Zasada projektowania i optymalizacja procesu analiza formy odlewniczej niskociśnieniowej dla piasty kół

1. Przegląd procesu odlewania niskociśnieniowego piasty koła
Odlewanie kół podwórz Głównie wykorzystuje ciśnienie powietrza w zamkniętym zbiorniku ciśnieniowym, aby wcisnąć stopiony stop aluminium do wnęki pleśni, i polega na kontrolowaniu ciśnienia i temperatury, aby osiągnąć precyzyjne wypełnienie i zestalenie.
Krótki opis przepływu procesu:
Aluminiowa ciecz w piecu topiącym jest podgrzewana do 700-730 ° C;
Metal jest wypychany przez ciśnienie powietrza 0,02-0,06 MPa przez zamknięty pion;
Metalowa ciecz jest powoli wypełniona w jamie formy od dna formy, aby zmniejszyć turbulencje i tworzenie porów;
Ciśnienie jest utrzymywane przez okres czasu pod stałym ciśnieniem, aby osiągnąć dobrą kompensację skurczową;
Po ochłodzeniu do ustalonej temperatury forma jest otwierana, a odlew wyrzuca;
Wprowadź kolejne procesy, takie jak obróbka cieplna i przetwarzanie.
Zalety procesu:
Można osiągnąć sekwencyjne zestalanie i kompensację skurczową kierunkową;
Wewnętrzna struktura odlewu jest gęsta, a ziarno jest udoskonalane;
Napełnianie formy jest bardziej stabilne, odpowiednie dla złożonych kół konstrukcyjnych;
Wyższe wykorzystanie materiału i szybkość wydajności.

2. Analiza zasad projektowania pleśni
Forma piastowa koła musi nie tylko spełniać funkcję formowania geometrycznego, ale także spełniać wymagania bilansu termicznego, rozkładu naprężeń i procesu zautomatyzowanego oraz mieć dobrą sztywność strukturalną, odporność na zmęczenie termiczne i zdolność adaptacji procesu.
Projekt struktury wnęki
Zasady projektowania powierzchni rozstania:
Zwykle przyjmuje się rozstanie poziome osiowe, aby zapewnić płynne otwarcie formy;
Linia rozbijająca powinna unikać powodów i obszarów o wysokim naprężeniu, aby zmniejszyć błysk;
Przejście między żeberkami a grubością ściany:
Rzeki i obszary otworów środkowych muszą być zaprojektowane z gładkimi przejściami i żeberkami, aby zapobiec stężeniu naprężeń;
Grubość żebra powinna być kontrolowana na 0,6–0,8 razy większa niż grubość odlewu.
Konfiguracja mechanizmu ciągnięcia rdzenia:
Pokrycie rdzenia jest kontrolowane przez cylinder lub nachyloną kolumnę prowadzącej dla wewnętrznej przestrzeni lub ozdobnej otworu piasty.
Projektowanie systemu odlewania
Ingate Layout:
Zwykle znajduje się na dole mówienia, aby osiągnąć wypełnienie oddolne i uniknąć inkluzji folii tlenkowej;
Staraj się zachować symetryczny układ, aby uzyskać stabilne pole przepływu.
Kluczowe punkty projektowania pionu:
Konstrukcja średnicy rury musi uwzględniać zarówno stratę ciśnienia, jak i kontrolę natężenia przepływu, zwykle o średnicy 30-50 mm;
Puste musi być wyposażone w filtr ceramiczny w celu przechwytywania wtrąceń tlenku.
Projekt wentylacyjny:
Smukły otwór wentylacyjny lub otwór próżniowy jest otwarty u góry lub rogu formy;
Zapobiegaj defektom powierzchniowym, takim jak niekompletne wypełnienie i zimne zamknięcie.
Projektowanie systemu chłodzenia
Dystrybucja kanału wodnego chłodzącego:
Kanał wodny przechodzi przez gorącą strefę (taką jak szprychy i felgi), a do chłodzenia pleśni używane są miedziane rękawy lub rur stalowy;
Średnica kanału wodnego wynosi zwykle 8-12 mm, aby zapewnić wydajne przenoszenie ciepła.
Kontrolowane chłodzenie:
Różnicę temperatur każdej części pleśni można kontrolować, dostosowując natężenie przepływu, zawory elektromagnesu, termopar i inne systemy;
System kontrolera temperatury pleśni można wprowadzić w celu osiągnięcia kontroli temperatury zamkniętej pętli.
Materiał pleśniowy i obróbka powierzchniowa
Wybór stali pleśni:
Powszechnie używane, takie jak H13, 8407, SKD61 itp., Mają wytrzymałość na wysoką temperaturę i odporność na pęknięcie termiczne;
W obszarach, w których naprężenie termiczne jest skoncentrowane, można zastosować wysokie wkładki ze stopu miedzi (takie jak BECU).
Proces wzmacniania powierzchni:
Obróbka nitrowania: Popraw twardość powierzchni i zapobiec przyklejeniu pleśni;
Powłoka PVD: odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze, długą żywotność;
Życie obsługi pleśni może osiągnąć 50 000-100 000 razy, a obszary gorące pękanie i zużycie należy regularnie sprawdzać.

