KRATKO

U postupku pod pritiskom ulijevanja, projektiranje vodova i ulaza je kritična inženjerska disciplina koja određuje kvalitetu gotovog dijela. Vodovi su kanali koji raspodjeljuju rastaljeni metal iz lijevne cijevi, dok su ulazi pažljivo dimenzionirani otvori koji kontroliraju kako metal ulazi u kalupnu šupljinu. Precizno projektiran sustav ulaza ključan je za upravljanje brzinom toka, smanjenje turbulencije, smanjenje gubitka topline te sprječavanje grešaka poput poroznosti i hladnih spojeva, osiguravajući proizvodnju gustoćeg dijela visoke čvrstoće.

Osnove sustava ulaza: Definiranje vodova, ulaza i lijevnih cijevi

Uspjeh bilo koje operacije pod pritiskom započinje temeljnim razumijevanjem njegovog sustava za dotjecanje. Ova mreža kanala, poznata kao sustav uljeva, odgovorna je za transport rastopljenog metala iz stroja za lijevanje u kalupnu šupljinu pod ogromnim tlakom i na velikoj brzini. Glavni sastojci sustava — uljevnik, razvodni kanal i ulazni kanal — svaki imaju posebnu i ključnu ulogu u osiguravanju konačnog proizvoda bez grešaka. Nepravilno razumijevanje njihovih funkcija izravna je staza ka neuspjehu u proizvodnji.

Putovanje rastopljenog metala započinje na uljev . To je početni, obično stožasti kanal kroz koji se metal ubrizgava u kalup iz mlaznice stroja. Prema uvidima iz Deco Products , uljevni uložak stvara ključno brtvljenje koje minimizira gubitak tlaka i pokreće uravnoteženi tok. Iz uljevnika, metal prelazi u trkač , sustav horizontalnih kanala dizajniran da raspodjeljuje rastopljenu leguru prema šupljini dijela. Kao što je detaljno opisano u CEX Casting , glavna funkcija razvoda je ravnomjerno raspodijeliti tok, posebno kod kalupa s više šupljina, osiguravajući da se svaki dio jednoliko napuni.

Na kraju, rastaljeni metal prolazi kroz vrata , točan otvor koji povezuje razvod s samom šupljinom dijela. Ulaz je konačna kontrolna točka, a njegov dizajn ima najizravniji utjecaj na kvalitetu odljevka. On ubrzava rastaljeni metal do potrebne brzine punjenja, istovremeno usmjeravajući uzorak toka unutar šupljine. Cijeli sustav funkcionira u skladu: uljevnik uvodi materijal, razvodi ga prenose, a ulazi kontroliraju konačnu dostavu. Svaka greška u bilo kojem od ovih komponenata kompromitira cjelovitost cijelog odljevka.

Osnovna načela za optimalni dizajn razvoda i ulaza

Projektiranje učinkovitog sustava kanala i uljeva složena je ravnoteža između hidrodinamike, termodinamike i znanosti o materijalima. Glavni cilj je potpuno i jednoliko ispunjenje kalupa prije nego što se rastopljeni metal zakruti, istovremeno smanjujući nedostatke na minimum. To zahtijeva poštivanje nekoliko osnovnih inženjerskih načela koja upravljaju tokom metala kroz kalup.

Osnovno načelo je osigurati glatki, neturbulentni tok. Turbulencija unosi zrak i okside u rastopljeni metal, što uzrokuje poroznost i strukturne slabosti. Kako je naglašeno od strane Sefunm , kanali se moraju pažljivo optimizirati kako bi se smanjila turbulencija. To se postiže poliranim površinama, zaobljenim kutovima i poprečnim presjekom koji se postepeno smanjuje pri približavanju uljevu, kako bi se održao tlak i brzina. Sustav kanala također bi trebao biti projektiran tako da zarobi one nečistoće ili ohlađeni metal na svojim krajevima, sprječavajući njihov ulazak u šupljinu dijela.

Dizajn ulaza podrazumijeva ključne kompromise. Veličina ulaza mora biti dovoljno velika da omogući brzo punjenje bez preranog zamrzavanja, ali dovoljno mala da se lako ukloni nakon lijevanja bez oštećenja dijela. Oblik ulaza također određuje uzorak toka unutar šupljine. Različite vrste ulaza koriste se za različite primjene kako bi se postigle specifične karakteristike punjenja.

