آشنایی با ماشینهای دایکاست - √دنیـــــــای متـــــــــــالورژی فقـــــــط از ایـــــــنجا
به "با سابقه ترين و محبوب ترين وبلاگ متالورژي در ايران" خوش آمديد

تاريخ : چهارشنبه ۱۳ تیر ۱۳۸٦
 

                              آشنایی با ماشینهای دایکاست

انواع ماشینهای دایکاست

ماشینهای دایکاست بطور کلی دو نوع هستند:

  1. ماشینهای تزریق با محفظ:(سیلندر)گرم(hot chamber)

  2. ماشینهای تزریق با محفظ )سیلندر) سرد(cold chamber)

اگر نقطه ذوب فلز تزریقی پایین باشد وبه سیستم پمپ آسیب نرساند پمپ می تواند مستقیما

در فلزمذاب قرار گیردبه این سیستم تزریق با محفظه گرم میگویند.

   در صورتی که فلز مذاب به سیستم پمپاژ آسیب برساند دستگاه پمپاژ نباید مستقیما در فلز

مذاب باشد.به این سیستم تزریق با محفظه سرد می گویند

ماشینهای دایکاست با سیستم تزریق محفظه گرم

سیستمی در شکل 1-1نشان داده شده است یک سیستم دایکاست محفظه گرم است.همان

طور که در شکل دیده می شود مجرای گردن غازی سیلندر تزریق در مواد مذاب غوطور

است و در نتیجه در درجه حرارتی معادل نقطه ذوب مواد تزریقی کار می کند.دراین سیستم

مواد مذاب در حداقل زمان و حداقل افت حرارت به داخل حفره قالب تزریق می شوند.در حالی که پیستون در بالا قرار دارد مواد مذاب به داخل سیلندر فشار یا سیلندر تزریق راه یافته و پس از پایین آمدن پیستون ابتدا دریچه تغذیه بسته می شود سپس مواد مذاب با

فشار از طریق مجرای گردن غازی به داخل حفره راه می یابند.پس از گذشت زمان لازم

برای انجماد مواد پیستون دوباره بالا می رود ومواد جدید برای تزریق بعدی وارد سیلندر

تزریق می شود.نیروی لازم که به پیستون تزریق منتقل می شود بسته به طرح دستگاه

می تواند پنیوماتیک و یا هیدرولیک باشد.

قطعات مختلف از وزن چند گرم تا نزدیک 25کیلو گرم را می توان با این سیستم تولید کرد.

در این روش با تغییر انذازه مجرای غازی قطعات با وزن متفاوت رامی توان تولید کرد.

وزن قطعاتی که می توان با این روش تزریق کرد بستگی به عوامل زیر دارد

  1. آلیاژ مورد تزریق

  2. اندازه سطح خارجی قطعه

  3. نیرویی که دو کفه قا لب را بسته نگه می دارد

دستگاه دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد افقی

در شکل 1-2بخش تزریق این سیستم نشان داده است.در این سیستم محفظه تزریق(shot chamber)به صورت سرد عمل کرده وفقط ازحرارت مواد مذاب که در داخل آن ریخته می شود حرارت می گیرد.قسمت پیشانی پیستون تزریق برای مقاومت در برابرمواد مذاب

با آب خنک می شود.جهت تسهیل در امرریختن مواد مذاب محفظه تزریق به صورت افقی

قرار گرفته و در با لای آن یک سوراخ بارگیری تعبیه شده است.

در شکل 1-3مراحل مختلف عمل تزریق با این سیستم نمایش داده شده است در مرحله 1

دو کفه قالب بسته بوده وپیستون در عقبترین موضع خود قرار دارد بصورتی که سوراخ بارگیری کاملا باز است در مرحله 2پیستون شروع به حرکت کرده ابتداء سوراخ بار گیری

را مسدود کرده و سپس مواد مذاب را با فشار به سوی قالب می راند در آخرین مرحله یعنی مرحله 3پس از آن که زمان منا سبی به مذاب داده شد که منجمد شود دو کفه قالب

از یکدیگر باز می شوند همزمان پیستون باز هم قدری جلو می آید که اولا بیسکویت(پولک

منجمد شده در قسمت جلوی سیلندر تزریق)را بیرون بیاورند و ثانیا کمک کند پس از اتمام

این مراحل قطعه از قالب به بیرون پراند شده (eject)دو کفه قالب بسته شود پیستون عقب آید و دستگاه آماده تکرار مراحل فوق وتزریق بعدی شود.

