TL;DR

Die štancēšanas veidne ir augstas precizitātes, atkārtoti izmantojams rīks, parasti izgatavots no divām sakausēta tērauda pusēm, kas darbojas kā die štancēšanas procesa kodols. Kūstošs metāls tiek iepildīts veidnē ar lielu spiedienu, ļaujot masveida ražošanu sarežģītām metāla detaļām. Šis paņēmiens ir pazīstams ar īpaši precīzu izmēru accuracy un gludu virsmas apdari.

Kas ir die štancēšanas veidne? Galvenais mehānisms paskaidrots

Litēšanas veidne, ko bieži sauc par matrici vai instrumentu, ir sarežģīts ražošanas rīks, ko izmanto, lai šķidram metālam piešķirtu konkrētu vēlamo formu. Būtībā veidne sastāv no divām galvenajām pusēm: „pārsega daļas“, kas ir fiksēta, un „izmešanas daļas“, kas ir kustīga. Kad šīs abas puses ir stipri savienotas, tās veido iekšēju dobumu, kas ir precīza negatīva attēlojuma forma no izstrādājuma, kuru nepieciešams izgatavot. Šis process pēc idejas līdzinās injekcijas veidošanai plastmasai, taču tas ir izstrādāts, lai izturētu šķidro metālu ārkārtīgi augstas temperatūras un spiedienu.

Pamata darbība ietver nerūsējošu kausējumu ievadīšanu šajā noslēgtajā dobumā ar augstu ātrumu un spiedienu. Šis spiediens tiek uzturēts, kamēr metāls sacietē, nodrošinot, ka tiek aizpildīts ikviens veidņu dobuma detalizējums. Šī tehnika ir būtiska sarežģītas ģeometrijas un plānām sienām paredzētu daļu ražošanai, ko grūti izgatavot ar citām liešanas metodēm. Kad metāls ir atdzisis un sacietējis, veidņu izstumšanas puse atvilkst, un izmešanas mehānisms izgrūž gatavo liešanas izstrādājumu.

Metāla izvēle ir ļoti svarīga, un, lai gan šis process visbiežāk tiek lietots nerūsējošiem sakausējumiem, tas nav ierobežots tikai ar tiem. Visbiežāk lietotie materiāli matricas liešanā ietver:

• Aluķa ligām
• Cinka alejas
• Magnēza alejas
• Vara sakausējumi (piemēram, misiņš)

Šie materiāli piedāvā plašu īpašību klāstu — no vieglās izturības (alumīnijs un magnijs) līdz augstai korozijizturībai un liešanas piemērotībai (cinks). Saskaņā ar Fictiv , šis process ir ideāls lielapjomu ražošanai, kur svarīgākais ir konsekvence un precizitāte.

Izlējformas uzbūve: galvenie komponenti un funkcijas

Izlējforma ir daudz vairāk nekā vienkārši doba tērauda bloka; tā ir sarežģīta precīzi inženiertehniski izstrādātu komponentu kopne, kas darbojas saskaņotā veidā. Katram komponentam ir būtiska loma izlēšanas ciklā — sākot no kausētā metāla vadīšanas, līdz detaļas atdzesēšanai un tīrai izmešanai. Šo komponentu izpratne ir būtiska, lai novērtētu procesa aizmugurē esošo inženierzinātni. Galvenie komponenti ir izlējformas pamatne, kas satur visus pārējos komponentus, un dobums pats par sevi, kas veido detaļas ārējo formu.

Kausētā metāla ceļš tiek kontrolēts ar kanālu tīklu. Tas sākas pie sprūsa , kur metāls nonāk izlējformā no izlēšanas mašīnas. No turienes tas pārvietojas caur izlietnes , kas ir kanāli, izgatavoti diešu pusēs, lai sadalītu metālu. Beigās tas iziet caur vārsts , šaurs atvērums, kas novada metālu veidnē. Šķīduma un vārstu sistēmas dizains ir svarīgs, lai kontrolētu plūsmas ātrumu un spiedienu, novēršot defektus.

