Vientiesīgo formas sistēmu izpratne liešanā formās

TL;DR

Vienības matricu sistēmas litāžā pārstāv ļoti efektīvu un izmaksu ziņā izdevīgu instrumentu stratēģiju. Tās sastāv no standartizēta galvenā matricas rāmja, ko bieži sauc par matricas turētāju, kas paliek litēšanas mašīnā, un mazākiem, nomaināmiem dobuma iekļautiem elementiem, kas ir specifiski katram komponentam. Šis modulārais pieejas veids ir ideāls mazu līdz vidēji lielu detaļu ar vienkāršām formām ražošanai zemā līdz vidējā apjomā. Galvenie ieguvumi ir ievērojami samazinātas instrumentu izmaksas un īsākas uzstādīšanas reizes salīdzinājumā ar pilnībā pielāgotas matricas izstrādi katram komponentam.

Kas ir vienības matricas sistēma litāžā?

Vienības formas sistēma ir specializēts ražošanas aprīkojums, ko izmanto augsta spiediena formēšanā. Galvenā koncepcija balstās uz galveno vienības turētāju vai rāmi, kas pieder formētājam un kas paredzēts mazāku, individuāli izgatavotu formu iekļaušanai. Šie iekļautie elementi, dažreiz saukti par dobuma blokiem vai vienkārši par vienības formām, satur faktisko izstrādājuma ģeometriju. Kamēr lielais, standartizētais turētājs paliek uzstādīts formēšanas mašīnā, mazākos iekļautos elementus var ātri un viegli nomainīt, lai ražotu dažādus izstrādājumus. Šī modularitāte ir šīs sistēmas definējošā iezīme.

Šis pieeja ir diametrāli pretēja tradicionālajai vai „pilnai“ matricai, kas ir pilnībā autonoms rīks, izstrādāts konkrētam izstrādājumam vai izstrādājumu grupai. Pilna matrica integrē dobumu, izmešanas sistēmu, dzesēšanas kanālus un visas pārējās sastāvdaļas vienā specifiskā komplektā. Lai gan tā nodrošina maksimālu kontroli un efektivitāti lielapjomu vai sarežģītiem izstrādājumiem, pilnas matricas izgatavošana prasa ievērojamas ieguldījumu gan laikā, gan naudā. Vienības matricu sistēmas tika izstrādātas, lai nodrošinātu ekonomiskāku alternatīvu konkrētām ražošanas situācijām.

Šīs sistēmas galvenā priekšrocība ir instrumentu ieguldījumu samazināšanās. Tā kā klientam ir nepieciešams iegādāties salīdzinoši mazo dobuma iekļaujamo daļu, sākotnējās izmaksas var būt tikai daļa no pilnas formas izmaksām. Tas padara šo variantu par pievilcīgu iespēju jaunuzņēmumiem, projektiem ar ierobežotu budžetu vai daudzveidīgu mazu komponentu ražošanai, neiegūstot atsevišķu rīku katram no tiem. Formas lietotājs uzņemas lielās universālās turētāja izmaksas, tās sadalot vairākos klientos un projektos.

Lai labāk saprastu atšķirību, apsveriet šādu salīdzinājumu:

• Pilna forma: Pilnībā pielāgots, patstāvīgs rīks. Tas tiek izstrādāts un izgatavots konkrētam izstrādājumam, nodrošinot optimālu veiktspēju sarežģītām ģeometrijām un lielapjomu ražošanai. Tas nozīmē augstākas sākotnējās investīcijas.
• Vienības formu sistēma: Standartizēts rāmis (turētājs) ar pielāgotu, nomaināmu iekļaujamo daļu (dobumu). Tas vislabāk piemērots mazākiem, mazāk sarežģītiem piederumiem un zemākam ražošanas apjomam, nodrošinot ievērojamas izmaksu taupīšanas un ātrāku pārbūvi.

