Análisis de fabricación del molde de fundición a muerte para la conexión de empuje de la conexión de la bisagra de tres platos_h

Análisis del proceso de fundición y diseño de moho para el soporte de aleación ZL103

La Figura 1 muestra el diagrama estructural de la parte del soporte, que está hecho de aleación ZL103. La complejidad de la forma de la pieza, la presencia de numerosos agujeros y su grosor delgado hacen que sea difícil expulsar durante el proceso de fundición y puede conducir a problemas de tolerancia de deformación y dimensiones. Dada la alta precisión dimensional y los requisitos de calidad de la superficie, es crucial considerar cuidadosamente el método de alimentación, la posición de alimentación y el posicionamiento de piezas en el diseño del molde.

La estructura del molde de fundición a muerte, como se muestra en la Figura 2, sigue un diseño de tres placas con una línea de separación de dos partes. El centro se alimenta desde la puerta de punto, proporcionando un efecto satisfactorio y una apariencia estéticamente agradable.

El formulario de puerta inicial elegido para el molde de fundición a muerte era una puerta directa. Sin embargo, se observó que el área de conexión entre el material residual y la fundición era relativamente grande después de la formación de la parte, lo que hace que sea difícil eliminar el material residual. La presencia de material residual impactó negativamente la calidad de la superficie superior de la fundición, causando cavidades de contracción que no cumplían con los requisitos de fundición. Para abordar esto, se adoptó una puerta de punto y demostró ser efectiva para producir piezas fundidas con superficies lisas y estructuras internas uniformes. El diámetro interno de la puerta se determinó como 2 mm, y se utilizó un ajuste de transición H7/M6 entre el buje de la puerta 21 y la placa de asiento del molde fijo 22. La superficie interna del buje de la puerta se alisó para facilitar la separación del condensado del canal principal, logrando una rugosidad de la superficie de RA = 0.8 µm.

Teniendo en cuenta las limitaciones planteadas por la forma del sistema de activación, se empleó un enfoque de la superficie de dos partes en el molde para abordar la separación de las piezas de la manga del sprue y la superficie de fundición. Superficie de separación I se usó para separar el material restante de la manga del sprue, mientras que la superficie de separación II rompió el material restante de la superficie de fundición. La placa 24 de deflectación, ubicada en el extremo de la barra de amarre 23, facilitó la separación secuencial de las dos superficies de separación. Además, la barra 23 actuó como un fijador de distancia. La longitud de la manga bucal se optimizó para aliviar la eliminación del material restante.

Después de separarse, el poste guía emerge del orificio de guía de la plantilla móvil 29. En consecuencia, durante el cierre del moho, el inserto de la cavidad del moho 26 está colocado con precisión por el émbolo de nylon 27 en la plantilla móvil 29.

El diseño inicial del molde incorporó un empuje único con una varilla de empuje. Sin embargo, esto condujo a problemas como la deformación y el tamaño fuera de la tolerancia en los castings. La investigación y la experimentación extensas revelaron que el grosor delgado y la mayor longitud de las fundiciones dieron como resultado una mayor fuerza de apriete en el inserto central del molde en movimiento, lo que lleva a la deformación cuando se sometió a fuerzas de empuje en ambos extremos. Para resolver este problema, se implementó un mecanismo de empuje secundario. Este mecanismo utilizó una estructura de conexión de bisagra, en la que la placa de empuje superior 8 y la placa de empuje inferior 12 se conectaron a través de dos placas de bisagra 9 y 10 y un eje del alfiler 14. La fuerza de empuje de la varilla de empuje de la máquina de fundición de troqueles se transmitió inicialmente a la placa de empuje superior 8, lo que permite el movimiento simultáneo para el primer empuje. Una vez que se excedió la carrera de límite del bloque límite 15, la bisagra se doblaron y la fuerza de empuje de la varilla de empuje de la máquina de fundición de troqueles actuó únicamente en la placa de empuje inferior 12. En este punto, la placa de empuje superior 8 dejó de moverse, permitiendo el segundo empuje.

