Автомобиль арналған құю үдерісі: Дәлме-дәл бөлшектер туралы түсіндірме

ҚЫСҚАША

Автомобиль үшін матрицалық құю процесі - балқытылған түсті емес металлды қайталап пайдалануға болатын болат формасына, яғни матрицаға жоғары қысыммен енгізу арқылы жүргізілетін өндіріс әдісі. Бұл әдіс заманауи автомобиль өнеркәсібінде берік, жеңіл және күрделі, бірақ жоғары дәлдіктегі бөлшектерді шығару үшін маңызды. Алюминий, мырыш және магний сияқты қорытпаларды пайдалана отырып, матрицалық құю автомобильдердің өнімділігін арттыруға, отынның пайдалы әсер коэффициентін жақсартуға және өлшемдік дәлдігі жоғары бөлшектерді массалық түрде шығаруға мүмкіндік береді.

Матрицалық құю негіздері: оның не екендігі және автомобиль өнеркәсібінде маңызы

Матрицалық құю — балқытылған металды жоғары қысым астында құю қалыбының ішіне мәжбүрлеп енгізу арқылы жүзеге асырылатын металды құю процесі. Төмендегідей Википедия , бұл қысым 10-дан 175 мегапаскальға (МПа) дейін жетуі мүмкін, күрделі, екі бөлікті қатайтылған болат форманың әрбір деталін металмен толтыруға мүмкіндік береді. Металл суыдырылған соң форма ашылады және құю деп аталатын бөлшек шығарылады. Бұл процесс пластмассаны инъекциялық құюмен ұқсастық туғызады, бірақ түсті металдар үшін қолданылады және заманауи өндірістің негізі болып табылады.

Автокөлік өнеркәсібінде матрицалық құюдың маңызы ерекше. Өндірушілер отынның экономиялылығын арттыруға және шығарындыларды азайтуға үнемі қысымда болады, бұл негізінен көліктің салмағын азайтуға байланысты. Матрицалық құю беріктікті немесе ұзақ мерзімділікті құрбандыққа бермей, салмағы жеңіл бөлшектерді шығаруға мүмкіндік береді. RapidDirect , бұл әдіс металдарды өндірудің негізгі альтернативасы болып табылады және басқа әдістермен қиындықпен жетуге болатын жұқа қабырғалар мен күрделі геометрияларды жасауға мүмкіндік береді. Бұл жеңіл автомобильдерге, жақсы жол қозғалысына және жалпы өнімділікті арттыруға әкеледі.

Жақсы беткі өңдеуі мен өлшемдік тұрақтылығы бар таза-жеткілікті пішіндегі бөлшектерді шығару қабілеті - бұл үлкен көлемді өндіріс ортасында уақыт пен құнын үнемдеуге мүмкіндік беретін тағы бір үлкен артықшылық. Алайда, құйманың күрделі бөлшектерді жасау үшін идеалды екендігі сияқты, мықтылау әдістердің бірі - шойту де автомобиль өндірісінде маңызды рөл атқарады. Мысалы, кейбір компаниялар автомобильные кованные детали , ілгері жүріс және қуат беру жүйесі сияқты критикалық механикалық жүктемелерге төзетін қолданбалар үшін жиі қолданылатын, өте мықты бөлшектерді шығару туралы әйгілі үдеріске маманданған.

Автомобиль құюының негізгі артықшылықтарына мыналар жатады:

• Салмақты азайту: Алюминий мен магний сияқты тығыздығы төмен металдарды қолдану көліктің жалпы салмағын азайтады және отынның тиімді пайдаланылуына тікелей ықпал етеді.
• Күрделілік пен Дәлдік: Жоғары қысымды енгізу көмегімен кернеулі тұйықтаулары бар, күрделі, жұқа қабырғалы бөлшектерді жасауға мүмкіндік береді, бұл әлдеқайда күрделі және компактілі көлік конструкцияларын жасауға мүмкіндік береді.
• Жоғары Өндіріс Жылдамдығы: Қалыпта құю – бұл тез процесс, автоматтандырылған машиналар бір сессияда мыңдаған бірдей бөлшектерді шығара алады, ол массалық өндіріс үшін өте тиімді болып табылады.
• Қуат және ұзақтық: Қалыпта құйылған бөлшектер салмаққа қатысты өте жақсы беріктік пен жақсы коррозияға төзімділік көрсетеді, бұл маңызды автомобиль компоненттерінің ұзақ мерзімділігі мен сенімділігін қамтамасыз етеді.