Šis sistēma efektīvi padara lejšķidināšanu pieejamu sastāvdaļām, kuras citādi būtu pārāk dārgas, lai tās ražotu, izmantojot šo metodi. Standartizējot dārgāko instrumenta daļu — turētāju — lejšķidinātāji var piedāvāt elastīgu un pieejamu risinājumu atbilstošiem pielietojumiem.

Galvenie komponenti un darbības princips

Vienības lejšķidināšanas sistēma darbojas, savstarpēji iedarbojoties vairākiem galvenajiem komponentiem, kuriem katram ir konkrēta loma. Lai gan dizaini var atšķirties, pamatkomponenti kopā veido efektīvu, aizvietojamu instrumentu komplektu. Galvenie komponenti ietver vienības turētāju, dobuma iekļaujamo daļu un saistītās sistēmas izmešanai un centrēšanai.

The Vienības turētājs (arī pazīstams kā turētāja bloks vai galvenais rāmis) ir lielākā un svarīgākā sistēmas daļa. Parasti to pieder dieļu lietotājs, un tas ir izturīgs, standartizēts rāmis, kas no gatavots no izturīga tērauda, piemēram, 4140. Šis turētājs satur centrēšanas elementus, piemēram, vadības tapas un bukses, un bieži arī galvenos izmešanas mehānismus. Tas ir izstrādāts tā, lai iederētos konkrētā liešanas mašīnā un paliktu savā vietā gan ražošanas ciklu laikā, gan arī mainot izstrādājumus.

The Dozēšanas iekļaujums (vai vienības veidne) ir klientam piederoša rīka daļa. Šis ir individuāli apstrādāts bloks, kas satur izstrādājuma negatīvo telpu jeb dobumu, kā arī nepieciešamos kanālus un ventilāciju kausētā metāla plūsmai. Lai izturētu termisko un spiediena slodzi dieļu liešanas laikā, šie iekļaujumi izgatavoti no augstas kvalitātes, termiski apstrādāta instrumentu tērauda, visbiežāk H-13. Saskaņā ar informāciju no General Die Casters , daži standarta vienības veidņu izmēri ir 10”x12”, 12”x14” un 15”x18”.

Citi būtiski komponenti, kas pabeidz sistēmu, ietver:

• Izmešanas plāksni un tapas: Šī sistēma atbild par sacietējušās liešanas izmešanu no dobuma iekļaujuma pēc katra cikla. Lai gan galvenā izmešanas plāksne var būt daļa no turētāja, konkrētās tapu atrašanās vietas ir integrētas ar pielāgoto dobuma iekļaujumu.
• Vadpini un vadi: Tās nodrošina precīzu savstarpējo izvietojumu starp matricas divām pusēm (pārsegu un izmešanas pusi), kad tās tiek aizvērtas, kas ir būtiski precīzu detaļu ražošanai un instrumenta bojājumu novēršanai.
• Sprūža bukse: Šis sakausētais komponents virza kausētu metālu no mašīnas sprauslas uz kanālu sistēmu iekšpusē dobuma iekļaujumā.
• Dzesēšanas caurules: Kanāli turētājā un dažreiz arī iekļaujumā cirkulē šķidrumu (piemēram, ūdeni vai eļļu), lai regulētu matricas temperatūru, kas ir svarīgi, lai kontrolētu sacietēšanu, cikla laiku un izstrādājuma kvalitāti.

Darbības princips ir vienkāršs un efektīvs. Lai pārietu no vienas detaļas ražošanas uz otru, tehnicians atskrūvē veco dobuma iekļaujamo no bloka turētāja, to noņem un uzstāda jauno iekļaujamo. Tā kā lielais turētāja bloks nav jānoņem no liešanas mašīnas, šis process ir ievērojami ātrāks nekā pilnas formas maiņa, kuras svars var sasniegt tūkstošiem mārciņu. Šī ātrā pārbūve minimizē mašīnas darba laika zudumus un padara ekonomiski izdevīgu dažādu detaļu ražošanu mazākos partijos.

