Ανάλυση κατασκευής του καλουπιού χύτευσης για τριών πλακών με άρθρωση σύνδεσης

Ανάλυση της διαδικασίας χύτευσης και του σχεδιασμού μούχλας για βραχίονα κράματος ZL103

Το σχήμα 1 απεικονίζει το δομικό διάγραμμα του τμήματος βραχίονα, το οποίο είναι κατασκευασμένο από κράμα ZL103. Η πολυπλοκότητα του σχήματος του τμήματος, η παρουσία πολυάριθμων οπών και το λεπτό πάχος του καθιστούν δύσκολη την εκτόξευση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας χύτευσης και μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα παραμόρφωσης και διαστάσεων. Δεδομένων των απαιτήσεων ακρίβειας υψηλής διαστάσεων και ποιότητας επιφάνειας, είναι ζωτικής σημασίας να εξεταστεί προσεκτικά η μέθοδος διατροφής, η θέση διατροφής και η τοποθέτηση μέρους στο σχεδιασμό του καλουπιού.

Η δομή μούχλας χύτευσης, όπως φαίνεται στο σχήμα 2, ακολουθεί ένα σχέδιο τύπου τριών πλακών με μια γραμμή διαχωρισμού δύο μερών. Το κέντρο τροφοδοτεί από την πύλη του σημείου, παρέχοντας ένα ικανοποιητικό αποτέλεσμα και μια αισθητικά ευχάριστη εμφάνιση.

Η αρχική μορφή της πύλης που επιλέχθηκε για το καλούπι χύτευσης ήταν μια άμεση πύλη. Ωστόσο, παρατηρήθηκε ότι η περιοχή σύνδεσης μεταξύ του υπολειπόμενου υλικού και της χύτευσης ήταν σχετικά μεγάλη μετά τον σχηματισμό των μερών, καθιστώντας την πρόκληση για την απομάκρυνση του υπολειπόμενου υλικού. Η παρουσία υπολειπόμενου υλικού επηρέασε αρνητικά την ποιότητα της ανώτερης επιφάνειας της χύτευσης, προκαλώντας κοιλότητες συρρίκνωσης που δεν πληρούσαν τις απαιτήσεις χύτευσης. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, υιοθετήθηκε μια πύλη σημείων και αποδείχθηκε αποτελεσματική στην παραγωγή χύτευσης με ομαλές επιφάνειες και ομοιόμορφες εσωτερικές δομές. Η διαμέτρου της εσωτερικής πύλης προσδιορίστηκε ως 2mm και χρησιμοποιήθηκε μια προσαρμογή H7/M6 μετάβαση μεταξύ του δακτυλίου πύλης 21 και της σταθερής πλάκας καθίσματος του καλουπιού 22. Η εσωτερική επιφάνεια του δακτυλίου της πύλης εξομαλύνθηκε για να διευκολύνει τον διαχωρισμό του συμπυκνωμάτων από το κύριο κανάλι, επιτυγχάνοντας τραχύτητα επιφάνειας RA = 0,8μm.

Λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς που έθεσε το σχήμα του συστήματος πύλης, χρησιμοποιήθηκε μια προσέγγιση επιφανείας δύο χωρισμού στο καλούπι για να αντιμετωπίσει τον διαχωρισμό των μερών από το μανίκι Sprue και την επιφάνεια χύτευσης. Η επιφάνεια χωρισμού χρησιμοποιήθηκα για να διαχωρίσω το υπόλοιπο υλικό από το μανίκι Sprue, ενώ η επιφάνεια χωρισμού II έσπασε το υπόλοιπο υλικό από την επιφάνεια χύτευσης. Η πλάκα διαφράγματος 24, που βρίσκεται στο τέλος της ράβδου 23, διευκόλυνε τον διαδοχικό διαχωρισμό των δύο επιφανειών διαχωρισμού. Επιπλέον, η ράβδος ισοπαλίας 23 ενήργησε ως σταθεροποιητής απόστασης. Το μήκος του μανικιού του στόματος βελτιστοποιήθηκε για να διευκολύνει την απομάκρυνση του υπόλοιπου υλικού.

