Forma odlewnicza

Co to jest forma odlewnicza/narzędzie

Forma odlewnicza, również znany jako oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowegowypełnia szczelną wnękę stopionym metalem pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze. Metal jest szybko schładzany, aż utwardzona część stanie się wystarczająco sztywna, aby można ją było wyjąć z formy. 

Forma do odlewania ciśnieniowego musi być wykonana z wysokiej jakości stali narzędziowej, takiej jak H13, DIN1.2343 lub 8407. Musi być poddana obróbce cieplnej do odpowiedniej twardości, zazwyczaj HRC 48-52. Forma musi być również wykonana zgodnie z precyzyjnymi standardami, aby mogła przetrwać długi czas w tym stanie.

In order to produce a high-quality casting part that meets customers’ required shape and design, the two die halves are placed in a die casting machine that is operated at the necessary temperatures and pressures. The customer’s requirements for part size and geometry features will directly affect the die casting tooling cost.

Liczba wnęk, ilość potrzebnych rdzeni lub prowadnic, waga formy odlewniczej, proces obróbki, wymagania dotyczące wykończenia powierzchni, polerowania i powlekania, aby wymienić tylko kilka, to czynniki, które wpływają na wybór odpowiednich narzędzi do odlewania ciśnieniowego. Wykonanie Niestandardowa forma odlewnicza jest złożonym zadaniem.

Wybierając narzędzia do odlewania ciśnieniowego, należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak liczba wymaganych wnęk, rdzeni lub prowadnic. Należy również wziąć pod uwagę wagę formy, proces obróbki, wymagania dotyczące wykończenia powierzchni, polerowania i powlekania. Każdy z tych czynników odgrywa rolę w procesie podejmowania decyzji. Wykonywanie Niestandardowa forma odlewnicza jest złożonym zadaniem.

W tym artykule omówimy oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego i sposób, w jaki producent form odlewniczych produkuje wysokiej jakości komponenty odlewnicze przy użyciu najbardziej ekonomicznych metod produkcji.

W odlewnictwie ciśnieniowym stosowane są różne metale, w tym cynk, magnez, ołów, miedź i inne. aluminium ( lub aluminium ). Każdy metal ma określone wymagania dotyczące matrycy stosowanej w procesie odlewania. Na przykład cynk może być stosowany w seriach Zamak 3, 5 i ZA. Aluminium może być również stosowane w seriach A356, A380, ADC 12, AL6061, AL6061 itp.

Opisy i ustawienia przedstawione w tym artykule są ogólne ze względu na te różnice. Tam, gdzie jest to możliwe, podano opcje, ale powinny one służyć jedynie jako podstawowe odniesienie. Klient i producent form odlewniczych powinni skonsultować się przed podjęciem ostatecznych decyzji.

LINIA PODZIAŁU A	B-LEADER/GUIDE SWORZEŃ I TULEJA	C- Część odlewnicza	D- Wnęka i rdzeń formy	E-RUNNER & GATES	KOMORA F-COLD	F1-SPRUE HOLE & SPRUE PIN
Powierzchnia, na której znajdują się dwie połówki matrycy zjednoczyć się	Wyrównaj dwie połówki matrycy w prawidłowej pozycji podczas zamykania matrycy.	Wymagany klient części odlewniczej	Środek odlewniczy/Środek formujący	Podawanie metalu z Otwór wlewowy lub komora zimna do wnęki matrycy	Kanał, który metal zasila prowadnice i bramy w zimnej komorze	Prowadnice i bramki Spure w formie odlewniczej z gorącą komorą
G-CORE INSERTS	H-Fixing/A Plate	I-RETURN PIN	J-EJECTOR PIN	PŁYTA K-MOVING/B	L-PŁYTA NOŚNA	M- PŁYTY WYRZUTNIKA
Mały okrągły kołek lub kwadratowa wkładka używana do odlewania otworów lub głębokich żeber.	Mocowanie/płytka, która zawiera i obsługuje wkładki wnękowe.	Sworzeń wyrzutnika, który popycha płytkę wyrzutnika do tyłu	Kołek zwalniający powłokę z matrycy	Płyta B, która zawiera i obsługuje wkładki rdzeniowe.	Płyta nośna B i płyta ejetora oraz szczeliny zaciskowe	Mocuje i popycha sworznie wyrzutnika.
N-SŁUP PODPOROWY	O-WYRZUTOWY SYSTEM PROWADZĄCY	SZCZELINA ZACISKOWA P
Funkcje zapewniające stabilność płytki B podczas wtrysku	System prowadnic do prowadzenia sworzni wyrzutnika	Części do mocowania połówek matrycy do maszyny

Rodzaje form odlewniczych

There are several varieties of die-casting molds, each serving a specific requirement for the consumer. Typically, the type of die casting mold depends on the customer’s requirements. Below is a is a list some normal types of die-casting molds.

1. Prototypowanie form odlewniczych

Klienci zazwyczaj proszą o prototypy w celu wykonania niewielkiej ilości odlewów w warunkach produkcyjnych. Przed przejściem do pełnej produkcji pozwalają one na szeroko zakrojone testowanie produktu i ekspozycję rynkową. Jest to zwykle stosowane w przypadku nowego projektu, który jest na etapie rozwoju. Ten prototypowy odlew ciśnieniowy pozwala uzyskać wysokiej jakości części bez konieczności ponoszenia kosztów oprzyrządowania.

