Проект формы для литья под давлением может выглядеть завершенным на экране, но при первом же испытании все равно потерпеть неудачу: холодные замыкания, пайка или пористость появляются в областях, которые казались идеально спроектированными. По нашему опыту, проблема редко заключается в одной траектории инструмента или одном измерении. Обычно это цепочка решений, принимаемых до того, как сталь будет разрезана. По этой причине мы рассматриваем CAD, CAM и CAE как один связанный рабочий процесс, а не три отдельные операции. Вывод прост: если вы хотите стабильного качества литья под давлением, этап проектирования формы должен включать моделирование в масштабе усадки, моделирование заполнения и затвердевания, а также проверку CAM перед началом производства.
Прежде чем открыть файл САПР, дизайнеру необходим четкий набор целей проектирования. Эти мишени становятся основой для определения размеров полости, литников, охлаждения и выброса. В таблице ниже приведены типичные диапазоны, используемые для алюминиевых форм для литья под давлением.
| Параметр | Типичный диапазон | Влияние на конструкцию пресс-формы |
|---|---|---|
| Усадка сплава | 0,5–0,7% | Определяет масштаб полости и окончательные размеры керна. |
| Угол уклона | 1° внешний, 1,5–2° внутренний | Контролирует выброс, повреждение поверхности и износ матрицы. |
| Толщина стенки | 1,5–4 мм для обычных алюминиевых деталей. | Балансирует наполнение, прочность и время охлаждения. |
| Линия разделения | Размещается в самом большом поперечном сечении | Влияет на сложность обшивки, обрезки и изготовления пресс-форм. |
| Каналы охлаждения | Единая планировка с контролируемым расстоянием | Уменьшает горячие точки и усадочную пористость |
Эти ценности являются отправной точкой, а не фиксированными правилами. Модель CAE может уточнить их для конкретной детали. Когда покупатель просит именно эту геометрию, разработчик пресс-формы все равно должен применять эти основы, поскольку процесс литья под давлением усилит любые недостатки конструкции. Изменение усадки после вырезания полости означает, что нужно начинать все сначала, поэтому перед началом работы с CAM-системой при проверке конструкции необходимо учитывать марку сплава, вес детали, сечение стенки, текстуру поверхности и производительность литейной машины.
Работа в САПР для формы для литья под давлением начинается с модели детали, которая уже проверена на предмет осадки, радиусов и одинаковой толщины стенок. Затем проектировщик применяет масштабирование усадки к полости, создает разделяющую поверхность, разделяет сердцевину и полость и добавляет направляющие, подъемники, вставки или положения каналов охлаждения. Без этого структурированного порядка форма может иметь зазоры на линии разъема или условия блокировки матрицы, которые впоследствии будет трудно исправить.
Геометрия САПР обычно передается заказчику в формате STEP или IGES, но модель конструкции пресс-формы не совпадает с моделью детали. Полость масштабируется, разделяется и детализируется для изготовления. Для длительных производственных циклов мы создаем САПР на уровне сборки, которая включает в себя всю основу пресс-формы, а не только полость. Это позволяет проверять пересечения, проверять линии охлаждения и контролировать выравнивание перед программированием CAM. Мы применяем этот рабочий процесс к нашему индивидуальные формы для литья под высоким давлением алюминия , особенно для тонкостенных корпусов с глубокими ребрами и узкими внутренними углами.
Алюминиевые формы для литья под давлением по индивидуальному заказу - Ningbo Jieda Molding & Mach Посмотреть продукт → CAE-моделирование используется для прогнозирования того, как расплавленный металл заполняет полость, где начинается затвердевание и где может образоваться захваченный воздух или усадочная пористость. Хорошая симуляция не просто показывает карту цветов; он дает команде дизайнеров краткий список исправлений: переместите перелив, замените ворота, добавьте охлаждение или отрегулируйте толщину стенок. Захваты воздуха часто возникают вблизи выступов или ребер, поэтому перед обработкой стали необходимо проверить положение перелива.
В типичном проекте использование CAE перед CAM значительно сокращает количество физических испытаний. В приведенной ниже таблице показано иллюстративное сравнение, основанное на распространенных проектах разработки форм для литья под давлением.