El proceso de trabajo del molde implica la inyección rápida de la aleación líquida bajo la presión de la máquina de fundición a muerte, seguido de la apertura del molde después de formarse. Durante la apertura del molde, la superficie de separación I-I se separa inicialmente, lo que permite la separación del material restante en la puerta de la manga del sprue 21. Posteriormente, a medida que el molde continúa abriendo, las varillas de tensión 23 afectan la separación de la superficie de separación II, sacando el material restante de la Ingate. Se puede quitar toda la pieza del material restante del inserto central del molde fijo. Luego se inicia el mecanismo de eyección, comenzando el primer empuje. La placa de bisagra inferior 10, el eje del pasador 14 y la placa de bisagra superior 9 permiten la varilla de empuje de la máquina de fundición a troquel para empujar tanto la placa de empuje inferior y la placa de empuje superior 8 simultáneamente, empujando suavemente la fundición de la placa en movimiento e insertándola en el inserto 3 del centro del molde mientras activa el empuje del núcleo del inserto fijo 5. A medida que el eje del alfiler 14 se aleja del bloque límite 15, se dobla hacia el centro del molde, lo que resulta en la pérdida de fuerza por la placa de empuje superior 8. En consecuencia, la varilla de empuje del perno 18 y la placa de empuje 2 se detienen, mientras que la placa de empuje inferior 12 continúa moviéndose hacia adelante, empujando el tubo de empuje 6 y la barra de empuje 16 para impulsar el producto de la cavidad de la placa de empuje 2, logrando el desmoldeo completo. El mecanismo de eyección se restablece a su posición inicial durante el cierre del moho, completando un ciclo de trabajo.

Durante el uso del moho, la superficie de la fundición exhibió una rebaño de malla que se expandió a medida que aumentaba el número de ciclos de fundición a muerte. La investigación presentó dos causas para este problema: grandes diferencias de temperatura del moho y rugosidad significativa en la superficie de la cavidad. Para mitigar estos problemas, es esencial precalentar el molde antes del uso e implementar el enfriamiento durante la producción. El molde se precaliente a una temperatura de 180 ° C, y la rugosidad de la superficie de la cavidad del moho se controla, manteniéndolo a RA≤0.4 µm. Estas medidas mejoran significativamente la calidad de las fundiciones.

La superficie del molde sufre un tratamiento con nitruración para mejorar la resistencia al desgaste, y se garantizan un precalentamiento y enfriamiento adecuados durante el uso. Además, el temple de estrés se realiza después de cada 10,000 ciclos de fundición a muerte, y la superficie de la cavidad está pulida y nitriada. Estos pasos extienden significativamente la vida útil del molde. Actualmente, el molde ha superado los 50,000 ciclos de fundición a muerte, lo que demuestra su confiabilidad y durabilidad.

En conclusión, el análisis del proceso de fundición y el diseño de moho para el soporte de aleación ZL103 resalta la importancia de considerar factores como el método de alimentación, la posición de alimentación y el posicionamiento de piezas para lograr una precisión de alta dimensión y calidad de la superficie. La forma de puerta elegida, Point Gate, demostró ser efectiva en la producción de piezas fundidas con superficies lisas y estructuras uniformes. El mecanismo de superficie de dos partes, junto con el diseño secundario de empuje secundario basado en la bisagra, resolvió problemas relacionados con la deformación y el tamaño de tolerancia en las fundiciones. Siguiendo el precalentamiento adecuado del moho, la rugosidad de la superficie de la cavidad de moho controlada y las medidas preventivas como la nitruración, el templado de estrés y el pulido, se logró un molde con una vida útil extendida y una mejor calidad de fundición. El éxito de este proyecto ilustra el compromiso de Tallsen con la calidad y la innovación.