1. Użyj technologii szybkiego prototypowania i oprogramowania trójwymiarowego, aby ustalić rozsądny kształt odlewu i wstępnie określić powierzchnię podziału, położenie systemu wlewowego i układ równowagi cieplnej formy. Przekształć dwuwymiarowy rysunek odlewu w trójwymiarowe dane bryłowe zgodnie z wymaganiami, określ rozsądny współczynnik skurczu zgodnie ze złożonością i grubością ścianek odlewu (zwykle 0.05%~0.06%), określ położenie i kształt powierzchni podziału oraz określ położenie i kształt powierzchni podziału zgodnie z odlewem ciśnieniowym. Dane maszyny wybierają położenie i średnicę stempla wtryskowego oraz liczbę części odlewanych ciśnieniowo na matrycę, tworzą rozsądny układ części odlewanych ciśnieniowo, a następnie przeprowadzają trójwymiarowe modelowanie układu wlewowego i układu przelewowego.
2. Przeprowadź symulację pola przepływu i pola temperatury, aby zoptymalizować system zalewania formy i układ bilansu cieplnego formy. Po przetworzeniu danych dotyczących odlewu, systemu zalewania i układu przelewowego, wprowadź dane dotyczące warunków brzegowych, takie jak parametry procesu odlewania jadeitu, parametry fizyczne stopu, a oprogramowanie symulacyjne zasymuluje proces napełniania stopem i trend przepływu ciekłego stopu wewnątrz wnęki formy. Oprogramowanie może również przeprowadzić symulację krzepnięcia i symulację pola temperatury, aby zoptymalizować układ wlewowy i określić położenie punktu chłodzenia formy.
Wyniki symulacji przedstawiają informacje o orientacji ciekłego stopu i rozkładzie pola temperatury w całym procesie napełniania w postaci obrazów i obrazów, a części, które mogą mieć wady, można zidentyfikować poprzez analizę. W dalszym projektowaniu, w celu poprawy efektu napełniania oraz zapobiegania i eliminowania wad odlewniczych, stosuje się środki takie jak zmiana położenia i orientacji wlewu wewnętrznego oraz dodanie worka zbierającego żużel.
3. Zaprojektuj ogólną strukturę formy zgodnie z modelem 3D. W trakcie symulacji możemy zaprojektować ogólny układ formy, uwzględniając następujące aspekty:
(1) Wykonaj ogólny projekt układu formy zgodnie z danymi maszyny odlewniczej.
Pierwszym zadaniem w ogólnym projekcie układu jest określenie pozycji wtrysku i średnicy stempla. Pozycję wtrysku należy określić tak, aby odlew znajdował się w środku płyty maszyny odlewniczej, a cztery drążki pociągowe maszyny odlewniczej nie kolidowały z mechanizmem wyciągania rdzenia. Pozycja wtrysku zależy od tego, czy odlew można płynnie wysunąć z gniazda formy. Średnica stempla bezpośrednio wpływa na współczynnik wtrysku, a tym samym na siłę zacisku wymaganą dla formy odlewniczej. Dlatego określenie tych dwóch parametrów jest pierwszym krokiem w naszym projekcie.
(2) Zaprojektować wkładki formujące i rdzenie.
Głównymi czynnikami są wytrzymałość i sztywność wkładki formującej, rozmiar powierzchni uszczelniającej, połączenia między wkładkami, rozmieszczenie popychaczy i punktów chłodzenia itp. Rozsądne połączenie tych elementów jest podstawowym wymogiem zapewniającym trwałość formy. W przypadku dużych form szczególnie istotne jest uwzględnienie sposobu dopasowania wrażliwych części do powierzchni uszczelniającej. Jest to klucz do zapobiegania przedwczesnemu uszkodzeniu formy i wyciekaniu aluminium podczas procesu odlewania ciśnieniowego. Konieczne jest również zastosowanie technologii odsysania z dużych form i obróbki form.
(3) Zaprojektować podstawę formy i mechanizm wyciągania rdzenia.