Veidnē kodols veido daļas iekšējās funkcijas, kamēr dope veido tās ārējās virsmas. Lai izņemtu pabeigto daļu, izmešanas sistēma , kas sastāv no stieņiem un plātnēm, izstumj sacietējušo liešanu no veidnes. Vienlaikus dzesēšanas sistēma , kas sastāv no kanāliem, kuros cirkulē ūdens vai eļļa, regulē matricas temperatūru. Šī kontrole ir būtiska cikla ilguma pārvaldībai un termisko bojājumu novēršanai instrumentos. Ventilācijas atveres tiek arī iestrādātas, lai ieslodzītajam gaisam varētu izplūst, kad tiek ievadīts metāls.

Izlējuma veidņu un mašīnu biežākie tipi

Izlējuma veidnes bieži tiek klasificētas pēc to struktūras vai mašīnas tipa, kura tās paredzētas. Pēc struktūras tās var būt viena dobuma veidnes, kas ražo vienu detaļu katrā ciklā, vai vairāku dobumu veidnes, kas vienlaicīgi ražo vairākas identiskas detaļas lielākai efektivitātei. Tomēr svarīgāka atšķirība saistīta ar izmantoto aprīkojumu: karstās komoras un aukstās komoras izlējums.

Karstās istabas izdedzināšanas tiek izmantots sakausējumiem ar zemu kušanas temperatūru, piemēram, cinkam, alvam un svina. Šajā procesā ievada mehānisms ir iegremdēts kausētā metāla vannā krāsnī. Tas ļauj ļoti īsus cikla laikus, jo metāls nav jātransportē no ārējas krāsns. Procesa augsta automatizācija un efektivitāte padara to piemērotu maziem detaļām lielā apjomā.

Aukstās kameras diešanas liešana ir nepieciešams sakausējumiem ar augstu kušanas temperatūru, galvenokārt alumīnijam un magnijam. Šajā metodē precīzs daudzums kausēta metāla tiek paņemts no atsevišķas krāsns un ielejams "aukstā kamerā" vai šāviena cilindrā, pirms to ievada veidnē ar stieni. Kā detalizēti aprakstīts Vikipēdija , šī atdalīšana ir nepieciešama, lai novērstu bojājumus ievada komponentiem ilgstošas saskares ar augstas temperatūras metāliem dēļ. Lai gan cikla laiki ir lēnāki salīdzinājumā ar karstās kameras procesu, tas ļauj liešanu stiprām, vieglām strukturālām detaļām, ko izmanto automašīnu un aviācijas rūpniecībā.

Diezveida liešanas process un veidņu dizaina apsvērumi

Die casting process ir ļoti efektīvs, automatizēts cikls, kas pārvērš kausētu metālu gatavā detaļā sekunžu laikā. Šīs operācijas centrā ir forma, kuru var iedalīt vairākos galvenos posmos. Katram posmam rūpīgi jāpievērš uzmanība, lai nodrošinātu, ka gala produkts atbilst stingrām kvalitātes prasībām. Formai izmantotais materiāls parasti ir augstas kvalitātes, cietināts instrumenta tērauds, piemēram, H13, ko izvēlas tā spējas dēļ izturēt termisko triecienu un nolietojumu simtiem tūkstošu ciklu laikā.

Ražošanas cikls seko precīzai secībai:

1. Formas sagatavošana un nostiprināšana: Formas iekšējās virsmas tiek apstrādātas ar smērvielu, lai veicinātu dzesēšanu un detaļas izmešanu. Abas formas puses pēc tam tiek stingri savienotas kopā ar lietveida mašīnu.
2. Injekcija: Kausētais metāls tiek iepumpēts formas dobumā zem augsta spiediena (no 1500 līdz vairāk nekā 25 000 psi). Metāls aizpilda dobumu ļoti ātri, bieži vien milisekunžu laikā.
3. Dzesēšana: Kausētais metāls atdziest un sacietē ūdenī vai eļļā dzesētā veidnē. Šajā fāzē detaļa iegūst savu galīgo formu.
4. Izmešana: Pēc sacietēšanas kustīgā veidņu puse atveras, un izmešanas tapas izgrūž lietni no dobuma.
5. Apgriešana: Pēdējais solis ietver lieko materiālu noņemšanu, kas pazīstams kā mirga, kopā ar liešanas sistēmas spraudzi un kanāliem no gatavās detaļas. To bieži veic sekundārā operācijā, izmantojot apgriešanas veidni.

