Entwurfsprinzip und Prozessoptimierungsanalyse von Tiefdruckgussform für Radnabe

1. Überblick über den Low-Pressure-Gussprozess von Wheel Hub
Tiefdruckguss des Radnetzes Verwendet hauptsächlich den Luftdruck im geschlossenen Drucktank, um die geschmolzene Aluminiumlegierung in den Formhohlraum zu drücken, und stützt sich auf die Steuerung des Drucks und der Temperatur, um eine präzise Füllung und Verfestigung zu erreichen.
Kurze Beschreibung des Prozessflusses:
Die Aluminiumflüssigkeit im Schmelzofen ist auf 700-730 ° C erhitzt.
Das Metall wird durch den Luftdruck von 0,02 bis 0,06 MPa durch den geschlossenen Steigrohr gedrückt.
Die Metallflüssigkeit wird langsam vom Boden der Form in die Formhöhle gefüllt, um Turbulenzen und Porenbildung zu verringern.
Der Druck wird für einen bestimmten Zeitraum unter konstantem Druck aufrechterhalten, um eine gute Schrumpfungskompensation zu erzielen.
Nach dem Abkühlen auf die voreingestellte Temperatur wird die Form geöffnet und das Guss wird ausgeworfen.
Geben Sie die nachfolgenden Prozesse wie Wärmebehandlung und Verarbeitung ein.
Prozessvorteile:
Eine sequentielle Verfestigung und Richtungsschrumpfungskompensation kann erreicht werden.
Die innere Struktur des Gießens ist dicht und das Getreide raffiniert;
Die Formfüllung ist stabiler und für komplexe Strukturräder geeignet.
Höhere Materialnutzung und Ertragsrate.

2. Analyse von Schimmelpilzprinzipien
Die Rollnabenform muss nicht nur die geometrische Formfunktion erfüllen, sondern auch die Anforderungen an Wärmeausgleich, Spannungsverteilung und automatisierter Prozess haben und eine gute strukturelle Starrheit, Wärmeermüdungsbeständigkeit und Prozessanpassungsfähigkeit aufweisen.
Hohlraumstruktur Design
Abschiedsflächen -Designprinzipien:
In der Regel wird eine axiale horizontale Abteilung angewendet, um eine reibungslose Öffnung der Form zu gewährleisten.
Die Teilungslinie sollte die Speichen und die Bereiche mit hohem Stress vermeiden, um den Blitz zu reduzieren.
Übergang zwischen Rippen und Wandstärke:
Die Speichen und die Bereiche der Mittelscheibe müssen mit glatten Übergängen und Rippen ausgelegt werden, um die Spannungskonzentration zu verhindern.
Die Rippendicke sollte mit dem 0,6–0,8 -fachen der Dicke des Gießens kontrolliert werden.
Konfiguration des Kern -Ziehmechanismus:
Das Kernzug ​​wird durch einen Zylinder oder eine geneigte Führungssäule für den inneren Raum oder das dekorative Loch der Nabe gesteuert.
Gusssystemdesign
Ingate -Layout:
Es befindet sich normalerweise am unteren Rand des Speichens, um die Bottom-up-Füllung zu erreichen und Oxidfilmeinschlüsse zu vermeiden.
Versuchen Sie, ein symmetrisches Layout beizubehalten, um ein stabiles Flussfeld zu erhalten.
Wichtige Punkte des Steigungsdesigns:
Das Entwurf des Rohrdurchmessers muss sowohl Druckverlust- als auch Durchflussrate-Kontrolle berücksichtigen, normalerweise mit einem Durchmesser von 30 bis 50 mm.
Der Riser muss mit einem Keramikfilter ausgestattet werden, um Oxideinschlüsse abzufangen.
Entlüftungsdesign:
Eine schlanke Entlüftung oder ein Vakuumloch wird oben oder Ecke der Form geöffnet;
Verhindern Sie Oberflächendefekte wie unvollständiges Füllen und Kälte.
Kühlsystemdesign
Kühlwasserkanalverteilung:
Der Wasserkanal verläuft durch die heiße Zone (wie die Speichen und Felgen), und Kupferhülsen oder Stahlrohre werden zur Schimmelpilzkühlung verwendet.
Der Wasserkanaldurchmesser beträgt normalerweise 8-12 mm, um eine effiziente Wärmeübertragung zu gewährleisten.
Steuerbare Kühlung:
Die Temperaturdifferenz jedes Teils der Form kann durch Einstellen der Durchflussrate, Magnetventile, Thermoelemente und anderer Systeme gesteuert werden.
Das Formtemperaturreglersystem kann eingeführt werden, um eine Temperaturregelung mit geschlossenem Schleife zu erreichen.
Schimmelmaterial und Oberflächenbehandlung
Auswahl der Schimmelstahl:
Häufig verwendete, wie H13, 8407, SKD61 usw. haben hohe Temperaturstärke und thermische Risswiderstand;
In Bereichen, in denen thermischer Stress konzentriert ist, kann eine hohe thermische Leitfähigkeit Kupferlegierungeinsätze (wie BECU) verwendet werden.
Oberflächenverstärkungsprozess:
Nitriding -Behandlung: Verbesserung der Oberflächenhärte und verhindern Sie, dass Schimmel klebt;
PVD -Beschichtung: Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit, langlebensdurchlässige;
Die Lebensdauer des Schimmelpilzs kann das 50.000-100.000 Mal erreichen, und die heißen Riss- und Verschleißbereiche müssen regelmäßig inspiziert werden.