Małe i średnie formy odlewnicze mogą bezpośrednio wybierać standardowe podstawy formy. Formy na dużą skalę muszą obliczyć sztywność i wytrzymałość podstawy formy, aby zapobiec wpływowi sprężystej deformacji podstawy formy na dokładność wymiarową odlewanej części podczas procesu odlewania ciśnieniowego. Kluczem do zaprojektowania mechanizmu wyciągającego rdzeń jest uchwycenie szczeliny pasowania między ruchomymi elementami i pozycjonowania między elementami. Biorąc pod uwagę wpływ rozszerzalności cieplnej na szczelinę ślizgową podczas procesu obróbki podstawy formy, szczelina pasowania dużej formy powinna wynosić od 0.2 do 0.3 mm, a szczelina czołowa części formującej powinna wynosić od 0.3 do 0.5 mm, co jest dobierane w zależności od rozmiaru formy i warunków ogrzewania. Klucz kwadratowy służy do pozycjonowania między uformowanym suwakiem a gniazdem suwaka. Smarowanie mechanizmu wyciągającego rdzeń jest również w centrum uwagi projektu. Ten czynnik bezpośrednio wpływa na niezawodność ciągłej pracy formy odlewniczej. Doskonały układ smarowania stanowi istotny element poprawy wydajności pracy w procesie odlewania ciśnieniowego.
(4) Układ kanałów grzewczych i chłodzących oraz dobór elementów bilansu cieplnego.
Ponieważ ciecz o wysokiej temperaturze dostaje się do wnęki formy z dużą prędkością pod wysokim ciśnieniem, dostarcza dużo ciepła do wkładki formy. Sposób odprowadzenia tego ciepła jest problemem, który należy rozważyć podczas projektowania formy, zwłaszcza w przypadku dużych form odlewniczych. System równowagi cieplnej bezpośrednio wpływa na rozmiar odlewanej części. I jakość wewnętrzną. Szybka instalacja i dokładna kontrola przepływu to trendy rozwojowe nowoczesnych systemów równowagi cieplnej formy. Wraz z rozwojem nowoczesnego przemysłu przetwórczego, wybór komponentów równowagi cieplnej ma tendencję do bezpośredniego wyboru trybów projektowania, to znaczy, że firmy produkujące komponenty bezpośrednio dostarczają dwuwymiarowe i trójwymiarowe dane komponentów, projekt użytkownika jest na żądanie, co może nie tylko zapewnić jakość komponentów, ale także skrócić cykl projektowania.
(5) Zaprojektuj mechanizm startowy.
Mechanizm wypychania można podzielić na dwie formy: wypychanie mechaniczne i wypychanie hydrauliczne. Wypychanie mechaniczne wykorzystuje własny mechanizm wypychania urządzenia do osiągnięcia akcji wypychania, a wypychanie hydrauliczne wykorzystuje cylinder hydrauliczny wyposażony w samą formę do osiągnięcia akcji wypychania. Kluczem do zaprojektowania mechanizmu wypychania jest próba uczynienia środka wypadkowej siły wypychającej i środka wypadkowej siły uwalniającej koncentrycznymi w jak największym stopniu, co wymaga, aby mechanizm wypychania miał dobrą orientację wypychania, sztywność i niezawodną stabilność roboczą. W przypadku dużych form masa mechanizmu wypychania jest stosunkowo duża. Elementy mechanizmu wypychania i rama prawdopodobnie odchylą popychacz ze względu na masę formy, powodując zacięcie się wypychania. Jednocześnie rozszerzalność cieplna formy również wpływa na mechanizm wypychania. Jest on niezwykle duży, więc pozycjonowanie między elementem wypychacza a ramą formy i stała pozycja prowadnicy popychacza są niezwykle ważne. Prowadnica popychacza tych form jest zazwyczaj zamocowana na szablonie, a szablon, podkładka i rama formy Użyj okrągłego sworznia lub kwadratowego klucza o większej średnicy do pozycjonowania, co może zminimalizować wpływ rozszerzalności cieplnej na mechanizm wypychania. W razie potrzeby można użyć łożysk tocznych i płyt prowadzących do podparcia elementu wypychającego. Jednocześnie, zwróć uwagę na smarowanie między elementami podczas projektowania mechanizmu wypychania. Projektanci form w Ameryce Północnej zazwyczaj dodają specjalną płytę smarową do smarowania popychacza z tyłu ruchomej ramy formy, aby poprawić smarowanie wyrzucanych elementów. Płytę smarującą dodaje się do dolnej części ruchomej ramy formy, a kanał olejowy komunikuje się z otworem przelotowym popychacza. Olej smarujący dodaje się podczas pracy w celu smarowania mechanizmu wypychania i zapobiegania zakleszczeniu.
