ҚЫСҚАША

Вакуумдық көмекпен құю конструкциясы — балқытылған металды енгізбес бұрын матрицалық қуыстан ауа мен газды вакуум арқылы алып тастайтын процесті қолданып, компоненттер жасауға бағытталған. Бұл маңызды қадам газдық қуыстылықты әлдеқайда азайтады, нәтижесінде бөлшектер тығыздау, беріктеу және бетінің сапасы жақсаяды. Күрделі, жоғары өнімді және ақаусыз компоненттерді шығару үшін бұл процесті пайдалану үшін қабырға қалыңдығы мен матрицаның герметизациясы сияқты факторларды ескере отырып, дұрыс конструкциялау маңызды.

Вакуумдық көмекпен құю негіздері

Вакуумдық көмекпен құю, кейде газсыз құю деп те аталады, бұл дәстүрлі жоғары қысымды құю әдісін жетілдіретін алдыңғы қатарлы өндірістік үдеріс. Оның негізгі принципі - балқытылған металл енгізілмес бұрын, қалып қуысы мен снарядтың қорапшасынан ауа мен басқа да ұсталған газдарды жүйелі түрде шығару. Жақын вакуумдық орта жасау арқылы бұл үдеріс дәстүрлі құюдың ең тұрақты мәселелерінің біріне - газ тесікшелігіне қарсы шара қолданады. Бұл үшін қалыпқа қуатты вакуумдық жүйе қосылады, ол балқытылған қорытпаны енгізу кезінде және одан бұрын қуысты сағатына дейін босатады.

Бұл технологияның шешетін негізгі мәселе - газ ұсталуы. Стандартты құю үдерісінде балқытылған металдың жоғары жылдамдықпен енгізілуі қалып ішінде ауа қалташаларын ұстап қалуы мүмкін. Бұл ұсталған газдар қатайған металда бос орындар немесе кеуектерді тудырады, оның құрылымдық бүтіндігін бұзады. Өндірістік сарапшылардың айтуынша Xometry бұл қуыстылық механикалық қасиеттердің біркелкісіз болуына және әлсіз аймақтар пайда болуына әкелуі мүмкін. Вакуумдық процесс қалыпта ұсталып қалатын ауаны шығару арқылы бұған кедергі жасамай, балқытылған металл қалыптың әрбір ерекшелігін толтыруына мүмкіндік береді.

Дәстүрлі матрицалық құюмен салыстырғанда, вакуумдық әдіс айқын жоғары сапалы бөлшектер алуға мүмкіндік береді. Матрицадан ауаны шығару тек көпіршіктердің пайда болуын болдырмаумен ғана шектелмейді, сонымен қатар балқытылған металды қалыптың күрделі және жұқа қабырғалы бөліктеріне тиімді тартуға көмектеседі. Нәтижесінде тығыздығы жоғары, берік және бетінің сапасы таза болатын бөлшектер алынады. Солтүстік Америка матрицалық құю ассоциациясының айтқанындай, вакуумдық жүйе қуатты қосымша болса да, ол жүйелер, қақпақшалар және асып ағуларды жобалауда дұрыс матрицалық құю практикасының орнын баса алмайды. Жақсы жобалау мен вакуумдық көмектің үйлесімі ғана ең жоғары сапаны қамтамасыз етеді.

Негізгі артықшылықтар мен сапаны жақсарту

Құйманы вакуумда өткізудің негізгі артықшылығы бұйымның сапасы мен бүтіндігінің едәуір жақсаруында. Газдың түсуін азайту арқылы құйма өнімдердің қуыстылығы әлдеқайда төмен болады. Бұл құймалардың тығыздығын арттырып қана қоймайды, сонымен қатар созылу мен созылу беріктігі сияқты механикалық қасиеттерінің тұрақтылығын да арттырады. Бұл сенімділік автомобиль және әуе-космостық салалар сияқты қатаң талаптар қойылатын қолданыстарда маңызды рөл атқарады.

Екінші шешуші артықшылық — бетінің жоғары сапалы өңделуі. Бетке жақын тұста ұсталып қалған газдардың кеңеюінен пайда болатын көбікшелер мен шұңқырлар сияқты ақаулар толығымен жойылады. Нәтижесінде қалыптан шыққан беттер таза болып келеді де, қымбатқа түсетін және уақытты көп алатын қосымша өңдеу операцияларына деген қажеттілік азаяды. Төменде көрсетілгендей Kenwalt Die Casting , ақаулардың осындай азаюы қабылданбаған бөлшектердің санын азайтады, уақытты, еңбекті және материалдар шығынын үнемдейді. Сонымен қатар, вакуумдағы қалыпты толтыру құрал-жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартуы мүмкін, себебі бұл істен шыққан ауаның туғызатын жоғары ішкі қысымы мен тозуын азайтады.