Қадамдық Қалыпта Құю Процесі: Балқытылған Металдан Бастап Дайын Бөлшекке Дейін

Автомобиль үшін матрицалық құю процесі балқытылған металдан ерекше жылдамдықпен және дәлдікпен дайын бөлшекті алуға мүмкіндік беретін күрделі, көпсатылы операция болып табылады. Барлық жұмыс істеу процесі төрт негізгі сатыға бөлінеді: матрицаны дайындау, толтыру (енгізу), бөлшекті шығару және кесу (қиып тастау). Соңғы бөлшектің өлшемдік дәлдігі мен бетінің сапасы бойынша қатаң стандарттарға сай келуі үшін әрбір кезең маңызды рөл атқарады.

Алдымен матрицаны дайындау қажет. Қатайтылған болат форманың екі жартысын тазалап, одан кейін смазка затымен брызгақтайды. Бұл смазка екі мақсатқа ие: матрицаның температурасын реттеуге көмектеседі және бөлшекті зақымдамай оңай шығаруға мүмкіндік беретін босату агенті ретінде қызмет етеді. Смазка жағылғаннан кейін матрицаның екі жартысы үлкен күшпен тығыз жабылып, бекітіледі, сондықтан одан кейінгі жоғары қысымды енгізуге шыдайды.

Келесі кезең — толтыру немесе инъекциялау. Балқытылған металл басқа пеште (суық камералы үдеріс үшін) немесе өзі машина ішінде (ыстық камералы үдеріс үшін) құйылады. Поршенің көмегімен металл жоғары жылдамдықпен және қысыммен қалыпқа енгізіледі, осылайша метал бастапқы қату процесіне дейін қалыптың барлық саңылауын толтырады. Суыну кезеңінде қысым сақталады, бұл сығылуды және қуыстардың пайда болуын азайтады. Металл қатқаннан кейін қалыптың екі жартысы ашылады да, құйыманы шығару пиндері сыртқа итеріп шығарады. Соңында, тазалау кезеңінде құйымадан қосымша материалдар, мысалы, литниктер, аралық құйылымдар мен шабуыл (қалыптың бөліну сызығынан сыртқа шығып кеткен жұқа материал) кесіліп алынады. Осы қалдық материалдар жиналып, қайта балқытылып, қайта пайдаланылады, бұл үдерісті өте тұрақты етеді.

Жоғары қысымды құюдың екі негізгі әдісі — ыстық камералы және суық камералы үдерістер, олар әр түрлі металдар мен қолданыстарға сәйкес келеді.

Автокөліктерді пісіруде қолданылатын негізгі материалдар: алюминий, мырыш және магний

Автокөліктерді пісіру кезінде материалды таңдау маңызды рөл атқарады, себебі бұл тікелей соңғы бөлшектің салмағына, беріктігіне, коррозияға төзімділігіне және құнына әсер етеді. Ең кең таралған материалдар – алюминий, мырыш және магнийдің түсті қорытпалары, олардың әрқайсысы нақты қолданысқа сәйкес келетін қасиеттер жиынтығын ұсынады.

Алюминиевық сплавтар автомобиль өнеркәсібінде ең кең таралған, негізінен жеңіл салмақ пен беріктіктің үйлесіміне байланысты. Төменде көрсетілгендей Fictiv , A380 сияқты құймалар механикалық қасиеттерінің жақсы болуы, жоғары жылу өткізгіштігі мен коррозияға төзімділігі үшін бағаланады, ол осылайша жоғары температурада және кернеу астында жұмыс істейтін бөлшектер үшін идеалды таңдау болып табылады. Жиі қолданылатын мысалдарға қозғалтқыш блоктары, беріліс қораптарының корпусы, май ыдыстары және шасси бөлшектері сияқты конструкциялық элементтер жатады. Отандық массаны азайту мақсатында автомобильдерде алюминийді пайдалану отынның экономиялы болуын жақсарту үшін негізгі стратегия болып табылады.

Цинк alloyтары , әсіресе Zamak тобындағы құймалар, басқа да кең тараған таңдау болып табылады. Цинк құйманың ерекше сұйықтығы үшін құнды, бұл оған қалыптың күрделі және жұқа қабырғалы бөліктерін жоғары дәлдікпен толтыруға мүмкіндік береді. Ол өте жақсы өлшемді тұрақтылықты, жоғары соққы беріктігін ұсынады және декоративті немесе қорғаныштық үшін оңай электролиттік жабынмен жабылады. Bruschi бойынша цинк есік қолсомдары, құлып корпусы, белдік ретрактор механизмдерінің дөңгелектері және электрондық сенсор корпусы сияқты жоғары сапалы бет беті мен аз ауытқуларды талап ететін бөлшектер үшін жиі қолданылады.