سیستم تزریق یا محفظه سرد تقریبا برای تزریق کلیه فلزاتی مورد استفاده قرار می گیرد که قابلیت دایکاست شدن را دارند ولی معمولا برای تزریق آلمینیوم منیزیم آلیازهای مس

استفاده می شود مهمترین مزیت این سیستم این است که اولا اثرات حرارت فلز مذاب روی

بخش تزریق دستگاه ناچیز است و ثانیا با این سیستم فشار تزریق را می توان به مراتب بالا برد.

ماشینهای دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد عمودی

این دستگاهها به ماشینهای دایکاست (low pressure)هم معروف هستند بطور کلی دو نوع ماشین دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد عمودی وجود دارد در نوع اول صفحات قالب بصورت افقی (همان گونه که در شکل 1-4نشان داده شده است)ودرنوع دوم

صفحات قا لب به صورت عمودی قرار می گیرند همان طور که در شکل1-4پیداست مواد

مذاب از پایین قالب تزریق می شود هوای داخل حفره تخلیه گشته ودر اثر افت فشار مواد

مذاب به داخل محفظه تزریق مکیده می شوند.فشاری که دو کفه قالب را به یکدیگر قفل می کند و فشار تزریق هر دو از یک منبع کنترل می شوند تا همیشه حالت بالانس بین این دو نیرو که عکس یکدیگر عمل می کنند برقرار شود.در این سیستم برای بهبود تزریق و تعادل آن در قالبهای چند حفره ای همان طوریکه در شکل 1-4ملاحظه می شود بهتر است

تزریق از مرکز اعمال شود.

در شکل 1-5نوع دوم این مدل ماشینها یعنی محفظه تزریق سرد عمودی با صفحات قالب

عمودی نشان داده شده است در این مدل محفظه تزریق از طریق یک بوش رابطه مستقیما

به قالب متصل می گردد و همان طور که در شکل پیداست در هنگام بار گیری یک پیستون

از پایین به بالا آمده وجلو بوش رابط را میگیرد (مرحله 1در شکل 1-5)پس از این مرحله

پیستون بالا شروع به پایین آمدن کرده و همچنان فشار اعمال شده به مذاب افزایش می یابد پیستون اول شروع پایین رفتن کرده و مذاب از طریق بوش رابطه با فشار به داخل قالب رانده می شود(مرحله 2شکل 1-5)در آخرین مرحله پس از گذشت زمان لازم برای

انجماد مذاب پیستون بالا بجای خود باز گشته پیستون پایین بالا آمده وباقیمانده مواد را از

بوش رابط قطع کرده و بیرون می آورد البته همزمان قطعه تزریق شده نیز پران می شود.

یکی از نکات منفی این روش دایکاست این است که وجود دو پیستون که با هم کار می کنند باعث می شود که دستگاه بیشتر نیاز به تعمیر پیدا کند از طرف دیگر از محاسن دستگاهای دایکاست با محفظه سرد عمودی که در شکلهای 1و4و1و5نمایش داده شده اند همان عمودی قرارگرفتن محفظه تزریق میباشد که باعث می شود اولا مواد مذاب فقط

پس از حرکت پیستون و به یک توده به داخل قالب رانده شوند وثانیا حرکت اشفته مایع

مذاب به حداقل رسیده وجود مک ویا حفرههای ریز در قطعه تزریق شده کاهش یابد .

