Le détail de conception de l'outillage de moulage sous pression de coquille d'alliage d'aluminium

Cet article analyse d'abord la structure et le processus de moulage sous pression de la coque en alliage d'aluminium et utilise le logiciel UG pour terminer la conception du moule de moulage sous pression de la coque en alliage d'aluminium. Prouvé par la pratique, le moulage sous pression conçu est raisonnable, la surface du moulage obtenu est lisse et propre et la qualité du produit répond aux exigences.

Analyse de la structure et du processus de moulage sous pression de pièces de coque arrière en alliage d'aluminium

• 1.1 Structure de moulage sous pression On peut voir sur la figure 1 que la structure de moulage du couvercle de rembourrage de la coque arrière est relativement simple, l'épaisseur de la paroi de moulage est fondamentalement uniforme, il y a deux trous de moulage, mais parce que la paroi du trou de moulage est légèrement plus épaisse, chaude les taches sont faciles à apparaître, l'épaisseur de paroi globale des pièces moulées sous pression est relativement uniforme. Lors du choix de l'épaisseur de paroi, divers facteurs doivent être pris en compte : la structure de moulage sous pression, les propriétés du matériau et le processus de moulage sous pression conçu. Seules des épaisseurs de paroi minces ou uniformes peuvent répondre à tous les aspects. demande.
• 1.2 L'épaisseur de paroi minimale du bord extérieur de la pièce moulée. De bonnes conditions de formage par coulée nécessitent une certaine épaisseur de paroi de bord extérieur. La relation entre l'épaisseur de paroi de bord s et la profondeur h est s≥(1/4～1/3)hmm. Lorsque h<4.5 mm, alors s≥1.5 mm.
• 1.3 Matériau de moulage sous pression Le matériau de moulage sous pression est un alliage d'aluminium moulé sous pression, la qualité est YZAlSi9Cu4, la résistance à la traction est de 240MPa, la dureté Brinell est de 85HBS et le taux de retrait moyen est de 0.6%. L'alliage sélectionné donne de bonnes propriétés de coulée et est particulièrement adapté à la coulée sous pression.
• 1.4 Rayon de congé de coulée Afin de fluidifier l'écoulement du métal en fusion et d'évacuer facilement le gaz, la structure est conçue pour utiliser des congés coulés, et l'utilisation de congés pour remplacer les angles vifs de la structure peut également éviter les fissures. Le rayon des coins arrondis de la structure conçue dépend de l'épaisseur de paroi de la structure, et la plage est généralement de 0.5 à 1 mm.
• 1.5 L'angle de dépouillement doit être sélectionné en tenant compte de nombreux facteurs : géométrie de la coulée (profondeur, épaisseur de paroi, cavité ou surface du noyau), rugosité, direction du grain de traitement, etc. En tenant compte des facteurs ci-dessus, la conception de la pente de démoulage de la coque de la coulée : α=30' sur la face externe, et =1° sur la face interne.

Conception des paramètres du processus de moulage sous pression

2.1 Sélection de la machine de moulage sous pression Lors du choix d'une machine de moulage sous pression, la force de serrage doit d'abord être déterminée. La force de serrage a deux fonctions : l'une est utilisée pour équilibrer la contre-pression pour atteindre le but de verrouiller la surface de séparation ; l'autre est d'empêcher les éclaboussures de métal en fusion pour atteindre l'objectif d'atteindre la précision dimensionnelle cible. Il n'y a pas de force d'expansion partielle dans le moulage conçu, car ce moule n'a pas de traction latérale du noyau (le moulage sous pression n'a pas de trous latéraux ni de contre-dépouilles). Par conséquent, F lock ≥ KF main=1.25×1288.352=1610.44kN. Selon le calcul ci-dessus, la valeur de la force de serrage et le poids de la pièce moulée sont obtenus. En fonction de ces deux facteurs principaux, la machine de coulée sous pression est sélectionnée et le modèle final sélectionné est : machine de coulée sous pression horizontale à chambre froide (2500kN) ——— type J1125, paramètres principaux :

• ①Volume de coulée de métal maximum———3.2Kg,
• Épaisseur du moule————250~650mm,
• ③Coup de déplacement de la plaque de siège du moule————400mm,
• Force d'injection—— —143~280kN.

2.2 Pression de moulage sous pression La pression de moulage sous pression est l'un des principaux paramètres du processus de moulage sous pression. Par conséquent, il est d'une grande importance de saisir le changement de pression du métal liquide au cours de la la coulée processus, et de contrôler raisonnablement la pression à chaque étape du processus de moulage sous pression :

• ① Obtenir des moulages qualifiés—— —Organisation dense, contour clair;
• ②Calcul initial de la pression d'injection spécifique — Calculer en fonction de la force d'injection sélectionnée. La pression d'injection spécifique est également liée à l'espace de la cavité du moule, à l'épaisseur de paroi de la pièce moulée, au processus de fusion du métal et à d'autres facteurs. En combinant les paramètres spécifiques du moule conçu et la valeur initiale, la pression spécifique d'injection de ce moule de coulée sous pression est finalement fixée à 90MPa.

