Ձուլման գործիքներ. Դիզայն, նյութեր և լավագույն փորձ

Ինչպես անունն է հուշում, մետաղաձուլման գործիքակազմը ներառում է մետաղաձուլման գործընթացի կաղապարներն ու մատրիցները: Երբ այն լավ է նախագծված, այն ապահովում է հստակ հատկանիշներ, խիստ թույլատրելի շեղումներ և կայուն ցիկլի ժամանակներ հարյուր հազարավոր, երբեմն միլիոնավոր կրակոցների ընթացքում:.

Այս հոդվածում մենք՝ Moldie-ում, կներկայացնենք ձուլման գործիքների հիմունքները և կօգնենք ձեզ ավելի լավ պատկերացում կազմել դրանց շահագործման մեխանիզմի, գործիքային լուծումների և ձուլման տեխնոլոգիային վերաբերող այլ գործոնների մասին։.

Ի՞նչ է ձուլման գործիքավորումը և ինչպե՞ս է այն գործում

Իր էությամբ, ձուլման գործիքակազմը բարդ, բարձր ամրության պողպատե կաղապար է, որը բաղկացած է երկու կամ ավելի կեսերից: Դրա հիմնական գործառույթը հսկայական ճնշման տակ հալված մետաղը ցանցի տեսքով մաս դարձնելն է:.

Ստանդարտ ձուլման գործիքը բաղկացած է երկու հիմնական կեսից՝

• Ծածկույթի կաղապար (ֆիքսված կես): Այս կեսը ամրացված է ձուլման մեքենայի ֆիքսված սալիկի վրա և պարունակում է ներարկման համակարգը՝ կամ սագի վզիկը (մեջ) տաք խցիկ) կամ կրակոցի թևք (սառը խցիկում):.
• Արտանետիչի զառը (շարժվող կեսը). Այս կեսը ամրացված է շարժական սալիկի վրա և պարունակում է արտանետման համակարգ՝ ցիկլից հետո կարծրացած ձուլվածքը դուրս մղելու համար։.

Ձուլման ցիկլը չորս հիմնական քայլով.

1. Սեղմում: Մատրիցի երկու կեսերը հիդրավլիկորեն ամրացված են միմյանց հսկայական ուժով (հաճախ հարյուրավորից մինչև հազարավոր տոննա)՝ ներարկման բարձր ճնշմանը դիմակայելու համար։.

2. Ներարկում. Հալված մետաղը մեծ արագությամբ և ճնշմամբ ներարկվում է կաղապարի խոռոչի մեջ։ Ահա թե որտեղ է տաք խցիկի և սառը խցիկ համակարգերի վիճակը դառնում է կարևոր, ինչպես մանրամասն նկարագրված է հաջորդ բաժնում։.

3. Սառեցում: Մետաղը պնդանում է խոռոչի ներսում՝ ստանալով իր վերջնական ձևը: Գործիքը հագեցած է բարդ ներքին սառեցման ալիքներով, որոնք շրջանառում են ջուր կամ յուղ՝ պնդացման գործընթացը վերահսկելու և ծայրահեղ ջերմային ցիկլերը կառավարելու համար:.

4. Արտանետում: Սեղմիչը բացվում է, և շարժվող կեսում գտնվող արտանետիչ թիթեղը առաջ է շարժվում՝ արտանետիչ քորոցները մղելով ձուլվածքի դեմ՝ այն մատրիցից ազատելու համար։.

Այս ցիկլը կրկնվում է մի քանի վայրկյանը մեկ գործիքի ողջ կյանքի ընթացքում՝ ենթարկելով այն ծայրահեղ ջերմային լարվածության (հալված մետաղից), մեխանիկական լարվածության (սեղմման և ներարկման ճնշումից) և հղկող մաշվածության: Գործիքի նախագծումը, նյութերը և պահպանումը օպտիմալացված են այս կոշտ միջավայրին դիմակայելու համար:.

Պատվերով ձուլվածքի դիզայն՝ մետաղաձուլման գործիքակազմի համար

Նախագիծ, շառավիղ և պատի հաստություն

Դիմում համարժեք նախագիծ Սա արտամղիչների մաքրման և ծառայության ժամկետի երկարացման առաջին քայլն է: Լավագույն արդյունքի հասնելու համար արտաքին մակերեսների համար օգտագործեք 0.5-ից 1.0 աստիճանի քաշի անկյուն, իսկ ներքին միջուկների համար՝ մի փոքր ավելի կտրուկ՝ 1.0-ից 2.0 աստիճան: Բացի այդ, եթե մակերեսը հյուսվածքային է, ապա անհրաժեշտ կլինի ավելացնել ավելի շատ քաշի անկյուն, սովորաբար մեկ կամ ավելի աստիճան, որպեսզի այն տեղավորվի և կանխվի մասի կպչունությունը արտամղման ժամանակ:.

