طراحی قالب ریخته گری با CAD CAM CAE: راهنمای عملی برای ابزار قابل اعتماد

یک پروژه قالب ریخته گری می تواند روی صفحه نمایش کامل به نظر برسد و همچنان در اولین آزمایش شکست بخورد: درب سرد، لحیم کاری یا تخلخل در مناطقی ظاهر می شود که به نظر کاملاً طراحی شده اند. در تجربه ما، مشکل به ندرت یک مسیر ابزار یا یک بعد واحد است. معمولاً زنجیره ای از تصمیمات قبل از برش فولاد است. به همین دلیل، ما CAD، CAM و CAE را به عنوان یک گردش کار متصل می‌دانیم، نه سه عملیات مجزا. نتیجه گیری ساده است: اگر می خواهید کیفیت دایکاست ثابتی داشته باشید، مرحله طراحی قالب باید شامل مدل سازی در مقیاس کوچک، شبیه سازی پر کردن و انجماد و تأیید CAM قبل از شروع تولید باشد.

الزامات اصلی که طراحی قالب ریخته گری قالب را شکل می دهند

قبل از باز کردن یک فایل CAD، یک طراح به مجموعه ای واضح از اهداف طراحی نیاز دارد. این اهداف مبنایی برای ابعاد حفره، دریچه، خنک کننده و بیرون راندن می شوند. جدول زیر محدوده های معمولی مورد استفاده برای قالب های ریخته گری آلومینیومی را خلاصه می کند.

پارامترهای طراحی معمولی برای قالب های ریخته گری آلومینیومی. هنوز برای هر قسمت جدید اعتبار تولید مورد نیاز است.
پارامتر	محدوده معمولی	تاثیر بر طراحی قالب
جمع شدگی آلیاژ	0.5-0.7٪	مقیاس بندی حفره و ابعاد هسته نهایی را تعیین می کند
زاویه پیش نویس	1 درجه خارجی، 1.5-2 درجه داخلی	جهش، آسیب سطحی و سایش قالب را کنترل می کند
ضخامت دیوار	1.5-4 میلی متر برای قطعات آلومینیومی معمولی	زمان پر شدن، قدرت و خنک شدن را متعادل می کند
خط جدایی	در بزرگترین مقطع قرار می گیرد	بر پیچیدگی ساخت و ساز فلاش، تریم و قالب تأثیر می گذارد
کانال های خنک کننده	چیدمان یکنواخت با فاصله کنترل شده	نقاط داغ و تخلخل انقباض را کاهش می دهد

این مقادیر نقطه شروع هستند نه قوانین ثابت. یک مدل CAE می تواند آنها را برای یک بخش خاص اصلاح کند. هنگامی که خریدار دقیقاً این هندسه را می‌خواهد، طراح قالب همچنان باید این اصول را به کار گیرد، زیرا فرآیند ریخته‌گری قالب هرگونه ضعف طراحی را تشدید می‌کند. تغییر انقباض پس از برش حفره به معنای شروع دوباره است، بنابراین بررسی طراحی باید شامل درجه آلیاژ، وزن قطعه، بخش دیوار، بافت سطح و ظرفیت دستگاه ریخته‌گری قبل از شروع هر کار CAM باشد.

CAD در طراحی قالب: از مدل قطعه تا استراتژی جداسازی

کار CAD برای قالب ریخته گری با یک مدل قطعه شروع می شود که قبلاً برای پیش نویس، شعاع و ضخامت دیواره یکنواخت بررسی شده است. سپس طراح مقیاس انقباض را روی حفره اعمال می کند، سطح جداسازی را ایجاد می کند، هسته و حفره را جدا می کند و اسلایدها، بالابرها، درج ها یا موقعیت های کانال خنک کننده را اضافه می کند. بدون این نظم ساختاریافته، یک قالب می‌تواند شکاف‌هایی در خط جدایی داشته باشد یا شرایط قفل قالب داشته باشد که بعداً اصلاح آنها دشوار است.

