Principiul proiectării și analiza optimizării proceselor a matriței de turnare de joasă presiune pentru butucul roții

1. Prezentare generală a procesului de turnare de joasă presiune a butucului roților
Turnarea cu presiune joasă a butucului roților Folosește în principal presiunea aerului în rezervorul de presiune închisă pentru a apăsa aliajul de aluminiu topit în cavitatea matriței și se bazează pe controlul presiunii și temperaturii pentru a obține umplerea și solidificarea precisă.
Scurtă descriere a fluxului de proces:
Lichidul de aluminiu din cuptorul de topire este încălzit la 700-730 ° C;
Metalul este împins în sus de presiunea aerului de 0,02-0,06 MPa prin ridicarea închisă;
Lichidul metalic este umplut încet în cavitatea matriței din partea inferioară a matriței pentru a reduce turbulența și formarea porilor;
Presiunea este menținută pentru o perioadă de timp sub presiune constantă pentru a obține o compensare bună de contracție;
După răcirea la temperatura prestabilită, matrița este deschisă și turnarea este ejectată;
Introduceți procesele ulterioare, cum ar fi tratarea termică și procesarea.
Avantaje pentru proces:
Se pot obține o compensație secvențială de solidificare și contracție direcțională;
Structura internă a turnării este densă și bobul este rafinat;
Umplerea matriței este mai stabilă, potrivită pentru roțile complexe de structură;
Utilizarea mai mare a materialelor și rata de randament.

2. Analiza principiilor proiectării mucegaiului
Moldul cu butuc rotile nu trebuie să îndeplinească numai funcția de modelare geometrică, ci și să îndeplinească cerințele echilibrului termic, distribuția tensiunii și procesului automat și să aibă o rigiditate structurală bună, rezistență la oboseală termică și adaptabilitatea procesului.
Proiectarea structurii cavității
Principiile designului suprafeței de design:
De obicei, despărțirea orizontală axială este de obicei adoptată pentru a asigura deschiderea lină a matriței;
Linia de despărțire ar trebui să evite spițele și zonele de stres ridicat pentru a reduce blițul;
Tranziția între coaste și grosimea peretelui:
Spocurile și zonele găurilor centrale trebuie să fie proiectate cu tranziții netede și coaste pentru a preveni concentrația de tensiune;
Grosimea coastei trebuie controlată de 0,6–0,8 ori grosimea turnării.
Configurația de bază a mecanismului de tracțiune:
Tragerea miezului este controlată de un cilindru sau de o coloană de ghidare înclinată pentru spațiul interior sau gaura decorativă a butucului.
Proiectarea sistemului de turnare
Aspect ingate:
De obicei, este localizat în partea de jos a discuției pentru a obține umplutura de jos în sus și pentru a evita incluziunile peliculelor de oxid;
Încercați să păstrați un aspect simetric pentru a obține un câmp de curgere stabil.
Puncte cheie ale proiectării Riser:
Proiectarea diametrului conductei trebuie să țină seama atât de pierderea presiunii, cât și de controlul debitului, de obicei cu un diametru de 30-50 mm;
Riserul trebuie să fie echipat cu un filtru ceramic pentru a intercepta incluziunile oxidului.
Proiectare de ventilație:
O orificiu zveltă sau o gaură de vid este deschisă în partea de sus sau în colțul matriței;
Preveniți defectele de suprafață, cum ar fi umplutura incompletă și închiderea la rece.
Proiectarea sistemului de răcire
Distribuția canalului de apă de răcire:
Canalul de apă trece prin zona fierbinte (cum ar fi ramele și jantele), iar mânecile de cupru sau conductele de oțel sunt utilizate pentru răcirea matriței;
Diametrul canalului de apă este de obicei de 8-12 mm pentru a asigura un transfer eficient de căldură.
Răcire controlabilă:
Diferența de temperatură a fiecărei părți a matriței poate fi controlată prin reglarea debitului, a supapelor solenoide, a termocuplurilor și a altor sisteme;
Sistemul de control al temperaturii matriței poate fi introdus pentru a obține un control al temperaturii cu buclă închisă.
Materialul de mucegai și tratarea suprafeței
Selectarea oțelului de mucegai:
Cele utilizate frecvent, cum ar fi H13, 8407, SKD61, etc. au rezistență la temperatură ridicată și rezistență termică a fisurilor;
Pentru zonele în care tensiunea termică este concentrată, pot fi utilizate inserții de aliaj de cupru cu conductivitate termică ridicată (cum ar fi BECU).
Proces de întărire a suprafeței:
Tratamentul de nitring: îmbunătățiți duritatea suprafeței și preveniți lipirea mucegaiului;
Acoperire PVD: rezistență la oxidare la temperatură ridicată, viață lungă;
Durata de viață a mucegaiului poate ajunge de 50.000-100.000 de ori, iar zonele de fisurare și uzură fierbinte trebuie să fie inspectate în mod regulat.

