Puntos clave y precauciones en el diseño de moldes de fundición a presión
Los moldes de fundición a presión requieren una alta confiabilidad y una larga vida útil. Es un sistema eficaz de producción de fundición que combina orgánicamente máquinas de fundición a presión y procesos de fundición a presión. Optimizar el diseño de moldes de fundición a presión, mejorar el nivel del proceso y proporcionar una garantía confiable para la producción de fundición a presión son las direcciones que se siguen en el diseño de moldes de fundición a presión a gran escala.
Estructura del molde de fundición a presión
Por lo general, la estructura básica de un molde de fundición a presión incluye: copa de fusión, inserto de moldeo, marco del molde, guía, mecanismo de extracción del núcleo, mecanismo de expulsión y calor. sistema de equilibrio.
El proceso de diseño y desarrollo de moldes de fundición a presión
El proceso de diseño y desarrollo de moldes, el trabajo que los diseñadores deben realizar en la etapa de diseño del molde y la idea general de Diseño de moldes, incluidos algunos diseños relacionados con la certificación estándar. El proceso de desarrollo tiene un cierto efecto preventivo sobre los defectos que pueden ocurrir durante la etapa de diseño.
Puntos clave del diseño de moldes de fundición a presión
Primero, utilice tecnología de creación rápida de prototipos y software 3D para establecer una forma de fundición razonable y determinar inicialmente la superficie de separación, la posición del sistema de compuerta y el molde. sistema de equilibrio térmico.
Convierta el dibujo de fundición bidimensional en datos sólidos tridimensionales de acuerdo con los requisitos, determine una tasa de contracción razonable (generalmente 0,05% ~ 0,06%) de acuerdo con la complejidad y el espesor de la pared de la fundición, y determine la ubicación y la ubicación de la superficie de separación, seleccione la posición y el diámetro del punzón de inyección y el número de piezas fundidas a presión por molde de acuerdo con los datos de la máquina de fundición a presión para que las piezas fundidas a presión estén razonablemente dispuestas. y luego realizar un modelado tridimensional del sistema de compuertas y del sistema de desbordamiento.
En segundo lugar, simule el campo de flujo y el campo de temperatura para optimizar aún más el sistema de entrada del molde y el sistema de equilibrio térmico del molde.
Después de procesar los datos de las piezas fundidas, los sistemas de compuertas y los sistemas de desbordamiento, ingrese los datos de las condiciones límite, como los parámetros del proceso de fundición a presión y los parámetros de las propiedades físicas de la aleación. El software de simulación puede simular el proceso de llenado de la aleación y la dirección de la aleación líquida en la cavidad del molde. También puede realizar simulación de solidificación y simulación de campo de temperatura para optimizar aún más el sistema de entrada y determinar la ubicación del punto de enfriamiento del molde. . Los resultados de la simulación expresan la dirección de la aleación líquida y la distribución del campo de temperatura durante todo el proceso de llenado del molde en forma de fotografías e imágenes. Mediante el análisis, se pueden encontrar los lugares donde pueden ocurrir defectos. En el diseño posterior, se mejoró el efecto de llenado del molde cambiando la posición y dirección de la compuerta interior y agregando una bolsa recolectora de escoria, previniendo y eliminando así defectos de fundición.
En tercer lugar, se diseñó la estructura general del molde basándose en el modelo tridimensional.
Mientras el proceso de simulación está en curso, podemos diseñar el diseño general del molde, incluyendo los siguientes aspectos:
(1) Diseñar el diseño general del molde en función de los datos de la máquina de fundición a presión.
Determinar la posición de inyección y el diámetro del punzón es la tarea principal del diseño general. La posición de inyección debe determinarse para garantizar que la pieza de fundición a presión esté ubicada en el centro de la placa de la máquina de fundición a presión. Los cuatro tirantes de la máquina de fundición a presión no pueden interferir con el mecanismo de extracción del núcleo. relacionado con si la pieza de fundición a presión se puede expulsar suavemente de la cavidad del molde. El diámetro del punzón afecta directamente a la relación de inyección y, por tanto, a la fuerza de sujeción necesaria para el molde de fundición a presión. Por tanto, determinar estos dos parámetros es el primer paso en nuestro diseño.
(2) Diseñar y formar insertos y núcleos.
Este artículo considera principalmente la resistencia y rigidez del inserto formado, el tamaño de la superficie de sellado, el empalme entre insertos, la disposición de las varillas de empuje y los puntos de enfriamiento, etc. La combinación razonable de estos elementos es el requisito básico para garantizar la vida útil del molde. Para moldes grandes, es especialmente necesario considerar la combinación de piezas de desgaste y superficies de sellado. Esta es la clave para evitar daños prematuros al molde y la pérdida de aluminio durante la fundición a presión. También es una necesidad de tecnología de procesamiento de moldes y escape de moldes grandes. . La pieza formadora de molde mostrada en la Figura 4 adopta una estructura de empalme de 10 módulos.
(3) Diseñar la base del molde y el mecanismo de extracción del núcleo.
Los moldes de fundición a presión de tamaño pequeño y mediano pueden elegir directamente la base del molde estándar. Para moldes grandes, la rigidez y resistencia de la base del molde deben calcularse para evitar la deformación elástica de la base del molde durante el molde. -la fundición afecte la precisión dimensional de las piezas de fundición a presión. La clave para el diseño del mecanismo de extracción de núcleos es captar el espacio libre coincidente entre los componentes móviles y el posicionamiento entre los componentes. Teniendo en cuenta la influencia de la expansión térmica en el espacio deslizante durante el proceso de trabajo de la base del molde, el espacio de ajuste del molde grande debe estar entre 0,2 ~ 0,3 ~ 0,5 mm, y el espacio a tope de las piezas moldeadas debe estar entre 0,3 ~ 0,5 mm, dependiendo del tamaño y calentamiento del molde Selección de situación. Para el posicionamiento entre el carro perfilado y el asiento del carro se utilizan llaves cuadradas. La lubricación del mecanismo de extracción del núcleo también es un foco del diseño, lo que afecta directamente la confiabilidad del funcionamiento continuo del molde de fundición a presión. Un buen sistema de lubricación es una parte importante para mejorar la productividad laboral en la fundición a presión.