Różne techniki prototypowania mogą być wykorzystane do symulacji komponentu odlewanego ciśnieniowo do późniejszej produkcji odlewów ciśnieniowych. Obejmują one obróbkę CNC prototypów i odlewanie piaskowe, które obejmuje proces formowania gipsowego.

2. Oprzyrządowanie do szybkiego odlewania ciśnieniowego

Oprzyrządowanie do szybkiego odlewania ciśnieniowego obejmuje tworzenie matryc i wkładek szybciej niż w przypadku tradycyjnej metody. Proces ten pomija takie etapy jak obróbka zgrubna, obróbka cieplna i obróbka wykańczająca. Pozwala to na szybszą produkcję niezbędnych narzędzi do odlewania ciśnieniowego.

Narzędzia do szybkiego odlewania ciśnieniowego zwykle wykorzystują wstępnie utwardzoną stal do produkcji niewielkich ilości, od kilkuset do tysiąca sztuk. Czasami w przypadku tych niewielkich ilości stosuje się odlewanie inwestycyjne lub grawitacyjne.

3. Produkcja form odlewniczych

Są to najczęstsze rodzaje formy odlewnicze wykonane. Formy mogą różnić się od prostych do złożonych, z różną liczbą wgłębień i prowadnic. Wnęki są wykonane z wysokiej jakości stali narzędziowej (DIN 1.2343, DIN 1.2344H13, 8407) i utrzymywane w miejscu przez solidny blok uchwytu, który nazywamy płytą A i płytą B. Poniżej wymieniono rodzaje form odlewniczych.

• Oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego z pojedynczą wnęką: to narzędzie produkuje jedną część odlewniczą na raz.
• Forma do odlewania ciśnieniowego z wieloma wnękami: ta forma produkuje więcej niż jedną część odlewniczą na raz.
• Rodzinne oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego: to narzędzie produkuje wiele różnych części ze stopów odlewniczych w jednym cyklu.

4. Oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego

Oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego Trim to narzędzie, które usuwa kanał, nadlew i wypływkę z elementów odlewniczych. Oprzyrządowanie Trim to pojedyncze lub wielokrotne narzędzia wnękowe o takiej samej konfiguracji jak oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego.

Matryca używana do odlewania części ze stopów może być prosta lub złożona. Niektóre mają podstawową konstrukcję typu "otwórz i zamknij", podczas gdy inne mają wiele prowadnic do procesu odlewania ciśnieniowego. W niektórych przypadkach do kolejnych operacji przycinania stosuje się kilka narzędzi do odlewania matrycowego.

Trim die casting tooling needs careful design and high-quality materials to last. It’s just as important as die casting tools to ensure productivity and longevity. Conventional casting dies come in a variety of shapes.

Struktura i rozważania dotyczące form odlewniczych

Złożoność oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego zależy od geometrii i konstrukcji części ze stopu odlewniczego. Niewielki rozmiar i prosta konstrukcja części odlewanej skutkują niskimi kosztami zarówno oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego, jak i produkcji.

Rozpoczynając projekt odlewu ciśnieniowego, należy rozważyć odlew pod kątem ogólnych kosztów produkcji. Producent form odlewniczych pomoże klientowi w ustaleniu, czy projekt elementu odlewniczego może zostać odlany. Pomoże również we wszelkich dodatkowych krokach, które mogą być wymagane, takich jak obróbka skrawaniem, wykończenie lub spełnienie określonych tolerancji.

Odlewalność i koszty oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego będą określane przez następujące czynniki:

Do the ribs and walls have consistent thicknesses, or do they differ significantly? Will the design’s thin channels produce a tiny, standing steel insert in the die cavity? If you have any designs that would require incredibly small inserts, making them challenging to cast? Does the design have any sharp corners that encourage stress cracks?

Specyfikacje dotyczące wykończenia powierzchni, obróbki wtórnej i szczelności ciśnieniowej muszą być dokładnie rozważone, aby prawidłowo zbudować wysokiej jakości narzędzia do odlewania ciśnieniowego. Aby zaprojektować formę odlewniczą w celu zminimalizowania porowatości w obszarach odlewu, które będą obrabiane, konieczne jest dokładne zajęcie się tymi obszarami odlewu na początku.

There will be particular stages involved in completing the die’s cavities in order to meet the casting’s surface finish requirements. The customer should explain the final requirements of the die casting components in advance to the die casting manufacturer.

Zwykle formy odlewnicze składają się z czterech części: podstawy formy, wnęki formującej i rdzenia, systemów wyrzucania, systemu chłodzenia i systemu podawania. Poniżej znajdują się przewodniki wyjaśniające, jakie elementy składają się na formę odlewniczą.

Podstawa formy odlewniczej

Die Casting Molds are made up of many components. The mold base serves as a structural support that is used to hold all the other mold components together. Mold base is divided into two halves: “moving half” and “fixing half.” The splitting line is called the tooling parting line.

Pinch hazards are created near the mold parting line by the die-casting mold’s opening and closing during regular operation. Given how dangerous this pinch hazard can be, every worker needs to be aware of it.