3. Analiza optimizării procesului
Control de umplere a metalelor
Curba de viteză de umplere:
Completarea lentă a secțiunii din față pentru a reduce incluziunile de oxidare;
Accelerați umplerea zonei superioare din secțiunea din spate pentru a îmbunătăți completitudinea de umplere.
Controlul temperaturii lichidului de aluminiu:
Prea mare va provoca contracție și boabe grosiere;
Prea scăzut va face umplutura dificilă și ușor de închis la rece;
De obicei controlat la 690 ± 10 ° C.
Controlul temperaturii matriței:
Temperatura inițială a matriței 200-250 ° C;
Mențineți stabilitatea prin regulatorul de temperatură a matriței sau prin pulverizarea intermitentă a grafitului.
Controlul cald și rece al nodului
Metoda de identificare a nodului fierbinte:
Analiza câmpului termic a zonei fierbinți se realizează cu ajutorul software -ului de simulare (cum ar fi Magmasoft, Procast);
Nodurile fierbinți obișnuite sunt localizate în zona de tranziție între jante și vorbire.
Optimizarea canalului de răcire:
Creșterea debitului și scurtează distanța canalului;
Utilizați materiale de conductivitate termică ridicată pentru a ajuta răcirea locală.
Control secvențial de solidificare:
Obține compensarea direcțională a contracției prin creșterea presiunii sau răcirea forțată;
Reduceți contracția și contracția și îmbunătățiți densitatea.
Suprimarea contracției și a porii
Controlul porozității:
Degas lichidul de aluminiu în avans (deshidrogenare rotor);
Folosiți filtrul de spumă ceramică pentru a filtra zgură.
Compensare de contracție:
Reglați timpul de menținere și rata de creștere a presiunii;
Proiectați fier local sau auxiliar în zona fierbinte (Simulați canalul de contracție).
Managementul vieții de mucegai
Înregistrare și monitorizare a ciclului:
Înregistrați curba de viață a mucegaiului și analizați condițiile pentru formarea zonei de fisurare termică;
Tehnologia de reprocesare a suprafeței:
Utilizați placare cu laser sau sudare cu scânteie electrică pentru a prelungi durata de viață a zonei de fisurare termică;
Simularea ciclului termic de mucegai:
Simulați distribuția tensiunii termice a matriței și prezice zona predispusă la fisura de oboseală;
Utilizat pentru a optimiza structura matriței sau pentru a regla planul de răcire.

4. Tendințe de dezvoltare
Întrucât industria automobilismului acordă cerințe mai mari la ușoare, siguranță și estetică a roților, tehnologia matrițelor de turnare pentru presiune joasă prezintă, de asemenea, următoarele tendințe de dezvoltare:
Structura mucegaiului inteligent
Proiectare modulară: îmbunătățirea eficienței de înlocuire și întreținere;
Senzori integrați: monitorizarea în timp real a temperaturii mucegaiului, eficiența de răcire și gradul de uzură.
Digitalizare și design AI
Simulare digitală a procesului de gemeni: optimizați structura mucegaiului și procesul de turnare;
AI Intelligent Parametru Tuning: îmbunătățirea consistenței de turnare și a ratei de randament.
Fabricare verde
Utilizați agenți de eliberare ecologici și sisteme de răcire de economisire a apei;
Optimizați utilizarea materialelor, reduceți deșeurile și emisiile de carbon.
Molduri integrate multifuncționale
Realizați proiectarea integrată de încălzire, răcire, aspirare și alte sisteme pentru a îmbunătăți automatizarea și eficiența producției.