ҚЫСҚАША

Құйманы таспаға құю кезінде қақпаның орнын тиімді пайдалану — балқытылған металл енгізу нүктесін стратегиялық түрде орналастыру арқылы өнімнің дұрыс пісіп жетілуін қамтамасыз етуге бағытталған маңызды инженерлік шешім болып табылады. Негізгі принцип — қақпаны құйманың ең қалың бөлігінде орналастыру. Бұл тәсіл жұқа бөліктерден қалың бөліктерге қарай бағытталған қатайуды қамтамасыз етеді, сондай-ақ кішірейу, қуыстылық және суық жабылған жерлер сияқты сапаның маңызды ақауларын азайту үшін қажет.

Құйманы таспаға құю кезінде қақпаның орнының негізгі принциптері

Кез келген құю процесінде құю жүйесі - бұл балқытылған металды инжекциялық жүйеден қалып қуысына жеткізетін каналдар желісі. Өз кезегінде, құю тесігі - бұл металдың бөлшектің пішініне енетін соңғы, маңызды саңылау. Оның конструкциясы мен орналасуы құюдың сәтті болуы үшін аса маңызды. Қате орында орналасқан құю тесігі ақаулар тізбегіне әкеп соғады, нәтижесінде бөлшектер жарамсыз болып жарналанады және өндіріс құны артады. Негізгі мақсат - дыбысты, тығыз және өлшемді дәл құю алу үшін металдың ағынын бақылау.

Ең кеңінен қабылданған негізгі принцип - компоненттің ең қалың бөлігінде құю тесігін орналастыру. Құю мамандарының түсіндіруінше, CEX Casting бұл стратегия кристалданудың бағытталған болуын қамтамасыз ету үшін қарастырылған. Кристалдану құйманың ең алыс жерлерінен басталып, оның қақпасына қарай жылжуы керек, ал ең қалың бөлігі (қақпаның орнында) соңғы болып кристалдануы тиіс. Бұл құйманың суыну кезінде сығылуы сәйкес келетін түрде, балқыған металдың тұрақты түрде берілуін қамтамасыз етеді және ішкі кеуектердің пайда болуымен байланысты жиі кездесетін және ауыр қате — сығылу пористігін тиімді түрде болдырмауға мүмкіндік береді, себебі металл жеткіліксіз болады.

Сонымен қатар, қақпа орнының дұрыс таңдалуы құйма қуысының біркелкі, үздіксіз толуын қамтамасыз етеді. Мақсат — металдың ламинарлы ағысын қамтамасыз ету, ал құйманың ішінде ауа мен тот басуын ұстап қалуы мүмкін турбуленттіліктен аулақ болу, бұл газдық қуыс және қоспалардың пайда болуына әкеледі. Қалың бөліктен ағысты бағыттау арқылы металл алдымен ауаны вентиляция және тасқын аймақтарына қарай итере отырып, жұқа аймақтарға біртіндеп қозғала алады. Дұрыс емес орналасу жұқа бөліктерде уақытынан бұрын қатуға әкеліп, ағыс жолдарын бітеуі мүмкін және толық емес толтыруды, яғни «суық жабылу» деп аталатын ақауды тудырады.

Қақпа орнын таңдау стратегиясына әсер ететін маңызды факторлар

«Ең қалың бөлік» ережесі мықты бастау нүктесін берсе де, заманауи, күрделі бөлшектер үшін құю тесігінің орнын оптимизациялау көпжақты талдауды талап етеді. Инженерлерге қажетті нәтижеге жету үшін бірнеше бәсекелес факторларды теңестіру қажет, себебі идеалды орын көбінесе теориялық принциптер мен практикалық шектеулердің арасындағы компромисс болып табылады. Бұл айнымалыларды ескермеу негізгі ережені сақтаған кезде де нәтижесі нашар болуы мүмкін.