Jeśli oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego nie jest całkowicie zamknięte podczas wtrysku, stopiony stop może również wytrysnąć przez linię podziału matrycy. Każda osoba znajdująca się w pobliżu formy odlewniczej może być narażona na poparzenia. Zazwyczaj do ochrony tego obszaru stosuje się drzwi i osłony bezpieczeństwa.

Podstawy form są zazwyczaj wykonane z S50C; czasami 1.2311 lub P-20 będą używane na płytach A/B i płytach wyrzutnika.

Suwak formy odlewniczej

W celu odlania cech podcięcia w odlewanej części, stałe rdzenie i suwaki rdzenia są zaprojektowane w formie odlewniczej. Eliminuje to konieczność wtórnej obróbki części odlewanej. Suwaki rdzenia mogą być przesuwane za pomocą różnych rodzajów ruchu, takich jak ruchy tulei zaciskowej lub krzywki. W większości przypadków stosowane są sworznie kątowe i siłowniki hydrauliczne.

Sworzeń kątowy jest napędzany przez otwieranie i zamykanie formy odlewniczej. Niektóre z jego zalet obejmują brak hydrauliki i zaworów ograniczających, a także ogólnie bardziej opłacalny proces produkcji. Jest on ograniczony do krótkiego ruchu suwaka i nie ma kontroli nad cyklem ciągnięcia suwaka. Nie jest zalecany do stosowania na górnych suwakach.

Its limitations are that it can only be used for short-side action movements and that you can’t change how often the slide pulls. When designing the die casting mold, it is not recommended to design this type of slider on the top of the mold (a slider with a hydraulic cylinder is recommended in that case).

Hydrauliczny sposób przesuwania suwaków pozwala na wybór różnych cykli, umieszczenie suwaków na górze formy odlewniczej i wyjęcie odlewu z formy bez żadnych problemów (jak w przypadku kołka kątowego).

Rack and pinion, ejector lifter, and cam bars are some of the other ways to move things. Which motion to use varies depending on things like the number of parts being made, the size of the die, the length of the slide’s traveling distance, the size of the area being cored out, and the shape of the cast part.

Możesz zaufać producentowi form odlewniczych, który udzieli Ci najlepszych porad dotyczących suwaków rdzenia. Jeśli nie masz pewności, który projekt jest najlepszy dla Twojego projektu odlewu ciśnieniowego, skontaktuj się z nami, a my zaoferujemy Ci najlepsze opcje zgodnie z Twoim projektem części.

Linia do odlewania ciśnieniowego

Linia podziału to granica wnęki i rdzenia na odlewie, która wyznacza obszar separacji między dwiema połówkami (połówką mocującą i połówką ruchomą) formy odlewniczej. Linia ta określa, która połówka jest połówką mocującą, a która połówką wyrzucającą matrycy.

Linia ta wpływa również na wszelkie tolerancje, które muszą być zachowane w tej części odlewu. Poniżej znajdują się przykłady dwóch rodzajów linii podziału, Engineering and Design przedstawia kryteria tolerancji dostosowane do właściwości części na linii podziału matrycy.

On a casting drawing, it is not always clear where the parting line should be designed. In cases when the part designer indicates an unreasonable parting line, the die casting mold manufacturer must verify the designer’s purpose, welcome to projektowanie form odlewniczych aby dowiedzieć się więcej o projektowaniu form do odlewania ciśnieniowego.

Aby odlew został wykonany zgodnie z zamierzonymi parametrami, kluczowe jest uzgodnienie idealnej lokalizacji linii podziału. Gdy część wymaga powierzchni kosmetycznej, mocująca połowa matrycy jest zwykle zaprojektowana tak, aby zapewnić ten wygląd powierzchni, a strona rdzenia umieści wypychacze, wkładki i wszelkie znaki grawerowania.

Jeśli odlew nie wymaga powierzchni estetycznej, można ją zmienić, aby wykorzystać najlepsze warunki odlewania. W przypadku części odlewanych z powierzchnią kosmetyczną, klient musi wyjaśnić to producentowi form odlewniczych z wyprzedzeniem, aby firma produkująca oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego mogła przemyśleć lokalizację wrót, przelewów i otworów wentylacyjnych, aby zapewnić brak zakłóceń na powierzchniach estetycznych lub zastosowanie procesów wtórnych w celu spełnienia wymagań.

Where cosmetic criteria exist and because regular, incremental die erosion is inherent in the die casting production process, the client will want to consider particular die maintenance measures to extend the die-casting mold’s ability to create casting components with the needed high-quality surface finish. Secondary operations on the mold cavity surface, such as polishing, should be negotiated in order to maintain cast part standards.

 

Rysunek 2 Linia podziału kroku "A" ma odciętą linię podziału, co sprawi, że oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego będzie bardziej złożone i nie przyniesie dobrych rezultatów. Położenie linii podziału "B" pozwoli na lepsze wypełnienie odlewu i czystsze wykończenie odlewu, oferując dłuższą żywotność formy odlewniczej i niższe koszty produkcji formy odlewniczej.

Kołki wypychacza

After the liquid metal alloy has been formed and the casting has been solidified in the die casting mold, ejector pins are used to push it out of the die. The ejector pins’ locati0n, quantity, and size are determined by the casting’s geometry design, size, and other specifications.