Նախագծի անկյուններից այն կողմ, ներառյալ առատ ֆիլե կարևոր է մասի ամրության և որակի համար: Ցինկի համար առնվազն 0.5-ից 1.0 մմ շառավղով և ալյումինի համար 1.0-ից 2.0 մմ շառավղով ֆիլեների օգտագործումը նպաստում է լարվածության բաշխմանը և կանխում է ճաքերի առաջացումը՝ նվազեցնելով սուր անկյունները: Այս ընթացակարգը նաև բարելավում է հալված մետաղի հոսքը:.

Ավելին, նախագծերը պետք է պահպանեն միատարր պատի հաստություն, օգտագործեք ռազմավարական կողիկներ և լցոններ և խուսափեք չափազանց բարակ պատերից՝ ալյումինի դեպքում սովորաբար մնալով 0.8-ից 1.0 մմ-ից բարձր, եթե կոնկրետ կառուցվածքը չի ապացուցել, որ դրանք հարմար է։.

Հանդուրժողականություններ և կրիտիկական տվյալներ

Հիմնադրել հստակ տվյալի հղում շրջանակը՝ օգտագործելով ամուր, հասանելի մակերեսներ, որոնք կարևոր են մասի գործառույթի և չափերի համար: Կիրառեք Երկրաչափական չափագրում և հանդուրժողականություն (GD&T)՝ ձևը, կողմնորոշումը և դիրքը, ինչպիսիք են հարթությունը, դիրքը և պրոֆիլը, կառավարելու համար: Այս համակարգը սահմանում է մասի ֆունկցիոնալ սահմանները: Խուսափեք դիզայնի չափազանց սահմանափակումներից՝ թույլ տալով ավելի թույլ հանդուրժողականություններ ոչ կրիտիկական մակերեսների վրա, ինչը պարզեցնում է գործիքավորումը և արտադրությունը՝ առանց ազդելու կատարողականի վրա:.

Տվյալների թիրախները պետք է տեղադրվեն կայուն, ձուլված հարթակների վրա, որոնք հեշտությամբ հասանելի են զոնդերի համար: Երբեք մի սահմանեք թիրախ բաժանման գծի երկայնքով, քանի որ կաղապարի կեսերի միջև աննշան անհամապատասխանությունները կհանգեցնեն չափման սխալների և կխաթարեն հղման շրջանակը:.

Հիշե՛ք, որ ձուլման դեպքում թույլատրելի շեղումներն ավելի լայն են, քան մեքենայացված դեպքում։. Մեքենաշինության թույլտվությունները կիրառեք միայն կարևորագույն հատկանիշների համար ինչպես օրինակ՝ մակերեսների կնքումը կամ կրողների միացումը, մյուս հատվածները թողնելով ձուլված վիճակում։ Սա նվազագույնի է հասցնում երկրորդական գործողությունները և նվազեցնում ծախսերը։.

Բաժանման ռազմավարություն, սլայդի նվազագույնի հասցնելը և արժեքը

Ձուլածո ձուլածո ձուլածոների արժեքը և բարդությունը հիմնականում որոշվում են դրանց բաժանման գծով և սահքի քանակով: Քանի որ յուրաքանչյուր սահք ավելացնում է զգալի ծախսեր, սպասարկում և ժամանակ, նախագծման հիմնական նպատակը դրանք նվազագույնի հասցնելն է: Սա կարելի է անել՝ տարրերը վերաուղղորդելով հիմնական բաժանման հարթությանը կամ վերաձևավորելով՝ կտրվածքները վերացնելու համար: Լավագույն մոտեցումը վաղ համագործակցությունն է և DFM վերլուծություն, որը կարող է ամրապնդել սահիկները, կրճատել պատրաստման ժամանակը, նվազեցնել ծախսերը և բարձրացնել գործիքի դիմացկունությունը։.