Магний alloyтары құйып жасаудың кең тараған металдарының ішіндегі ең жеңілдері болып табылады және салмақ-беріктік қатынасы жағынан ең жоғары көрсеткішке ие. Магний алюминийден шамамен 33% жеңіл, ал болаттан 75% жеңіл. Бұл оны массаны азайту ең басты мақсат болып табылатын қолданулар үшін идеалды материал етеді. 3ERP магний басқару дөңгелегінің рамалары, отырғыш рамалары, аспаптар панелі және беріліс коробкасы сияқты бөлшектер үшін қолданылады. Оның өте жақсы өңдеу қабілеті мен динамикалық жүктемелерді төмендету қасиеті автомобильдік конструцияда да маңызды артықшылық болып табылады.

Негізгі құйып жасау қорытпаларын салыстыру

• Салмағы: Магний ең жеңілі, одан кейін алюминий, ал үшеуінің ішіндегі ең ауыры — мырыш.
• Жетістік: Мырыш қорытпалары әдетте бөлме температурасында жоғарырақ созылу беріктігін қамтамасыз етеді, бірақ алюминий қорытпалары жоғары температурада беріктігін жақсырақ сақтайды.
• Коррозияға төзімділік: Бұл үшеуі де жақсы коррозияға төзімділікке ие, нақты нәтиже қорытпа мен бетін өңдеуге байланысты.
• Баға: Жоғары көлемді өндіріс үшін цинк пен алюминий, әдетте, құны төмен болып табылады, ал магний қымбатқа түсуі мүмкін.
• Құю процесі: Цинк пен магний температурасы жоғары бөлмеде жүргізілетін тез құю процесін қолдану арқылы құйылады, ал алюминий өзінің жоғары балқу нүктесі мен болат инжекциялық компоненттерге коррозиялық әсеріне байланысты температурасы төмен бөлмеде жүргізілетін баяу құю процесін қажет етеді.

Негізгі матрицалық құю әдістері мен олардың қолданылуы

Жоғары қысымды матрицалық құю (HPDC) ең кең тараған әдіс болып табылса да, әсіресе құрылымдық беріктігі шешуші маңыздылыққа ие автокомпоненттер үшін нақты өндірістік қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін бірнеше нұсқалар әзірленген. Осы әдістерге төменгі қысымды матрицалық құю мен вакуумдық көмектесетін матрицалық құю жатады, олар әртүрлі қолданыстар үшін өзіндік айқын артықшылықтарын ұсынады.

Жоғары қысымды шаблондық құю (HPDC) көптеген автомобиль бөлшектерін жылдам өндіру және күрделі, дәл пішінді компоненттер жасау мүмкіндігіне байланысты негізгі әдіс болып табылады. Бұл әдіс двигатель элементтері мен трансмиссия корпусынан бастап сенсор корпусы мен тіреуіштер сияқты кішігірім бөлшектерге дейін барлығы үшін қолданылады. Дегенмен, HPDC-ның жиі кездесетін қиыншылығы - балқытылған металды тез енгізу кезінде ауаның тартылуы, ол соңғы құйманың қуыс болуына әкеледі. Бұл қуыс бөлшектің механикалық қасиеттерін нашарлатады және жылулық өңдеуді болдырмауы мүмкін.

Осыны шешу үшін Вакуумдық көмекпен матрицалық құю қолданылады. Бұл процесте метал енгізілmedен бұрын матрица қуысынан ауа мен газдарды суыру үшін вакуум қолданылады. Бұл қуыстың мөлшерін едәуір төмендетеді, нәтижесінде тығыздығы жоғарырақ, берік бөлшектер мен жақсартылған бет беті алынады. Бұл әдіс құрылымдық түйіндер, двигатель тіреулері мен ілмек бөлшектері сияқты қауіпсіздіктің маңызды компоненттері мен кейіннен пісіру немесе жылулық өңдеуді қажет ететін бөлшектер үшін идеалды.

Төмен қысымды калыптау (LPDC) бұл - балқытылған металды төменгі жағынан төмен қысыммен (әдетте 7-ден 30 psi дейін) сақтандыру арқылы калыпқа жай енгізу. Бұл баяу, бақыланатын толтыру ағымының турбуленттілігін және ауаның түсуін азайтады, нәтижесінде өте жақсы механикалық қасиеттерге ие және пористігі төмен бөлшектер алынады. LPDC әдетте конструкциялық беріктік жылдам цикл уақытынан гөрі маңыздырақ болатын дөңгелектер мен кейбір двигатель блоктары сияқты үлкен, симметриялық компоненттер үшін таңдалады.

Матрицалық құюдың артықшылықтары мен кемшіліктері

Кез келген өндіріс процесі сияқты, калыптау қандай да бір қолданбалар үшін қолайлы, ал басқалары үшін қолайсыз болатын нақты шектеулер жиынтығына ие.

