Kerekes hub motorkerékpár öntő penész optimalizálási megoldása az öntési pontosság javítására

Kerék kerékagy motorkerékpár öntőformát nagy dimenziós pontosságot, dinamikus egyensúlyt és mechanikai szilárdságot igényel. A szisztematikus penész és a folyamat optimalizálása jelentősen csökkentheti a zsugorodást, a porozitást, a zárványokat és a deformációt, miközben minimalizálja az "Üres pontosság utáni feldolgozás" tényezőt, ezáltal csökkentve a költségeket és javítva a hozamot. A casting szimuláció a termelés előtt azonosíthatja és kijavíthatja a hőáramlás és megszilárdulási problémákat, elkerülve a kísérleti penész átdolgozását.

1) Használjon casting szimulációt a tervezési szakaszban
Háttér és cél: A szimuláció előre jelezheti az áramlást, a hűtést, a levegő beillesztését, az elégtelen táplálékot és a hotspot helyét a penészgyártás és a kipróbálás előtt, jelentősen csökkentve a kipróbálások és a hulladékok számát. Sok vállalat a szimulációt "kötelezőnek" tartja a kockázat és a költségek csökkentése érdekében.
Magmasoft.com
Magmasoft.de
Végrehajtható lépések
CAD tisztítás: Távolítsa el a felesleges kis chamfereket és réseket; Egyesítse a vékony héjú felületeket és erősítse meg, hogy a szilárd anyag hiányos.
Modellező anyagok és határfeltételek: Írja be az ötvözet hőmérsékletfüggő termofizikai tulajdonságait (sűrűség, hővezető képesség, specifikus hő), állítsa be a penész/magdoboz kezdeti hőmérsékletét, öntési hőmérsékletet, öntési sebességet és interfészek közötti hőhatást.
Háló és idő lépés: finomítsa a háló vékony falakat és részleteket; Végezze el a háló konvergencia elemzését.
Végezze el a "Kísérletek virtuális tervezését (DO -k)": Végezzen paraméter -seprőket a kapu helyén, öntési hőmérsékletet, táplálékméretet/helyt, penészhőmérsékletet és egyéb paramétereket, hogy azonosítsák azokat a tényezőket, amelyek befolyásolják a porozitást, a zsugorodást, a hideg bezárást és a szegregációt. Kulcskimenet magyarázata: Összpontosítson a sebességmezőre a töltés során (függetlenül attól, hogy van -e visszaáramlás/örvényáram), a hőmérsékleti mezőt (forró foltok), a végső folyadékterületet a megszilárdulás előtt és után (táplálkozási távolság), valamint a várható zsugorodási és porozitási kontúrokat.
Iteráció: Állítsa be az öntési/táplálékot/hűtést a szimulációs eredmények szerint, és addig adja újra a szimulációt, amíg a hőáramlás/megszilárdulási sorrend nem felel meg a "messze és a közeliig, vékonyról vastagra" irányított megszilárdulási elvnek.
Ellenőrzés: Hasonlítsa össze az első próbaformálási tételhez rögzített hőmérsékleti görbéket az öntvények mért termikus repedési/porozitási helyeivel. Ha jelentős eltérések vannak, tekintse át a bemeneti hibák anyagi adatait vagy határfeltételeit.

