تبلیغات
ساخت و تولید - ریخته گری تحت فشار
RSS

ریخته گری تحت فشار

تعداد بازدید:

ریخته گری تحت فشار نوعی ریخته گری می باشد كه مواد مذاب تحت فشار بداخل قالب تزریق می شود . این سیستم بر خلاف سیستم ریژه كه مذاب تحت نیروی وزن خود بداخل قالب می رود امكانات تولید قطعات محكم وبدون مك می باشد. دایكاست كوتاهترین راه تولید یك محصول از فلز می باشد .


مزایای ریخته گری تحت فشار:

1-تولید انبوه و با صرفه
2-تولید قطعه مرغوب باسطح مقطع نازك
3-تولید قطعات پیچیده
4-قطعات تولید شده در این سیستم از پرداخت خوبی بر خوردار است.
5-قطعه تولید شده استحكام خوبی دارد.
6-در زمان كوتاه تولید زیادی را امكان می دهد.

معایب ریخته گری تحت فشار :

1-هزینه بالا
2-وزن قطعات در این سیستم محدویت دارد حداكثر 3 8 K g
3-از فلزاتی كه نقطه ذوب آنها در حدود آلیاژ مس می باشد می توان استفاده نمود.


ماشینهای دایكاست:

این ماشینها دو نوع كلی دارند:

1-ماشینهای با محفظه تزریق سرد: cold chamber در این نوع سیلندر تزریق خارج از مذاب بوده و فلزاتی مانند A L و C u و m g تزریق می شود و مواد مذاب توسط دست به داخل سیلندر تزریق منتقل می شود .
2-ماشینهای با محفظه تزریق گرم : Hot chamber در این نوع سیلند تزریق داخل مذاب و كوره بوده و فلزاتی مانند سرب خشك و روی تزریق می شود و مذاب اتوماتیك تزریق می شود.

محدودیتهای سیستم سرد كار افقی:

1-لزوم داشتن كوره های اصلی و فرعی برای تهیه مذاب و رساندن مذاب به داخل سیلندر تزریق
2- طولانی بودن مراحل كاری
3-امكان بوجود آمدن نقص در قطعه بدلیل افت حرارت مذاب آكومولاتور یك سیلندر دو طرفه بازشوكه داخل آن یك پیستون شناور وجود دارد كه یك سمت آن فشار گازاز نوع گاز بی اثر مانند گاز ازت كه در سیستم با D Oمشخص می باشد ، تحت فشار است و در سمت دیگر فشار روغن كه در سیستم با P N مشخص می باشد.

وظیفه آكو مولاتور:
چون پیستون شناور آكومولاتور بوسیله فشار روغن شارژ شده است و پشت آن هم فشار متراكم گاز وجود دارد در زمان تزریق وقتی فشار روغن در یك سمت كم می شود . فشار گاز با سرعت زیادی پیستون را به سمت روغن هدایت نموده و باعث سرعت زیادی در ضربه دوم تزریق شده و مذاب را در مدت زمان كوتاه بداخل حفره قالب می راند .

نقش آكومولاتور:
اگر این اجزاء عمل نكند و در واقع نقشی در تزریق مذاب نداشته باشد قطعات دارای مك و بد تزریقی بوده و استحكام لازم راندارد.


بسته نگه داشتن قالب : (قفل قالب D I E L O C K )