3. Analiza optymalizacji procesu
Metalowa kontrola napełniania
Krzywa prędkości napełniania:
Powolne wypełnienie w przedniej części w celu zmniejszenia wtrąceń utleniania;
Przyspiesz wypełnienie górnego obszaru w tylnej części, aby poprawić kompletność wypełniania.
Aluminiowa kontrola temperatury cieczy:
Zbyt wysokie spowoduje skurcz i gruboziarniste ziarna;
Zbyt niskie sprawi, że napełnianie będzie trudne i łatwe do zamknięcia;
Zwykle kontrolowane w 690 ± 10 ° C.
Kontrola temperatury pleśni:
Początkowa temperatura formy 200-250 ° C;
Utrzymuj stabilność poprzez kontroler temperatury pleśni lub przerywane rozpylenie grafitu.
Kontrola gorącego i zimnego węzła
Metoda identyfikacji gorącego węzła:
Analiza pola termicznego strefy gorącej odbywa się za pomocą oprogramowania symulacyjnego (takiego jak Magmasoft, Procast);
Wspólne gorące węzły znajdują się w obszarze przejściowym między obręczą a mówieniem.
Optymalizacja kanału chłodzenia:
Zwiększyć natężenie przepływu i skróć odstępy kanału;
Użyj wysokich materiałów przewodności cieplnej, aby pomóc lokalnemu chłodzeniu.
Sekwencyjna kontrola zestalania:
Osiągnąć kierunkowe kompensację skurczania poprzez kontrolę nadciśnienia lub przymusowe chłodzenie;
Zmniejsz skurcz i skurcz oraz popraw gęstość.
Tłumienie skurczu i porów
Kontrola porowatości:
Degas z wyprzedzeniem ciecz aluminiowa (odwodnienie wirnika);
Użyj ceramicznego filtra z pianki do filtrowania żużla.
Odszkodowanie skurczowe:
Dostosuj czas trzymania i szybkość wzrostu ciśnienia;
Zaprojektuj lokalne zimne żelazo lub pion pomocniczy w gorącej strefie (symulacja kanału kurczaka).
Zarządzanie życiem
Nagrywanie i monitorowanie cyklu:
Zapisz krzywą życia pleśni i przeanalizuj warunki tworzenia obszaru pękania termicznego;
Technologia przetwarzania powierzchni:
Użyj okładziny laserowej lub spawania elektrycznego iskry, aby przedłużyć żywotność obszaru pękania termicznego;
Symulacja cyklu termicznego pleśni:
Symulować rozkład naprężeń termicznych formy i przewiduj obszar podatny na pęknięcie zmęczeniowe;
Służy do optymalizacji struktury formy lub dostosowania planu chłodzenia.

4. Trendy rozwojowe
Ponieważ przemysł motoryzacyjny stawia wyższe wymagania dotyczące lekkich, bezpieczeństwa i estetyki kół, technologia niskociśnieniowych pleśni odlewających do kół przedstawia również następujące trendy rozwojowe:
Inteligentna struktura pleśni
Projekt modułowy: poprawia wydajność wymiany i konserwacji;
Zintegrowane czujniki: Monitorowanie temperatury pleśni, wydajność chłodzenia i stopień zużycia.
Digitalizacja i projektowanie AI
Cyfrowa symulacja procesu podwójnego: optymalizuj strukturę pleśni i proces odlewania;
AI Inteligentne tunowanie parametrów: Popraw spójność odlewania i szybkość wydajności.
Zielona produkcja
Użyj przyjaznych dla środowiska agentów uwalniania i systemów chłodzenia oszczędzania wody;
Zoptymalizuj wykorzystanie materiałów, zmniejsz odpady i emisję dwutlenku węgla.
Wielofunkcyjne zintegrowane formy
Uświadom sobie zintegrowane konstrukcje ogrzewania, chłodzenia, odkurzania i innych systemów w celu poprawy automatyzacji i wydajności produkcji.