Dostawca oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego powinien zaprojektować kołki wypychacza w niefunkcjonalnym obszarze powłoki i upewnić się, że powłokę można łatwo zdemontować bez żadnych uszkodzeń lub pęknięć. Zalecenia dostawców odlewów ciśnieniowych dotyczące rozmiaru, rozmieszczenia i liczby kołków wypychaczy mają kluczowe znaczenie dla pomyślnej produkcji części odlewniczych.

Each ejector pin has to be the right size and place for the casting in the die, and it will leave a small ejector mark on the surface of the casting. Because of this, they are not allowed to put the part’s appearance on the on the surface..

Odlewane wkładki

Each die casting tooling is different from others; an insert that is molded into the casting may be necessary to accommodate a bearing surface, internal thread, or other unique feature in certain castings. The die casting mold company can frequently satisfy this requirement as part of the standard casting process. This “insert molding” provides the benefit of securely embedding an insert into the casting, enabling it to be machined, pierced, and tapped. Nevertheless, this benefit is rarely sufficient to compensate for the additional expenses associated with the insert casting process.

Proces odlewania wkładek będzie wiązał się z dodatkowymi kosztami wynikającymi z dłuższego czasu cyklu procesu odlewania wymaganego do załadowania wkładki do formy odlewniczej, a także techniki podgrzewania wymaganej do podgrzania wkładek przed umieszczeniem ich w połowie matrycy. Ale tak długo, jak ten proces działa i dobrze rozwiązuje problem, to warto.

Kołki prowadzące

Wyrównanie dwóch połówek matrycy jest gwarantowane przez sworznie prowadzące i tuleje prowadzące (istnieją komponenty rodzinne), które znajdują się w czterech rogach matrycy. Odlewy mają krytyczne wymagania dotyczące wyrównania wymiarów dla elementu w stacjonarnej połowie matrycy, który jest powiązany z elementem w ruchomej połowie matrycy. To wyrównanie jest utrzymywane przez tuleje prowadzące w jednej połowie matrycy i kołki prowadzące w drugiej. Kołki prowadzące mogą być zaprojektowane w każdej z połówek matrycy.

Gdy odlewy są usuwane z matrycy lub matryca jest spryskiwana środkiem antyadhezyjnym, kołki prowadzące mogą stanowić zagrożenie zaczepienia ze względu na ich wystawanie z linii podziału. Dodatkowo, kołki prowadzące pracują w wysokiej temperaturze i mogą stwarzać ryzyko poparzenia.

Aby zapobiec nieprawidłowemu montażowi matrycy, jeden z czterech kołków prowadzących jest zwykle przesunięty. W pewnych wyjątkowych okolicznościach kołki te mogą mieć kształt prostokątny, a nie okrągły. Zwykle nazywamy to konstrukcją zabezpieczającą przed błędami.

Tuleje prowadzące

Okrągłe otwory w czterech rogach matrycy nazywane są tulejami prowadzącymi, które są rodziną kołków prowadzących. Kołki prowadzące przechodzą przez tuleję prowadzącą podczas zamykania i otwierania formy. Wyrównanie dwóch połówek matrycy jest celem kołków prowadzących i tulei prowadzących. Jeśli forma odlewnicza wykorzystuje bloki prowadzące, zamiast tulei po dwóch stronach bloków prowadzących stosuje się płyty ścieralne.

Słupy nośne

Wewnątrz skrzynki wypychacza, kolumny są zaprojektowane w ruchomej połowie podstawy formy w celu wytworzenia lepszej części odlewniczej, poprzez płyty wypychacza, do płyty maszyny lub płyty zaciskowej. Te okrągłe lub kwadratowe kolumny są umieszczone w jednej linii z wnękami matrycy i mają na celu zapewnienie wsparcia dla podstawy formy i wytrzymanie siły wtrysku.

The ejector system is located within the ejector chamber. This serves as one of the four critical die functions, which is to “enable the removal of the solidified metal.”

System wyrzutnika składa się co najmniej z płytek i sworzni wyrzutnika, a także może zawierać sworznie i tuleje prowadzące wyrzutnika oraz inne zaawansowane komponenty zapewniające wyspecjalizowane funkcje wyrzutu.

Sworznie powrotne

The ejector system is returned back to its “home” position using return pins before the next cycle. There are four return pins, which are designed on the ejector plate and extend to the parting line. The return pins do not have any force during the ejection stroke; rather, they travel along with the ejector pins. The return pins contact the fixing half-parting line and press the ejector plate back to the “home” position when the machine closes.

W niektórych przypadkach pręt wybijający (K.O.) jest połączony między płytą wypychacza a maszyną odlewniczą, dzięki czemu sworznie powrotne stają się zbędne, a cylinder wypychacza ciągnie płytę z powrotem do pozycji wyjściowej przed zamknięciem formy odlewniczej. Sworznie powrotne są nadal zalecane, aby zapewnić powrót płyt wypychaczy w przypadku awarii, pomimo nadmiarowości.

Wysunięte sworznie powrotne stwarzają zarówno ryzyko zaczepienia, jak i pożaru. Aby uniknąć zaczepienia lub kontaktu z kołkami powrotnymi, operator musi zwracać uwagę na ich położenie podczas sięgania w celu wyciągnięcia śrutu.