2) Optimalizálja a kapu- és etetési rendszert
Fő alapelv: A jó kapu rendszer biztosítja a sima tölteléket (alacsony felületű turbulencia), míg az etetési rendszer (RISER) biztosítja, hogy a folyékony fémet a megszilárdulás során kritikus területekre táplálják, ezáltal elkerülve a zsugorodási üregeket és repedéseket. Az irányított megszilárdulás és az oldallapok/etetés elhelyezése kulcsfontosságú. Amazon Web Services, Inc.
Magmasoft.de
Konkrét, cselekvési megoldások
A kapu folyamattervezése: Táplálja az olvadékáramot a nagy/vastag bordázott területekről a vékonyfalú területekre "fordított" módon (azaz előbb megszilárdítja a vékony, disztális végeket és a vastag, központi területeket).
Lépéses kapu (Sprue → Runner → Gate): Állítsa be a futó keresztmetszetének fokozatos összehúzódását vagy bővítését a sebesség szabályozására és a fröccsenés csökkentésére.
Használjon szűrőket és buborékcsapdákat, hogy csökkentse az oxid zárványok bejutását a penészüregbe. Az MDPI kutatása azt mutatja, hogy a szűrők, kavargó kapuk vagy a trident kapuk hozzáadása hatékonyan csökkentheti az oxid zárványokat és a porozitást.
MDPI
Riser Design: Használjon szimulációt annak meghatározására, hogy mely területek vannak a legkevésbé megszilárdultak, és hová helyezzék a emelőket. Amikor csak lehetséges, helyezze a emelőket a nem felszerelt vagy könnyen eltávolítható helyekre a helyreállítás javítása érdekében (az automatikus optimalizálási eszközök felhasználhatók a emelők alakjának és helyének beállításához).
Magmasoft.de
A dolgok/jegyzetek szabályai
Csökkentse a hirtelen keresztmetszeteket a kapu útvonalon (a hirtelen keresztmetszetek lokalizált sebességugrást és turbulenciát okozhatnak). Priorizálja a lokalizált hidegrázás (lásd a 6. pontot) vagy az oldalsó injekciót a zsugorodásra hajlamos területeken.
Általános buktatók: A kapu túl messze van a hotspottól, megakadályozva, hogy a takarmány elérje azt, vagy a felszálló túl gyorsan lehűljön, hogy hatékony legyen - mindkettő megjósolható és javítható szimulációval.

3) Vezérlő öntési hőmérséklet, penészhőmérséklet és feldolgozási ablak
Miért fontos: A hőmérséklet közvetlenül befolyásolja a fém folyékonyságát, az oxidációs/hidrogén abszorpciós sebességét és a végső megszilárdulási szerkezetet. A stabil olvadékhőmérséklet és a penészhőmérséklet elengedhetetlen a megismételhető pontosság biztosításához. Javasoljuk, hogy hozzon létre egy "ötvözött hőmérséklet-ültetési hőmérséklet" mátrixot a folyamatdiagramban, és rögzítse a napi profilokat.
Vietnam öntöttvas
MDPI
Ajánlott paraméterek és eszközök
Alumíniumötvözet öntése (hüvelykujjszabály): Az optimalizált hőmérsékletek általában 660–750 ° C között vannak (a különböző ötvözetek és folyamatok között kissé változik). A legtöbb alumínium öntvény esetében az optimális öntési hőmérséklet általában körülbelül 680–720 ° C. (A részletekért kérjük, olvassa el a konkrét alumíniumötvözetét.) Vietnam öntöttvas
MDPI
Penész/üreg hőmérséklete (szerszám öntő/állandó penész): Általában 150–250 ° C között tartják (a penész anyagától és az ötvözettől függően). A túl alacsony hőmérsékletek hideg bezárás/nem megfelelő áramlást okozhatnak, míg a túl magas hőmérsékletek felgyorsíthatják a penész kopását és meghosszabbíthatják a ciklusidőt.
Cex casting
empcasting.com
Mérési és vezérlési módszerek: Helyezze be a hőelemeket az olvadékra és a penészre, és rögzítse ezeket a hőmérsékleteket (legalább egyszer műszakonként/hőnként). Használjon IR hőmérsékletű pisztolyt vagy egy soros hőelemeket a másodlagos ellenőrzéshez a kritikus lépéseknél. Hozzon létre hőmérséklet -szabályozó riasztásokat és a kötegelt nyilvántartásokat.
Folyamat -ellenőrzési ajánlások
Állítsa be a felső/alsó határértékeket és a választervet (a hőmérsékleti eltérések kezelésére szolgáló eljárás).
Az olvadéktartási időt és a kémiai összetételi sodródást (különösen az SR, MG stb.) A többszörös melegítés által okozott, és be kell építeni a minőség -ellenőrzési eljárásokba.