Vienības formu galvenās priekšrocības un ierobežojumi

Vienības formu sistēmas piedāvā pārliecinošu priekšrocību kopumu, taču tās nes arī savas ierakstītās ierobežojumus. Šī līdzsvara izpratne ir būtiska dizaineriem un inženieriem, lai noteiktu, vai tā ir pareizā rīkojuma stratēģija viņu projektam. Lēmums galvenokārt balstās uz kompromisiem starp izmaksām, ātrumu, detaļas sarežģītību un ražošanas apjomu.

Lielākā priekšrocība ir ievērojami samazinātas rīkojuma izmaksas. Kā detalizēti aprakstīts rokasgrāmatā, ko izstrādāja A&B Die Casting , vienības veidne ir zemāku izmaksu ražošanas rīks, jo klients maksā tikai par nomaināmo dobuma vienību, nevis par visu standartizēto korpusu. Tas var radīt ievērojamas ietaupījumus salīdzinājumā ar pilnu veidni, tādējādi to padarot par lielisku izvēli projektiem ar ierobežotu budžetu. Vēl viena svarīga priekšrocība ir ātrums — gan rīkojuma izgatavošanā, gan ražošanas uzstādīšanā. Tā kā turējs jau pastāv, nepieciešams izgatavot tikai mazāko ieguldījumu, kas saīsina piegādes laikus. Turklāt ieguldījumu nomaiņa ir daudz ātrāka nekā pilnas veidnes maiņa, samazinot mašīnu pārtraukumus starp partijām.

Tomēr šiem ieguvumiem ir būtiskas ierobežojumu. Vienības veidņu sistēmas vislabāk piemērotas mazākiem, vienkāršākiem izstrādājumiem. Turētāja standartizētā daba ierobežo pieejamo telpu, ierobežojot izstrādājuma izmēru un funkciju sarežģītību. Piemēram, bieži tiek ierobežota vairāku vai sarežģītu kustīgu seržu izmantošana, kas paredzēta izgriezumu vai iekšējo elementu veidošanai. Kompleksa rokasgrāmata no Chicago White Metal Casting norāda, ka vienības veidņu sistēmas ir vispiemērotākās mazāk sarežģītiem dizainiem un zemākām gadskārtējām ražošanas apjomam tieši šī iemesla dēļ. Tās parasti nav piemērotas lieliem strukturāliem komponentiem vai izstrādājumiem, kuriem nepieciešamas sarežģītas seržu darbības.

Zemāk esošajā tabulā apkopoti galvenie atšķirības starp vienības veidņu sistēmu un pilnu veidni:

Galapazīmē izvēle starp vienības veidni ir stratēģisks lēmums. Dizainerim ar nelielu, vienkāršu detaļu un mierīgu ražošanas prognozi tā piedāvā pieejamu ieiešanu augstas kvalitātes liešanas pasaulē. Sarežģītai, liela apjoma detaļai ir nepieciešama pilnas veidnes ieguldīšana, lai sasniegtu maksimālu efektivitāti un dizaina brīvību.

Tipiskas lietojumprogrammas un nozares

Tā kā vienības formas ir izdevīgas un efektīvas mazāku sastāvdaļu ražošanai, tās tiek izmantotas daudzās nozarēs. Tās ir iecienītākais risinājums projektos, kuros nepieciešama litēšanas formas izturība un precizitāte, taču nav iespējams attaisnot pilnas speciālformas izmaksas. Parasti šīs formas tiek izmantotas nelielu līdz vidēja izmēra detaļu ražošanai ar salīdzinoši vienkāršām ģeometrijām, ko ražo zemā līdz vidējā apjomā.

Vienības formu universālums padara tās piemērotas daudzām jomām. Piemēram, Diecasting-mould.com uzsver to izmantošanu sarežģītu formu detaļu ražošanai, ja tās atbilst vienības turētāja ierobežojumiem. Šī pielāgojamība ir veicinājusi to plašu izplatību tajās jomās, kur produktu dzīves cikls ir īss vai kur nepieciešamas vairākas nelielas detaļas variācijas.

