Giriş: Metal Dökümü'nde Gerçek Maliyet
Yüksek hacimli metal dökümü ve enjeksiyon kalıplama operasyonlarında, atık ve kazı sadece maliyet sayfasındaki öğeler değil - kayıp malzeme, boşanmış enerji ve kesintiler arasında azaltılabilir. Tipik bir bulgu% 5 ila% 15 arasında, yeniden iş ve tasarruf maliyetleri önemli bir ek olarak değişebilir.
Ahşap boşluğuna molten malzeme sunan kanalların ağının iyileştirilmesine göre, üreticiler en az türbülans, kontrol dolum oranlarının en az metali atlayabilir ve doğrudan alt çizgiyi geliştiren daha güvenilir bir süreçtir.
Gating Systems'i Anlamak: Anatomi ve Fonksiyonlar
Bir gating sistemi, molten malzemenin ladle veya enjeksiyon kovandan kalıp boşluğuna doğru doğru taşınmasının tam pasajıdır. birincil fonksiyonları, malzemeyi verimli, kontrol akış hızı ve sıcaklık ve dökümden ayrı bir şekilde yönlendirmektir.
- [FONT:0]Sprue:[[Dönetici: 1 ) Ahşap veya fırından veya atıştan malzeme alan dikey veya açılı kanal.
- [FONT:0)Runner:[Dönetici: [Dönetici: 0,0) [Dönetici: 0,0) ve kesitsel alan akış dengesi ve basıncı azaltımı sağlar.
- [FONT:0)Gate:[Dönetici:[Dönetici: 0 3) Malzemenin kalıp boşluğuna girdiği en dar nokta. kapı tasarımı kontrolleri, geri akışları önler ve bölümün koşucu sistemden ayrı ayrı etkileri.
- [FONT:0]Riser (Feeder): [Dönetici: [Dönetici:0)) A rezervuar metali, dökümü katılaştırır, sabit bir yerleştirme olmadan, iç boşluklar ve refleküler ortaya çıkar.
Her bileşen, uyum içinde çalışmak için boyutlandırılmalıdır. Örneğin, bir mistuned kapı-to-riser oranı, besleme metalinin dökümünü veya kapıdaki prezenformasyona neden olabilir.
Zavallı Gating Design Atıkları Nasıl Yaratıyor
Atık, tasarım yetersiz olduğunda birçok formda ortaya çıkıyor. Üst düzey metalin yüksek metalik dahil olmayan tüm bu kusurların yığınlara dönüşmesi için bazı boşluklar ve gaz boşlukları oluşturmak için yetersiz kalıyor.Tüm bu kusurların çoğunun içine dökmek için iyi niyetler verebilir.
Sistem Tasarımına İyileştirmenin Temel Prensipleri
Modern gating tasarımı, sıvı dinamikleri, ısı transfer ilkeleri ve on yıllar pratik deneyimi tarafından yönlendirilmektedir. Aşağıdaki ilkeler herhangi bir gating optimizasyon programının temelini oluşturur.
Gaz Defects'i Azaltmak için Turbulence
Turbulence hava eğitimi, oksit film oluşumu ve kalıp erozyona neden oluyor. koşucudaki Wilson sayısı ve kapısı en yüksek bin (özellikle de 10.000 altında) daha önce demir demiryolları ve non-faş demiryolları için yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş
Akışı Multi-CavityLI için Dengeyi Dengeleyin
Tek bir sprue feeds multiple cavities, koşucu uzun ve kapı konumundaki değişiklikler, normal olarak daha fazla malzeme ve yüksek basınç aldığında, uzak boşluklar geç veya eksik bir şekilde doldurabilir. Balancing, giriş alanlarını ayarlayarak veya dahil ederek elde edilebilir. Bilgisayar simülasyonu özellikle burada değerlidir, tasarımcılara 5-10'da her boşlukları doldurmaları izin verir.
Kontrol Kapı Velocity ve Erosion için İzle
Kapı hızı kritik bir parametredir: çok yavaş erken sağlamlaştırmaya yol açar (eski kapalı), çok hızlı erozyona ve spreye neden olur. alüminyum dökümler için, tipik kapı ve konumlar 1 ila 4 m /s için; demir alaşımları için 0,5 ila 2 m / kapı kalınlığı, parçaya eklenmiş malzemenin azaltılması için en aza indirgenmelidir, ancak boşluk doldurmadan önce yeterince kalın kalmalıdır.
Gating Volume ve Kilo Verimliliği
Gating sistemi pratik olarak küçük olmalıdır. Birçok kişi, döngü başına tüketilen metalleri kabul eder.% 40–60'ın normal olarak% 25'ine kadar malzeme maliyetlerini azaltır, ancak en iyi sınıf işlemleri% 30'un altına alır.