Տեքստուրաներ և լոգոներ

Տեքստուրաների և լոգոների նախագծումը պահանջում է որոշակի քայլեր՝ որակը և դիմացկունությունն ապահովելու համար: Ցանկացած տեքստուրա կիրառելը պահանջում է ավելի մեծ նախագծման անկյուններ՝ պատշաճ կերպով դուրս մղելու համար, ուստի միշտ Լոգոներ ավելացնելիս խորհրդակցեք ձեր մատակարարի հետ՝ ճշգրիտ տեխնիկական բնութագրերի վերաբերյալ տեղեկություններ ստանալու համար. Հնարավորության դեպքում լոգոները պետք է տեղադրվեն ոչ կարևոր, ոչ ֆունկցիոնալ մակերեսների վրա: Ավելի լավ է դրանք խորասուզել մակերեսի մեջ, այլ ոչ թե բարձրացնել, որպեսզի կանխվի գործիքի վրա քերծվածքների առաջացումը և մաշվածությունը:.

Գործիքային պողպատե նյութեր և մակերեսային մշակումներ

Սովորական գործիքային պողպատներ (H13, H11, մարտենային)

• H13Արդյունաբերության համար աշխատուժը ալյումինե ձուլում, լավ տաքացման դիմադրությամբ, ջերմային հոգնածության դիմադրությամբ և կարծրությամբ: Պատշաճ ջերմային մշակումը և կոփումը անբաժանելի են:.
• H11Առաջարկում է լավ ամրություն և ջերմային ցնցումների դիմադրություն, բայց ավելի քիչ է օգտագործվում, քան H13-ը՝ ալյումինե ձուլման խոշոր խոռոչների և միջուկների համար՝ իր ցածր տաքացման դիմադրության պատճառով։.
• Մարանտենսային պողպատներՕգտակար է բարձր ամրություն և գերազանց մեքենայական մշակում պահանջող ներդիրների կամ հիբրիդային հավելանյութերով արտադրված ներդիրների համար։ Սովորաբար զուգակցվում է մակերեսային ճարտարագիտության հետ՝ զոդման ազդեցությունը մեղմելու համար։.

Այլ տարածված պողպատներից են P20-ը՝ ցինկի և մագնեզիումի համաձուլվածքների համար, և բարձր կարծրության պողպատներ, ինչպիսին է D2-ը՝ արտանետիչ քորոցների և այլ բարձր մաշվածության ենթակա բաղադրիչների համար։.

Ծածկույթներ, նիտրացում և մակերեսային ճարտարագիտություն

• ՆիտրացումԿառուցում է կոշտ, մաշվածությանը դիմացկուն դիֆուզիոն շերտ՝ էրոզիային և միկրոզոդմանը դիմակայելու համար։ Այն լայնորեն օգտագործվում է H13/H11-ի վրա։.
• PVD/CVD ծածկույթներ (օրինակ՝ TiN, CrN, AlCrN)Նվազեցնում է թրջումը, բարելավում է քսայուղայնությունը և սահմանափակում է եռակցումը: Ընտրությունը կախված է համաձուլվածքից և աշխատանքային ջերմաստիճանից:.
• Կարծր քրոմ, նիկել-բոր և հատուկ հակազոդային ծածկույթներԿիրառվում է դարպասների տարածքներում, բարձր արագության հարվածային գոտիներում և կպչունության հակված միջուկներում: Մակերեսի նախապատրաստումը և հիմքի պողպատի որակը որոշում են հաջողությունը:.

Ջերմային հոգնածության, եռակցման և էրոզիայի դիմադրություն

• Ջերմային հոգնածություն դրսևորվում է որպես մատրիցայի մակերեսի վրա ջերմային ստուգում՝ արագ ցիկլիկ տաքացման և սառեցման պատճառով: Մեղմացման ռազմավարությունները հիմնականում ներառում են բարձր ջերմային հոգնածության դիմադրողականությամբ գործիքային պողպատների օգտագործումը (օրինակ՝ H13) և հավասարակշռված սառեցման համակարգերի նախագծումը՝ ծայրահեղ ջերմային ցիկլերը կառավարելու համար: Արտադրությունից առաջ մատրիցայի նախնական տաքացումը կարևոր կանխարգելիչ միջոց է սկզբնական ջերմային ցնցումը նվազեցնելու համար:.
• Զոդում, Հալված համաձուլվածքի անցանկալի կպչունությունը մետաղաձուլվածքի պողպատին սրվում է, երբ պողպատի տեղական ջերմաստիճանը իջնում է “կպչուն” միջակայքի։ Սա կարելի է կանխել մասնագիտացված ծածկույթների, անջատող նյութերի և մետաղաձուլվածքի պատերի ջերմաստիճանի ուշադիր վերահսկման միջոցով՝ այս կրիտիկական միջակայքը կանխելու համար։.
• Էրոզիա սովորաբար ի հայտ է գալիս դարպասների մոտ կամ կտրուկ հոսքի շրջադարձերով տարածքներում, որտեղ բարձր արագությամբ հալված մետաղը բախվում է մակերեսին: Դրա դեմ պայքարելու համար հարվածի անկյունները պետք է մեղմացնել, շառավիղները մեծացնել, իսկ այս կրիտիկական գոտիների մակերեսները կարող են տեղայնորեն կարծրացվել՝ ավելի մեծ դիմադրության համար:.