Μετά το χωρισμό, ο οδηγός ανέρχεται από την οπή οδηγού του κινητού προτύπου 29. Κατά συνέπεια, κατά τη διάρκεια του κλεισίματος μούχλας, το ένθετο της κοιλότητας του καλουπιού 26 τοποθετείται με ακρίβεια από το Nylon Plunger 27 στο κινητό πρότυπο 29.

Ο αρχικός σχεδιασμός καλουπιού ενσωμάτωσε μια μοναδική ώθηση χρησιμοποιώντας μια ράβδο ώθησης. Ωστόσο, αυτό οδήγησε σε προβλήματα όπως η παραμόρφωση και το μέγεθος εκτός ανοχής στα χυτά. Η εκτεταμένη έρευνα και πειραματισμός αποκάλυψε ότι το λεπτό πάχος και το μεγαλύτερο μήκος των χύτευσης οδήγησαν σε αυξημένη δύναμη σύσφιξης στο κεντρικό ένθετο του κινούμενου καλουπιού, οδηγώντας σε παραμόρφωση όταν υποβλήθηκαν σε δυνάμεις ώθησης και στα δύο άκρα. Για την επίλυση αυτού του ζητήματος, εφαρμόστηκε ένας δευτερεύων μηχανισμός ώθησης. Αυτός ο μηχανισμός χρησιμοποίησε μια δομή σύνδεσης με άρθρωση, στην οποία η πλάκα άνω πινακίδας 8 και η κάτω πλάκα ώθησης 12 συνδέθηκαν μέσω δύο πλακών με άρθρωση 9 και 10 και άξονα πείρου 14. Η δύναμη ώθησης από τη ράβδο ώθησης της μηχανής χύτευσης αρχικά μεταδόθηκε στην επάνω πλάκα ώθησης 8, επιτρέποντας ταυτόχρονη κίνηση για την πρώτη ώθηση. Μόλις ξεπεραστεί η οριακή διαδρομή του ορίου 15, ο μεντεσέ και η δύναμη ώθησης από τη ράβδο ώθησης της μηχανής χύτευσης ενήργησε αποκλειστικά στην κάτω πλάκα ώθησης 12. Σε αυτό το σημείο, η επάνω πλάκα ώθησης 8 σταμάτησε να κινείται, επιτρέποντας τη δεύτερη ώθηση.

Η διαδικασία εργασίας του καλουπιού περιλαμβάνει την ταχεία έγχυση του υγρού κράματος υπό πίεση από τη μηχανή χύτευσης, ακολουθούμενη από το άνοιγμα του καλουπιού μετά τη διαμόρφωση. Κατά τη διάρκεια του ανοίγματος μούχλας, η επιφάνεια διαχωρισμού I-I διαχωρίζεται αρχικά, επιτρέποντας τον διαχωρισμό του εναπομένοντος υλικού στην πύλη από το μανίκι Sprue 21. Στη συνέχεια, καθώς το καλούπι συνεχίζει να ανοίγει, οι ράβδοι τάσης 23 επηρεάζουν τον διαχωρισμό της επιφάνειας διαχωρισμού II, τραβώντας το υπόλοιπο υλικό από τη unmate. Ολόκληρο το κομμάτι του υπόλοιπου υλικού μπορεί να αφαιρεθεί από το κεντρικό ένθετο του σταθερού καλουπιού. Ο μηχανισμός εκτόξευσης ξεκινά στη συνέχεια, ξεκινώντας από την πρώτη ώθηση. Η κατώτερη πλάκα με άρθρωση 10, ο άξονας του πείρου 14 και η επάνω πλάκα άρθρωσης 9 επιτρέπουν τη ράβδο ώθησης της μηχανής χύτευσης για να ωθήσει τόσο την κάτω πλάκα ώθησης 12 όσο και την επάνω πλάκα ώθησης 8 ταυτόχρονα, ωθώντας ομαλά την χύτευση μακριά από την κινούμενη πλάκα και την τοποθέτησή του στο ένθετο του κέντρου του καλουπιού 3 ενώ ενεργοποιεί τον πυρήνα του πυρήνα του σταθερού ένθετου 5. Καθώς ο άξονας του πείρου 14 απομακρύνεται από το όριο μπλοκ 15, κάμπτεται προς το κέντρο του καλουπιού, με αποτέλεσμα την απώλεια δύναμης από την επάνω πλάκα ώθησης 8. Κατά συνέπεια, η ράβδος ώθησης του μπουλονιού 18 και η πλάκα ώθησης 2 σταματούν να κινούνται, ενώ η κάτω πλάκα ώθησης 12 συνεχίζει να κινείται προς τα εμπρός, πιέζοντας τον σωλήνα ώθησης 6 και ώθηση της ράβδου 16 για να προωθήσει το προϊόν από την κοιλότητα της πλάκας ώθησης 2, επιτυγχάνοντας πλήρη demoulding. Ο μηχανισμός εκτόξευσης επαναφέρεται στην αρχική του θέση κατά τη διάρκεια του κλεισίματος μούχλας, ολοκληρώνοντας έναν κύκλο εργασίας.