 

دایکاست با سیستم خلاء یا مکش(vacuum casting m/c)

سیستم مکش یا خلاء را برای ماشینهای افقی سرد یا گرم (cold chamber, hot chamber)

می توان بکار برد در شکل 1و6یک نوع ماشین با محفظه تزریق گرم مجهز به سیستم مکش نشان داده شده است قسمتی که قالب در آن قرار دارد دارای پوسته و واشر می باشد که پس از بسته شدن پرس رابط قالب را با هوای محیط بیرون کاملا قطع می کند در نتیجه

هوای داخل قالب و سیستم تزریق را می توان کاملا تخلیه نمود پس از ایجاد خلاء پیستون

تزریق و مسدود کننده مسیر تغذیه هر دو بالا رفته و مقدار از پیش تعیین شده ای از مواد

مذاب به داخل مذاب مجرای گردن غازی مکیده می شود .پس از ان پیستون تزریق مواد مذاب با فشار داخل قالب می راند (در این حالت پیستون مسدود کننده جلوی ورود مذاب را می بندد)در صورتی که طراحی گلویی وراهگاه قالب و دیگر فاکتورهای مهم رعایت گردند

قطعه تولید شده با روش فوق دارای کمترین حباب هوا و پرداخت نسبتا خوب می باشد روش ایجاد خلاء در دستگاه می تواند تمام عیوب را بپوشاند ویک قطعه خوب از قالب بیرون بیاورد.

 

          آشنایی با متعلقات دستگاهها وانواع قالبهای دایکاست

2-1وسایل ومتعلقات جانبی دستگاههای دایکاست

دستگاههای دایکاست می توانند مجهز به وسایلی باشند که علاوه بر بالا بردن راندمان تولید

ایمنی بیشتری نیز به دستگاه بدهد .این وسایل جا نبی اغلب در مراحل تولیدی زیر بکار برده می شوند

·         برای خارج کردن قطعات خصوصا قطعات سنگین

·         کنترل بهتر برای تغذیه بوته یا پاتیل توسط مواد مذاب

·         انتقال سریع قطعات تولید شده برای عملیات تکمیلی بعدی مانند پلیسه گری و ماشین کاری

·         روغن کاری قالب

·         تغذیه اتوماتیک قالب دستگاه

  

خارج کردن و انتقال قطعات

مکانیزم مختلف بادی هیدرولیکی ومیکانیکی در این مورد بکار گرغته شده اند به صورتی که در

بعضی موارد عینا حرکت دست کارگر را تقلید می کند.البته سیستمهای ایمنی از الزامات اولیه این

نوع مکانیزمها می باشد.برای مثال قبل از آن که قطعه از قالب جدا شود باید حرکت بسته شدن وتغذیه غیر ممکن باشد.یک روش مرسوم خارج کردن قطعات از قالب و انتقال آنها به مرحله بعد عبارت است از طراحی دستگاه به صورتی که قطعه پس از باز شدن قالب به داخل آب بیفتد.در این حالت معمولا یک تانکر آب در زیر دستگاه تعبیه شده می شود.قطعه به صورت اتوماتیک توسط نوار نقاله به مرحله بعد برای عملیات تکمیلی انتقال پیدا می کند. اگر قطعات به راحتی از قالب جدا نشوند باید توسط پران چند مرحله ویا به کارگیری بازوی کمکی از قالب جدا شده ودر تانک آب بیفتد.قابل توجه که قطعاتی با وزن حدود 7تا8 کیلو گرم و ضریب 400ضربدر ساعت

با این روش تولید شده اند.

مزایای این روش عبارتند از:

  1. جلوگیری از آسیب برداشتن قطعه در نتیجه سقوط

  2. خارج ساختن اتوماتیک قطعه

  3. بالا رفتن کیفیت بدلیل یکنواخت بودن تولید

  4. ایمنی بالا

نقطه ضعف این سیستم آن است که زمان تعویض میله های آویز عملا به زمان تغذیه قالب اضافه می شود .تجربه نشان داده است که با این روش بیش از 350ضربدر ساعت نمی توان

تولید کرد

سیستم روغن کاری در اتوماتیک قالب

این سیستم یکی دیگر از متعلقات دستگاه می باشد و عبارت از یک روغن پاش که در فاصله

باز شدن قالب و پس از پران قطعه به طور اتوماتیک عمل می کند

سیستمهای ایمنی تخلیه قطعه

برای کمک به عمل پران از بازوهای هیدرولیک که به مدار فرمان دستگاه متصل هستند می توان استفاده کرد در صورتی که قطعه پران نشود دستگاه برای تزریق مجددقالب را پر نمی کند. از چشمهای فتو الکترونیک نیز برای حصول اطمینان از سقوط قطعه استفاده کرد .با ید

توجه داشت که وجود دود و گرد وغبار در عمل ریخته گری تحت فشار معمولا چشمهای

فتوالکتریک راکثیف کرده وپس از مدتی کارایی خود را از دست می دهد.به همین دلیل اخیرا

از وسایل حساس مادون قرمز استفاده می شود.

