Princíp a analýza optimalizácie procesov a analýzy optimalizácie procesu nízkotlakovej formy liatia pre náboj kolies

1. Prehľad procesu odlievania nízkotlakov
Nízkotlakové odlievanie náboja kolies Hlavne používa tlak vzduchu v uzavretej tlakovej nádrži na zatlačenie zliatiny roztaveného hliníka do dutiny formy a spolieha sa na reguláciu tlaku a teploty, aby sa dosiahla presné vyplnenie a tuhnutie.
Stručný popis toku procesu:
Hliníková kvapalina v topiacej sa peci sa zahrieva na 700-730 ° C;
Kov je tlačený tlakom vzduchu 0,02-0,06 MPa cez uzavretý stúpač;
Kovová kvapalina sa pomaly naplní do dutiny formy zo spodnej časti formy, aby sa znížila turbulencia a tvorba pórov;
Tlak sa udržiava po určitú dobu pri konštantnom tlaku, aby sa dosiahla dobrá kompenzácia zmršťovania;
Po ochladení na predvolenú teplotu sa forma otvorí a odlievanie je vyhodené;
Zadajte následné procesy, ako je tepelné spracovanie a spracovanie.
Procesné výhody:
Je možné dosiahnuť sekvenčnú solinifikáciu a kompenzáciu smerového zmrašťovania;
Vnútorná štruktúra liatia je hustá a zrno je vylepšené;
Plnenie plesní je stabilnejšie, vhodné pre zložité konštrukčné kolesá;
Vyššie využitie materiálu a rýchlosť výťažku.

2. Analýza princípov dizajnu foriem
Forma náboja kolesa musí nielen splniť funkciu geometrického formovania, ale tiež spĺňať požiadavky tepelnej rovnováhy, distribúcie napätia a automatizovaného procesu a mať dobrú štrukturálnu tuhosť, odolnosť proti tepelnej únave a prispôsobivosť procesu.
Dizajn štruktúry dutiny
Princípy konštrukcie rozlúčenia povrchu:
Axiálne horizontálne rozdelenie sa zvyčajne prijíma, aby sa zabezpečilo hladké otvorenie formy;
Rozdeľovacia čiara by sa mala vyhnúť lúčom a oblastiam vysokého stresu, aby sa znížil blesk;
Prechod medzi rebrámi a hrúbkou steny:
Lúče a oblasti stredových otvorov musia byť navrhnuté s hladkými prechodmi a rebrámi, aby sa zabránilo koncentrácii napätia;
Hrúbka rebra by sa mala riadiť 0,6–0,8 -násobkom hrúbky odliatkov.
Konfigurácia mechanizmu pritiahnutia jadra:
Pracovanie jadra je ovládané valcom alebo nakloneným vodiacim stĺpom pre vnútorný priestor v rozpoče alebo dekoratívny otvor náboja.
Dizajn castingového systému
Usporiadanie:
Zvyčajne sa nachádza na spodnej časti hovoru, aby sa dosiahla náplň zdola nahor a vyhla sa inklúziám filmu oxidu;
Pokúste sa udržať symetrické usporiadanie, aby ste získali stabilné prietokové pole.
Kľúčové body stúpacieho dizajnu:
Návrh priemeru rúrky musí brať do úvahy stratu tlaku a reguláciu prietoku, zvyčajne s priemerom 30-50 mm;
Stúpača musí byť vybavená keramickým filtrom, aby sa zachytili inklúzie oxidu.
Vetrací dizajn:
V hornej alebo rohu formy sa otvorí štíhly otvor vetranie alebo vákua;
Zabráňte povrchovým defektom, ako je neúplná náplň a zatvorenie za studena.
Návrh chladiaceho systému
Rozdelenie chladiaceho vodného kanála:
Vodný kanál prechádza horúcou zónou (ako sú lúče a ráfiky) a na chladenie plesní sa používajú medené rukávy alebo oceľové potrubia;
Priemer vodného kanála je obvykle 8-12 mm, aby sa zaistil efektívny prenos tepla.
Ovládateľné chladenie:
Teplotný rozdiel v každej časti formy môže byť regulovaný nastavením prietoku, solenoidových ventilov, termočín a iných systémov;
Na dosiahnutie regulácie teploty s uzavretou slučkou je možné zaviesť systém regulátora teploty formy.
Materiál na plesne a povrchové spracovanie
Výber plesňovej ocele:
Bežne používané, ako napríklad H13, 8407, SKD61 atď. Majú vysokú pevnosť teploty a odolnosť proti tepelným trhlinám;
V oblastiach, v ktorých je koncentrovaný tepelný stres, sa môžu použiť vložky zliatiny s vysokou tepelnou vodivosťou (napríklad BECU).
Proces posilnenia povrchu:
NIRIDING Ošetrenie: zlepšiť tvrdosť povrchu a zabrániť lepeniu plesní;
Poter PVD: odolnosť proti oxidácii s vysokou teplotou, dlhá životnosť;
Životnosť služieb pre plesne môže dosiahnuť 50 000-100 000-krát a horúce praskanie a opotrebenie je potrebné pravidelne kontrolovať.