(4) Disposición de los canales de calefacción y refrigeración y selección de componentes de equilibrio térmico.
Debido a que el líquido a alta temperatura ingresa a la cavidad del molde a alta velocidad y alta presión, aporta mucho calor al inserto del molde. Cómo eliminar este calor es una cuestión que se debe considerar al diseñar moldes, especialmente moldes grandes de fundición a presión. El sistema de equilibrio térmico afecta directamente el tamaño y la calidad interna de las piezas fundidas. La instalación rápida y el control preciso del flujo son las tendencias de desarrollo de los sistemas modernos de equilibrio térmico de moldes. Con el desarrollo de la industria de procesamiento moderna, la selección de componentes de equilibrio térmico tiende al modelo de diseño de selección directa, es decir, la empresa fabricante de componentes proporciona directamente los datos bidimensionales y tridimensionales del componente, y el diseñador puede hacer selecciones según sea necesario, lo que no solo puede garantizar la calidad del componente, sino que también puede acortar el ciclo de diseño.
(5) Diseño y mecanismo de lanzamiento.
El mecanismo de expulsión se puede dividir en dos formas: expulsión mecánica y expulsión hidráulica. La expulsión mecánica utiliza el mecanismo de expulsión del propio equipo para realizar la acción de expulsión, y la expulsión hidráulica utiliza el cilindro hidráulico equipado con el molde para realizar la acción de expulsión. La clave para diseñar el mecanismo de expulsión es hacer que el centro de la fuerza resultante de expulsión sea lo más concéntrico posible con el centro de la fuerza resultante de expulsión. Esto requiere que el mecanismo de expulsión tenga una buena guía de expulsión, rigidez y estabilidad de trabajo confiable. Para moldes grandes, el peso del mecanismo de expulsión es relativamente grande. La varilla de empuje entre los componentes del mecanismo de expulsión y la base del molde es propensa a desviarse debido al peso del molde, provocando que la expulsión se atasque. Al mismo tiempo, la expansión del molde tiene un gran impacto en el mecanismo de expulsión, por lo que el posicionamiento entre el componente de expulsión y la base del molde y la posición fija del pilar guía de expulsión son extremadamente importantes. Los postes guía de expulsión de estos moldes generalmente están fijados sobre la placa de expulsión. El uso de pasadores redondos de gran diámetro o llaves cuadradas para colocar la plantilla, las almohadillas y la base del molde puede minimizar el impacto de la expansión térmica en el mecanismo de expulsión. Si es necesario, se pueden utilizar rodamientos y placas guía para soportar los componentes de extracción. Al diseñar el mecanismo de extracción, se debe prestar atención a la lubricación entre los componentes. Los diseñadores de moldes norteamericanos suelen agregar una placa de grasa diseñada específicamente para lubricar la varilla de empuje en la parte posterior de la base móvil del molde para mejorar la lubricación de las piezas expulsadas. Como se muestra en la Figura 5, se agrega una placa de aceite lubricante a la parte inferior del marco del molde móvil y el paso de aceite se conecta al orificio pasante de la varilla de empuje. Agregue aceite lubricante durante el trabajo para lubricar el mecanismo de extracción y evitar que se atasque.
(6) Diseño de mecanismo de posicionamiento de guía.
En toda la estructura del molde, el mecanismo de guía y posicionamiento es el factor más importante que afecta la estabilidad del funcionamiento del molde y también afecta directamente la precisión dimensional de la fundición a presión.
El mecanismo de guía del molde incluye principalmente: guía de cierre del molde, guía de extracción del núcleo y guía de empuje. En general, los elementos guía deben utilizar pares de fricción hechos de materiales especiales para reducir el desgaste y resistir el desgaste. También es esencial una buena lubricación y se deben instalar los conductos de aceite lubricante necesarios entre cada par de fricción. Cabe señalar en particular que la estructura guía del deslizador de gran tamaño generalmente adopta la forma de guía de casquillos guía de cobre y postes guía duros, junto con una buena forma de posicionamiento, para garantizar que el deslizador se desplace suavemente y con precisión.
El mecanismo de posicionamiento del molde incluye principalmente: posicionamiento entre los moldes estáticos y móviles, posicionamiento entre expulsión y reinicio, posicionamiento entre el deslizador de moldeo y el asiento del deslizador, y entre la parte de expulsión del molde. posicionamiento del marco y la base del molde, etc. El posicionamiento entre matrices estáticas y dinámicas es un tipo de posicionamiento activo que requiere una alta precisión. Se pueden colocar moldes pequeños directamente por las superficies convexas y cóncavas entre los insertos de moldeo. Los moldes de fundición a presión de gran tamaño deben utilizar mecanismos de posicionamiento especiales para eliminar el impacto de la expansión térmica en la precisión del posicionamiento del molde. Otras estructuras de posicionamiento son posicionamiento entre componentes y son posicionamiento fijo. Generalmente se utilizan pasadores redondos y llaves cuadradas para el posicionamiento. El posicionamiento de las superficies convexas y cóncavas entre los insertos formadores garantiza un posicionamiento preciso entre los moldes estáticos y dinámicos y evita lados incorrectos del molde.