فشارهایی كه در ریخته گری تحت فشار در فلز مذاب به وجود می آیند مستلزم داشتن تجهیزات ویژه جهت بسته نگهداشتن قالب می باشد تااز فشاری كه برای باز كردن قالب در طی تزریق بوجود می آیدوباعث پاشیدن فلزاز سطح جدا كننده قالب می شود اجتناب شده و تلرانسهای اندازه قطعه ریختگی تضمین گردد. قالبهای دایكاست بصورت دو تكه ساخته می شوند یك نیمه قالب به كفشك ثابت ( طرف تزریق) و نیمه دیگر به كفشك متحرك ( طرف بیرون انداز) بسته می شود . قسمت متحرك قالب بوسیله ماشین روی خط مستقیم به جلو و عقب می رود و به این ترتیب قالب دایكاست باز و بسته می شود. بسته نگهداشتن هردونیمه قالب طی تزریق ،بسته به طراحی ماشین ریخته گری تحت فشار با روشهای مختلف صورت می گیرد. یك روش اتصال با نیرو است كه از طریق اعمال یك نیروی هیدرولیكی بر كفشك متحرك به وجود می آید.روش دیگر،اتصال با فرم به كمك قفل و بند های مكانیكی صورت می گیرد این قفل و بند ها فقط با یك نیروی كوچك پیش تنش كار می كنند . در هر دو مورد یك بسته نگهدارنده ایجاد می گردد كه با نیروی به وجود آمده باز كننده در قالب دایكاست مقابله می كند. نیروی باز كننده نتیجه فشار تزریق است كه هنگام پر كردن قالب ایجاد می گردد.

سیستم قفل قالب به روش اتصال با نیرو معمولا شامل قسمتهای زیر است :

1-دومیز ثابت جلو و عقب و یك میز متحرك میانی
2-چهار عدد بازوی راهنما و هشت عدد مهرة فیكس
3-سیلندر محرك میز متحرك

قدرت قفل شوندگی قالب بستگی به موارد زیر دارد:

1-قدرت پمپ
2-قدرت سیلندر محرك میز
3-قدرت چهار عدد میله راهنما
4-زاویه شیب گوه ها

قالبهای دایكاست:
قالب دایكاست عبارت است یك قالب دائمی فلز ی بر روی یك ماشین ریخته گری تحت فشار كه برای تولید قطعات ریختگی تحت فشار بكار می رود. هدایت كردن فلز مذاب به درون حفره قالب توسط كانالهایی انجام می گیرد كه به آن سیستم مدخل تزریق – راهگاه - گلویی گفته می شود . هر قالب دایكاست از دو قسمت تشكیل شده است تا بتوان قطعه را بعد از انجماد از حفره قالب بیرون آورد. اجزاء قالب دایكاست كه با فلز ریختگی مذاب در تماس هستند از فولاد گرم كار و یا از آلیاژهای مخصوص نسوز و مقاوم در برابر تغییر دما ساخته می شود .

ساختمان قالب:
در زیر جنبه های مهم طراحی قالب را مورد برسی قرار می دهیم:

تقسیم قالب:
همانطور كه ذكر شدهر قالب دایكاست بصورت دو تكه است یعنی قالب ازیك نیمه ثابت(طرف تزریق)ویك متحرك (طرف بیرون انداز)تشكیل شده است . نیمه ثابت قالب (نیمه تزریق قالب)به كفشك ثابت ماشین ریخته گری تحت فشار مونتاژ می شود . در حالی كه نیمه متحرك قالب (نیمه بیرون انداز قالب )به كفشك متحرك محكم می شود هر دو نیمه قالب در حالت آماده تزریق بسته هستند و با نیروی بسته نگهدارنده ای كه از طرف ماشین ایجاد می گردد،در حالت بسته نگه داشته می شوند . سطح تماس هر دو نیمه قالب ، سطح جدایش قالب نامیده می شود. برای اجتناب از نفوذ فلز مذاب به خارج بایستی سطح قالب كاملاً آب بندی و از این جهت به صورت سطح سنگ زنی شده و یا هم سطح شده باشد .دقت انطباق صفحات قالب كه روی هم قرار می گیرند اهمیت زیادی دارند .بهتر است كه لبة خارجی در هر دو صفحه قالب حدواً 1 m m تا 2 m m تحت زاویه 4 5 پخ زده شوند . به این ترتیب از خرابی لبه ها توسط ضربه یا برخورد كه منجر به تغییر شكل لبه ها می گردد و می توانند دقت انطباق را بر هم بزنند اجتناب می شود .
در خاتمه یك مطلب در مورد تعیین ابعاد سطح جدایش قالب ذكر می گردد كه سطح جدایش دور تا دور حفره قالب یك سطح به اندازه كافی بزرگ آب بندی را بوجود بیاورد.