Κατά τη διάρκεια της χρήσης του καλουπιού, η επιφάνεια του χύτευση εμφάνισε ένα πλέγμα που επεκτάθηκε καθώς ο αριθμός των κύκλων χύτευσης που χύνεται αυξήθηκε. Η έρευνα παρουσίασε δύο αιτίες για αυτό το ζήτημα: μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας μούχλας και σημαντική τραχύτητα της επιφάνειας της κοιλότητας. Για να μετριαστούν αυτά τα προβλήματα, η προθέρμανση του καλουπιού πριν από τη χρήση και την εφαρμογή της ψύξης κατά τη διάρκεια της παραγωγής είναι απαραίτητη. Το καλούπι είναι προθερμασμένο σε θερμοκρασία 180 ° C και η τραχύτητα της επιφάνειας της κοιλότητας του καλούπι ελέγχεται, διατηρώντας την σε RA≤0,4μm. Αυτά τα μέτρα ενισχύουν σημαντικά την ποιότητα των χύτευσης.

Η επιφάνεια του καλουπιού υφίσταται θεραπεία με νιτρικό τρόπο για να βελτιώσει την αντίσταση στη φθορά και η σωστή προθέρμανση και η ψύξη εξασφαλίζονται κατά τη διάρκεια της χρήσης. Επιπλέον, η σκλήρυνση του στρες πραγματοποιείται μετά από κάθε 10.000 κύκλους χύτευσης και η επιφάνεια της κοιλότητας είναι γυαλισμένο και νιτρώθηκε. Αυτά τα βήματα επεκτείνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του καλουπιού. Επί του παρόντος, το καλούπι έχει ξεπεράσει τους 50.000 κύκλους χύτευσης, αποδεικνύοντας την αξιοπιστία και την ανθεκτικότητα του.

Συμπερασματικά, η ανάλυση της διαδικασίας χύτευσης και του σχεδιασμού καλουπιών για το βραχίονα κράματος ZL103 υπογραμμίζει τη σημασία της εξέτασης παραγόντων όπως η μέθοδος διατροφής, η θέση διατροφής και η τοποθέτηση μέρους για την επίτευξη υψηλής ακρίβειας και ποιότητας επιφάνειας. Η επιλεγμένη μορφή πύλης, η πύλη σημείων, αποδείχθηκε αποτελεσματική στην παραγωγή χυτοσίδων με ομαλές επιφάνειες και ομοιόμορφες δομές. Ο μηχανισμός επιφάνειας δύο χωρών, παράλληλα με τον σχεδιασμό δευτερεύουσας ώθησης με βάση το μεντεσέ, τα διαχωρισμένα ζητήματα που σχετίζονται με την παραμόρφωση και το μέγεθος εκτός ανοχής στα χύτευση. Μετά την κατάλληλη προθέρμανση του καλουπιού, επιτεύχθηκε τραχύτητα επιφάνειας ελεγχόμενης κοιλότητας και προληπτικά μέτρα, όπως η νιτροποίηση, η σκλήρυνση του στρες και η στίλβωση, επιτυγχάνεται ένα καλούπι με εκτεταμένη διάρκεια ζωής και βελτιωμένη ποιότητα χύτευσης. Η επιτυχία αυτού του έργου απεικονίζει τη δέσμευση του Tallsen για ποιότητα και καινοτομία.