 

   طراحی قالب :

طبعتا هر قالب باید شکل قطعه را داشته باشد که قرار است تولید شود ولی در ساخت قالب عوامل زیر نباید از نظر دور بماند:

1.          شیب دیواره ها (draft)

2.        اضافه اندازه برای انقباض مواد

3.       در مورد قطعات خیلی دقیق در نظر گرفتن انبساط حفره در اثر حرارت

از طرف دیگر محل قرار گرفتن حفره اصلی در کفشکها به عوامل زیر بستگی دارد:

1.          انتخاب محل خط جدایش قالب

2.        محل کشوییها و ماهیچه های متحرک

3.       انتخاب محل گلویی تزریق طوری که در قسمتی از قطعه قرار گیرد که دارای حساسیت زیاد نباشد

4.        انتخاب محل گلویی تزریق طوری که مواد ورودی به حفره با مانعی نظیر ماهیچه ها برخورد مستقیم نداشته باشد.

انقباض مواد(shrinkage allowances)

اندازه های نهایی حفره و ماهیچه های قالب پس از در نظر گرفتن مقدار انقباض مواد در اثر سرد شدن تعیین می شوند.

شیب دیواره ها(draft)

 برای اینکه قطعه به راحتی از درون قالب بیرون آید دیواره های حفره ها باید همگی دارای شیب باشند .مقدار این شیب بستگی به نوع مواد تزریقی و ارتفاع دیوارها دارد.

مقادیر پیشنهاد شده در منحنی شکل 3-1 برای دیواره های داخلی قطعه می باشد.مقدار

شیب پیشنهادی برای دیواره های خارجی قطعه (یعنی شیب روی حفره های قالب)به اندازه

نصف مقادیر داده شده در منحنی 3-1می باشد در صورتی که پرداخت قطعه از اهمیت بالای برخوردار باشد مقادیر پیشنهادی در منحنی فوق را باید قدری بیشتر در نظر گرفت.

شکل و محل خط جدایش قالب(parting line)

هزینه ساخت و کارایی هر قالب بستگی به خط جدایش آن قالب دارد در نتیجه از اهمیت

بالای برخوردار است. در صورتی که شکل قطعه اجازه دهد بهترین نوع خط جدایش نوع

مسطح آن است زیرا اولا ساخت قالب را آسا نتر می کند و ثانیا بهترین آب بندی را بین دو

کفه قالب به وجود می آورد.ساخت کشوییها و قسمتهای متحرک از موارد پر هزینه بوده و

در نتیجه ممکن است شرایط ایجاب کند که خط جدایش از حالت مسطح بیرون آید .طرح اولیه در شکل 3-2یک نمونه پر هزینه را نشان می دهد.محل متناسب خط جدایش جایی است که اولا پس از بیرون آمدن قطعه از قالب سرباره ها به آسانی از قطعه جدا شوند و ثانیا پلیسه گیری قطعه کمترین اثر را در کارکرد و شکل ظاهری قطعه داشته باشد.

در مثال شکل 3-2با توجه به این که در عملکرد قطعه تغییری حاصل نشده ،اصلاح طرح محصول موجب شده است که در هزینه ساخت قالب به دلیل تسطیح خط جدایش به میزان قابل توجهی صرفه جویی شود.

کشوییها (slides)

کشویی به قسمت متحرک یک قالب اطلاق می شود و برای ایجاد سوراخها،فرورفتگیها،و

برجستگی های جانبی در قالب تعبیه می شود گرچه در موارد استثنایی برای خروج از برخی

قسمتهای قالب وجود کشوییها مفید می باشد ولی در طراحی قطعه و قالب باید حداکثرتلاش را

به عمل آورد که قالب بدون وجود کشویی ساخته شود.این امر مفید قالب و هزینه های ساخت

آن اثر تعیین کننده دارد. برای اجتناب از ایجاد کشویی در قالب به ماشین کاری بعد ازدایکاست

نیز باید توجه کرد در این رابطه باید تصمیم گیری بر اساس یک بررسی اقتصادی صورت گیرد بدین معنی که آیا ایجاد کشویی در قالب با صرفه تر است وبا ماشین کاری نهایی قطعه در

هر صورت آگر ایجاد کشویی اجتناب ناپذیر باشد باید حداکثر تعداد 4کشویی در یک قالب بکار برد. البته مواردی هست که یک قالب پیچیده باید بیشتر از این مقدار کشویی داشته باشد.