3.. Prozessoptimierungsanalyse
Metallfüllungssteuerung
Füllgeschwindigkeitskurve:
Langsames Füllen im vorderen Abschnitt, um die Oxidationseinschlüsse zu verringern;
Beschleunigen Sie die Füllung des oberen Bereichs im hinteren Bereich, um die Vollständigkeit der Füllung zu verbessern.
Aluminium -Flüssigtemperaturregelung:
Zu hoch wird Schrumpfung und grobe Körner verursacht;
Zu niedrig wird die Füllung schwierig und leicht zu kalt zu schließen.
Normalerweise bei 690 ± 10 ° C kontrolliert.
Schimmelpilzsteuerung:
Anfangsformtemperatur 200-250 ° C;
Halten Sie die Stabilität durch Formtemperaturregler oder ein intermittierendes Sprühen von Graphit auf.
Heiß- und Kaltknotenkontrolle
Heißknoten -Identifikationsmethode:
Die thermische Feldanalyse der heißen Zone wird mit Hilfe der Simulationssoftware (wie Magasoft, Procast) durchgeführt.
Im Übergangsbereich zwischen dem Rand und dem Spoke befinden sich gemeinsame heiße Knoten.
Kühlkanaloptimierung:
Erhöhen Sie die Durchflussrate und verkürzen Sie den Kanalabstand;
Verwenden Sie die Materialien mit hoher thermischer Leitfähigkeit, um die lokale Kühlung zu unterstützen.
Sequentielle Verfestigungskontrolle:
Erzielen Sie eine gerichtete Schrumpfung durch Druckerhöhung oder erzwungene Abkühlung.
Reduzieren Sie Schrumpfung und Schrumpfung und verbessern Sie die Dichte.
Unterdrückung von Schrumpfung und Poren
Porositätskontrolle:
Degas die Aluminiumflüssigkeit im Voraus (Rotordehydrierung);
Verwenden Sie einen Keramikschaumfilter, um Schlacke zu filtern.
Schrumpfung Kompensation:
Passen Sie die Haltezeit und die Druckerhöhungsrate an;
Entwerfen Sie lokales kaltes Eisen- oder Hilfsriser in der heißen Zone (simulieren Sie Schrumpfkanal).
Mold Life Management
Zyklusaufzeichnung und Überwachung:
Notieren Sie die Schimmel Lebensdauer und analysieren Sie die Bedingungen für die Bildung des thermischen Rissbereichs.
Oberflächen -Wiederaufbereitungstechnologie:
Verwenden Sie Laserverkleidungen oder elektrisches Funkenschweißen, um die Lebensdauer des thermischen Rissbereichs zu verlängern.
Simulation des Schimmelpilzzyklus:
Simulieren Sie die thermische Spannungsverteilung der Form und sagen Sie den ermüdungsrissanfälligen Bereich vor;
Wird verwendet, um die Formstruktur zu optimieren oder den Kühlplan anzupassen.

4. Entwicklungstrends
Da die Automobilindustrie höhere Anforderungen an Leichtgewicht, Sicherheit und Ästhetik von Rädern stellt, zeigt die Technologie von Tiefdruckgussformen für Räder auch die folgenden Entwicklungstrends:
Intelligente Schimmelpilzstruktur
Modulares Design: Verbesserung der Austausch- und Wartungseffizienz;
Integrierte Sensoren: Echtzeitüberwachung von Schimmelpilztemperatur, Kühlungseffizienz und Verschleißgrad.
Digitalisierung und KI -Design
Digital Twin Process Simulation: Die Formstruktur und den Gussprozess optimieren;
AI Intelligente Parameterabstimmung: Verbesserung der Gusskonsistenz und Ertragsrate.
Grüne Herstellung
Verwenden Sie umweltfreundliche Release-Agenten und wassersparende Kühlsysteme.
Optimieren Sie die Materialnutzung, reduzieren Sie Abfall und Kohlenstoffemissionen.
Multifunktionale integrierte Formen
Realisieren Sie das integrierte Design von Heizung, Kühlung, Staubsaugen und anderen Systemen zur Verbesserung der Automatisierung und der Produktionseffizienz.