هندسه CAD معمولا در قالب STEP یا IGES با مشتری مبادله می شود، اما مدل طراحی قالب با مدل قطعه یکسان نیست. حفره برای ساخت، مقیاس، شکاف و جزئیات دارد. برای دوره های طولانی تولید، ما CAD در سطح مونتاژ ایجاد می کنیم که شامل پایه کامل قالب است، نه تنها حفره. این امکان بررسی تداخل، تأیید خط خنک کننده و کنترل تراز قبل از برنامه نویسی CAM را فراهم می کند. ما این گردش کار را برای خود اعمال می کنیم قالب های ریخته گری آلومینیومی با فشار بالا سفارشی مخصوصاً برای محفظه های دیوار نازک با دنده های عمیق و گوشه های داخلی محکم.

Aluminum Die Casting Molds Customized High-pressure- Ningbo Jieda Molding & Mach

قالب های ریخته گری آلومینیومی سفارشی با فشار بالا - قالب گیری و ماخ Ningbo Jieda مشاهده محصول →

شبیه سازی CAE: یافتن عیوب قبل از برش فولاد

شبیه‌سازی CAE برای پیش‌بینی اینکه چگونه فلز مذاب حفره را پر می‌کند، از کجا انجماد شروع می‌شود، و در کجا ممکن است هوای محبوس یا تخلخل انقباضی تشکیل شود، استفاده می‌شود. یک شبیه سازی خوب فقط یک نقشه رنگی را نشان نمی دهد. این لیست کوتاهی از اصلاحات را به تیم طراحی ارائه می دهد: سرریز را جابجا کنید، یک دروازه را تغییر دهید، خنک کننده اضافه کنید یا ضخامت دیوار را تنظیم کنید. گیر افتادن هوا اغلب در نزدیکی باس ها یا دنده ها ظاهر می شود، بنابراین موقعیت های سرریز باید قبل از ماشینکاری فولاد بررسی شود.

در یک پروژه معمولی، استفاده از CAE قبل از CAM به طور قابل توجهی تعداد آزمایش‌های فیزیکی را کاهش می‌دهد. نمودار زیر مقایسه ای گویا بر اساس پروژه های توسعه قالب ریخته گری متداول است.

این کاهش اهمیت دارد زیرا هر آزمایشی آلیاژ، زمان ماشین و ساعت‌های مهندسی را مصرف می‌کند. همچنین زمان قبل از اینکه قالب به تولید عادی برود را کوتاه می کند. برای درک یک شکست رایج در این زمینه، به مقاله ما در این زمینه مراجعه کنید آیا طراحی قالب ریخته گری می تواند از نقص لحیم کاری فلز جلوگیری کند؟ .

CAM برای ماشینکاری قالب: تبدیل داده های طراحی به ابزار دقیق

CAM طراحی قالب نهایی را به برنامه‌های CNC برای حفره، هسته، درج‌ها، الکترودها و سوراخ‌های خنک‌کننده تبدیل می‌کند. برای قالب‌های دایکاست، نواحی بحرانی مانند خط جداسازی و سطوح قفل اغلب به تلرانس‌هایی در حدود 0.02 ± میلی‌متر نیاز دارند. بنابراین یک استراتژی CAM باید قطر ابزار، گام به گام، نرخ تغذیه و پاس پایان مناسب را با توجه به هندسه سطح انتخاب کند.

EDM نقش مهمی را برای دنده های عمیق و گوشه های داخلی کوچک ایفا می کند که کاتر نمی تواند به آنها برسد. CAM همچنین الکترودهای گرافیتی یا مسی مورد استفاده در این عملیات را برنامه ریزی می کند. در فرآیند ما، تأیید مسیر ابزار با شبیه‌سازی حذف مواد قبل از رسیدن برنامه به دستگاه CNC انجام می‌شود. هنگامی که آلیاژ از آلیاژ روی با دمای پایین تر باشد، الگوی سایش قالب متفاوت است و طراح می تواند در برخی مناطق از فاصله های تنگ تر استفاده کند. ما قالب های ریخته گری روی سفارشی با دقت بالا با همان رشته CAD-CAM-CAE، مطابق با مواد تولید می شوند.

