Satu, Pendahuluan
Die - Teknologi casting memainkan peran penting dalam produksi industri modern dan banyak diterapkan di bidang -bidang seperti industri otomotif, militer, kedirgantaraan, dan medis, dengan industri otomotif sangat menonjol. Cangkang utama dari kotak kontrol listrik belakang dalam kendaraan energi baru adalah komponen kunci dengan struktur khusus dan persyaratan kinerja, menjadikannya titik fokus dalam penelitian proses casting. Artikel ini menggabungkan pengembangan teoritis dan peningkatan proses praktis untuk secara komprehensif menjelaskan proses casting cangkang kotak kontrol listrik.
Dua, struktur shell utama dan persyaratan teknis
Cangkang utama kotak kontrol listrik adalah komponen berbentuk kompleks pada kendaraan energi baru dengan ukuran 225mm × 284mm × 79mm dan berat 1,24kg.
Casting memiliki ketebalan dinding keseluruhan sekitar 3mm, dengan beberapa area yang lebih tebal di 8mm dan area iga lokal pada 40mm, di mana pendinginan spot diterapkan untuk mencegah penyusutan. Terbuat dari bahan ALSI12FE, ia menawarkan casting dan sifat mekanik yang sangat baik untuk kekuatan dan keausan - ketahanan dalam aplikasi otomotif.
Bagian membutuhkan tembakan - peening untuk kekasaran permukaan dan stres - ketahanan korosi. Persyaratan ketat termasuk tidak ada retakan yang terlihat, minyak, agen pelepas, atau oksidasi; Cacat - Permukaan kritis gratis; Burr dalam batas yang ditentukan; dan kebocoran - gigi berlubang dan saluran air gratis di bawah tekanan yang ditetapkan. Spesifikasi yang menuntut ini menimbulkan tantangan tinggi untuk mati - akurasi casting.
Tiga, desain sistem gating dan runner dan simulasi numerik
Simulasi numerik sangat penting untuk meningkatkan kualitas dan efisiensi casting. Ini membantu mengoptimalkan sistem gating dan runner, mengurangi waktu dan biaya produksi, dan meningkatkan kualitas produk.
(a) Desain Gating and Runner Sistem
Untuk cangkang utama kecil - berukuran kecil - berukuran kecil, satu - satu - satu - satu - sistem gating cetakan digunakan. Mempertimbangkan bentuk dan ukuran bagian, sistem ini dirancang untuk meminimalkan dampak cairan aluminium pada inti dan memastikan arah aliran utama selaras dengan area bagian utama. Desainnya memiliki panjang pelari sesingkat mungkin dengan aliran utama yang diarahkan ke arah jalur air untuk pengisian dan pencegahan jalan air yang lebih baik. Dua jembatan ditambahkan di ujung pengisian untuk meningkatkan akhir pengisian dan mencegah cacat seperti penutup dingin dan pembentukan yang buruk. Palung meluap ditempatkan di ujung pengisian cairan logam dan potensial gas - area perangkap.
(B) Analisis Simulasi Numerik
Perangkat lunak simulasi digunakan untuk menganalisis sistem gating dan runner yang telah ditentukan.
1. Pengisian cairan aluminium
Hasil menunjukkan pengisian cairan aluminium yang stabil dengan lapisan cairan logam yang berbeda pada gerbang dalam yang berbeda dan tidak ada tabrakan cairan logam yang jelas. Ini menunjukkan sistem gating yang dirancang dengan baik yang memastikan pengisian tertib dan meletakkan fondasi yang kuat untuk coran berkualitas tinggi.
2. Waktu pengisian
Hasil simulasi menunjukkan waktu pengisian rongga ada di dalam 0. 2 detik, yang masuk akal. Waktu yang singkat ini meningkatkan efisiensi produksi dan menghindari masalah seperti pengisian yang tidak lengkap karena waktu pengisian yang berlebihan dan pendinginan cairan aluminium prematur.