3. Analýza optimalizácie procesu
Ovládanie kovu
Krivka rýchlosti plnenia:
Pomalé vyplnenie prednej časti na zníženie oxidačných inklúzií;
Zrýchlite výplň hornej oblasti v zadnej časti, aby ste zlepšili úplnosť plnenia.
Hliníková regulácia teploty kvapaliny:
Príliš vysoká spôsobí zmršťovanie a hrubé zrná;
Príliš nízke sťažuje plnenie a ľahké zatvorenie;
Zvyčajne kontrolované pri 690 ± 10 ° C.
Riadenie teploty formy:
Počiatočná teplota formy 200-250 ° C;
Udržujte stabilitu pomocou regulátora teploty formy alebo prerušovaného rozprašovania grafitu.
Ovládanie horúceho a studeného uzla
Metóda identifikácie horúcich uzlov:
Analýza tepelného poľa v horúcej zóne sa vykonáva pomocou simulačného softvéru (napríklad Magmasoft, Procast);
Bežné horúce uzly sa nachádzajú v prechodnej oblasti medzi okrajom a hovorom.
Optimalizácia chladiaceho kanála:
Zvýšiť prietok a skrátiť rozstup kanálov;
Použite materiály s vysokou tepelnou vodivosťou na pomoc miestnemu chladeniu.
Sekvenčné riadenie tuhosti:
Dosiahnite kompenzáciu smerového zmrašťovania prostredníctvom regulácie zvýšenia tlaku alebo núteného chladenia;
Znížte zmršťovanie a zmršťovanie a zlepšíte hustotu.
Potlačenie zmrašťovania a pórov
Ovládanie pórovitosti:
Degas hliníková kvapalina vopred (dehydrogenácia rotora);
Na filtrovanie trosky použite keramický penový filter.
Kompenzácia zmrašťovania:
Upravte mieru doby držania a zvýšenia tlaku;
Navrhnite miestne studené železo alebo pomocný stúpač v horúcej zóne (simulované zmršťovanie).
Riadenie života plesní
Zaznamenávanie a monitorovanie cyklu:
Zaznamenajte krivku životnosti plesní a analyzujte podmienky tvorby oblasti tepelného krakovania;
Technológia prepracovania povrchu:
Na predĺženie životnosti tepelnej oblasti krakovania použite laserové opláštenie alebo zváranie elektrickej iskry;
Simulácia tepelného cyklu plesní:
Simulujte distribúciu tepelného napätia formy a predpovedajte oblasť náchylnej na únavu;
Používa sa na optimalizáciu štruktúry foriem alebo na úpravu plánu chladenia.

4. Trendy vývoja
Keďže automobilový priemysel kladie vyššie požiadavky na ľahkú, bezpečnosť a estetiku kolies, technológia nízkotlakových odlievacích foriem pre kolesá tiež predstavuje nasledujúce trendy vývoja:
Inteligentná štruktúra plesní
Modulárny dizajn: zlepšiť účinnosť výmeny a údržby;
Integrované senzory: Monitorovanie teploty plesní v reálnom čase, účinnosť chladenia a stupeň opotrebenia.
Digitalizácia a dizajn AI
Simulácia digitálneho dvojčacieho procesu: Optimalizácia štruktúry plesní a procesu odlievania;
AI inteligentné ladenie parametrov: Zlepšite konzistentnosť odlievania a rýchlosť výnosu.
Zelená výroba
Používať environmentálne uvoľňovacie činidlá a chladiace systémy zachraňujúce vodu;
Optimalizujte využitie materiálu, znížte emisie odpadu a uhlíka.
Multifunkčné integrované formy
Uvedomte si integrovaný návrh vykurovania, chladenia, vysávania a ďalších systémov, aby ste zlepšili automatizáciu a efektívnosť výroby.