Usporedba uobičajenih tipova ulaza

Konačno, postizanje robusnog gotovog dijela ovisi o dubokom razumijevanju svojstava materijala i parametara procesa. Stručnost u oblikovanju visokokvalitetnih metala, poput one koju pokazuje Shaoyi (Ningbo) Metal Technology u svojim preciznim automobilskim svornjama, ističe važnost stroge kontrole procesa. Iako su lijevanje pod tlakom i kovanje različiti procesi, zajednički cilj je izrada dijelova visoke čvrstoće kroz pažljivo projektiranje i upravljanje kvalitetom. Popis kontrolnih točaka za dizajn lijevanja pod tlakom uvijek bi trebao uključivati:

• Odabir slitine: Uzmite u obzir tekućinost, raspon stvrdnjavanja i termička svojstva metala.
• Oblik dijela: Analizirajte debljinu zidova, složenost i estetske zahtjeve.
• Simulacija toka: Koristite softver za predviđanje toka metala, prepoznavanje potencijalnih problema i optimizaciju dizajna prije obrade kalupa.
• Mogućnosti strojeva: Osigurajte da su brzina, tlak i zatezna sila dovoljni za dio i dizajn uljeva.
• Upravljanje toplinom: Predvidite kanale za hlađenje kalupa kako biste kontrolirali brzinu stvrdnjavanja i spriječili greške.

Ključna uloga položaja uljeva u kvaliteti lijevanja

Osim veličine i oblika, strategijski odabir položaja uljeva jedna je od najvažnijih odluka u dizajnu kalupiranja. Mjesto na kojem rastalovani metal ulazi u šupljinu određuje cijeli uzorak punjenja, utječe na termalni gradient po dijelu i konačno odlučuje o postojanju ili odsutnosti kritičnih grešaka. Dobro postavljen uljev osigurava postepeno i jednoliko punjenje, dok loše postavljen može unaprijed osuditi dio.

Osnovno pravilo, kako se navodi u više inženjerskih izvora, je postaviti uljez u najdebljim dijelovima predmeta. Ovaj princip osigurava da se ove površine, koje najduže traju da se zaliču, kontinuirano napajaju rastopljenim metalom pod tlakom, čime se sprječava upadna poroznost. Postavljanje uljeza u tankom dijelu može uzrokovati preran zamrzavanje metala, blokirajući protok i dovodeći do greške poznate kao hladno zatvaranje, gdje se dva toka metala ne spoje ispravno.

Osim toga, mjesto uljeza mora se odabrati tako da usmjerava tok metala na način da gura zrak i plinove ispred sebe i van kroz ventilacije i preljeve. Kako objašnjavaju stručnjaci s Diecasting-mould , uljez treba postaviti tako da se izbjegne izravni udar na jezgre ili nježne dijelove kalupa, što može uzrokovati eroziju alata i uvesti turbulenciju. Tok treba biti usmjeren uz stijenke šupljine kako bi se omogućilo glatko, laminarno punjenje.

Scenariji položaja uljeza: Dobro naspram lošeg

• Loše mjesto: Ulijevanje u tanki presjek stjenke udaljen od težišta dijela.
  Nastali defekt: Visok rizik preranog zamrzavanja, što dovodi do nepotpunog ispunjenja (nedoliv) ili hladnih spojeva. Put strujanja je dug i neefikasan.
• Dobra lokacija: Ulijevanje u najdeblji presjek stjenke dijela.
  Prednost: Osigurava da se područje s najvećim volumenom materijala napaja zadnje i pod tlakom, time učinkovito sprječavajući skupljanje i poroznost te osiguravajući gusto, čvrsto odljevka.
• Loše mjesto: Postavljanje uljeva na mjesto gdje dolazi do sudara dviju fronti strujanja licem u lice na kritičnom estetskom području.
  Nastali defekt: Stvara vidljivu liniju zavarivanja, koja predstavlja strukturnu slabu točku i površinsku nedoskonalost.
• Dobra lokacija: Postavljanje uljeva tako da potiče jedinstveni, kontinuirani tok koji završava na prijevisu.
  Prednost: Gura zrak i onečišćenja ispred fronte toka i izvan šupljine, što rezultira čistim, gustim dijelom s minimalno zarobljenog plina.

U nekim slučajevima jedan ulaz nije dovoljan za velike ili složene dijelove. Možda je potreban višestruki sustav ulaza kako bi se osiguralo potpuno punjenje. Međutim, to dodatno povećava složenost, jer ulazi moraju biti uravnoteženi kako bi istovremeno puniti svoje odgovarajuće dijelove, te tako izbjegli stvaranje unutarnjih linija zavarivanja tamo gdje se sastaju fronte strujanja.