3. Analisis Tekanan Gas
Hasil simulasi menunjukkan sebagian besar gas berada di palung overflow dan posisi pilar produk. Menghubungkan beberapa pilar dengan iga meningkatkan knalpot dan pengisian cairan logam untuk memastikan kualitas internal pilar. Sejumlah kecil gas berada di area produk non -mesin dengan dampak yang lebih kecil pada kinerja keseluruhan. Sistem pembuangan yang dioptimalkan secara efektif mengeluarkan gas rongga, mengurangi porositas internal dan meningkatkan kepadatan casting.
4. Analisis Solidifikasi
Hasil simulasi menunjukkan area berdinding tebal produk pusat dingin secara perlahan, menimbulkan risiko penyusutan. Pendinginan ditingkatkan pada posisi ini untuk memastikan solidifikasi yang seragam. Sistem gating yang telah ditentukan umumnya memenuhi persyaratan produksi tetapi memiliki beberapa risiko. Struktur jamur dan bagian dioptimalkan lebih awal untuk mencegah cacat. Setelah produksi percobaan, sistem gating dan runner, struktur bagian dan cetakan dioptimalkan lebih lanjut berdasarkan kondisi produksi aktual untuk meningkatkan kualitas casting.
Empat, produksi aktual
(a) Die - Pemilihan Mesin Casting
Berdasarkan area proyeksi depan bagian 50960mm² dan inti samping - Area proyeksi menarik 7350mm², dan mempertimbangkan faktor keamanan 1,25, tekanan casting 75MPA, sudut penjepitan blok geser 10 derajat, dan rasio 1,3 untuk saluran aliran tambahan dan area proyeksi paket slag ke area proyeksi produk depan, calculasi, kalkulasi, calculasi, Area Proyeksi Calculation, Calculation, Calculation, Area Proyeksi Calculasi, Calculation, Calculation, Area Proyeksi Calculasi, Area Proyeksi Calculation, Area Proyeksi Calculasi. Dengan demikian, mesin casting 630T die dipilih untuk produksi, dengan kekuatan penjepitan yang cukup dan energi untuk memenuhi persyaratan pengisian cairan aluminium dan pemadatan di rongga, memastikan kualitas pembentukan casting.
(B) Penentuan parameter proses
Berdasarkan cetakan casting die yang dirancang dan mesin yang dipilih, perhitungan menunjukkan cairan aluminium mencapai gerbang dalam ketika plunger mesin casting die -casting bergerak ke 347mm. Dengan demikian, 350mm ditetapkan sebagai titik switching kecepatan tinggi teoritis, dan tiga titik (330mm, 350mm, dan 370mm) dipilih untuk pengujian produksi aktual untuk menemukan parameter proses yang optimal.
(c) Hasil verifikasi parameter produksi aktual
Hasil menunjukkan bahwa pada titik switching kecepatan tinggi 330mm, produk memiliki tanda pembukaan cetakan yang jelas di port umpan, mempengaruhi permukaan dan akurasi dimensi. Pada 350mm, tanda berkurang secara signifikan. Pada 370mm, tidak ada tanda, tetapi gas yang serius - porositas terjadi di ekor air, menyebabkan cacat internal. Setelah verifikasi, parameter optimal ditemukan menjadi posisi awal kedua - cepat pada 350mm dengan aliran 70%, dan posisi start tekanan - tekanan pada 470mm dengan aliran 60%. Parameter -parameter ini, yang berasal dari beberapa uji coba dan inspeksi kualitas yang ketat, mempertimbangkan karakteristik aliran cairan aluminium, pengisian rongga dan pemadatan casting, secara efektif mengurangi cacat dan meningkatkan efisiensi dan kualitas produksi.
(d) masalah yang ada dalam produksi aktual
Setelah terus memproduksi 200 unit dengan parameter yang dikonfirmasi dan menyelesaikan pemotongan dan pemesinan, data yang dikumpulkan (dengan cacat individu dihitung secara terpisah dan beberapa produk yang memiliki banyak cacat) mengungkapkan masalah utama berikut:
1. Porositas: Terutama di dekat alur penyegelan area berdinding tebal, beberapa porositas terpapar setelah pemesinan, mempengaruhi penyegelan casting dan sifat mekanik. Hal ini disebabkan oleh konvergensi cairan logam dan knalpot yang tidak mencukupi selama pengisian, menjebak gas dan menyebabkan porositas internal.