 

پران قطعه :

قالب دایکاست باید به گونی طراحی گردد که پس از با ز شدن دو نیمه آن،قطعه از قالب پران شود.اگر برای نیمه متحرک قا لب شیب کافی در نظر گرفته نشود وقالب خوب پرداخته نشده باشد و با نیمه متحرک آن آسیب دیده باشد امکان دارد قطعه در مرحله پران به سطح قالب بچسبد.همچنین قطعه پس از انجماد در قالب هنوز داغ است وممکن است در اثر فشار پینهای

پران کمی تغییر شکل دهد برای آنکه این تغییر شکل حداقل باشد اولا قطعه باید شیب کافی داشته باشد، وثانیا در محلهای از قالب که قطعه در آن منقبض می شود باید پین به تعداد مورد نیاز قرار داده شود برای آنکه به قطعه آسیبی وارد نشود،باید برای آن برجستگی مناسب پران در نظر گرفت.سرباره گیری ها مکانهای خوبی برای وارد کردن ضربه پینهای پران هستند لذا برای اضافه کردن سرباره گیربه طراح قالب می توان به پران قطعه کمک کرد.  

 

سیستم راهگاهی :

سیتم راهگاهی شامل راهگاهها ،ورودیهابه گلویی تزریق،گلوییهای تزریق،سربارگیری ها

هوا کش ها و اجزاء خنک کننده قالب می باشد .مهمترین عامل در تولید مطلوب یک قطعه طراحی صحیح سیستم راهگاهی قالب دایکاست است بدین منظور باید نکات زیر رعایت شود.

1.          در طول مدت پر کردن حفره قالب جریان مذاب باید در هر مرحلی تزریق یکنواخت باشد

2.        در یک سیستم راهگاهی مناسب باید اکسید ها و روغن روی سطح آن حفره ودیگر ناخالصی های همراه مذاب در جایی خارج از قطعه به نام سرباره گیری ها جمع آوری شود

3.       باید از اغتشاش مذاب در حرکت به درون حفره قالب جلو گیری شود .

4.        برای کاهش انقباض قطعه،باید در سیستم راهگاهی تغذیه کافی در نظر گرفته شود.

سیستم راهگاهی باید از حبس هوا در قطعه ودر نتیجه ایجاد خلل وفرج در آن جلوگیری کند وبرزمان پر شدن حفره قالب تاثیر نامطلوب نداشته باشد زمان پر شدن قالب توسط این

عوامل تعیین می شود.

ضخامت قطعه،نوع فلز مذاب،درجه حرارت مذاب ،درجه حرارت قالب ،شکل قطعه،(کل ناحیه ای که مذاب باید پس از گلویی تزریق بپیماید)پیچیدگی قالب و حجم قطعه.

 

راهگاهها:

در اکثر طرحها ،راهگاه در نیمه متحرک قالب ماشن کاری می شود و نیمه ثابت وجه مسطح آن را تشکیل می دهد.سطح مقطع راهگاه معمولا تا رسیدن به گلویی تزریق ثابت

باقی می ماند و تنها امکان دارد در ورودی گلویی تزریق ،عمق آن کاهش یافته وبه پهنای آن اضافه شود.

به طور کلی عمق و پهنای راهگاهها و حجم مذاب تزریق شده بستگی دارد .همچنین تغییر

در شکل راهگاه می تواند سرعت مذاب را در ورود به حفره قالب کاهش یا افزایش دهد.