Zinc Die Casting Molds Customized High-precision- Ningbo Jieda Molding & Machine

قالب‌های ریخته‌گری روی قالب‌های سفارشی با دقت بالا - قالب‌گیری و ماشین Ningbo Jieda مشاهده محصول →

چگونه طراحی و شبیه سازی هزینه و زمان تولید قالب را تغییر می دهد

خریداران اغلب قیمت قالب را بر اساس وزن یا ساعت ماشین کاری مقایسه می کنند. این رویکرد بزرگترین محرک هزینه را از دست می دهد: دوباره کاری. ساختار هزینه قالب ریخته گری معمولی در یک فرآیند یکپارچه به این شکل است.

طراحی و شبیه سازی 15%

مواد قالب 30%

ماشینکاری و CAM 40%

آزمایشی و اعتبار 15٪

طراحی و شبیه سازی حدود 15 درصد از بودجه قالب را نشان می دهد، اما بر 85 درصد باقی مانده تأثیر می گذارد. اگر یک قالب برای اصلاح طراحی باز شود، هزینه های ماشینکاری و آزمایش به سرعت افزایش می یابد. سیستم کیفیت ما از IATF 16949 پیروی می‌کند و از داده‌های عینی در بررسی‌های طراحی استفاده می‌کند، بنابراین نتایج شبیه‌سازی به جای اینکه فقط به عنوان ارائه استفاده شود، مستند می‌شوند. نمودار خطی زیر نشان دهنده بهبود نرخ پاس اولین شات زمانی است که CAE در طول توسعه استفاده می شود.

این دو نمودار باید با هم خوانده شوند: آزمایش‌های کمتر به معنای هزینه کمتر است، و نرخ عبور اول شلیک بالاتر به این معنی است که قالب سریع‌تر به تولید پایدار می‌رسد. برای قطعات تولیدی، این رشته به اجزایی مانند ما منتقل می شود محفظه موتور خودرو آلومینیومی فشار قوی .

Automobile Motor Housing in High-pressure Aluminum Die Casting- Ningbo Jieda Mol

محفظه موتور خودرو در قالب ریخته گری آلومینیومی با فشار بالا - نینگبو جیدا مول مشاهده محصول →

سوالات متداول

برای طراحی قالب ریخته گری آلومینیومی از چه مقدار انقباض باید استفاده کرد؟

برای اکثر آلیاژهای متداول آلومینیوم، انقباض خطی 0.5٪ تا 0.7٪ معمول است، اما مقدار دقیق به آلیاژ، هندسه قطعه، ضخامت دیواره و پارامترهای ریخته گری بستگی دارد. تجزیه و تحلیل انجماد CAE به جای تکیه بر یک عدد ثابت به اصلاح این فرض کمک می کند.

آیا CAE می تواند جایگزین آزمایشات قالب شود؟

خیر. CAE تعداد آزمایش‌ها و خطر دوباره کاری را کاهش می‌دهد، اما نمی‌تواند به طور کامل جایگزین تأیید شود. زمانی که با پارامترهای ریخته گری کنترل شده و عمل ماشینکاری خوب ترکیب شود، موثرتر است.

حداقل زاویه کشش برای دایکاست چقدر است؟

معمولاً 1 درجه در دیوارهای خارجی و 1.5 درجه تا 2 درجه در دیوارهای داخلی بسته به بافت و جهت تخلیه. برای سطوح بافت دار، طراحان ممکن است به 2 تا 3 درجه نیاز داشته باشند.

CAD/CAM/CAE در طراحی قالب ریخته گری به داشتن نرم افزار گران قیمت نیست. این در مورد تصمیم گیری در یک نظم منضبط است: تجزیه و تحلیل قطعات، شبیه سازی، ماشینکاری، و تایید. یک کارگاه قالبی که از CAE قبل از برش فولاد استفاده می‌کند، می‌تواند عیوب را زودتر تشخیص دهد، قالب‌های قابل اطمینان‌تری ارائه دهد و از قطعات تولیدی پشتیبانی کند که نیازهای ابعادی و ساختاری را برآورده می‌کنند.

برای بحث در مورد پروژه قالب خود، بپرسید که چگونه فروشگاه آنالیز انقباض، شبیه سازی پر کردن و استراتژی تحمل CAM را انجام می دهد. پاسخ‌ها به شما می‌گویند که آیا ابزارها به موقع می‌رسند و در تولید کار می‌کنند.