Tekerlek göbeği için düşük basınçlı döküm kalıbının tasarım prensibi ve süreç optimizasyon analizi

1. Tekerlek göbeğinin düşük basınçlı döküm işlemine genel bakış
Tekerlek göbeğinin düşük basınçlı dökümü Temel olarak, erimiş alüminyum alaşımını kalıp boşluğuna bastırmak için kapalı basınç tankındaki hava basıncını kullanır ve hassas doldurma ve katılaşma elde etmek için basıncı ve sıcaklığı kontrol etmeye dayanır.
İşlem akışının kısa açıklaması:
Erime fırınındaki alüminyum sıvı 700-730 ° C'ye ısıtılır;
Metal, kapalı yükselticiden 0.02-0.06 MPa hava basıncı ile yukarı itilir;
Metal sıvı, türbülansı ve gözenek oluşumunu azaltmak için kalıbın altındaki kalıp boşluğuna yavaşça doldurulur;
Basınç iyi büzülme telafisi elde etmek için sabit basınç altında bir süre korunur;
Önceden ayarlanmış sıcaklığa soğutulduktan sonra kalıp açılır ve döküm çıkarılır;
Isıl işlem ve işleme gibi sonraki işlemlere girin.
Süreç Avantajları:
Sıralı katılaşma ve yönlü büzülme telafisi elde edilebilir;
Dökümün iç yapısı yoğundur ve tane rafine edilir;
Kalıp dolgusu daha kararlıdır, karmaşık yapı tekerlekleri için uygundur;
Daha yüksek malzeme kullanımı ve verim hızı.

2. Kalıp Tasarım İlkelerinin Analizi
Tekerlek göbek kalıbı sadece geometrik kalıplama fonksiyonunu karşılamakla kalmamalı, aynı zamanda termal denge, stres dağılımı ve otomatik işlem gereksinimlerini de karşılamalı ve iyi yapısal sertliğe, termal yorgunluk direnci ve işlem uyarlanabilirliğine sahip olmalıdır.
Boşluk yapısı tasarımı
Ayrılma Yüzey Tasarım İlkeleri:
Kalıpın düzgün bir şekilde açılmasını sağlamak için genellikle eksenel yatay ayrılık benimsenir;
Ayrılma çizgisi, flaşı azaltmak için konuşmacıları ve yüksek stres alanlarından kaçınmalıdır;
Kaburgalar ve duvar kalınlığı arasında geçiş:
Konuşmalar ve merkez delik alanlarının stres konsantrasyonunu önlemek için pürüzsüz geçişler ve kaburgalarla tasarlanması gerekir;
Kaburga kalınlığı, dökümün kalınlığının 0.6-0.8 katı olarak kontrol edilmelidir.
Çekirdek çekme mekanizması yapılandırması:
Çekirdek çekme, hub'ın tek bir iç boşluğu veya dekoratif deliği için bir silindir veya eğimli bir kılavuz sütunu tarafından kontrol edilir.
Döküm sistemi tasarımı
Egate Düzeni:
Genellikle aşağıdan yukarıya dolgu elde etmek ve oksit film inklüzyonlarından kaçınmak için konuşmanın altında bulunur;
Kararlı bir akış alanı elde etmek için simetrik bir düzen tutmaya çalışın.
Yükseltici tasarımının temel noktaları:
Boru çapı tasarımı, genellikle 30-50 mm çapında hem basınç kaybı hem de akış hızı kontrolünü hesaba katmalıdır;
Yükselticinin oksit inklüzyonlarını kesmek için bir seramik filtre ile donatılması gerekir.
Havalandırma Tasarımı:
Kalıbın üstünde veya köşesinde ince bir havalandırma veya vakum deliği açılır;
Eksik doldurma ve soğuk kapanma gibi yüzey kusurlarını önleyin.
Soğutma Sistemi Tasarımı
Soğutma Su Kanalı Dağıtım:
Su kanalı sıcak bölgeden (konuşmacılar ve jantlar gibi) geçer ve kalıp soğutma için bakır manşonlar veya çelik borular kullanılır;
Su kanalı çapı, verimli ısı transferi sağlamak için genellikle 8-12 mm'dir.
Kontrol edilebilir soğutma:
Kalıbın her bir parçasının sıcaklık farkı, akış hızı, solenoid valfler, termokupllar ve diğer sistemler ayarlanarak kontrol edilebilir;
Kapalı döngü sıcaklık kontrolü elde etmek için kalıp sıcaklık kontrolör sistemi eklenebilir.
Kalıp malzemesi ve yüzey işlemi
Kalıp çeliği seçimi:
H13, 8407, SKD61 vb. Gibi yaygın olarak kullanılanlar, yüksek sıcaklık mukavemeti ve termal çatlak direncine sahiptir;
Termal stresin konsantre olduğu alanlar için, yüksek termal iletkenlik bakır alaşım ekleri (BECU gibi) kullanılabilir.
Yüzey Güçlendirme Süreci:
Nitriding Tedavisi: Yüzey sertliğini iyileştirin ve kalıp yapışmasını önleyin;
PVD kaplama: yüksek sıcaklık oksidasyon direnci, uzun ömür;
Kalıp hizmet ömrü 50.000-100.000 kez ulaşabilir ve sıcak çatlama ve aşınma alanlarının düzenli olarak denetlenmesi gerekir.