Артықшылықтар

• Жоғары Өндіріс Жылдамдығы: Бұл процесс өте дәрежеде автоматтандырылған және бөлшектерді өте жоғары жылдамдықпен шығара алады, ол көп сериялы өндірісте бөлшекке шаққандағы құнын төмендетеді.
• Өлшемдік дәлдіктің жоғары деңгейі: Калыптау өте тығыз допусстары бар бөлшектерді шығарады, жиі ретте соңғы механикалық өңдеудің қажетін болдырмайды.
• Күрделі геометриялар: Басқа әдістермен қиындықпен жетуге болатын күрделі пішіндер мен жұқа қабырғаларды жасауға мүмкіндік береді.
• Жоғары қатынас: Құюлардың табиғи түрде гладкий беті бар, оны әдемілік мақсаттары үшін оңай ғана капталуға немесе өңдеуге болады.

Екі таңбалы жағдайлар

• Бастапқы құны жоғары: Құйманы құю үшін қажетті құрал-жабдықтар (қалыптар) мен машиналар өте қымбат, сондықтан аз көлемді өндірісте оның құны тым жоғары болып шығады.
• Материалдарға қойылатын шектеулер: Бұл процесс әдетте алюминий, мырыш және магний сияқты қозғалмалылығы жоғары ферро емес металдармен шектеледі.
• Саңылаулар пайда болуы мүмкін: Стандарттық HPDC-те ұсталып қалған ауа ішкі саңылауларға әкеліп соғуы мүмкін, бұл бөлшектің беріктігіне әсер етеді және жылулық өңдеуді болдырмауы мүмкін.
• Қалыптар дайындауға кететін уақыт ұзақ: Жаңа қалыпты жобалау мен жасау — күрделі және уақыт сұрататын процесс.

Автомобильдерді құю процесіне қорытынды ойлар

Автомобиль өнеркәсібіндегі құю үдерісі заманауи көліктерге қажетті жеңіл, күрделі және сенімді компоненттерді шығаруға мүмкіндік беретін негізгі технология болып табылады. Салмақты азайту арқылы отынның пайдалы әсер коэффициентін жақсартудан бастап, жоғары дәлдіктегі бөлшектермен күрделі конструкцияларды жасауға дейін оның әсері теріске шығарылмайды. Алюминий, мырыш және магний қорытпаларының ерекше қасиеттерін пайдалана отырып, өндірушілер белгілі бір өнімділік, қауіпсіздік және құнына сәйкес бөлшектерді жасай алады. Автомобиль өнеркәсібі электрлік және автономды көліктерге қарай дамуда болғандықтан, одан да үлкенірек және интеграцияланған құрылымдық бөлшектерді шығаратын алдыңғы қатарлы құю әдістеріне деген талап өсе түседі, бұл болса болашақта маңызды өндірістік үдеріс ретінде оның рөлін бекітеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Құю мен соғу арасындағы негізгі айырмашылық қандай?

Негізгі айырмашылық металл күйінде жатыр. Құюда металл балқу (сұйық) күйге дейін қыздырылады да, кейін қалыпқа енгізіліп қатаяды. Соғуда металл иілгіш болатындай дәрежеде қыздырылады, бірақ қатты күйін сақтайды. Содан кейін оны балғамен немесе престің көмегімен үлкен қысым қолдану арқылы пішіндейді. Әдетте соғу берік, төзімді бөлшектер алуға әкеледі, ал құю күрделі, нақты пішіндер жасау үшін жақсырақ.

2. Неге құюда пористік мәселеге айналады?

Пористік — қатаятын кезде құйылған металда қалып қалған шағын бос кеңістіктер немесе газ көпіршіктерін білдіреді. Бұл компоненттің беріктігін төмендетуі мүмкін, сондықтан ол кернеу кезінде сынбауға бейім болады. Пористік сонымен қатар бөлшектерді қауіпсіз түрде жылумен өңдеуге немесе пісіруге кедергі жасайды, себебі қыздырған кезде қалып қалған газ кеңейеді, бетінде көбіршіктер мен ішкі микросыңқырлар пайда болады, бұл бөлшектің құрылымдық бүтіндігін бұзады.

3. Дәстүрлі құюда болат немесе темір қолдануға бола ма?

Техникалық тұрғыдан мүмкін болса да, болат пен темір сияқты темір металдарды өлшеп құю өте сирек кездеседі. Олардың аса жоғары балқу температурасы болат қалыптарының тез бұзылуына және тозуына әкеледі, бұл процесс құралдың қысқа өмір сүруіне байланысты экономикалық тұрғыдан мүмкін емес. Сондықтан бұл процесс тек қана төмен балқу нүктесі бар түсті металдар үшін қолданылады.