Płyta wyrzutnika

Główki wszystkich sworzni wypychaczy są mocowane za pomocą płyty wypychacza i płyty ustalającej wypychacza. Gdy płyta wypychacza przesuwa się do przodu, pociąga za sworznie, wyrzucając odlew z matrycy. Ruch maszyny popycha płytę wypychacza do przodu.

Płytka ustalająca wyrzutnika

The bolted-on ejector plate holds the ejector pin heads in place. When the ejector system is put back into its “home” position, this plate is essential for keeping the ejector pins in place.

System kierowanego wyrzutu

In some cases, ejector guide pings and guide bushings are added to the ejector plate and ejector retainer plate. This is similar to the parting line’s guide pins and bushings that used to guarantee that the ejector system functions uniformly and effortlessly.

Przewody chłodzące

We wnęce i rdzeniu matrycy zawsze powinny znajdować się kanały chłodzące; ich funkcją jest uwalnianie ciepła ze stopionego metalu w celu zestalenia odlewu.

Kanały chłodzące mogą być skonfigurowane do transportu oleju lub wody jako medium chłodzącego. Kanały chłodzące są wyposażone w specjalistyczne węże wysokociśnieniowe i wysokotemperaturowe oraz złącza, które muszą być utrzymywane w doskonałym stanie technicznym. W przypadku awarii może wystąpić zagrożenie pożarowe. Oprócz ryzyka poparzenia, złącza muszą być konserwowane, aby zapobiec wyciekom, a wycieki powinny być niezwłocznie usuwane ze względu na ryzyko poślizgnięcia się i upadku.

Blok do ciastek

Oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego z zimną komorą zazwyczaj zawiera oddzielny kawałek stali AISI H-13 w ruchomej połowie matrycy naprzeciwko zimnej komory. Blok ten wyznacza początek systemu dystrybucji stopu metalu (kanału) dla wnęk odlewniczych.

Tuleja wlewu

Tuleja wlewowa pełni istotną funkcję w formie odlewniczej z gorącą komorą jako interfejs między ciekłym stopem a stopem stałym. Na styku dyszy i tulei wlewowej metal w dyszy musi zawsze pozostać płynny, podczas gdy metal w tulei wlewowej musi stwardnieć.
Sprue post.
Słupek wlewu pełni tę samą funkcję, co blok biskwitowy w zimnokomorowej formie odlewniczej. W przypadku metalu słupek jest pierwszą częścią systemu. Aby narzędzie do odlewania ciśnieniowego działało konsekwentnie, bardzo ważne jest, aby słupek był odpowiednio chłodzony.

Przyciski zatrzymania (Kolumna limitu podróży)

Przyciski zatrzymania kontrolują, jak daleko płyty wyrzutnika mogą poruszać się do przodu i do tyłu. Płyty wyrzutnika matryc są popychane do przycisków zatrzymania do przodu przez system wyrzutu podczas skoku wyrzutu. Najpierw system wyrzucania lub sworznie powrotne popychają lub ciągną płytę z powrotem do tylnego ogranicznika. Dzięki temu matryca jest gotowa do następnego przebiegu.

Podsumowanie

Istnieje wiele innych małych komponentów w formach odlewniczych, takich jak śruby, krzywki suwakowe, wnęki, kołki rdzeniowe itp., ale ostatecznie podsumowaliśmy, że oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego zawiera pięć dużych części, które wymieniono poniżej:

1. Podstawa formy, w tym mocowanie połowy podstawy formy i przenoszenie połowy podstawy formy.
2. System wyrzutnika, wyrzucający część odlewniczą z gniazda formy.
3. Wgłębienia matrycy i rdzenie, tworzące cechy odlewu.
4. Systemy chłodzenia, chłodzenie wnęki w celu utrwalenia odlewanej części.
5. System podawania, wypełniający wnękę formy odlewniczej.

Materiały na formy odlewnicze

Jeśli planujesz wykonać oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego, używane materiały narzędziowe powinny być co najmniej wysokiej jakości, a najlepiej najwyższej jakości. Zasady te opierają się na fakcie, że odlewanie ciśnieniowe wykorzystuje bardzo wysokie temperatury i ciśnienia.
Klasa potrzebnego oprzyrządowania będzie zależeć od części oprzyrządowania, która jest używana, stopu, który jest odlewany ciśnieniowo, jak ważny jest projekt odlewanej części i ile części odlewniczych zostanie wykonanych w narzędziu do odlewania ciśnieniowego. Przed wyborem materiału oprzyrządowania zwykle pytamy klienta, jaka jest wspólna ilość wymaganych części.

Poniżej wymieniono niektóre materiały narzędziowe do odlewania ciśnieniowego:

Formy odlewnicze i materiały wnęk

1. Formy odlewnicze do stopów cynk/zamak: P-20, H13, DIN 1.2343 lub innej stali tego samego gatunku. Stopy cynku, które są odlewane w najniższej temperaturze w rodzinie metali nieżelaznych, zużywają najmniej narzędzi, co pozwala na użycie stali niskiej jakości, takiej jak P-20, w przypadkach, gdy projekty części są stosunkowo proste. Ostrzega się jednak nabywców, że jeśli wymagana ilość jest bardzo duża (ponad 100 tys.), aby uniknąć inwestowania w nowe koszty oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego, należy użyć stali wysokiej jakości, takiej jak H13.
2. Formy odlewnicze do aluminium, magnezu i stopów ZA: Jak wspomniano wcześniej, wysokiej jakości stal narzędziowa jest niezbędna do form odlewniczych wykonanych z aluminium, magnezu lub stopów ZA. Jednak oprzyrządowanie klasy premium zawsze będzie najrozsądniejszą inwestycją, jeśli projekty części mają bardzo krytyczne cechy lub jeśli rozważane są duże serie produkcyjne. W takim przypadku lepszymi opcjami będą H13, DIN1.2344 i DIN 1.2343.
3. Formy odlewnicze dla stopów mosiądzu: Odlewy ciśnieniowe ze stopów miedzi są odlewane w najwyższych temperaturach spośród stopów nieżelaznych; w takim przypadku wysokogatunkowa stal narzędziowa H13, 8407 i 1.2343 jest preferowaną opcją dla oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego mosiądzu.

Wysokiej jakości stal będzie posiadać oryginalny certyfikat metalowy; jest on dostarczany przez dostawców wysokiej jakości materiałów narzędziowych. Istnieje kilka wysokiej jakości marek stali na narzędzia do odlewania ciśnieniowego, takich jak LKM, ASSAB, FINKL, DAIDO itp.

Materiały na wkładki do matryc

Stal na wkładkę wnękową jest zwykle taka sama jak wnęka formy, ale w przypadku niektórych małych wkładek lub obszarów odcinających może być potrzebna specjalna stal i różnica 3-5 stopni między wnęką a rdzeniem. Chroni to wnękę w przypadku pęknięcia lub wypalenia w obszarze odcięcia.

Obróbka cieplna stali matrycowej

Jakość obróbki cieplnej stali matrycowej jest krytycznym etapem w procesie produkcji narzędzi odlewniczych. Zastosowanie wysokiej jakości procedur szybkiego hartowania ma kluczowe znaczenie dla normalnej żywotności narzędzi odlewniczych. Procedura obróbki cieplnej musi być starannie wyważona, aby uniknąć zniekształceń przy jednoczesnym zachowaniu właściwości metalurgicznych wynikających z szybkiego hartowania.

Profesjonalny dostawca obróbki cieplnej powinien zająć się tym procesem. Aby zapewnić jakość obróbki cieplnej, należy również dostarczyć raport z obróbki cieplnej. Jest on podobny do certyfikatu stali narzędziowej; poniżej znajduje się certyfikat obróbki cieplnej.

Podsumowanie dla formy stalowej

Die-steel materials are available in a variety of chemical compositions and mechanical properties. High-speed machining and wire EDM advancements have resulted in the utilization of a diverse array of tool steels, which are selected based on the complexity of the cavity and the material’s position in relation to the gate’s locati0n.

Specjalistyczne stale narzędziowe mają unikalne właściwości; jednak przy prawidłowym wdrożeniu mogą one wydłużyć żywotność narzędzi odlewniczych. Wskazane jest skonsultowanie się z producentem narzędzi do odlewania ciśnieniowego w celu określenia potencjalnych opcji dla konkretnego projektu odlewu, ponieważ wzrost żywotności matrycy, który można osiągnąć, z nawiązką rekompensuje zwiększone koszty.

Kontrola wydajności form odlewniczych

Kontrola porowatości: Wlew, odpowietrzanie i podciśnienie

Podczas gdy od odlewów ciśnieniowych oczekuje się wysokiej wytrzymałości i integralności, niektóre potrzeby produktu mogą wymagać dodatkowych procedur w fazie projektowania komponentów, projektowania form odlewniczych i produkcji online. Projektanci zwracający uwagę na porowatość będą świadomi strategii, takich jak usuwanie grubych sekcji ścian ze swoich projektów. Ogólne wytyczne można znaleźć w sekcji Projektowanie produktu do odlewania ciśnieniowego. Przed ustawieniem parametrów projektowych dla konkretnego projektu, inżynier powinien zawsze skonsultować się z profesjonalnym dostawcą odlewów ciśnieniowych.

Given the final component design, the die caster will adhere to specified die design guidelines, including die gating, overflow, and venting slots, to appropriately remove air from the die cavity and minimize porosity to an acceptable level. Where pressure tightness is not a casting criterion, the process can be designed so that residual porosity only enters the casting’s non-functional internal portions. Porosity is tolerated in non-critical environments.

System próżniowy nie zastępuje odpowiedniej konstrukcji produktu i matrycy, ale może pomóc zoptymalizować wypełnienie matrycy, zmniejszyć porowatość gazu i poprawić właściwości mechaniczne. System próżniowy ma na celu usunięcie otaczającego powietrza z wnęki matrycy podczas odlewania, co skutkuje podciśnieniem lub próżnią. Forma do odlewania ciśnieniowego musi być specjalnie wyprodukowana, aby zaakceptować system próżniowy; dlatego rozmowy na temat dopuszczalnych poziomów porowatości powinny mieć miejsce na długo przed zaprojektowaniem narzędzia do odlewania ciśnieniowego.

Równoważenie termiczne

The oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego musi działać w określonej, z góry ustalonej temperaturze, aby wytwarzać produkty najwyższej jakości. Rozmiar odlewu, ilość wgłębień matrycy, odlewany stop i czas trwania cyklu maszyny to tylko niektóre ze zmiennych, które wpływają na tę temperaturę.
W tej dobrej temperaturze stop jest wtryskiwany do wnęki matrycy z dużą prędkością i szybko schładzany, aby umożliwić wyrzucenie. Wewnętrzne linie chłodzenia formy odlewniczej muszą być zrównoważone, aby osiągnąć to szybkie i powtarzalne chłodzenie.