Bieži sastopamās nozares un konkrēti detaļu piemēri ietver:

• Automobilbūves: Kamēr lieliem strukturāliem komponentiem nepieciešamas pilnas formas, vienības formas ir ideālas mazākiem daļām, piemēram, sensoru korpusiem, maziem stiprinājumiem, savienotāju korpusiem un nelieliem dzinēja vai transmisijas komponentiem. Pieprasītākām lietojumprogrammām, kurās nepieciešama paaugstināta izturība, var tikt izmantotas citas ražošanas metodes, piemēram, kausēšana, komponentiem, kam nepieciešama maksimāla izturība.
• Elektronika: Elektronikas nozare balstās uz vienības formām, lai ražotu dažādus komponentus, piemēram, nelielus cinka korpusus, siltuma izkliedētājus, savienotājus un montāžas stiprinājumus datoru un tālruņu daļām. Lietveša precizitāte ir būtiska šajā nozarē nepieciešamajiem stingrajiem pielaidumiem.
• Patēriņa preces: Daudzi ikdienas produkti satur daļas, kas izgatavotas ar vienības formām. Starp tām ir komponenti virtuves ierīcēm, mēbeļu un skapju armatūrai (rokturi, slēdži), sporta aprīkojuma daļas un rotaļu komponenti.
• Rūpnieciskais aprīkojums: Vienības veidņu sistēmas tiek izmantotas daļu ražošanai mašīnām un rīkiem, piemēram, hidrauliskajiem un pneimatiskajiem savienojumiem, vārstu komponentiem un nelielām mašīndetaļām, kur atsevišķa dizaina ražošanas apjoms nepieciešams pilnu veidni.

Galvenais secinājums ir tāds, ka vienības veidņu sistēmas nodrošina elastīgu ražošanas ceļu. Tās ļauj uzņēmumiem pievērsties die štancēšanas uzņēmumam ar jaunu detaļas dizainu un potenciāli ievietot to esošā vienības turētājā. Tas ne tikai ietaupa sākotnējos instrumentu izmaksas, bet arī izmanto jau esošo die štancēšanas uzņēmuma infrastruktūru, radot simbiotisku attiecību, kas padara kvalitatīvu metāla detaļu ražošanu pieejamāku plašākam pielietojumu klāstam.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kas ir vienības veidne?

Vienības veidne ir izmaksu taupīšanai paredzēts liešanas rīks, kas sastāv no standartizēta galvenā veidnes korpusa (vai turētāja) un mazākām, nomaināmām dobuma vienībām. Šie pielāgotie iekļaujumi ir izstrādāti tā, lai tos varētu noņemt no galvenā korpusa, neatvienojot visu turētāju no liešanas mašīnas, kas ļauj ātrāk un ekonomiskāk ražot mazākas, vienkāršākas detaļas.

2. Kādi ir divi dieļu liešanas mašīnu veidi?

Divi galvenie dieļu liešanas mašīnu veidi ir karstās kameras mašīnas un aukstās kameras mašīnas. Karstās kameras mašīnas tiek izmantotas sakausējumiem ar zemu kušanas temperatūru, piemēram, cinkam, kur injicēšanas mehānisms ir iegremdēts kausētajā metālā. Aukstās kameras mašīnas tiek izmantotas sakausējumiem ar augstu kušanas temperatūru, piemēram, alumīnijam, kur kausētais metāls pirms ievadīšanas veidnē tiek ieliet karātī aukstajā kamerā.

3. No kā sastāv dieļu liešana?

Litēšana veidņos ietver vairākus galvenos komponentus. Galvenie komponenti ir litēšanas mašīna, veidne jeb forma (kurā atrodas dobums izstrādājumam) un metāla sakausējums, no kura tiek veikta litēšana. Pati veidne sastāv no divām daļām — pārsega daļas un izgrūšanas daļas — un tajā ietilpst elementi, piemēram, cietes, ielejas, ventilācijas atveres, izgrūžamie tapas, kā arī bieži vien kustīgas slīdenes vai serdes, lai izveidotu sarežģītas detaļas.