmení a polohování součástí v designu formy.

Struktura plísně s odcizením, jak je znázorněno na obrázku 2, sleduje konstrukci typu tří desek s dvoudílnou částečnou linií. Centrum se živí z bodové brány a poskytuje uspokojivý účinek a esteticky příjemný vzhled.

Počáteční forma brány zvolená pro lisovanou formu byla přímá brána. Bylo však pozorováno, že oblast připojení mezi zbytkovým materiálem a odlitkem byla po tvorbě dílu relativně velká, což je náročné odstranit zbytkový materiál. Přítomnost zbytkového materiálu negativně ovlivnila kvalitu horního povrchu odlitku a způsobovala dutiny smrštění, které nesplňovaly požadavky na odlévání. Abychom to vyřešili, byla přijata bodová brána a prokázala se jako účinná při výrobě odlitků s hladkými povrchy a jednotnými vnitřními strukturami. Průměr vnitřní brány byl stanoven jako 2 mm a byl použit přechodný fit H7/M6 mezi pouzdrem brány 21 a pevnou plísní sedací deskou 22. Vnitřní povrch pouzdra brány byl vyhlazený, aby se usnadnil separaci kondenzátu od hlavního kanálu a dosáhl drsnosti povrchu RA = 0,8 um.

S ohledem na omezení představovaná tvarem systému hradlování byl ve formě použit dvoudílný povrchový přístup k řešení separace dílu od roztahového rukávu a odlévacího povrchu. Povrch rozloučení jsem byl použit k oddělení zbývajícího materiálu z roztahovacího rukávu, zatímco povrch rozloučení II zlomil zbývající materiál z odlitkové plochy. Zpásivná deska 24, umístěná na konci vázané tyče 23, usnadnila sekvenční separaci dvou povrchů rozdělení. Kromě toho ukládací tyč 23 působil jako upevňovač vzdálenosti. Délka rukávu v ústech byla optimalizována, aby se usnadnil odstranění zbývajícího materiálu.

Po rozloučení se průvodce vynoří z vodicího otvoru pohyblivé šablony 29. V důsledku toho je během uzavření plísní vložka na dutinu plísně přesně umístěno nylonovým písem 27 na pohyblivé šabloně 29.

Počáteční design formy zahrnoval jednorázový push-out pomocí tlačné tyče. To však vedlo k problémům, jako je deformace a velikost out-of-tolerance v odlitcích. Rozsáhlý výzkum a experimentování odhalily, že tenká tloušťka a větší délka odlitků vedla ke zvýšené utahovací síle na středové vložení pohyblivé formy, což vedlo k deformaci, když byla podrobena tlačení sil na obou koncích. K vyřešení tohoto problému byl implementován sekundární tlakový mechanismus. Tento mechanismus použil strukturu připojení k závěsu, ve které byly horní tukovou desku 8 a dolní tlačnou desku 12 spojeny dvěma závěsovými destičkami 9 a 10 a kolíku 14. Síla tlačení z tlačné tyče stroje na stroj byla původně přenášena na horní tlačnou desku 8, což umožnilo současný pohyb pro první tlak. Jakmile byl překročen mezní zdvih mezního bloku 15, ohnutý závěs a tlačící síla z tlačné tyče stroje působí pouze na spodní tlačnou desku 12. V tomto okamžiku se horní tažná deska 8 zastavila, což umožnilo druhý tlak.

Pracovní proces formy zahrnuje rychlou injekci kapalné slitiny pod tlak z stroje odcizujícího stroj, následovaný otevřením plísně po vytvoření. Během otevření formy je povrch i-I původně oddělen, což umožňuje oddělení zbývajícího materiálu u brány od roztahového rukávu 21. Následně, jak se forma stále otevírá, napínací tyče 23 ovlivňují oddělení povrchu rozloučení II a stáhnou zbývající materiál z ingate. Celý kus zbývajícího materiálu může být odstraněn ze středové vložky pevné formy. Poté je zahájen vyhazovací mechanismus a začíná první tlak. Dolní deska k závěsu 10, hřídel špendlíku 14 a horní závěsová deska 9 umožňují, aby tlačná tyč stroje z klidu tlačila jak spodní tlačnou desku 12, tak horní tlačnou desku 8 současně, plynule tlačí odlévání od pohyblivé desky a vloží ji do vložení centra plísní 3 při aktivaci nátlaku na pevnou vložku 5. Když se hřídel špendlíku 14 pohybuje od limitního bloku 15, ohýbá se směrem ke středu formy, což vede ke ztrátě síly horní tlačnou deskou 8. V důsledku toho se šroubová tlačná tyč 18 a push destička 2 přestanou pohybovat, zatímco spodní tlačná deska 12 pokračuje v pohybu vpřed, tlačí tlačnou trubici 6 a push tyč 16, aby vyložil produkt z dutiny push destičky 2 a dosáhl úplného demildingu. Ejekční mechanismus se během uzavření plísní resetuje do své počáteční polohy a dokončí jeden pracovní cyklus.

Během využití plísní povrch lití vykazoval otřes síťoviny, která se rozšířila se zvyšujícím se počtem cyklů odcizení. Výzkum odhalil dvě příčiny tohoto problému: velké rozdíly v teplotě formy a významná drsnost povrchu dutiny. Pro zmírnění těchto problémů je nezbytné předehřát formy před použitím a implementací chlazení během výroby. Forma se předehřívá na teplotu 180 ° C a drsnost povrchu plísní je řízena a udržuje ji na RA <0,4 µm. Tato opatření výrazně zvyšují kvalitu odlitků.

Povrch formy podléhá léčbě nitridingu, aby se zlepšila odolnost proti opotřebení, a během používání je zajištěno správné předehřívání a chlazení. Navíc se temperování napětí provádí po každých 10 000 cyklech odcizení a povrch dutiny je leštěn a nitridrid. Tyto kroky výrazně prodlouží životnost formy. V současné době forma překročila 50 000 cyklů odcizení, což prokázalo jeho spolehlivost a trvanlivost.

Závěrem lze říci, že analýza procesu lití a návrhu plísní pro držák slitiny ZL103 zdůrazňuje důležitost zvážení faktorů, jako je metoda krmení, poloha krmení a polohování součástí k dosažení vysokého rozměru a kvality povrchu. Zvolená forma brány, bodová brána, se ukázala jako účinná při výrobě odlitků s hladkými povrchy a jednotnými strukturami. Dvoupalcový povrchový mechanismus, spolu s sekundárním designem založeným na závěsu, vyřešil problémy související s deformací a velikostí out-of-tolerance v odlitcích. Po správném předehřátí plísní, kontrolované drsnosti povrchu dutiny plísní a preventivní opatření, jako je nitriding, temperování napětí a leštění, byla dosažena forma s prodlouženou životností a zlepšenou kvalitou lití. Úspěch tohoto projektu ilustruje závazek společnosti Tallsen k kvalitě a inovacím.