2. Kebocoran: Penyusutan di lubang air yang ditarik - lubang air yang ditarik dan lubang berulir yang berdekatan menyebabkan kebocoran. Ketebalan lubang buta yang tidak rata dan ketebalan lokal yang berlebihan karena tidak ada inti - menarik, menyebabkan porositas dan penyusutan selama pemadatan.
3. Shot - Peening Peel: Terjadi pada permukaan casting dengan tanda aliran karena pendinginan yang tidak rata, membentuk slag dingin, tanda aliran atau permukaan yang diadu yang dikupas selama pemotongan - peening, mempengaruhi kualitas permukaan.
Selain itu, cacat formasi batch terjadi selama validasi produksi tetapi segera diselesaikan di situs. Masalah -masalah ini membahayakan penampilan, akurasi dan kinerja dimensi, mempertaruhkan sebagian kegagalan dalam penggunaan aktual. Langkah -langkah perbaikan yang efektif sangat penting.
Lima, solusi masalah
(a) Inti yang lebih rendah - menarik penyusutan
X - Ray Inspeksi 15 unit yang dipilih secara acak dari produksi percobaan pertama 200 - mengungkapkan penyusutan di lubang buta, menyebabkan kebocoran setelah pemesinan. Analisis menunjukkan ketebalan yang tidak merata dari lubang buta kecil dan ketebalan lokal yang berlebihan karena tidak ada inti - menarik, yang menyebabkan penyusutan.
Solusi:
1. Tambahkan kelebihan pendinginan titik ke cetakan bergerak untuk mempercepat pemadatan cairan logam lokal dan mengurangi risiko penyusutan, tetapi hasilnya tidak signifikan.
2. Ubah sistem gating. Desain aslinya menyebabkan pemberian makan kiri yang berlebihan. Gating kedua diblokir dan diganti dengan paket terak, sedangkan gating pertama diperlebar untuk meningkatkan pemberian makan di lokasi cacat, memberikan beberapa peningkatan penyusutan tetapi tidak menghilangkan kebocoran.
3. Oleskan inti lokal - Menarik Squeeze. Mengingat inti yang lebih rendah - posisi yang cukup untuk posisi yang cukup untuk silinder perasan, pemerasan lokal digunakan. Setelah memodifikasi struktur pemerasan dengan semprotan untuk pin Squeeze untuk mencegah adhesi aluminium, parameter yang ditetapkan sebagai 2 - penundaan kedua dan 3 - aplikasi tekanan kedua, dan memastikan pin pemerasan secara keseluruhan dan tidak ada coring yang tidak ada pada pin yang tidak ada yang dikonfirmasi.
(B) Cacat pembentukan pilar
Setelah menambahkan inti yang lebih rendah - menarik pin Squeeze, cacat pembentukan pilar terjadi. Analisis mengungkapkan pilar berada di atas lubang inti yang ditarik. Selama produksi, inti yang lebih rendah - menarik dalam keadaan dimasukkan untuk menyemprotkan, menjebak agen pelepas berbasis air di lubang pilar. Meskipun udara berkepanjangan bertiup, kelembaban tetap ada, lebih - mendinginkan lubang pilar dan menyebabkan cacat terkait pengisian.
Larutan:
Batalkan semprotan inti yang lebih rendah, tarik kembali inti - menarik, dan lepaskan obstruksi jarum ke air sisa kering di dalam lubang. Untuk mendinginkan pin pemerasan, tabung tembaga panjang digunakan untuk disemprotkan, dengan tabung peniup udara yang lebih panjang. Ini menyelesaikan cacat pembentukan pilar, meningkatkan permukaan dan akurasi dimensi.
