Накратко

Пресформата за пресформоване е високоточен, многократно използван инструмент, изработен обикновено от две твърдосплавни стоманени половини, който служи като основен елемент в процеса на пресформоване. Разтопен метал се нагнетява под високо налягане в кухината на формата, което позволява масово производство на сложни метални части. Този метод е известен с високата си точност по размери и гладката повърхност на получените компоненти.

Какво е пресформа за пресформоване? Основният механизъм обяснен

Формата за прецизно леене, известна още като матрица или инструмент, е сложен производствен инструмент, използван за придаване на определена, желана форма на разтопения метал. В основата си формата се състои от две основни половини: „горната плоча“, която е неподвижна, и „избутващата плоча“, която е подвижна. Когато тези две половини бъдат затегнати заедно под високо налягане, те образуват вътрешна кухина, която е точен отпечатък на детайла, който трябва да бъде произведен. Този процес по принцип напомня форма за леене под налягане, използвана за пластмаси, но е проектирана да издържа на екстремните температури и налягане на разтопените метали.

Основната операция включва впръскване на разтопен сплав от неметален метал в тази затворена кухина с висока скорост и под налягане. Това налягане се поддържа, докато метала се затвърдява, като по този начин се осигурява запълването на всеки детайл от кухината на формата. Тази техника е от решаващо значение за производството на части със сложни геометрии и тънки стени, които биха били трудни за постигане с други методи за леене. След като метала се охлади и затвърдее, избутващата половина на формата се отдръпва и механизъм за изхвърляне изтласква готовата отливка навън.

Изборът на метал е от съществено значение и макар процесът най-често да се прилага за неметални сплави, той не е изцяло ограничен само до тях. Най-често използваните материали при леене под налягане включват:

• Алуминиеви сплавове
• Цинкови сплавове
• Магниеви сплавове
• Медни сплави (като месинг)

Тези материали предлагат различни свойства – от лека якост (алуминий и магнезий) до висока устойчивост на корозия и добра литейна технологичност (цинк). Според Fictiv , този процес е идеален за производствени серии с голям обем, където последователността и прецизността са от първостепенно значение.

Анатомия на формата за преципитно леене: Основни компоненти и функции

Формата за преципитно леене е нещо повече от просто кух блок от стомана; тя представлява сложна сглобка от прецизно проектирани компоненти, работещи в синхрон. Всеки елемент изпълнява съществена роля в цикъла на отливане — от насочването на разтопения метал до охлаждането на детайла и неговото чисто изхвърляне. Разбирането на тези компоненти е от съществено значение, за да се оцени инженерната работа зад процеса. Основните компоненти са основата на формата, която държи всички останали части, и полостта, която оформя външния вид на детайла.

Пътят на разтопения метал се контролира от мрежа от канали. Той започва от шприц , където метала навлиза във формата от машината за леене. Оттам той преминава през ходове , които са канали, изработени в двете половини на формата, за разпределяне на метала. Накрая той минава през врата , тесен отвор, който насочва метала в полостта на формата. Проектирането на системата за разпределителни канали и врати е от решаващо значение за контролиране на скоростта на потока и налягането, за да се предотвратят дефекти.

Вътре във формата, ядро формира вътрешните елементи на детайла, докато кавитет формира неговите външни повърхности. За освобождаване на крайния продукт, система за изхвърляне , състояща се от бутачи и плочи, избутва затвърдялото отливане от формата. Едновременно с това, система за охлаждане , състояща се от канали, по които циркулира вода или масло, регулира температурата на матрицата. Този контрол е от съществено значение за управлението на цикъла и предотвратяване на термично повреждане на инструмента. Предусмотрени са и отдушници, които позволяват задържаният въздух да излезе при впръскване на метала.

Чести типове форми и машини за прецизно леене под налягане

Формите за прецизно леене под налягане често се класифицират според структурата си или типа машина, за която са предназначени. Структурно те могат да бъдат еднополостни форми, които произвеждат по една детайл на цикъл, или многополостни форми, които произвеждат няколко идентични детайла едновременно за по-голяма ефективност. Въпреки това, по-същественото разграничение се отнася до използваната техника: леене с гореща камера и леене със студена камера.

Горещо-камерно леене под налягане се използва за сплави с ниска температура на топене, като цинк, калай и олово. При този процес инжекционният механизъм е потопен в разтопения метален баня в пещта. Това позволява много бързи цикли, тъй като метала не трябва да се транспортира от външна пещ. Процесът е високо автоматизиран и ефективен за производство в големи серии на по-малки части.