تخلیه هوای قالب :
یكی از شرایط مهم برای تولید قطعات مهم تولید تزریقی بدون عیب آن است كه در موقع تزریق مقدار گازهای محبوس در ساختار قطعه محبوس در ساختار قطعه تا حد امكان كم باشد . و این تعداد كم تخلخلهای گازی با ابعاد كوچك میكروسكوپی به هم فشرده شوند . بدین ترتیب دو خواسته مطرح می گردد .
اولاً باید در پروسه تزریق تا حد امكان هیچ هوایی از تجهیزات تزریق به درون مذاب نفوذ نكند و ثانیاً هوای موجود در كانال تغذیه و حفره قالب بتواند هنگام تزریق بطور كامل خارج گردد.
فشردن تخلخلهای باقیمانده درقطعه از طریق اعمال فشار نهایی بعد از پر شدن قالب صورت می گیرد این فشار نهایی را می توان از طریق اتصال یك مولتی بلیكاتور افزایش داد.اولین خواسته به خصوص به واحد ریخته گری و در اینجا قبل از هر چیز به سیستم كنترل محرك ریختگی و مربوط می باشد . بایستی توجه داشت كه پیستون مذاب آهسته حركت كرده و فلز مذاب قبل از آنكه با سرعت برای پوشیدن قالب شتاب بگیرد در محفظه انتقال جمع گردد .تجمع در محفظه انتقال بدون تشكیل یك موج برگشتی از نفوذ هوا به درون محفظه انتقال جلوگیری كرده و شرایط را برای خروج بلا مانع هوای وارد شده از طریق جریان فلز به درون كانال تغذیه وحفره قالب و سپس از آنجا توسط كانالهای تخلیه هوا به بیرون آماده فرایندهای ویژه ، مانند حركت شتابدار پیستون مذاب ، تأثیرمبتنی بر كاهش هوا و ناخالصیهای گازی در فلز تزریقی می گذارند.
درخواست دوم مربوط به تخلیه هوای حفره قالب مربوط است . هوای نفوذ ی توسط جریان فلز بایستی به راحتی خارج گردد. بنابر این بایستی كانالهایی برای تخلیه هوا در نظر گرفت تا هوای گازهای قالب بتوانند از طریق آنها به بیرون انتقال یابند تخلیه ناقص هوا از قالب یكی از علتهای رایج عدم نفوذ كیفیت قطعه می باشد . برحسب تجربه پایین بودن بیش از اندازه سرعت فلز باعث عیوب ریختگی مانند سطح خارجی زبرورگه دار تزریق سرد و ناخالصیهای گازی می گردد .
بنابر این سرعت جریان فلز مذاب د رحفره قالب تاوقتی كه قالب كاملاً پر شود با ازدیاد فشار گاز ( در نتیجه تخلیه خیلی آهسته هوا) كاهش می یابد. فشار گاز در حفره قالب از گلوئی تا اخرین ناحیه پر شده حفره قالب افزایش می یابد ، با توجه به میزان اثر گذاری تخلیه هوای قالب ، اندازه حد اكثر فشار گاز متفاوت است . تجمع عیوب ریختگی در آخرین قسمت های پر شده قطعه تزریقی همیشه نمایانگر آن است كه تخلیه هوا ناقص انجام گرفته است . بهبود و توسعه تخلیه هوای قالب در این نقاط از حفره قالب خطر عیوب ریختگی را كاهش می دهد ، زیرا به این ترتیب فشار گاز پایین آمده و متناسب با آن سرعت جریان فلز مذاب كمتر می گردد .
به این ترتیب بایستی در قالب دایكاست كانالهایی با ابعاد كافی برای سطح مقطع جهت تخلیه هوا تغییر گردند همه سطوح انطباقی قسمت های قالب در حفره قالب (مغزیها قالب، ماهیچه ها ثابت و متحرك ، پینهای پران ) و طبیعتاً سطح جدایش قالب نیز در تخلیه هوا مؤثر هستند اما معمولاً این مقاطع كه در تخلیه هوا نقش دارند به آن اندازه ای نیستند كه هوای موجود در قالب تزریق را در مدت زمان بسیار كوتاه پر شدن قالب بطور كامل تخلیه نمایند . سطوح جدایش قالب بویژه در قالب های جدید غالباً با دقت زیادی ماشینكاری و آب بندی می گردند . بطوری كه سهم آنها در تخلیه هوا ناچیز است .