Бөлшектің геометриясы — ең маңызды фактор. Симметриялық бөлшектер металл біркелкі радиалды түрде таралу үшін көбінесе центрлік құю тесігінен пайда көреді. Дегенмен, күрделі элементтері, жұқа қабырғалары және сүйір бұрыштары бар бөлшектер үшін жалғыз құю тесігі жеткіліксіз болуы мүмкін. Оны Anebon , күрделі геометриялар металдың жүріп өтуі тиіс арақашықтықты азайту үшін бірнеше қақпақшаларды қажет етуі мүмкін, осылайша температураны сақтап, уақытынан бұрын қатуынсыз толығымен толтыруды қамтамасыз ете алады. Орналасуы мен дизайны соңғы өңдеуді де ескеруі тиіс; қақпақшалар бөлшектің функционалдық немесе эстетикалық беттеріне зиян келтірмей оңай алынатындай етіп орналастырылуы тиіс.

Соңғы шешімге әсер ететін басқа да маңызды факторларға мыналар жатады:

• Материалдың қасиеттері: Әртүрлі қорытпалардың өзіндік ағып кету сипаттамалары мен қату жылдамдықтары бар. Мысалы, мырыш қорытпалары алюминий қорытпаларына қарағанда тезірек суиды және суық тұйықтауларды болдырмау үшін үлкен қақпақшалар немесе қысқа ағып кету жолдары қажет болуы мүмкін.
• Деректер толқыны: Қақпақша қалың бөліктен жұқа бөлікке қарай толтыруы тиіс. Қабырға қалыңдығындағы кенеттен өзгерістер қиындық тудырады және турбуленттіліктен аулақ болу үшін және екі бөліктің дұрыс толуын қамтамасыз ету үшін қақпақшаны ұқыпты орналастыру қажет.
• Ағынның таралуы: Қақпақты теңгерімді толтыру үлгісін қамтамасыз ету үшін орналастыру керек, бұл металлдың қуыс арқылы тікелей шашырауы және қалып қабырғасын ерозиялау сияқты мәселелерді болдырмайды. Мақсат - бұл тегіс, үздіксіз ағын.
• Ауа желдету және толысу: Қақпаның орналасуы ауа бұрғылары мен құдықтармен жұмыс істеуі тиіс. Қақпа арқылы белгіленген толтыру үлгісі ауа мен кіршіктерді осы шығу жолдарына тиімді бағыттап, олардың соңғы құймада тұтқындалмауын қамтамасыз етуі тиіс.

Автомобиль өндірісі сияқты жоғары өнімді өнеркәсіпте, бөлшектер аса ауыр стресске төтеп беруі керек, материал мен процесс таңдау өте маңызды. Өрлеудің күрделі формалар үшін жақсы болатынымен, ең жоғары беріктікті талап ететін кейбір құрылымдық бөлшектер үшін дәлдікпен құю сияқты әдістер қолданылады. Мұндай компаниялар: Shaoyi (Ningbo) Metal Technology бұл жерде металдың ағу принциптері мен матрица дизайны соншалықты маңызды, берік автомобиль шойын бөлшектеріне маманданамыз. Бұл алдын-ала қалыптастыру процестерінің барлық сатысында құрал-жабдықтар мен материалдар туралы терең түсініктің маңызды екенін көрсетеді.

Алдыңғы қатарлы әдістер: Құю орнын оптимизациялау үшін симуляцияны қолдану

Қазіргі заманның өндірісінде, есепке алу ережелері мен өткен тәжірибеге негізделу, әсіресе жоғары деңгейдегі қолданбалар үшін, құю орнын оптимизациялау үшін жеткіліксіз. Өнеркәсіп қалыпты дайындау алдында құю процесін болжау және жетілдіру үшін модельдеу бағдарламалық жасақтамасы сияқты алдыңғы қатарлы есептеу құралдарын барынша қолданады. Бұл дерекке негізделген тәсіл литей цехындағы тәжірибе мен қате әдісін азайту арқылы уақыт пен қаржыны үлкен шығынсыз үнемдейді.