2.3 Vitesse de coulée sous pression Le choix de la vitesse de coulée sous pression présente les deux aspects suivants : la sélection de la vitesse d'injection et la sélection de la vitesse de remplissage. Le choix des deux vitesses est très important, ce qui détermine directement la qualité interne et externe et la définition du contour de la coulée. Facteurs à prendre en compte lors du choix de la vitesse de remplissage :

• La taille de la coulée,
• La complexité de la structure de la coulée,
• ③Le type d'alliage choisi pour la coulée,
• Le niveau de pression d'injection.

Choix spécifiques :

• ①Les pièces moulées plus faciles à remplir --- pièces moulées avec une épaisseur de paroi simple ou des exigences de qualité interne plus élevées, choisissez : faible vitesse, pression spécifique élevée, grande porte ;
• ②Un remplissage rapide est requis --- à parois minces complexes ou Pour les pièces moulées avec des exigences de qualité de surface plus élevées, choisissez : vitesse élevée, pression spécifique élevée. Considération globale, selon les caractéristiques spécifiques de cette pièce moulée sous pression, la structure est relativement simple, sélectionnez la vitesse moyenne, la plage est de 20 ~ 90 m/s.

2.4 Le temps de moulage sous pression détermine le temps de moulage sous pression, qui se compose de trois parties du temps requis : le temps de remplissage, le temps de maintien et le temps pendant lequel la pièce de moulage sous pression reste dans le moule de moulage sous pression. Plusieurs facteurs se sont combinés pour produire ce résultat : la pression, la vitesse, la température, les caractéristiques du métal en fusion, ainsi que la structure de coulée (principalement l'épaisseur de paroi et le volume) et la structure du moule (en particulier le système de porte et le système de drainage) et d'autres facteurs. Le temps de remplissage est généralement compris entre 0.01 et 0.2 s. La longueur est déterminée par la taille de la coulée et la complexité de la structure : une coulée de structure simple et de volume important nécessite un temps de remplissage relativement long ; une coulée avec une structure plus complexe et une épaisseur de paroi plus petite nécessite peu de temps. Après des tests pratiques, le temps de remplissage est fixé à environ 0.2 s, ce qui est raisonnable pour les moyennes et petites pièces moulées en alliage d'aluminium conçues dans cet article. La fonction du temps de maintien de la pression est la suivante : le poinçon d'injection a suffisamment de temps pour appliquer une pression sur le métal non solidifié, de sorte que le processus de cristallisation peut être effectué sous pression, ce qui améliore l'alimentation et obtient avec succès une structure dense. Facteurs affectant la durée : le point de fusion de l'alliage sélectionné, la plage de température de cristallisation et l'épaisseur de paroi de la pièce moulée. Les pièces moulées avec un point de fusion élevé, une large gamme et une grande épaisseur de paroi nécessitent une longue durée, 2 ~ 3 s; lorsque le temps déterminé est trop court, un retrait apparaît, mais il n'a pas d'effet significatif si le temps de maintien est prolongé. 1～2s est la plage de temps de maintien général. L'épaisseur de paroi moyenne de la pièce moulée dans cette conception est de 3 mm. Compte tenu de sa structure et des propriétés de l'alliage, 3s est sélectionné comme temps de maintien. 2.5 Température de coulée sous pression Les principaux paramètres du processus pour garantir des coulées qualifiées—la température de coulée du métal en fusion et la température de travail du moule. De nombreux facteurs l'affectent : la structure de la coulée, l'épaisseur de la paroi, la pression de remplissage, la vitesse et les types d'alliage. Il est nécessaire de considérer de manière exhaustive les paramètres ci-dessus pour s'assurer que la température de moulage sous pression est stable dans une plage raisonnable et fournir de bonnes conditions de remplissage. Si la température de coulée n'est pas dans une fourchette raisonnable, la qualité du produit sera dégradée voire non qualifiée :

①Température de coulée excessive - provoquera un rétrécissement excessif pendant le refroidissement, le produit est sujet aux fissures, aux grains plus gros et à de mauvaises performances mécaniques, et même provoquera le collage du moule, réduira la durée de vie du moule ;

② Une température de coulée trop basse provoque des défauts, notamment une barrière froide, un motif de surface et un coulage insuffisant. Afin d'obtenir des moulages qualifiés, en plus de la température de coulée, la pression, la température du moule de coulée sous pression, la vitesse de remplissage et l'alliage sélectionné pour les moulages doivent également être pris en compte en même temps. Les pièces moulées sous pression sont en alliage aluminium-silicium. Selon ses caractéristiques de fluidité et de moule, 620°C est sélectionné comme température de moulage sous pression.

Conception de la structure du moulage sous pression du moulage sous pression de la coque arrière

3.1 Détermination de la surface de joint La pièce a une structure simple. Selon le principe de sélection du plan de joint, la plus grande section de projection doit être sélectionnée, comme le montre la figure 2.