Veiksmīga detaļu ražošana ļoti atkarīga no veidnes sākotnējā dizaina. Inženieriem jāņem vērā vairāki faktori, lai nodrošinātu detaļu kvalitāti un maksimāli pagarinātu veidnes kalpošanas laiku. Pareizs dizains ir būtisks, lai novērstu tipiskus trūkumus, piemēram, porozitāti un plaisas. Galvenie dizaina apsvērumi ietver:

• Izmešanas leņķis: Virsmām, kas paralēlas veidnes atvēršanās virzienam, tiek piešķirts neliels leņķis (slīpums), lai detaļu varētu izmest, nepiedarot skādi vai bojājumus.
• Fasoni un rādiusi: Asi iekšējie stūri tiek noapaļoti, lai uzlabotu metāla plūsmu un samazinātu sprieguma koncentrāciju gatavajā detaļā.
• Sienas biezums: Sienām jābūt pēc iespējas vienveidīgām, lai veicinātu vienmērīgu atdzisu un novērstu deformācijas vai iegrimšanas zīmes.
• Dalījuma līnija: Līnijai, kur abas formas daļas satiekas, jābūt rūpīgi izvietotai, lai minimizētu tās redzamību gatavajā detaļā un vienkāršotu apgriešanu.
• Ventilācija: Jāievieš mazi kanāli, kas ļauj gaisam, kas ieslēgts dobumā, izplūst, kamēr tiek injicēts metāls, novēršot gāzes porozitāti.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāda ir atšķirība starp formēšanas liešanu un citām liešanas metodēm?

Galvenā atšķirība ir atkārtoti izmantojamas tērauda formas (formas) izmantošana un augsta spiediena pielietošana. Atšķirībā no smilšu liesmas, kur katram izstrādājumam tiek izmantota vienreizēja smilšu forma, formēšanas liešanā tiek izmantota pastāvīga tērauda forma liela apjoma ražošanai. Salīdzinot ar iestrādes liesmu vai pastāvīgas formas liesmu, formēšanas liešanā metāls tiek iedzīts formā ievērojami augstākā spiedienā, kas ļauj izgatavot detaļas ar plānākām sienām, smalkāku detalizāciju un labāku virsmas apdarēm.

2. Kādas materiālu šķirnes tiek izmantotas formēšanas liesmas veidņu izgatavošanai?

Izlēmēformas izgatavo no augstas kvalitātes, karstumizturīgiem instrumenta tēraudiem. Visbiežāk lietotais materiāls ir H13 instrumenta tērauds, ko izvēlas tā izcila cietības, izturības un termiskās noguruma pretestības dēļ. Formām, kurām nepieciešama vēl lielāka izturība, var izmantot augstākas klases tēraudus, piemēram, Maraging tēraudu. Materiālam jābūt spējīgam izturēt atkārtotas termiskās svārstības, kad to piepilda ar kausētu metālu un pēc tam atdzesē.

3. Cik ilgi iztur izlēmēforma?

Izlēmēformas kalpošanas laiks, bieži saukts par "formas mūžu", ievērojami atšķiras atkarībā no vairākiem faktoriem. Tie ietver liešanai izmantoto metālu (alumīnijs ir abrazīvāks un karstāks nekā cinks), daļas sarežģītību, cikla ilgumu un uzturēšanas kvalitāti. Rūpīgi uzturēta forma cinka liešanai var izturēt vairāk nekā miljonu ciklu, savukārt forma alumīnija liešanai pirms būtiskiem remontdarbiem vai nomaiņas var izturēt no 100 000 līdz 150 000 cikliem.