4) Válassza ki a megfelelő öntési folyamatot és a penész anyagot
Legfontosabb döntési pontok: Az olyan alkatrészeknél, mint például a nagy pontosságú és mechanikai tulajdonságok, a nagynyomású szerszám (HPDC) vagy az alacsony nyomású casting (LPC) nagynyomású casting (LPC), előnyben részesítik a jobb sűrűség és a felületminőség elérését. Kis tételekhez vagy komplex üregekhez a precíziós homokformák vagy a gravitációs állandó hőmérsékleti formák szintén alkalmasak. A penészanyag (például a H13) és a felületkezelés közvetlenül befolyásolja a penész élettartamát és a felületet.
Sunrise-etal.com
Magmasoft.de
Operatív részletek
A megfelelő formákkal rendelkező nagy tételek előnyben részesülnek (alacsonyabb költségek, méret stabilitás és jó felületi kivitel).
A mély üregekkel rendelkező kis és közepes tételek → alacsony nyomású öntés lehetőség a porozitás csökkentésére.
Penész anyag/felületi kezelés: H13 vagy nagy szilárdságú penész acél hőkezeléssel (oltás és edzés), és szükség esetén nitriding/kerámia bevonattal a ragasztás és a kopás csökkentése érdekében.
Fontolja meg a gépelés utáni referenciapozíciókat a tervezés során (próbáljon meg a kritikus párzási felületeket ugyanabban a penészfelületen megtervezni, hogy megkönnyítse az egylépéses pozicionálást).

5) Egységes szerkezeti és falvastagság kialakítása (alkatrész -tervezés koordináció)
Alapelv: A falvastagság hirtelen változásai helyi "forró foltokat" hozhatnak létre, ami ellenőrizetlen irányított megszilárduláshoz, belső zsugorodáshoz vagy feszültségkoncentrációhoz vezet. Az egységes falvastagság a lekerekített sarkokkal kombinálva jelentősen csökkentheti az öntési hibákat és a torzulást.
dfmpro.com
Tervezési kulcspontok (közvetlenül alkalmazható)
Minimalizálja a vastagság hirtelen változásait: Használjon fokozatos átmeneteket, növelje a chamfereket és növelje a sarok sugarait (r ≥ 1,5–3 mm, méretétől függően).
Ha lehetséges, érje el az szilárdsági követelményeket a bordákon keresztül, nem pedig a lokalizált vastagoláson keresztül. A bordák vastagságának általában nem lehet szignifikánsan nagyobb, mint a szomszédos falvastagság kétszeresének.
A kritikus helymeghatározási/párzási felületekhez (csapágy lyukak, karimafelületek) adjon tiszta megmunkálási juttatásokat a penészben (lásd a 8. pontot) és jelölje meg a rajzot.

6) A porozitás és a zárványok csökkentése: olvadékkezelés vákuum/alacsony nyomású casting
Alapvető kérdés: Az alumíniumötvözetek folyékony állapotban könnyen feloldják a hidrogént (amely kondenzációkor pórusként csapódik fel). Ezenkívül az oxid zárványok turbulens áramlással léphetnek be a penészüregbe. Az olvadékvezérlés és a vákuumsegély kulcsfontosságú intézkedések.
ModernCasting.com
empcasting.com
Cselekvési célú tárgyak
Olvadási kezelés: Használjon egy forgógondozót vagy inert gáz elmozdulását (argon/nitrogén) kombinálva, és rendszeresen használja a fluxus/salakot a felületi zárványok eltávolításához. A modern jelentések a szokásos gyakorlatnak gyakran idézik a rotációs gáztalanítást.
ModernCasting.com
Cél hidrogéntartalma: A porozitás csökkentése érdekében a cél általában körülbelül 0,2–0,3 ml H₂/100 g (vagy alacsonyabb). (Az elfogadható értékek a források között kissé eltérnek, és a kísérleti és mérési eredmények alapján kell kalibrálni.) Migal.co
alumíniumceramicfiber.com
Vákuum/alacsony nyomású öntözés: Ha a kivitelezhető, a vákuum-asszisztens vagy vákuum-szerszám-öntés használata jelentősen csökkentheti a levegő beillesztését és porozitását, különösen a vékony falú, nagy igényű alkatrészeknél.
empcasting.com
Tesztelés és nyilvántartás
Javasoljuk, hogy tesztelje az olvadék hidrogéntartalmát LeCO/hidrogéntartalom mérőberendezéssel, akár megfelelő, akár kötegelt alapon. A röntgenfelvételi ellenőrzéseket is végezni kell a gáztalanító/vákuummérések hatékonyságának igazolására.