(6) Projekt mechanizmu prowadzącego i pozycjonującego.
W całej konstrukcji formy, mechanizm prowadzenia i pozycjonowania jest czynnikiem mającym największy wpływ na jej stabilność, a także bezpośrednio wpływa na dokładność wymiarową odlewu ciśnieniowego. Mechanizm prowadzenia formy obejmuje głównie: prowadnicę zamykającą formę, prowadnicę wyciągającą rdzeń i prowadnicę dociskową. Zasadniczo element prowadzący powinien być wyposażony w parę cierną ze specjalnego materiału, aby zmniejszyć zużycie i zapewnić ochronę przed zużyciem. Jednocześnie niezbędne jest również dobre smarowanie. Niezbędny obieg oleju smarowego musi być zapewniony między każdą parą cierną. Należy szczególnie podkreślić, że konstrukcja prowadząca bardzo dużego bloku przesuwnego zazwyczaj przyjmuje formę prowadzenia miedzianej tulei prowadzącej i twardej kolumny prowadzącej, a dobra forma pozycjonowania jest stosowana w celu zapewnienia płynnego ruchu bloku przesuwnego i dokładnego pozycjonowania.
Mechanizm pozycjonowania formy obejmuje głównie: pozycjonowanie pomiędzy formami dynamicznymi i statycznymi, pozycjonowanie push-reset, pozycjonowanie pomiędzy suwakiem formującym a gniazdem suwaka, pozycjonowanie pomiędzy częścią dociskającą ramy a ramą formy itp. Pozycjonowanie pomiędzy formami dynamicznymi i statycznymi jest rodzajem pozycjonowania ruchomego, a dokładność koordynacji jest wyższa. Małe formy mogą bezpośrednio wykorzystywać wypukłe i wklęsłe powierzchnie pomiędzy wkładkami formującymi. Duże formy odlewnicze muszą wykorzystywać specjalne mechanizmy pozycjonujące w celu wyeliminowania rozszerzalności cieplnej. Dokładność pozycjonowania jest zależna od innych typów struktur pozycjonujących, które są pozycjonowane pomiędzy komponentami, które są pozycjonowane na stałe i zazwyczaj wykorzystują okrągłe kołki i kwadratowe klucze do pozycjonowania. Pozycjonowanie wypukłych i wklęsłych powierzchni pomiędzy wkładkami formującymi zapewnia dokładne pozycjonowanie pomiędzy kształtami dynamicznymi i statycznymi oraz zapobiega powstawaniu niewłaściwych krawędzi formy.
(7) Inne konstrukcje, takie jak mechanizm próżniowy, wytłaczający i wydechowy.
Oprócz wyżej wymienionej konstrukcji, niektóre formy mają specjalne wymagania, takie jak system próżniowy, mechanizm wytłaczania i wylot z płyty falistej. Konstrukcja systemu próżniowego to głównie konstrukcja formy uszczelniającej. Aby utrzymać dobre właściwości uszczelniające między elementami formy w normalnej temperaturze roboczej formy, do uszczelnienia zazwyczaj stosuje się gumę silikonową. Kluczem do konstrukcji mechanizmu wytłaczania jest kontrola czasu i ilości wytłaczania, aby zapewnić efekt wytłaczania. Wydech z płytą falistą to scentralizowana forma wydechu. Metoda wydechu z płytą falistą jest częściej stosowana, szczególnie w przypadku odlewów ciśnieniowych ze stopów aluminium o cienkich ściankach, części odpornych na ciśnienie o wysokich wymaganiach dotyczących zwartości oraz odlewów ciśnieniowych ze stopów magnezu. Szczelina między płytą falistą powinna być wystarczająco duża, ale nie może powodować rozpryskiwania się stopu podczas odlewania ciśnieniowego. Szczelina między płytą falistą jest zazwyczaj utrzymywana na poziomie 0.3–0.6 mm.