3.2 Conception du système de gating Le système de gating est composé de quatre parties :

• coureur droit
• glissière horizontale
• portail intérieur,
• ④ trou de limace froide.

Conception spécifique :

• ①Chambre de pression intégrée—la méthode de connexion de la chambre de pression et de la douille de coulée ;
• La forme de la section transversale du coureur—— trapèze plat ;
• Porte intérieure——porte latérale en forme d'anneau ;
• Side versant Bouche-disposé sur la surface de séparation de la coulée ;
• ⑤ Un moule à quatre cavités, la figure 3 montre la structure spécifique.

3.3 Conception du réservoir de trop-plein et du système d'échappement La conception structurelle du réservoir de trop-plein est réalisée et la forme de la section transversale choisie en tenant compte de divers facteurs est trapézoïdale (Figure 4). Une structure raisonnable a les fonctions suivantes :

• Améliorer l'équilibre thermique du moule-ajuster la température partout dans le moule, réduire les marques d'écoulement, les barrières froides et le coulage insuffisant des pièces moulées, transférer les cavités de retrait, la porosité de retrait et le piégeage de vortex ;
• évacuation Le gaz dans la cavité s'évacue rapidement avec la gorge d'évacuation ;
• ③stockage de liquide métallique sale et froid - un mélange de résidus de peinture et de gaz.

3.4 Conception du système d'éjection Dans le processus de moulage sous pression, après qu'un cycle de formage complet soit terminé, la matrice doit être ouverte pour recevoir la pièce moulée sous pression, et la pièce moulée sous pression enveloppée se trouve sur le côté du poinçon, qui doit être retiré. Cette tâche nécessite un type supplémentaire de mécanisme de pièce supérieure à effectuer. Le système d'éjection occupe une place importante dans la conception de la structure du moule. Il y a trois parties principales du système d'éjection :

• éjecter,
• réinitialiser
• guider. Cet ensemble de moules adopte deux mécanismes d'éjection d'éjecteur, qui sont utilisés pour la coulée et l'éjection de la carotte. Les diamètres des broches d'éjection sont respectivement de 6 mm et 8 mm.

Dispositifs de limite de conception dans le système :

• bloc limite,
• ② levier de réarmement pour améliorer la précision de réarmement du mécanisme et empêcher la course de dépasser la limite pendant le mouvement des composants du mécanisme.

3.5 Calcul de la taille de la pièce formée

3.5.1 Taille de l'empreinte et du noyau :

3.5.2 Calculer l'entraxe et la taille de la position : où : L-l'entraxe de la pièce de formage et la taille moyenne de la position (mm) ; L-la taille moyenne de l'entraxe du moulage sous pression et la position (mm).

3.6 La conception du système de refroidissement choisit une méthode de refroidissement du moule efficace et facile à contrôler : le refroidissement par eau pour obtenir des moulages de haute qualité et une longue durée de vie du moule. L'effet de refroidissement du refroidissement par eau dépend de la disposition du canal de refroidissement, qui est disposé dans la cavité :

• La température la plus élevée,
• La chaleur est plus concentrée,
• Sous le moule,
• Le côté opposé à l'opérateur. Afin d'améliorer la commodité d'installation du tuyau de distribution d'eau, il est nécessaire d'unifier les dimensions géométriques du diamètre extérieur du canal d'eau. Son agencement structurel est illustré à la figure 5.

3.7 Dessin d'assemblage général du moule de moulage sous pression Réalisez le dessin d'assemblage général du moule de moulage sous pression de la coque arrière (Figure 6). Le moule de coulée sous pression est composé de deux parties : un moule fixe et un moule mobile. Le moule fixe est fixe et est situé sur la plaque de moule fixe. Le moule mobile se déplace avec le plateau suiveur et est situé sur le plateau fixe du moule suiveur. Le moule est fermé et ouvert par le mouvement du moule mobile par rapport au moule mobile.

Serrage du moule : les deux sont fermés pour former une cavité, et la cavité est remplie de métal en fusion sous haute pression à l'aide d'un système de gating ; ② ouverture du moule : les deux sont séparés après maintien de la pression, et le mécanisme d'éjection achève la tâche d'éjecter les produits de la cavité.

Cet article utilise le logiciel UG pour modéliser les pièces de la couverture arrière et complète l'analyse du processus, les paramètres du processus de moulage sous pression et la conception de la structure du moule des pièces de la couverture arrière. La cavité est limitée par les facteurs suivants : efficacité de fabrication, de processus et de production, etc., compte tenu des facteurs ci-dessus de manière globale, elle est déterminée comme une disposition plus raisonnable à un moule à quatre cavités. La production pratique montre que la pression spécifique de moulage sous pression de 90MPa est sélectionnée, la vitesse de moulage sous pression est sélectionnée dans la plage de 20 à 90 m/s, le temps de coulée de 0.2 s, le temps de maintien de 3 s et le moulage sous pression température de 620 , le couvercle étouffant de la coque arrière qui en résulte Il a une surface lisse et répond aux exigences de qualité du produit.

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