Бұл бағдарламалық жиынтықтар шаю процесінің виртуалды моделін жасау үшін Шекті Элементтер Әдісі (FEA) және Есептеуіш Сұйық Динамикасы (CFD) сияқты әдістерді пайдаланады. ScienceDirect және Springer сияқты платформалардағы зерттеу тезистерінде атап өтілгендей, бұл компьютерлік интеграцияланған жүйелер қақпа орындарының ең тиімді нұсқасын дәл және жылдам анықтауға мүмкіндік береді. Инженерлер бөлшектің 3D-моделін енгізе алады, қорытпаны таңдай алады және құю жылдамдығы мен температураны сияқты технологиялық параметрлерді белгілей алады. Бағдарлама кейіннен балқытылған металдың қалай ағатынын, қуысты толтыратынын және қатаятынын модельдейді.

Модельдеуге негізделген тиімдестіру процесі әдетте мынадай қадамдарды қамтиды:

1. Модельді дайындау: Бөлшектің 3D CAD моделі мен алғашқы қақпа жүйесінің дизайны модельдеу бағдарламасына импортталады.
2. Параметрлерді енгізу: Нақты қорытпаның қасиеттері, матрица мен металдың температурасы және поршень жылдамдығы, қысым сияқты құю параметрлері анықталады.
3. Модельдеуді іске қосу: Бұл бағдарламалық жасақтама толтыру мен қатаяю сатыларын модельдейді және ағыс жылдамдығы, температураның таралуы, қысым, сондай-ақ ауаның түсуі мүмкін аймақтары сияқты айнымалыларды есептейді.
4. Нәтижелерді талдау: Инженерлер болжамды ақауларды анықтау үшін модельдеу нәтижесін талдайды. Бұған ыстық нүктелерді (сығылу қаупі) анықтау, пайда болуы мүмкін біріктіру сызықтарын анықтау үшін ағын алдыңғы шекарасын бақылау және ауа түсіп қалуы мүмкін аймақтарды (қуыстар қаупі) анықтау кіреді.
5. Қайталану және жетілдіру: Талдау негізінде CAD-модельде құю тесігінің орны, өлшемі немесе пішіні түзетіледі де, модельдеу қайтадан жүргізіледі. Болжанған ақауларды минималдандырып, дұрыс құйманы қамтамасыз ететін дизайн алынғанша бұл қайталану процесі қайталанады.

Бұл талдау әдісі құю тесігін жобалауды өнерден ғылымға айналдырады. Ол өндірістен кейін ғана көрінетін мәселелерді көріп, шешуге мүмкіндік береді және сапалы, сенімді матрицалық құймаларды шығару үшін маңызды құрал болып табылады.

Күрделі және жұқа қабырғалы құюлар үшін құю жүйесінің дизайны

Әдеттегі принциптер кеңінен қолданылса да, өте күрделі геометриялық пішіндері немесе өте жұқа қабырғалары бар құюлар әртүрлі қиыншылықтар тудырады және оларға арнайы құю стратегиялары қажет болады. Күрделі электронды қораптар немесе жеңіл автомобиль бөлшектері сияқты бөлшектер үшін ең қалың бөлігіне орнатылған дәстүрлі жалғыз құю тесігі қабылданатын бөлшек алу үшін жарамсыз болуы мүмкін. Ұзын және күрделі ағып өту жолдары балқыған металдың тез суынуына әкеліп, уақытынан бұрын қатуы мен толық емес толтыруға әкеледі.

Ұзын, жұқа қабырғалы бөлшектер үшін негізгі стратегия — бірнеше құю тесіктерін қолдану. Бөлшектің ұзындығы бойынша бірнеше нүктелерден балқыған металды енгізу арқылы жеке ағын үшін ағып өту қашықтығы әлдеқайда қысқарады. Бұл металдың температурасы мен қозғалғыштығын сақтауға көмектеседі және қуыс толық толуы үшін қату басталмас бұрын уақыт жеткілікті болады. Дегенмен, өндіріс қызметін ұсынатын Dongguan Xiangyu Hardware бірнеше қақпа орналастыруды мұқият басқару керек, әртүрлі ағыс алдыңғы шеттерінің жиналатын жерінде пайда болатын жік сызықтарын бақылау үшін. Егер олар дұрыс балқытылмаса, бұл сызықтар соңғы бөлшекке әлсіз нүктелерге айналады.