كانال های تخلیه هوا در سطح جدایش قالب مرز كاری می گردند و از كناره حفره قالب یا از سر باره گیره ها بصورت خط مستقیم تا لبة خارجی هدایت می شود.
عرض كانال ها در حدود 10mm تا 15mm و عمق آنها 0.1mm تا 0.2 mm است فلز مذاب به درون كانال های تخلیه هوا نفوذ می كنند ، اما طول نفوذ برای یك كانال با عمق 0.2mm بسیار كوتاه است . برای جلوگیری از تخلخل های ایجاد شده در اینجا ، كانالهای تخلیه هوا در سر باره گیره ها قرار داده می شود و این سر باره گیره ها در پلیسه گیری ان جدا می گردند.
طول كانالهای تخلیه هوا باید حداقل 100 mm باشد و به همان اندازه بایستی ما برای آن بر روی سطح جدایش در اختیار باشد . وجود كانالهای تخلیه هوا فقط در یكی از دونیمه قالب در سطح جدایش كافی است.
بهتر است همیشه از ماهیچه های ثابت موجود در قالب دایكاست نیز جهت تخلیه هوای قالب بهره برد. برای این منظور با یك لقی انطباق حدوداً 0.05 mm در صفحه قالب قرار داده می شوند.
باید به فاصله تقریباً 100mm از پشت دیواره قالب ، یك گاه در نظر گرفته شود تا هوای رانده شده جمع آوری و سپس از طریق سطح ایجاد شده بر روی شفت ماهیچه به خارج انتقال یابد.همچنین سطوح لغزش ماهیچه های متحرك ، كه دارای یك لقی انطباق زیاد در حدود 0.1 mm هستند و نیز پینهای پران كه معمولاً بالقی كمتر از 0.03 mm نصب می گردند در تخلیه هوا مؤثرند.
در حالی كه روشهای ممكن جهت تخلیه هوای قالب كه از آنها نام برده شد ، تنها برای آن بكار می روند تا هوای رانده شده از فلز تزریقی را از حفره قالب دور نگهدارند و از تشكیل یك فشار معكوس و مزاحم گاز در حفره قالب جلوگیری كنند ، بایستی از طرف دیگر تدابیری نیز جهت انتقال هوای محبوس در جریان فلز به بیرون اندیشد معمولاً تا حدودی تشكیل حركت گردابی در جریان پر كننده اجتناب ناپذیر است، بطوری كه مثلاً در تغییر مسیر جریان و در برخورد ماهیچه های بر آمده و دیوارهای قالب و همچنین توسط یك جریان برگشتی امكان تشكیل گرداب وجود دارد بعلاوه باقیمانده مواد جدایش با جریان تزریق همراه شده و یا توسط آن شسته می شوند از این رو اتخاذ تدابیر بایستی هوا ، گازهای قالب و یا اكسید های به وجود آمده توسط حركت گردابی فلز مذاب جمع اوری و از حفره قالب خارج گردند برای این منظور از قسمتهای بنام سر باره گیرها مناطق فرز گازی شده كوچكی در صفحه قالب نزدیك كنارحفره قالب می باشند كه توسط یك گلویی نازك به حفره قالب متصل می گردند.به این ترتیب فلز مذاب به درون سر باره گیر سر ریز می شود . با توجه به اینكه بخصوص ابتدای جریان تزریق ، یعنی جبهه جریان ، از هوا ، اكسیدها و باقیمانده مواد جداكننده فنی می باشد سر باره گیرها بویژه در جایی در نظر گرفته می شوند كه در آنجا جبهه جریان به دیواره قالب پرتاب می گردد. بنابراین سر باره گیر فلز تزریقی را كه دیگر شرایط مطلوب كیفی را دار نمی باشد گرفته و از حفره قالب دور می كند .
برای طراحی صحیح سر باره گیر بایستی تصور روشنی از نحوه تغییرات جریان داشت. سرباره گیره ها بر حسب نوع گلویی ، كه نحوه تغییرات جریان را مشخص میكنند همیشه در ناحیه انتهای جریان پركننده قرار داده می شوند .