Stratejik Yükselme, Ölçeği Eliminate
Kumaşı, en yaygın döküm kusurlarından biridir. Risers, dökümün son katı bölgelerinde yer almalıdır ve böylece dökümden sonra artışçı boyutu daha da azaltılabilir.
Instri Proper Venting ve Filtreleme
Ventlar, dolum sırasında kaçmak için boşluktan gazlara izin verir. Yeterli venting olmadan, geri baskı eksik dolum veya gaz porosity.Dödeme veya kapı içine yerleştirilen beton, kum dahilleri ve oksit filmlerini engeller, onları boşluktan alıkoymak için düşük maliyetli bir yönteme izin verir - 2-5 puan puan puan puana kadar kazıyı azaltmak için.
Gelişmiş Tasarım Teknikleri ve Simülasyon Araçları
Fiziksel deneme ve hata zaman alıcı ve pahalı. Bugün, bulunanlar ve kalıplar hesaplamalı akışkan dinamiklere (CFD) yazılımları dolum, sağlamlaştırma ve soğutmaya teşvik eder. Bu araçlar mühendisler akış cephelerini algılamaya ve tek bir kalıbın kesilmesine izin verir.
Simülasyon-Driven optimizasyon
MAGMASOFT gibi lider paketler, Herhangi birCasting, ProCAST ve FLOW-3D Cast, sanal ortamda şırtma tasarımı için özel modüller sunabilir. Kullanıcılar ayrıca döngü süresini keserek 30-50 oranında azaltılabilir.
[FONT:0]Real-world örneği:[Döncükler:[Döncükler) Bir otomotiv, altı yataklı bir ölüyü yeniden tasarlamak için simülasyon kullandı. Orijinal gating sistemi, soğuk kapalı ve porosity nedeniyle% 12 boyandı.
Parametreleri (DOE) için Deney Tasarımı (DOE)
İstatistiksel olarak tasarlanmış deneyler hangi hataların kazı üzerinde en büyük etkiye sahip olduğunu tanımlamaya yardımcı olur. Ortak faktörler kapı kalınlığı, koşucu musluk cihazı, sıcaklık dökme ve filtrasyon yeri. Bir fraksiyonel faktörsel DOE, simülasyonda veya mağaza katında doğrudan hata oranlarına bağlanabilir.
Tasarımda Malzeme-Specificiders in Gating Design
Gating kuralları tek boyutlu bir-fits-all değildir. Farklı alaşımlar eşsiz zorluklar sunar:
- [FONT ve Magnezyum: 0] Yüksek oksidasyon için yüksek saygı; aktısız dolum ve oksit kaldırma filtreleri gerektirir. kapı ve konumlar 1-3 m /s. Alt-gating yüzeysel çekimler minimum yüzeysel çekim için tercih edilir.
- [FONT=0)Gray ve Ductile Iron: [Dönetici: [Dönetici:0) Yüksek yoğunluk ve düşük vizoloji daha hızlı doldurmaya izin verir, ancak eutectic sağlamlaştırma büyük artışlar tipiktir, ancak eski reaktif kolların kullanımı %50 oranında azalır.
- [FONT:0)Çelik Alaşımlar: [DÜDÜT:1] Yüksek erime sıcaklığı ve dar dondurucu aralığı, zamanları ve cömert üşük modüllü. Seramik köpük filtrasyon, hassaslığa dahil olmak üzere neredeyse zorunludur.
- [FONT=0)Zinc ve Copper Alloys:) Hızlı soğutma oranları erken dondurucudan kaçınmak için kısa koşucular ve küçük kapılar gerektirir. kapı-klık oranı genellikle 1:3'ü aşıyor.
Tasarımcılar ayrıca kalıp materyali (sand, kalıcı kalıp, ölü döküm) ve kaplama türleri için hesap vermelidir, ki bu ısı transferini ve akış davranışını etkiler.
Vaka Çalışmaları: Atıklarda Önlemler ve Yararlı
Aşağıdaki örnekler, sistematik olarak büyürülebilir olan optimizasyon ile neyin olduğunu göstermektedir.
Vaka Çalışması: Ductile Iron
50 bit bir demir valfi vücutlarının sağlamlaştırmadan önce% 9 oranında bir kazı oranı vardı. En ağır duvar bölümündeki redesign, büyük bir koşucu ile tek bir kapı kullandı ve yüksek bir koşucu ile birlikte yüksek bir kontrolden kaçınmak için kapıdan alındı.
Vaka Çalışması 2: Plastik Plastik Plastik
Otomobilli yağ pansları toplama kamyonları için üretilen bir ölü dökümü, soğuk kapalı ve akış hatlarından yüzde 14'e kadar kazınmış.Mevcut gating sistemi, büyük ince duvar boşluğunu beslemenin dokuz kapısıydı. Simülasyondan sonra, kapı girişi ve daha inceliklerin yakınında kalındı - ve aşırı akışlar soğuk cephe materyali yakalamaya eklendi.