Леене под налягане със студена камера се изисква за сплави с висока температура на топене, най-вече алуминий и магнезий. При този метод точно определено количество разтопен метал се черпи от отделна пещ в „студена камера“ или цилиндър, преди да бъде инжектиран в матрицата от плунжер. Както е посочено от Уикипедия , това разделяне е необходимо, за да се предотврати повреда на компонентите за инжектиране поради продължителен контакт с високотемпературни метали. Въпреки че циклите са по-бавни в сравнение с горещокамерния процес, той позволява литографирането на здрави, леки конструкционни части, използвани в автомобилната и аерокосмическата индустрия.

Процесът на прецизно леене под налягане и аспекти при проектирането на формите

Процесът на прецизно леене под налягане е изключително ефективен, автоматизиран цикъл, при който разтопен метал се превръща в готова детайл за секунди. Формата е в сърцето на тази операция и може да бъде разделена на няколко ключови стъпки. Всеки етап трябва да се контролира внимателно, за да се гарантира, че крайният продукт отговаря на строгите изисквания за качество. Материалът, използван за изработване на формата, обикновено е висококачествена закалена инструментална стомана, например H13, която се избира поради способността си да издържа термичен шок и износване при стотици хиляди цикли.

Цикълът на производство следва точна последователност:

1. Подготовка и затягане на формата: Вътрешните повърхности на формата се напръскват със смазващ агент, за да се осигури охлаждане и по-лесно изваждане на детайла. Двете половини на формата след това се здраво затегат от машината за леене.
2. Инжекция: Разтопеният метал се впръсква под високо налягане (в диапазона от 1500 до над 25 000 psi) в полостта на формата. Металът бързо запълва полостта, често за милисекунди.
3. Охлаждане: Топлият метал се охлажда и затвърждава в водно- или маслоохладената форма. По време на тази фаза, частта придобива окончателната си форма.
4. Изхвърляне: След като се затвърди, подвижната матрица се отваря наполовина, а изстрелните щифтове изтласкват отливката от кухината.
5. Отрязване: Последната стъпка включва премахване на излишния материал, известен като флаш, заедно с пръта и резачките от готовата част. Това често се прави при вторична операция с помощта на резка матрица.

Успешното производство на части зависи в голяма степен от първоначалния дизайн на формата. Инженерите трябва да вземат предвид няколко фактора, за да гарантират качеството на частите и да увеличат максимално продължителността на живота на формата. Правилното проектиране е от съществено значение за предотвратяване на общи дефекти като порозност и пукнатини. Ключовите съображения за проектиране включват:

• Ъгъл на извличане: Повърхностите, които са успоредни на посоката на отваряне на формата, се придават леко ъгъл (проект), за да се позволи на частите да бъдат изхвърлени без влачене или увреждане.
• Закръгления и радиуси: Остри вътрешни ъгли са закръглени, за да се подобри потокът на метала и да се намали концентрацията на напрежение в последната част.
• Стена на тръбата: Стените трябва да бъдат възможно най-равномерни, за да се осигури последователно охлаждане и да се предотвратят следите от изкривяване или потъване.
• Разделителна линия: Линията, където се срещат двете половини на формата, трябва да бъде внимателно поставена, за да се намали видимостта на последната част и да се опрости подстригването.
• Вентилация: Трябва да се включат малки канали, които да позволят на въздуха, затворен в кухината, да се измъкне, когато се инжектира метал, като се предотврати порисността на газа.

Често задавани въпроси

1. да се съобрази с Каква е разликата между ливането на изкуството и другите методи на ливане?

Основната разлика е в използването на многократно използваема стоманена форма (материал) и налагането на високо налягане. За разлика от пясъчното отливане, при което за всяка част се използва еднократна пясъчна форма, лиенето на изкуствено изкуствено изкуствено отливане използва постоянна стоманена форма за производство на големи обеми. В сравнение с инвестиционното отливане или постоянното отливане на формата, лиенето на метала под формата под значително по-високо налягане, което позволява създаването на части с по-тънки стени, по-фини детайли и по-добра повърхностна отделка.

2. Да се съобразяваме. Какви материали се използват за изработката на литейни форми?

Извършването на изливните форми се извършва от висококачествени, топлоустойчиви стомани за инструменти. Най-разпространеният материал е стомана за инструменти H13, която е избрана поради отличната си комбинация от твърдост, издръжливост и устойчивост на топлинна умора. За форми, изискващи още по-голяма трайност, могат да се използват стомани от най-висока качество като Maraging стомана. Материалът трябва да издържи на многократния топлинен цикъл на пълнене с разтопен метал и след това охлаждане.

3. Да се съобразяваме. Колко дълго трае лигавицата?

Животът на отливната форма, често наричана "живот на отливката", варира значително въз основа на няколко фактора. Те включват вида на метала, който се отлива (алюминийът е по-абразивен и по-горещ от цинка), сложността на детайла, времето на цикъла и качеството на поддръжката. Добре поддържана форма за отливка на цинк може да издържи над милион цикъла, докато форма за алуминий може да издържи между 100 000 и 150 000 цикъла, преди да се наложи основен ремонт или замяна.