Prawidłowe zrównoważenie temperatury formy poprzez lepsze linie chłodzenia skraca czas cyklu odlewania ciśnieniowego, poprawia jakość odlewów i wydłuża żywotność oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego.

Różne sekcje oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego mogą być ogrzewane lub chłodzone do różnych temperatur; na przykład wnęka i rdzeń czasami mają różne temperatury formy.

Przewody ogrzewania olejowego

Zastosowanie kanałów gorącego oleju w oprzyrządowaniu do odlewania ciśnieniowego może być czasami wykorzystywane do uzyskania zróżnicowanego ogrzewania różnych sekcji formy w celu zapewnienia określonych elementów projektu odlewu. Systemy gorącego oleju podgrzewają określony olej do określonej temperatury przed poprowadzeniem go przez matrycę w taki sam sposób, jak robią to linie chłodzenia wodą. Można stosować zarówno linie chłodzenia wodą, jak i ogrzewania gorącym olejem.

Wydłużona żywotność form odlewniczych

Although high-quality tool steel is the first factor in optimum die casting tooling lifetime, there are a number of proprietary techniques that can be employed to increase a die casting tool’s lifespan. These procedures include chemically treating the mold, immersing it in specialized baths, and using shot-peening techniques.
Jeśli chodzi o konkretny projekt części odlewniczej, producent odlewów ciśnieniowych może mówić o oczekiwanej skuteczności takich środków, aby zapobiec wczesnemu zużyciu formy odlewniczej. Pękanie zmęczeniowe termiczne lub kontrola cieplna jest powszechnym trybem awarii matrycy. W takim przypadku, DFM (Design for Manufacturing) raport powinien zostać przeprowadzony przed rozpoczęciem produkcji oprzyrządowania odlewniczego.

Sprawdzanie pęknięć.

Po pewnym czasie użytkowania (zwykle od 70 tys. do 10 tys. strzałów) w narzędziach odlewniczych pojawiają się małe pęknięcia i większe pęknięcia w niektórych obszarach wnęk. Oba te czynniki są ważne dla żywotności narzędzi odlewniczych.

Poniżej znajduje się podobne pęknięcie, które wystąpiło w formie odlewniczej. Sprawdź dokładniej wnękę i powierzchnię odlewu, a dowiesz się, czy występują małe lub duże pęknięcia. Firmy produkujące formy odlewnicze powinny zawsze zwracać uwagę na jakość części podczas produkcji odlewów.

Wstępne planowanie obróbki wtórnej

Większość odlewów ciśnieniowych jest "prawie gotowa do użycia", a wiele części odlewanych ciśnieniowo może być używanych bezpośrednio jako produkty końcowe. Powtarzalność procesu i ścisłe tolerancje możliwe dzięki odlewaniu ciśnieniowemu sprawiają, że części odlewane ciśnieniowo nadają się do opłacalnych operacji obróbki wtórnej.

Poprzez dodanie otworów ustalających lub płaskiej powierzchni bazowej, odlew ciśnieniowy może być precyzyjnie dopasowany do sprzętu do obróbki skrawaniem. Odlewy ciśnieniowe mogą być poddawane niemal każdemu rodzajowi obróbki skrawaniem, w tym wierceniu, gwintowaniu, rozwiercaniu, wykrawaniu i wielu innym.

Firma odlewnicza może wykonywać operacje obróbki skrawaniem, takie jak pomiary i inne procesy wtórne, w zależności od potrzeb. Właściwe zaprojektowanie części i narzędzia do odlewania ciśnieniowego w celu uzyskania optymalnej jakości i oszczędności w obróbce wtórnej znacznie obniży ostateczne ceny części odlewniczych.

W przypadku projektu odlewania ciśnieniowego, który wymaga wąskiej tolerancji, wykończenia powierzchni i innych specjalnych wymagań, należy wcześniej omówić to z dostawcą odlewów ciśnieniowych. Jeśli masz jakiekolwiek pytania, skontaktuj się z nami.

Rozważania dotyczące pomiarów

Jakie przyrządy pomiarowe będą używane w produkcji odlewów ciśnieniowych i obróbce wtórnej oraz jakie są krytyczne elementy programu odlewania ciśnieniowego?

Przyrządy pomiarowe mogą być używane do kontroli odlewu w stanie po odlaniu i ponownie po obróbce.

The gage could be an attribute gauge, which is essentially a “go” or “no-go” check that returns either a good or bad part. A variable gage can also be used with a computer to document variables, collect data, and record CPKs. To check a casting, more than one gage may be required: one to check it in its as-cast condition, and another to check it fully machined.

Plug and thread gages may be required, as well as finished gages or standards for painted surfaces. The customer should consider gaging as part of their tooling package. Gaging requirements should be resolved as soon as possible by both the customer’s and die caster’s quality assurance managers to ensure that the part print requirements are met.