Vaka Çalışması 3: Paslanmaz Çelik Pompa Konutu
15pound paslanmaz çelik pompa konutunun yatırım dökümü, yanlışlar ve metalik olmayan dahiller nedeniyle 18% hurdaya yol açtı. Orijinal tasarım tam uzunlukta bir koşucuyu beslemeye başladı. Takım bir kasetli koşucu ile alt-gating sistemine geçti ve eklenmiş bir seramik filtre ekledi.Çalış süresi 2 saniye altında kaldı ve dahil edilen kusurların 3'e yakın bir şekilde düşmesine neden oldu.
Bir Optimize Edilmiş Gating Sistemi Faydaları
Tasarım optimize edildiğinde, avantajları cascade sadece kazıyı azaltmak için.
- [FONT:0)Direct Material Savings:[Döneticiler ve kapılar daha az metal dökülebilir. Kilo vermede %10 indirim, orta hacimli bir orta hacimli için on binlerce dolar azaltılabilir.
- [FONT=0) Düşük Boyutlu Eksiklikler:[Dönetici: [Dönetici: 1 ) Daha az dahil olmak üzere, daha az sayıdaki dışsal kesintiye neden oluyor.
- [FONT:0)Increased Verimlilik: [Dönetici: [Dönder: 1) Kısa doldurma ve sağlamlaştırma süreleri daha hızlı çevrim zamanlarına izin verir. Well- tasarlanmış gating sistemleri ayrıca kalıp erozyonunu azaltır, yaşam boyu uzatıp onarımlar için zaman azaltır.
- [0]En iyi Mekanik Özellikleri: [Döntilmiş Mekanik Özellikleri: [Döntilmiş: 1) Sound castings with fine tahıl structure and no internal blanks offer higher Machinery power and yorgunluk direniş.
- [FONT:0)Environmental Ligs:[Dönetici: [Dönetici:0)Environmental Ligs:[Dönetici:0)[Dönetici:0))Environmental Ligleri: Her ton metalin, enerji maliyetinden ve karbon emisyonlarının yeniden dengelenmesinden kaçınılmasından kaçınılması ve yükselmek, karbon ayak izini 10-20% azaltabilir.
- [FONT=0) Büyük Müşteri Memnuniyeti:[Dönetici:[Dönetici:0) Daha az garanti iddiaları ve daha güçlü tedarikçi derecelendirmeleri anlamına gelir.
Bir Gating Optimizasyon Programı Uygulamayı Uygulamayı
En İyileştirilmiş gating tasarımı kabul etmek tek zamanlı bir proje değil, sürekli bir gelişme sürecidir. Foundries should:
- Hata tipi ve bölüm numarası tarafından kategorize edilen temel kazı verileri toplayın.
- Yeniden tasarım için yüksek hacimli veya yüksek hacimli parçalara öncelik verin.
- Tasarım çeşitlerini oluşturmak ve karşılaştırmak için simülasyon yazılımı kullanın.
- Kısa bir üretim çalışması ile en iyi adayı geçerli.
- Gelecekteki işler için mühendislik yönergelerine başarılı tasarımları standartlaştırın.
- Revisit, malzemeler, ekipman veya üretim hacmi olarak periyodik olarak tasarlar.
Eğitim aynı derecede önemlidir. Moldova tasarımcıları, desen üreticileri ve süreç mühendisleri akışkan dinamikleri anlamak ve kalıp dolumları nasıl etkiliyor? Birçok endüstri birliği tasarım derslerini sunar.TheurT:0) American Foundry Society (AFS)).Kuzey Amerika Die Döküm Birliği (NADCA)[DFLT:3) tasarım eller ve webinarları da dahil olmak üzere mükemmel kaynaklar sunar.
Endüstri Standartları ve Referansları
Tasarımcılar ayrıca kurucu referansları da bulunmalıdır. NADCA'nın “Ölümlü Dökümler için Ürün Doğrulama Standartları” ayrıntılı olarak tanımlanmaktadır. AFS “Cast Metals Handbook”, "Gating System Design for Gravity and Low-Pressure Die Döküm" (ulü inENFLT:0) gibi kağıtları kapsar.
Sonuç: Büyük Geri Dönüşlerle Küçük Bir Değişim
Sistem tasarımının optimizasyonu başlıkları çekmeyebilir, ancak atık azaltımı üzerindeki etkisi önemlidir. Temel akışkan akış ilkelerine başvurmak, yalın üretim araçlarına uygun olarak, tasarımları belirli materyal ve kalıp tipine göre, üreticiler, yarı kaliteli ve sürdürülebilirliği artırmak için büyük ölçüde azaltılabilir.