(شکل راهگاه باید به نحوی باشد که از چرخشی شدن حرکت مذاب جلوگیری کند،زیرا حرکت پرخشی مذاب در راهگاه به حبس شدن هوای موجود در این قسمت در درون مذاب کمک می کند)

برای آنکه حفره قالب بطور مطلوب پر شود لازم است سطح مقطع راهگاه بزرگتر از سطح

مقطع گلوی تزریق باشد از طرفی جهت به حداقل رسیدن گرمای از دست رفته توسط مذاب لازم است تا آنجای که ممکن است سرعت حرکت مذاب در راهگاههایی که به حفره قالب منحنی می گردد زیاد باشد برای این منظور معمولا نسبت سطح مقطع راهگاه به سطح مقطع گلویی تزریق را (15/1به یک)تا(15/1به یک )انتخاب می کند

 

خنک سازی قالب:

میزان خنک سازی قالب بستگی به میزان گرمای دارد که توسط فلز مذاب به قالب منتقل می شود واین مسئله خود به جنس فلز و وزن تزریق در هر مرتبه بستگی دارد(منظور از

وزن تزریق،وزن خود قطعه،گلوییهای تزریق،راهگاهها،سرباره گیر ها وپولک منجمد شده

در بوش تزریق است)

قالب را می توان به عنوان یک مبدل حرارتی در نظر گرفت که دارای یک دمای بهینه است

که باید در حین کار حفظ شود.در عمل قالب را با تعداد کانال خنک سازی بیشتر از حد نیاز طراحی می کنند و در ابتدای کار قالب ،میزان آب را کاهش می دهند وبهد از اینکه دمای

قالب به دمای کار رسید میزان آب را افزایش می دهند.معمولا یک سوم حرارت ورودی

توسط مذاب به وسیله جابه جایی وتشعشع و دو سوم آن توسط خنک سازی و روشهای

دیگر خارج می شود.

 

تاثیر نوع فلز ریخته گری در طراحی قالب :

تغییر یک نوع آلیاژبه آلیاژدیگری از همان فلز مبنا ،به ندرت مستلزم تغییر در طراحی قالب

است ولی اگر بخواهیم آلیاژمورد استفاده را به آلیاژ دیگری با فلز مبنای دیگر که نقطه ذوب

آن بالا تر یا پایین تر است تغییر دهیم،هم سیستم تغذیه قالب هم جنس قالب باید تغییر کند.

باید به این نکته توجه کرد که قالب برای سوار شدن بر روی چه نوع ماشین تزریق طراحی شده است .مثلا قالب فلز روی برای استفاده در ماشین تزریق با محفظه گرم و قالب فلز آلمینیوم برای تزریق توسط ماشین با محفظه سرد طراحی می شود.

حالا اگر بنا به دلایلی بخواهیم قالبی بسازیم که قادر باشد هم قطعات از جنس آلیاژ روی و هم

قطعات از جنس آلیاژ آلمینیوم را بریزد ،باید اولا جنس قالب برای ریخته گری قطعه آلیاژ آلمینیوم انتخاب شود زیرا از جنس فلزی که برای ساخت قالب ریختهگری آلیاژ آلمینیوم بکار

میرود می توان برای ساخت قالب آلیاژ روی رویهم استفاده کرد ثانیا طراحی سیستم تغذیه

قالب باید به نحوی باشد که با ایجاد تغییرات لازم در قالب بتوان آن را درماشین تزریق با

محفظه گرم نیز بکار برد این تغیرات عبارتند از :

 

1.          در سوراخ تزریق قالبی که قبلا با ماشین تزریق محفظه سرد کار می کرده است یک بوش تزریق قرار داده شود.

2.        در ابتدای بوش تزریق یک قسمت گود و مناسب برای قرار گرفتن نازل ماشین با محفظه گرم تعبیه شود.

3.       در نیمه متحرک قالب ودر جلوی سوراخ تزریق باید یک مخروط های سوراخ تزریق نصب شود

4.        به تعداد کانالهای خنک سازی اطراف بوش تزریق اضافه شود ودر داخل مخروط و در اطراف آن نیز کانالهای لازم ایجاد شود.

5.        باید در اطراف مخروط و در هر راهگاهی که اضافه می شود پینهای پران تعبیه شود .

6.         توسط روش سعی و خطا  عمق گلوییهای تزریق و عمق راهگاهها،متناسب با ریخته گری قطعات از جنس آلیاژ روی تعیین شود.



ارسال توسط محسن حیدری
آخرين مطالب
کارت اعتباری ویزا

کتاب کسب درآمد از اینترنت در ۷ روز

آدرس مجازی خارجی برای گوگل ادسنس