(c) porositas di area berdinding tebal
Foto X - sinar menunjukkan porositas di area berdinding tebal, dengan beberapa terpapar setelah pemesinan. Analisis menunjukkan konvergensi cairan logam dan knalpot yang buruk selama pengisian menyebabkan porositas internal.
Rencana Peningkatan:
1. Tingkatkan ketebalan dua jembatan over -feed di jendela ekor air dari 2mm menjadi 3mm untuk meningkatkan pemberian makan, tetapi hasilnya tidak signifikan.
2. Ganti tiga lubang kecil di bagian atas susut dengan silinder - tipe pin ke gas buang melalui celah antara pin dan lengan, memberikan beberapa peningkatan tetapi masih tidak cukup.
3. Tambahkan gating samping untuk meningkatkan pemberian makan di situs cacat. Diberi makan yang tidak memadai di sisi kanan produk, gating samping ditambahkan. Bersama dengan dua langkah pertama, ini secara signifikan meningkatkan kualitas internal, menghilangkan porositas yang terpapar setelah pemesinan.
(D) Tembakan - Peeling Peel
Coran dengan pendinginan yang tidak merata mengembangkan tanda aliran dan mengelupas demi tembakan. Analisis menunjukkan ini karena desain bagian khusus dengan beberapa pilar dan alur. Selama pengisian kecepatan tinggi, cairan aluminium berfluktuasi, percikan ke ujung mati, dan mendingin dengan cepat. Area datar pilar dan alur yang tertutup dingin dan mengeras dengan cepat, membentuk terak dingin, tanda aliran atau permukaan yang diadu yang dikupas selama tembakan.
Solusi:
1. Tambahkan over - Feed Ribs untuk meningkatkan debit material dingin. Dua tulang rusuk tambahan dengan ketebalan yang sama ditempatkan di area datar dan ekor air, yang sebagian besar menyelesaikan mengelupas tetapi tidak sepenuhnya.
2. Sesuaikan keseimbangan panas cetakan dengan mengidentifikasi aliran aliran yang parah - tanda tanda dan oleskan oli - pendinginan ke posisi dengan penurunan suhu cetakan yang cepat namun membutuhkan pendinginan. Namun, ini menghasilkan hasil yang buruk, dengan mengelupas masih terjadi.
3. Selain kontrol suhu cetakan, tekstur permukaan cetakan secara efektif membahas kulit peening. Selama pengisian cairan aluminium, permukaan cetakan bertekstur menjadi tidak rata, membuat film udara di antara ceruk yang meningkatkan aliran cairan aluminium dan mencegah slag dingin dan permukaan yang diadu. Setelah tekstur, tidak ada pengelupasan yang terjadi selama pengambilan tembakan, secara signifikan meningkatkan kualitas permukaan.
Enam, kesimpulan
Dalam proses casting die - cangkang kotak kontrol listrik, pendekatan multi -cabang adalah kunci untuk menghasilkan bagian berkualitas tinggi. Simulasi numerik melalui perangkat lunak membantu mengidentifikasi cacat potensial lebih awal, memungkinkan pengoptimalan gating dan struktur cetakan dan mengurangi risiko cacat. Pemilihan parameter proses yang tepat memastikan kualitas casting. Ketika penyesuaian parameter gagal, analisis komprehensif dari struktur gating, sistem pembuangan, pendinginan cetakan, dan desain bagian diperlukan.
Langkah -langkah optimisasi yang diimplementasikan telah sangat meningkatkan kualitas casting cangkang kotak kontrol listrik, secara efektif menyelesaikan masalah seperti porositas, penyusutan, kebocoran, dan kulit peening shot. Coran sekarang memenuhi standar tinggi untuk penampilan, akurasi dimensi, dan kualitas internal yang dibutuhkan oleh sistem penggerak belakang kendaraan energi baru. Ini tidak hanya memperkuat daya saing pasar tetapi juga menawarkan pengalaman praktis yang berharga untuk casting yang kompleks - casting, mempromosikan kemajuan teknologi di industri.