گرم كردن و خنك كردن قالب

گرم كردن قالب :
قالب دایكاست بایستی بر روی ماشین دایكاست قبل از شروع بكار تا دمای لازم گرم گردد. تحت هیچ شرایطی نبایستی با یك قالب سرد و یا به قدر كافی خنك نشده ریخته گری را آغاز نمود ، در غیر این صورت تنش های حرارتی بالایی در سطح خارجی قالب پدید می آیند ، كه معمولاً از بین نمی روند و باعث تشكیل تركهای زود رس ناشی از سوختگی می گردند .
دمای گرم كردن قالب بایستی تقریباً به اندازه میانگین دمای قالب که برای ریخته گری ضروری است باشد ( آلیاژ آلومینیم از 250 تا 310 ) بطور كلی اگر در مرز بالای درجه حرارت های توصیه شده برای قالب بهتر بوده و طول عمر قالب می تواند بطور قابل ملاحظه أی افزایش یابد ، زیرا اختلاف بین دمای ریخته گری و دمای قالب كمتر است . اندازه تنشهای متناوب حرارتی به عنوان عامل تشكیل تركهای ناشی از سوختگی به دمای قالب بستگی دارد . هر چه افت حرارتی بین دمای ریختگری و دمای قالب كمتر باشد ، به همان نسبت نیز انبساط در سطح خارجی قالب و خطر ایجاد ترك كمتر است.
برای گرم كردن از دستگاه های گرم كننده به تنهایی و همراه با دستگاه های خنك كننده استفاده می شود. مشعلهای گازی بخاطر اینكه اجزاء بر جسته قالب ، ماهیچه های نازك و پینهای پران شدید تر از نواحی ضخیمتر قالب گرم می كنند مناسب نمی باشند در این گونه مواد خطر گرم شدن بیش از اندازه موضعی در فولاد عملیات حرارتی شده قالب وجود دارد، كه تأثیری مانند عملیات بازگشت پس از آن به جا می گذارد و می تواند باعث كاهش استحكام گردد. برای این منظور گرم كننده های مادون قرمز و یا گرم كننده های سرامیكی ، گازی كه توزیع حرارتی نسبتاً یكنواختی بوجود می آورند و مناسب ترند این نوع دستگاهها به شكل قاب و یا جعبه ساخته شده و بین دو نیمه باز شده قالب قرار داده می شوند . اما در اینجا هم بایستی توجه داشت كه هیچ جایی بیش از اندازه گرم نشود و یا در نواحی مشخص از قالب سد حرارتی ایجاد نگردد.