Odziedziczone oprzyrządowanie

Przeniesienie formy odlewniczej z jednej formy odlewniczej do innej może się zdarzyć w Twojej firmie i może to spowodować pewne pytania operacyjne dla nowego producenta odlewów ciśnieniowych. Na przykład, forma odlewnicza musi zostać umieszczona w innym typie maszyny odlewniczej i może być konieczna zmiana rozmiaru tulei lub systemu wyrzutnika, aby dopasować go do maszyny odlewniczej.

W niektórych przypadkach klient może przenieść formę odlewniczą od jednego dostawcy odlewów ciśnieniowych do innego. Na ogół rodzi to pewne pytania operacyjne dla nowego producenta odlewów ciśnieniowych, o których klient powinien wiedzieć. Konieczne może być umieszczenie matrycy w innym typie maszyny odlewniczej. Może to wymagać pewnych modyfikacji systemu wyrzutnika matrycy, a także tulei odlewniczej.

W takim przypadku oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego musi zostać sprawdzone zarówno przez klienta, jak i nowego dostawcę odlewów ciśnieniowych, aby upewnić się, że nie ma z nim żadnych widocznych problemów. Powinni oni również sprawdzić, czy forma odlewnicza posiada odpowiednie wyłączniki krańcowe i siłowniki hydrauliczne. Po tej analizie można określić i uzgodnić koszt adaptacji, zanim nowy dostawca odlewów ciśnieniowych zainwestuje znaczną ilość czasu i pieniędzy w produkcję wstępną.

Wytyczne dotyczące bazy danych

W przypadku korzystania z baz danych, wyceny odlewów często opierają się na założeniu, że wszelkie bazy danych CAD dostarczone do budowy oprzyrządowania i komponentów są kompleksowe, funkcjonalne i nie wymagają aktualizacji.
Bazy danych można uznać za niekompletne i bezużyteczne, jeśli

1. Geometria odlewanej części nie jest fizycznie formowalna.
2. Kąt zanurzenia i promień nie są stosowane na rysunku odlewu.
3. Geometria linii i powierzchni nie jest połączona z dokładnością do 0,001".
4. Linia podziału nie jest wyraźnie zaprojektowana.

Format pliku bazy danych jest ważny podczas tworzenia oprzyrządowania do odlewania ciśnieniowego. Pliki STL są zwykle używane do opracowywania części prototypowych. Pliki w formacie Stp lub IGs są najczęściej używane przez wszystkich producentów odlewów ciśnieniowych; sugerujemy przesłanie tych danych do dostawcy w celu uzyskania wyceny.

Rysunek 2D jest wymagany do uzyskania wąskiej tolerancji, maszyny wtórnej i wykończenia powierzchni. Rysunek 3D jest używany do oprzyrządowania odlewniczego, ale rysunek 2D jest używany do produkcji odlewów wysokiej jakości.

Żywotność narzędzi odlewniczych

Odlewanie ciśnieniowe Producenci są często pytani: "Ile strzałów wytrzyma oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego przed wykonaniem nowego?" lub "Na ile strzałów gwarantujecie oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego?". Lepsze pytanie mogłoby brzmieć: "Co możemy zrobić, aby zmaksymalizować żywotność narzędzi odlewniczych i jak możemy zminimalizować koszty wymiany?". Formy odlewnicze z aluminium i miedzi zużywają się szybciej niż formy odlewnicze z cynku ze względu na agresywny charakter i wysokie temperatury topnienia odlewanych materiałów.

Part geometry, design, and shape also affect the die casting lifespan. In general, aluminum die casting tooling can run 50–70 thousand shots and may start to crack, while zinc die casting tooling can last 100 thousand shots, but this is not always the same result; some of them may be less and some of them may be more. There are many factors that affect the tool’s life. If you still have questions, then you are welcome to contact us.

RFQ

1. Jakiego rodzaju materiału należy użyć do wykonania podstaw form odlewniczych i wkładek wnęk?
An: W przypadku podstawy formy można użyć S50C, 1.2311; w przypadku wnęki i rdzenia lepszymi opcjami będą H13, 1.2344 i 8407.

2. Jaki jest właściwy stopień obróbki cieplnej i procedura dla wnęk form odlewniczych?
An: W przypadku wnęk i rdzeni form odlewniczych, HRC48-52 stopnie i należy sprawdzić raport obróbki cieplnej w celu kontroli jakości.

3. Jaka jest różnica między prototypową formą odlewniczą a oprzyrządowaniem do szybkiego odlewania ciśnieniowego?
An: Prototypowe oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego to zwykle oprzyrządowanie jednorazowe (1-10 sztuk), podczas gdy oprzyrządowanie do szybkiego odlewania ciśnieniowego to oprzyrządowanie w małych ilościach (100-1000 sztuk).

4. Dlaczego stosuje się oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego?
An: Oprzyrządowanie do przycinania odlewów ciśnieniowych służy do przycinania prowadnicy części odlewanej ciśnieniowo.

5. Co powinniśmy wysłać do dostawcy, aby wykonać wysokiej jakości oprzyrządowanie do odlewania ciśnieniowego i części odlewnicze?
An: Plik w formacie STP lub IGS powinien zostać wysłany do producenta odlewów ciśnieniowych w celu wyprodukowania matrycy, a rysunek 2D powinien zostać wysłany do produkcji odlewów. Należy określić, czy wymagane są wąskie tolerancje, obróbka wtórna lub wykończenie powierzchni.