Сапаны жақсарту жаңа өндірістік мүмкіндіктерді де ашады. Вакуумдық кокильдік құю әдісімен жасалған бөлшектер көбінесе дәстүрлі құймалы бөлшектер үшін проблемалы болып табылатын өңдеуден кейінгі өңдеулерге жарамды. Себебі газ кеуектері пайда болып, ақаулар туғызатындай көп мөлшерде газ қалмайды, сондықтан осындай компоненттерді сенімді түрде жылулық өңдеуге, пісіруге немесе гальваникалық қаптауға болады. Бұл мүмкіндік беріктігін арттыру немесе белгілі бір беттік сипаттамаларын қажет ететін конструкциялық бөлшектер үшін маңызды.

Вакуумдық көмекпен өңдеу: Қадамдар бойынша талдау

Дәстүрлі матрицалық құю процесі негізінде болса да, вакуумдық көмекпен өңдеуде маңызды қосымша кезең бар. Осы реттілікті түсіну — дизайн мен дайын бөлшектің сапасына әсерін бағалау үшін маңызды. Бұл процесс әдетте мына бөлек қадамдарды қамтиды:

1. Қалыпты дайындау және жабу: Болат опалубаның екі жартысы алдымен тазартылады, бөліп алу агентімен майланады және берік жабылады. Мұндағы маңызды конструкциялық аспект - вакуум қолданылғаннан кейін оны сақтау үшін опалубаның тиімді сызықтары болуы керек. Сызықтардың басқа да түрлері процесті нашарлатады.
2. Вакуум қолдану: Опалуба жабылғаннан кейін жоғары өнімді вакуумдық сорғыш іске қосылады. Опалуба қуысы мен құйма жүйесіне қосылған вентильдер ашылады және сорғыш опалуба ішіндегі ауаны және майлардан бөлінетін газдарды шығарады, форманың ішінде төмен қысымды орта жасайды. Бұл кезең дәл уақытта орындалуы керек.
3. Балқытылған металл құю: Пеште балқытылған қажетті метал серіктестігі машинаға тасымалданады. Жоғары қысымды плунжер содан кейін балқытылған металды вакуумдалған опалуба қуысына енгізеді. Вакуум металды тыныш ыдысқа тартуға көмектеседі, осылайша ол турбуленттілік туғызбай-ақ форманың әрбір деталін толтырады.
4. Қату және суыту: Қалыптау ойығы толтырылғаннан кейін балқытылған металл суып, қатая бастайды және қалып пішінін қабылдайды. Қатаяру жылдамдығын реттеу үшін, ол қажетті металлургиялық қасиеттерді алу үшін маңызды, қалып ішінде жиі суыту каналдары орнатылады.
5. Қалыптың ашылуы және бөлшекті шығару: Құю қатаярдан кейін вакуум жоғалтылады және қалыптың екі жартысы ашылады. Содан кейін түсіру штифтері дайын құйманы қалыптан тысқа ығыстырады. Бөлшек қазір қиғаштау, өңдеу немесе бетін тазарту сияқты қосымша операцияларға дайын.

Бұл цикл өте жылдам өтеді, жиі бірнеше секундтан бірнеше минутқа дейін созылады және көп мөлшерлі өндіріске өте сәйкес келеді. Вакуумдық жүйенің интеграциясы күрделілікті қосады, бірақ бұл үдерістің атағымен танымал жоғары сапасын қамтамасыз ету үшін қажет.

Вакуумдық құю үшін негізгі жобалау принциптері

Вакуумдық көмекпен матрицаға құю дизайны пішін жасаудан гөрі кеңірек — бұл вакуумдық ортаның артықшылықтарын толық пайдалану үшін бөлшектің геометриясын оптималдау болып табылады. Көптеген принциптер дәстүрлі құюмен бірдей болса да, кейбіреулері ерекше маңызды. Табысты болу үшін қабырғаның қалыңдығы мен сәл көлбеу бұрыштары сияқты ерекшеліктерге үлкен назар аудару қажет.