Գործիքների կառուցում, նմուշառում և պահպանում

Գործիքների պատրաստման աշխատանքային հոսք և ժամկետներ

Ձուլման գործիքավորման բնորոշ ծրագիրը սովորաբար անցնում է 8 քայլով.

Առաջին հոդված, փորձեր և կրկնություններ

Սկզբնական նմուշառումը ստուգում է լցոնումը, ծակոտկենությունը և չափային կայունությունը: Ակնկալվում է կրկնել դարպասների չափերը, օդափոխման խորությունները, ցողման բաղադրատոմսերը և կրակոցի պարամետրերը: Առաջին հոդվածի ստուգումը չափված արդյունքները կապում է գծագրի GD&T-ի հետ: Տվյալների վրա հիմնված օղակները, ջերմային պատկերացումը, խոռոչի ճնշման հետքերը և վակուումի մակարդակները օգնում են ավելի արագ համընկնել, քան ենթադրությունները:.

Կանխարգելիչ սպասարկում, վերանորոգում և վերանորոգում

Պարբերական կառավարման աշխատանքները ներառում են օդանցքերի մաքրում, անջատիչների վերանորոգում, արտամղման մաշվածության ստուգում և սառեցնող հեղուկի միացումների վերատեղադրում: Նիտրացման և կետային եռակցման նորոգումները երկարացնում են ծառայության ժամկետը: Պահպանեք պահեստային ներդիրի ռազմավարություն բարձր մաշվածության միջուկների և դարպասների տարածքների համար: Հետևեք սպասարկման ցիկլերին և արատների ռեժիմներին. գործիքները խոսում են իրենց մաշվածության օրինաչափությունների մասին:.

Հաճախակի թերություններ և դրանց վերացման միջոցներ

Ծակոտկենություն, սառը փակումներ և անհաջողություններ

• Գազի ծակոտկենությունԲարելավեք օդափոխությունը/վակուումը, նվազեցրեք տուրբուլենտությունը դարպասի երկրաչափության միջոցով և կայունացրեք մատրիցայի ջերմաստիճանը: Վերահավասարակշռեք ցողիչը և քսանյութը՝ գոլորշիների կուտակումից խուսափելու համար:.
• Նեղացրեք ծակոտկենությունը. խտացրեք տեղային հատվածները կամ ավելացրեք սնուցում/լցումներ, կարգավորեք սառեցումը՝ տաք կետերում վաղաժամ սառեցումից խուսափելու համար:.
• Սառը անջատումներ/անսարքություններ. Բարձրացրեք հալույթի և մատրիցայի ջերմաստիճանը սպեցիֆիկացիաների սահմաններում, մեծացրեք դարպասները կամ վերադասավորեք դրանք՝ հոսքի ճակատը տաք և անընդհատ պահելու համար։.

Լուսարձակում, եռակցում և կպչում

• Լույսի փայլ. Բարելավեք փակման հարթ մասերը, շտկեք մատրիցայի ամրացումը և ստուգեք սեղմակի ուժը: Չափից շատ ցողումը նույնպես կարող է առաջացնել հիդրավլիկ սեպավորում:.
• Զոդում. Բարձրացրեք պողպատի մակերեսի ջերմաստիճանը կպչունության սահմանից բարձր, քսեք հակազոդային ծածկույթներ և փոփոխեք քսանյութի քիմիան: Նվազեցրեք ուղղակի ազդեցությունը՝ դարպասները վերաուղղորդելով:.
• Կպչունություն. Ավելացրեք նախագիծ, փայլեցրեք արտանետման մակերեսները, վերաբաշխեք արտանետիչի քորոցները կամ անցեք արտանետիչի թևքերին այն տեղերում, որտեղ գլխիկները բարձր են։.