Күрделі аймақтарға ағысты басқару үшін арнайы қақпаларды қолдану — тағы бір кең тараған тәсіл. Мысалы, желдеткіш қақпаның кең, жұқа саңылауы балқыған металды үлкен аймаққа таратып, жылдамдықты төмендетеді, эрозияны болдырмауға және біркелкі ағыс алдыңғы шетін қамтамасыз етеді. Таб қақпа — құюға қосылатын кішкентай қосымша таб; қақпа табқа ашылады, одан кейін бөлшек толтырылады. Бұл конструкция балқыған металдың бастапқы жоғары қысымын сіңіруге көмектеседі, қуысты иілді толтыруға және турбуленттілікті азайтуға мүмкіндік береді.

Төмендегі кестеде күрделі бөлшектердің жиі кездесетін қиындықтары мен оларға сәйкес келетін қақпалар шешімдері жинақталған:

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Термиялауда қақпақ деген не?

Қақпақ — бұл балқыған металл қалып қуысына енетін жүйенің соңғы ашылуы. Оның негізгі қызметі бөлшекті толтырған кезде металдың жылдамдығын, бағытын және ағыс үлгісін реттеу. Қақпақтың өлшемі мен пішіні жүйедегі салыстырмалы баяу қозғалатын металды тиімді толтыратын және ақауларды минималдандыратын бақыланатын ағысқа айналдыру үшін маңызды.

2. Жоғары қысымды термиялау (HPDC) кезінде қақпақ ауданы қалай есептеледі?

Қақпа аумағын есептеу - көп қадамды инженерлік тапсырма. Бұл, әдетте, бөлшектің орташа қабырға қалыңдығына негізделген керектi қуысты толтыру уақытын анықтауды, толтыру уақытын қанағаттандыру үшін қажетті ағындылықты есептеуді және қалыптың эрозиясы мен турбулентті болдырмау үшін рұқсат етілген ең жоғары қақпа жылдамдығын таңдауды қамтиды. Содан кейін қақпа ауданы ағыны қақпа жылдамдығына бөлінеді. Бұл есептеу көбінесе симуляциялық бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы жетілдіріледі.

3. Жақсылық Инжекциялық қалыптау кезінде қақпаны қайда қоясыз?

Құю және пластмассаны инъекциялық құю әртүрлі процестер болса да, қақпа орнын таңдау принципі ұқсас. Инъекциялық құю кезінде қақпа әдетте бөлшектің ең қалың жеріне орнатылады. Бұл қалың бөлік суый және сығылған кезде материалмен толтырылуы арқылы бос кеңістіктер мен шөгу белгілерінің пайда болуын алдын алады. Қақпаны кесуді жеңілдету үшін көбінесе құйма форманың бөлу сызығында орналастырады, бірақ бөлшектің геометриясы мен эстетикалық талаптарына байланысты басқа жерге де орналастыруға болады.

4. Құюда қақпа жүйесінің формуласы қандай?

Құю жүйесінің дизайнындағы негізгі ұғым — «құю коэффициенті», яғни жүйенің әртүрлі бөліктерінің көлденең қима аудандарының қатынасы. Әдетте ол Құю түтігі ауданы : Арналар ауданы : Құю тесігі ауданы түрінде көрсетіледі. Мысалы, 1:2:2 қатынасы — бұл құйманың табанынан арналар мен құю тесіктерінің жалпы ауданы үлкен болатын, ағысты баяулататын, жиі қолданылатын басымдығы жоқ жүйе. Ал 1:0,75:0,5 сияқты басымдылы жүйенің көлденең қима ауданы азаяды, бұл қысымды сақтап, ағыс жылдамдығын арттырады. Қатынасты таңдау құйылатын металға және қажетті толтыру сипаттамаларына байланысты.