Ең маңызды дизайн артықшылықтарының бірі — жұқа қабырғалы бөлшектерді шығара алу қабілеті. Вакуум ұсталған ауаның кері қысымын азайтқандықтан, балқыған металл дәстүрлі матрицаға құюға қарағанда әлдеқайда жұқа бөліктерге дейін толық толады. Бөлшектің өлшемі мен материалға байланысты 1 мм-ден 1,5 мм-ге дейінгі минималды қабырға қалыңдығы жиі қол жетімді болады. Бұрмаланулар немесе шөгу белгілері сияқты ақауларды болдырмау үшін мүмкіндігінше қабырғаның біркелкі қалыңдығын сақтау маңызды. Қалыңдық өзгерістері қажет болған жағдайда, өтулер біртіндеп болуы керек.

Бөлшектің сапасы мен өндірістік қолданыстағылығы үшін басқа да негізгі конструкциялық ескертулер маңызды болып табылады:

• Көлбеу бұрышы: Қалыптың тарту бағытына параллель барлық қабырғаларда жалпы жағдайда кем дегенде 1-2 градус құрайтын көлбеу бұрышы қарастырылуы керек. Бұл шағын конустылық аяқталған бөлшекті зақымданбастан немесе деформацияланбай қалыптан таза шығару үшін маңызды.
• Ребра мен тіреуіштер: Жалпы қабырға қалыңдығын арттырмай үлкен жазық аймақтарға беріктік қосу үшін дизайнерлер ребра қолдануы керек. Шөгу белгілерінен қашау үшін ребраның қалыңдығы негізгі қабырға қалыңдығының 60%-нан аспауы керек. Дәл осылай, тіреуіштер (орнату немесе туралау үшін қолданылады) да ұқсас қалыңдық ережелеріне бағынуы керек.
• Фаскалар мен радиустар: Сүйір ішкі бұрыштар — кернеудің шоғырлану орны болып табылады және металдың ағуына кедергі жасауы мүмкін. Бөлшектің құрылымдық беріктігін жақсарту және балқытылған металдың тегісірек, біркелкі ағуын қамтамасыз ету үшін барлық бұрыштарға жеткілікті фаскалар мен радиустар қосылуы керек.
• Қалыптың герметизациясы: Құрал-жабдықтардың дизайны тұрғысынан алғанда, қалыпты вакуумды герметикті жабу міндетті талап. Бұл қалыптың жартыларын дәл өңдеуді қажет етеді және цикл кезінде вакуумның жоғалуын болдырмау үшін жиі O-сақиналар немесе басқа да герметиктік механизмдерді қосуды қамтиды.

Бұл принциптерге бағынатын болса, конструкторлар вакуумды көмектесетін процестің барлық артықшылықтарын пайдаланатын, берік, жеңіл және күрделі бөлшектерді жасай алады, бұл өнімділікті арттырып, жақсырақ өнім алуға әкеледі.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Вакуумды құю мен дәстүрлі құю арасындағы негізгі айырмашылық қандай?

Негізгі айырмашылық - балқытылған металды енгізбес бұрын қалып қуысынан ауаны және газдарды вакуум арқылы шығару. Дәстүрлі құюда метал ауамен толтырылған қалыпқа енгізіледі, бұл ішіне тұйықталып қалып, қуыстар пайда болуы мүмкін. Вакуумды құюда бұл ауа шығарылады, нәтижесінде тығыздау, беріктейу және ақаулары аз, беті жақсырақ бөлшектер алынады.

2. Вакуумды көмектесетін құюға қандай металдар сәйкес келеді?

Бұл үдеріс әдетте орташа балқу температурасы бар түсті емес қорытпалармен қолданылады. Оған кеңінен таралған алюминий қорытпалары (мысалы, A380), жеңіл конструкциялық бөлшектер үшін магний қорытпалары және мырыш қорытпалары жатады. Алайда болат пен темір сияқты түсті металдардың өте жоғары балқу температурасынан пайда болатын құйма қалыптарының зақымдануы мүмкіндігіне байланысты олардың қолданылуы тиімсіз.

3. Вакуумдық құю қуыстылықтың барлық түрін жоя ала ма?

Вакуумдық құю газ қуыстылығын нөлге жақын деңгейге дейін қатты төмендетсе де, барлық қуыстылық түрлерін толығымен жоюы мүмкін емес. Мысалы, металл суыған кезде және қатая бастаған кезде көлемінің азаюына байланысты сығылу қуыстылығы пайда болуы мүмкін. Дегенмен, қақпақ пен жүйектің тиімді орналасуы сияқты бөлшектің және қалыптың дұрыс жобалануы осындай қуыстылықты да азайтуға көмектеседі.