Ծռվածություն և չափսերի շեղում

• Ծռում. Այն առաջանում է անհավասար սառեցման և մնացորդային լարվածության պատճառով: Հավասարակշռեք սառեցման շղթաները, օգտագործեք կոնֆորմալ ալիքներ ասիմետրիկ մասերի վրա և մեղմացրեք գործընթացի պարամետրերը՝ աստիճանական պնդացման համար:.
• Չափսերի շեղում. Սա կարող է տեղի ունենալ երկարատև մշակման ընթացքում՝ ազդարարելով մատրիցայի ջերմային աճը: Համառ առանձնահատկությունների համար նախագծեք հետձուլման տրամաչափում կամ նպատակային վերջնական մշակում:.

Եզրակացություն

Ձուլման գործիքավորումը կենսական ներդրում է, որը ապահովում է որակ և արդյունավետություն՝ ճշգրիտ ճարտարագիտության և ռազմավարական համագործակցության միջոցով: Դուք պետք է ընտրեք գործընկերներ, որոնք ունեն... լավ հաստատված կաղապարի արտադրության գործընթաց և DFM-ի ոլորտում լայն փորձ։ Այս մոտեցումը մարտահրավերները վերածում է հուսալի արտադրության՝ ապահովելով կայուն արժեք և մրցակցային առավելություն։.

Հաճախակի տրվող հարցեր

Ինչպե՞ս է դետալի բարդությունը իրականում արտացոլվում գործիքավորման ավելի բարձր արժեքի մեջ։ Արդյո՞ք խնդիրը միայն չափի մեջ է։

Թեև դետալի չափը ազդում է պողպատի արժեքի վրա, գործիքավորման արժեքը շատ ավելին է, քան պարզապես օգտագործվող նյութի քանակը: Յուրաքանչյուր կտրվածք, որը պահանջում է սահող, յուրաքանչյուր բարդ միջուկ և յուրաքանչյուր խիստ հանդուրժողականության հատկանիշ ավելացնում է ինժեներական ժամանակ, ճշգրիտ մշակում և ապագա սպասարկման կետեր: Ավելի պարզ դետալը՝ մաքուր բաժանման գծով և ցածր արտադրական ծավալով, հաճախ կարող է մշակվել ավելի էժան, ավելի հուսալի մեկ խոռոչով գործիքով: Բազմաթիվ կտրվածքներ ունեցող դետալը կպահանջի բարդ բազմակի սահող գործիք՝ անկախ կավիտացիայից:.

Որո՞նք են գործիքների նմուշառման/փորձարկման փուլի հիմնական ցուցանիշները, որոնք կանխատեսում են ապագա արտադրական խնդիրները:

Խորհուրդ ենք տալիս հետևել հետևողականությանը: Եթե մեքենայի պարամետրերի աննշան փոփոխությունները (օրինակ՝ ջերմաստիճանը կամ ներարկման արագությունը) առաջացնում են մասի որակի զգալի տատանումներ կամ թերություններ, գործիքի դիզայնը կարող է անկայուն լինել: Այլ կարմիր դրոշներից են մասերը հետևողականորեն դուրս մղելու դժվարությունը, սկզբնական կրակոցների ժամանակ եռակցման նշանները կամ լավ մասերի արտադրության լայն, կայուն “գործընթացային պատուհան” ստեղծելու անկարողությունը: Որակավորված գործիքը պետք է լինի ներողամիտ և կրկնելի:.

Ե՞րբ է ավելի շահավետ նախագծել “ավելի պարզ” գործիք և օգտագործել երկրորդային մեքենայացում բարդ տարրերի համար։

Այս մոտեցումը հաճախ իմաստուն է այն տարրերի համար, որոնք չափազանց դժվար կամ թանկ են ձուլելու համար, ինչպիսիք են շատ խորը, փոքր տրամագծով անցքերը, անարատ արմատներով թելերը կամ չափազանց սուր ներքին անկյունները: Ամուր բլոկ ձուլելով և այն երկրորդային գործողության մեջ հորատելով/թակելով՝ դուք խուսափում եք ձուլվածքի մեջ փխրուն միջուկային քորոցների արժեքից և հնարավոր ձախողման կետերից: Սա փոխզիջում է յուրաքանչյուր մասի մշակման արժեքի և գործիքի սկզբնական բարդության/ռիսկի միջև:.