Otklanjanje poteškoća: Uobičajeni nedostaci uzrokovani lošim dizajnom sustava ulaza

Značajan postotak svih nedostataka kod pod tlakom lijevanja može se pripisati suboptimalnom sustavu ulaza. Kada inženjeri naiđu na probleme poput poroznosti, površinskih nedostataka ili nepotpunih dijelova, dizajn razvodnika i ulaza trebao bi biti jedno od prvih područja koja se ispituju. Razumijevanje izravne veze između određenog konstrukcijskog nedostatka i rezultirajućeg nedostatka ključno je za učinkovito otklanjanje poteškoća i optimizaciju procesa.

Na primjer, poroznost , prisutnost malih šupljina unutar lijevanja, često je uzrokovana prekomjernom turbulencijom. Kada rastaljeni metal silovito vrti unutar kanala za lijevanje ili pri ulasku u uljev, zarobljava zrak i druge plinove koji se zatim fiksiraju u dijelu dok se ohlađuje. Uljev koji je preuski za potrebnu brzinu protoka može djelovati poput raspršivača, atomizirajući metal i pogoršavajući ovaj problem. Rješenje često uključuje povećanje površine uljeva, izglađivanje puta kanala ili ponovno projektiranje kuta ulaza uljeva kako bi se omogućilo manje haotično punjenje.

Još jedan uobičajeni problem je hladni spojevi iLI nepotpuno lijevanje , gdje se kalupna šupljina ne napuni potpuno. Ovo se obično događa kada rastaljeni metal prebrzo ohladi i izgubi svoju tekućinost prije nego što dosegne najudaljenije točke šupljine. Ovo može biti uzrokovano sustavom kanala koji je predugačak, što uzrokuje preveliki gubitak topline, ili ulaznim otvorom koji je pre tanki, ograničavajući protok i uzrokujući preranu kristalizaciju metala. Izmjena dizajna kako bi se skratio put protoka ili povećala debljina ulaza često može riješiti ovaj problem.

Vodič za otklanjanje poteškoća s sustavom uljeva

Sustavan pristup dijagnostici je ključan. Kada se pojavi greška, inženjeri trebaju analizirati dio kako bi utvrdili mjesto i vrstu greške, a zatim upotrijebiti softver za simulaciju toka ili empirijsku analizu kako bi povezali problem s dizajnom ulaza. Male, iterativne promjene kanala ili ulaza, nakon kojih slijedi pažljiva provjera rezultata, najučinkovitiji su način za dijagnosticiranje i rješavanje ovih izazova u proizvodnji.

Često postavljana pitanja

1. Što je ulazni otvor i kanal u lijevanju?

U lijevanju, kanal je protok koji transportira rastopljeni materijal od glavnog uljeva prema šupljini dijela. Ulazni otvor je specifični otvor između kraja kanala i same šupljine dijela. Zadatak kanala je distribucija, dok je zadatak ulaznog otvora kontrolirati konačni ulazak materijala, utječući na njegovu brzinu, smjer i uzorak toka.

2. Što je kanal u lijevanju?

Kanal je protok obrađen u alatnom čeliku koji služi kao staza za rastopljeno metalno. Njegova primarna funkcija je distribuirati metal iz središnje točke (uljeva) do jednog ili više ulaznih otvora koji napajaju kalupne šupljine. Dobro dizajniran sustav kanala održava temperaturu i tlak metala, istovremeno minimizirajući turbulentnost.

3. Što je ulazni otvor u tlačnom lijevanju?

Ulaz u postupku pod tlakom je konačni, a često i najuži dio kanalskog sustava prije nego što rastaljeni metal uđe u stvarni oblik dijela (šupljina). Njegov dizajn je kritičan jer kontrolira brzinu i karakteristike toka metala dok se kalup puni. Ulaz mora biti dovoljno velik da se dio brzo napuni, ali dovoljno malen da se pravilno zaledi i lako ukloni s gotovog dijela.

4. Što je razvodnik u kalupu?

Razvodnik u kalupu jednostavno je drugi naziv za razvodni sustav unutar kalupa za lijevanje pod tlakom. Odnosi se na cjelokupnu mrežu kanala koja usmjerava rastaljeni slitin od uljeva do ulaza. Pojam ističe da su ti kanali sastavni dio samog alata za kalup.