3. Proses optimizasyon analizi
Metal Doldurma Kontrolü
Doldurma Hız Eğrisi:
Oksidasyon inklüzyonlarını azaltmak için ön bölümde yavaş doldurma;
Doldurma bütünlüğünü iyileştirmek için arka bölümdeki üst alanın doldurulmasını hızlandırın.
Alüminyum sıvı sıcaklık kontrolü:
Çok yüksek büzülmeye ve kaba tahıllara neden olur;
Çok düşük dolguları zor ve soğuk kapanması kolay hale getirecektir;
Genellikle 690 ± 10 ° C'de kontrol edilir.
Kalıp sıcaklığı kontrolü:
Başlangıç ​​kalıp sıcaklığı 200-250 ° C;
Kalıp sıcaklığı kontrolörü veya grafitin aralıklı püskürtülmesi yoluyla stabiliteyi koruyun.
Sıcak ve soğuk düğüm kontrolü
Sıcak Düğüm Tanımlama Yöntemi:
Sıcak bölgenin termal alan analizi simülasyon yazılımı (Magmasoft, Procast gibi) yardımıyla gerçekleştirilir;
Yaygın sıcak düğümler, jant ve konuşma arasındaki geçiş alanında bulunur.
Soğutma Kanalı Optimizasyonu:
Akış hızını arttırın ve kanal aralığını kısaltın;
Yerel soğutmaya yardımcı olmak için yüksek termal iletkenlik malzemeleri kullanın.
Sıralı katılaşma kontrolü:
Basınç artış kontrolü veya zorla soğutma yoluyla yönlü büzülme telafisi elde etmek;
Büzülmeyi ve büzülmeyi azaltın ve yoğunluğu iyileştirin.
Büzülme ve gözeneklerin bastırılması
Gözeneklilik Kontrolü:
Alüminyum sıvı önceden degas (rotor dehidrojenasyonu);
Cüruf filtresi için seramik köpük filtresini kullanın.
Büzülme telafisi:
Tutma süresini ve basınç artış oranını ayarlayın;
Sıcak bölgede yerel soğuk demir veya yardımcı yükseltici tasarlayın (büzülme kanalını simüle edin).
Kalıp Yaşam Yönetimi
Bisiklet kaydı ve izleme:
Kalıp ömrü eğrisini kaydedin ve termal çatlama alanının oluşumu için koşulları analiz edin;
Yüzey Yeniden İşleme Teknolojisi:
Termal çatlama alanının ömrünü uzatmak için lazer kaplama veya elektrik kıvılcım kaynağı kullanın;
Kalıp termal döngüsü simülasyonu:
Kalıbın termal gerilim dağılımını simüle edin ve yorgunluk çatlak eğilimli alanını tahmin edin;
Kalıp yapısını optimize etmek veya soğutma planını ayarlamak için kullanılır.

4. Geliştirme trendleri
Otomotiv endüstrisi, hafif, güvenlik ve tekerleklerin estetiğine daha yüksek talepler getirdiğinden, tekerlekler için düşük basınçlı döküm kalıpları teknolojisi de aşağıdaki geliştirme eğilimlerini sunar:
Akıllı Kalıp Yapısı
Modüler Tasarım: Değiştirme ve Bakım Verimliliğini Artırın;
Entegre sensörler: Kalıp sıcaklığının gerçek zamanlı izlenmesi, soğutma verimliliği ve aşınma derecesi.
Dijitalleşme ve yapay zeka tasarımı
Dijital İkiz İşlem Simülasyonu: Kalıp yapısını ve döküm işlemini optimize edin;
AI Akıllı Parametre Ayarı: Döküm tutarlılığını ve verim hızını iyileştirin.
Yeşil üretim
Çevre dostu serbest bırakma temsilcileri ve su tasarrufu sağlayan soğutma sistemleri kullanın;
Malzeme kullanımını optimize edin, atık ve karbon emisyonlarını azaltın.
Çok işlevli entegre kalıplar
Otomasyon ve üretim verimliliğini artırmak için entegre ısıtma, soğutma, vakumlama ve diğer sistemlerin tasarımını gerçekleştirin. .