خنك كردن قالب :
درهر سیكل تزریقی گرما به قالب دایكاست انتقال می یابد برای بدست اوردن قطعه تزریقی بایستی فلز مذاب منجمد ، تا دمای انجماد سرد گردد. برای اینكه بتوان قطعه تزریقی را از قالب گرفت و یا به بیرون پرتاب نمود ، بایستی آنرا تا دمای باز هم پایینتر خنك نمود . این بدان معنی است که برای خنك كردن مطلوب فلز تزریقی بایستی مقداری گرمای زیادی از طرف قالب دریافت و انتقال داده شود. خواص حرارتی جنس ماده قالب به گونه أی كه این تخلیه گرمایی امكانپذیر می گردد اما بایستی این گرما از خود قالب هم خارج شود و این وظیفه سیستم خنك كننده قالب است . به عنوان ماده خنك كننده ، معمولاً از آب و بعضاً نیز از روغن موجود در دستگاههای تنظیم دما ، در صورتی كه هم برای گرم كردن و هم برای خنك كردن بكار رود استفاده می شود .
برای قطعات تزریقی كوچك و یا جدار بسیار نازك ممكن است بتوان از خنك كردن قالب بطور كامل صرفنظر نمود ، به شرطی كه گرمای ارائه شده از طریق افزایش تعداد تزریق ها بیشتر از گرمای پس داده شده به بهترین وجه از طریق تشعشع ، همرفت و هدایت نباشد . طبیعی است كه این موضوع برای ریخته گری آلیاژ های با دمای ذوب نسبتاً پایین هم مانند قطعات دایكاست كوچك و جدار نازك سرب و قلع صادق است .
حتی د رقطعات دایكاست جدار ضخیم هم گاه نیازی به خنك كردن قالب نیست ولی معمولاً در ماشینهای اتوماتیك سریع با محفظه ضروری است .
برا ی خنك كردن قالب، كانالهایی در قالب دایكاست برای جریان یافتن ماده خنك كننده تعبیه می گردد این كانال ها بطرف ناحیه ایاز قالب كه با قطعه تماس دارد هدایت می شوند یعنی جایی كه انتقال گرما از قطعه تزریقی یه سمت قالب آغاز می گردد اگر صفحه قالب فاقد مغزی قالب باشد كانالهای خنك كن در داخل صفحه قالب فاقد مغزی قالب باشد كانالهای خنك كن در داخل صفحه قالب سوراخكاری شده و به مدار سیستم خنك كننده مربوط متصل می گردد.
كانال های خنك كن در قسمتی از قالب كه بایستی خنك گردد به روشهای گوناگون طراحی می گردند . نحوه هدایت كانال بایستی طور انتخاب شود كه بخصوص ناحیه ای از قالب كه پشت حفره قالب قراردارد بتواند خوب خنك گردد.
كانال های درون قالب به صورت مستقیم هدایت می شوند اما درعین حال تغییر زاویه و تطبیق این كانال ها به لبه های قالب هم امكانپذیر است .

ارسال شده توسط ایمان نبی زاده مقدم در پنجشنبه 12 خرداد 1390 | نظرات ()

 

درباره وبلاگ

مهندسی ساخت و تولید، بنا به تعریف انجمن مهندسان ساخت و تولید ایران «رشته‌ای از مهندسی است که به تحصیلات و تجاربی نیازمند است تا رویه‌های مهندسی را در پروسه‌های تولید و شیوه‌های تولید را در صنعت بفهمد، به کار گیرد و کنترل کند. و به توان برنامه‌ریزی در فرایند‌های تولید نیازمند است تا درباره ابزار‌ها، روند‌ها و ماشین‌آلات و تجهیزات تحقیق کند و آنها را بهبود بخشد و امکانات و سیستم‌ها را برای تولید فراورده‌های با کیفیت و هزینه بهینه یکی کند.»
مهندسان ساخت و تولید سنسورهای به کار رفته در کیسهٔ هوای خودروی شما، نوک چاپ در چاپگر، و کلید اپتیک در تلفن همراه شما را می سازند. آن ها همچنین در زمینهٔ تولید موتورهای جت کوچک ، تلسکوپ های پیشرفته، سمعک های درون گوشی، ریزپردازنده ها، و نیز تولید سبز مشغول به فعالیتند. دانش‌آموختگان این رشته یاد می‌گیرند چگونه از طریق میکروماشین کاری بر روی نوک یک سوزن بنویسند، رباتی را کنترل کنند، به کمک رایانه مدل‌های سه بعدی پیچیده بسازند و یک طرح را به یک ماشین پرسرعت انتقال دهند تا آن را بسازد.

پروفایل مدیر وبلاگ

آمار وبلاگ

بازدید کل :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :

امکانات

بزرگترین سایت جاوا اسکریپت ایران