Это сокращение имеет большое значение, поскольку каждое испытание требует использования сплава, машинного времени и инженерных часов. Это также сокращает время, прежде чем пресс-форма сможет перейти в нормальное производство. Чтобы понять одну распространенную ошибку в этой области, прочтите нашу статью может ли конструкция формы для литья под давлением предотвратить дефекты пайки металла .
CAM преобразует готовый проект пресс-формы в программы ЧПУ для обработки полостей, стержней, вставок, электродов и отверстий для охлаждения. Для форм для литья под давлением критические области, такие как линия разъема и фиксирующие поверхности, часто требуют допусков около ±0,02 мм. Поэтому стратегия CAM должна выбирать правильный диаметр инструмента, шаг, скорость подачи и чистовой проход в соответствии с геометрией поверхности.
Электроэрозионная обработка играет важную роль при обработке глубоких ребер и небольших внутренних углов, куда фреза не может добраться. CAM также программирует графитовые или медные электроды, используемые в этих операциях. В нашем процессе проверка траектории инструмента выполняется путем моделирования удаления материала до того, как программа достигнет станка с ЧПУ. Если сплав представляет собой низкотемпературный цинковый сплав, характер износа формы будет другим, и в некоторых областях конструктор может использовать более узкие зазоры. Наш индивидуальные высокоточные формы для литья под давлением цинка производятся с использованием той же дисциплины CAD-CAM-CAE, адаптированной к материалу.
Пресс-формы для литья под давлением цинка по индивидуальному заказу Высокоточные формовочные машины и машины Ningbo Jieda Посмотреть продукт → Покупатели часто сравнивают цены на пресс-формы по весу или часам обработки. Такой подход упускает из виду самый большой источник затрат: переработку. Типичная структура затрат на пресс-форму для литья под давлением в интегрированном процессе выглядит следующим образом.
Проектирование и моделирование составляют около 15% бюджета пресс-формы, но они влияют на остальные 85%. Если форму необходимо открыть для корректировки конструкции, затраты на обработку и испытания быстро возрастают. Наша система качества соответствует стандарту IATF 16949 и использует объективные данные при проверке проекта, поэтому результаты моделирования документируются, а не используются только в качестве презентации. На приведенной ниже диаграмме показано типичное улучшение показателя проходимости с первого раза при использовании CAE во время разработки.
Эти две диаграммы следует читать вместе: меньшее количество испытаний означает меньшие затраты, а более высокий процент проходимости с первого раза означает, что форма быстрее достигает стабильного производства. Что касается производственных деталей, эта дисциплина распространяется на такие компоненты, как наши Корпус автомобильного двигателя, отлитый под давлением из алюминия под высоким давлением .
Корпус автомобильного двигателя, отлитый под высоким давлением из алюминия - Ningbo Jieda Mol Посмотреть продукт → Для большинства распространенных алюминиевых сплавов типична линейная усадка от 0,5% до 0,7%, но точное значение зависит от сплава, геометрии детали, толщины стенки и параметров отливки. Анализ затвердевания CAE помогает уточнить это предположение вместо того, чтобы полагаться на фиксированное число.
Нет. CAE сокращает количество испытаний и риск серьезных переделок, но не может полностью заменить проверку. Это наиболее эффективно в сочетании с контролируемыми параметрами литья и хорошей практикой обработки.
Обычно 1° на внешних стенках и от 1,5° до 2° на внутренних стенках, в зависимости от текстуры и направления выброса. Для текстурированных поверхностей дизайнерам может потребоваться от 2° до 3°.
CAD/CAM/CAE при проектировании форм для литья под давлением не требует наличия дорогого программного обеспечения; речь идет о принятии решений в дисциплинированном порядке: анализ деталей, моделирование, обработка и проверка. Цех по изготовлению пресс-форм, который использует CAE перед резкой стали, может раньше обнаружить дефекты, изготовить более надежные формы и поддерживать производство деталей, соответствующих размерным и структурным требованиям.
Чтобы обсудить ваш проект пресс-формы, спросите, как цех выполняет анализ усадки, моделирование заполнения и стратегию допусков CAM. Ответы подскажут вам, будет ли оборудование доставлено вовремя и будет ли оно работать в производстве.
Вы готовы Сотрудничать С Джидой?
* Ваша электронная почта в безопасности с нами, мы не спам.