Cấu tạo khuôn đúc áp lực nhôm

01 / 08

Bắt đầu với khuôn đóng

Trong khuôn đúc áp lực cao thông thường, nửa khuôn cố định đứng yên, còn nửa khuôn di động chuyển động cùng máy. Các bề mặt tạo hình gặp nhau ở mặt phân khuôn và bao quanh lòng khuôn. Kim loại đi vào từ phía nửa khuôn cố định; rãnh dẫn và cửa vào thường được bố trí ở phía nửa khuôn di động, tùy thiết kế cụ thể. Cơ cấu khóa và định vị giúp hai nửa khuôn đóng khớp chính xác qua nhiều chu kỳ. NADCA: Câu hỏi thường gặp về thiết kế và chế tạo khuôn

Lòng khuôn không đơn thuần là hình âm của sản phẩm hoàn thiện. Thiết kế phải tính đến việc tạo hình, phân khuôn, tháo vật đúc và gia công sau đúc nếu cần. Vết nối trên vật đúc đi theo đường phân khuôn, nơi các phần khuôn gặp nhau. Lựa chọn vị trí này ảnh hưởng đến bề mặt do từng nửa khuôn tạo thành, vị trí cắt bỏ rãnh dẫn và phần tràn, cũng như các kích thước đi qua đường phân khuôn. NADCA: Đường phân tách

Với chi tiết dạng vỏ, hãy đánh dấu mặt lắp gioăng, vị trí lắp ổ trục, điểm bắt bulông và bề mặt nhìn thấy sau khi lắp ráp. Bản vẽ cần phân biệt hình dạng sau đúc với các bề mặt chính xác sẽ được gia công sau. Đội chế tạo khuôn quyết định kết cấu khuôn; khách hàng xác nhận những đặc điểm và bề mặt lắp ghép cần giữ nguyên.

02 / 08

Theo dõi kim loại và không khí bị dịch chuyển

Trong đúc nhôm buồng nguội, kim loại được đưa tới khuôn qua hệ thống ép phun. Rãnh dẫn kim loại dẫn dòng chảy tới lòng khuôn; cửa rót nối rãnh dẫn với phần tạo hình chi tiết. Phần kim loại tại cửa vào liền với vật đúc và được cắt bỏ sau đúc. Vì vậy, cần xem xét đồng thời khả năng điền đầy và dấu cắt còn lại trên bề mặt chức năng hoặc bề mặt ngoại quan. NADCA: Câu hỏi thường gặp về Thiết kế và Xây dựng khuôn mẫu · NADCA: Chuỗi hệ thống dẫn kim loại và Lập kế hoạch quy trình

Kim loại đi vào đẩy không khí trong lòng khuôn ra ngoài qua rãnh thoát khí. Rãnh tràn hoặc túi tràn nhận kim loại ở những vị trí đã tính toán và hỗ trợ kiểm soát dòng chảy. Trong một ví dụ thiết kế bộ tản nhiệt của NADCA, các phần tràn và đường thoát khí nằm đối diện cửa vào. Đây là ví dụ về cách lựa chọn kết cấu, không phải sơ đồ áp dụng cho mọi chi tiết. NADCA: Câu hỏi thường gặp về Thiết kế Khuôn · NADCA: Trường hợp thiết kế tràn

Những đặc điểm này được thiết kế như một hệ thống liên kết. Một khoang gọn gàng về mặt thị giác mà không có đường đi kim loại và không khí đáng tin cậy không phải là một đề xuất khuôn hoàn chỉnh. Ngược lại, một bức ảnh chụp lỗ rỗng không thể xác định nguyên nhân là rãnh thoát khí: điều kiện quy trình, cách xử lý kim loại, hình học và khuôn đều phải được xem xét.

03 / 08

Quản lý nhiệt mà không làm yếu thép làm việc

Thép khuôn nhận nhiệt từ kim loại nóng chảy và tỏa nhiệt giữa các chu kỳ ép. Kênh nước hoặc dầu giúp lấy nhiệt khỏi khuôn. NADCA nhấn mạnh vai trò của vị trí kênh đối với cân bằng nhiệt. Không thể bố trí các kênh theo khoảng cách đều nhau một cách máy móc: hình dạng lòng khuôn, phần thép đỡ, cơ cấu chuyển động và khả năng bảo trì đều giới hạn đường đi của kênh. NADCA: Câu hỏi thường gặp về Thiết kế khuôn khuôn

Ví dụ, một vỏ có trụ lắp ổ trục sâu và mặt bích rộng, mỏng sẽ có các vùng chịu tải nhiệt khác nhau. Kỹ sư có thể cần điều chỉnh cả kiểm soát nhiệt cục bộ lẫn phương án điền đầy. Điều này không có nghĩa mọi vùng dày đều gây lỗi làm nguội, hoặc một sơ đồ kênh chung sẽ bảo đảm kết quả. Cần đánh giá mẫu thử và điều kiện quá trình thực tế.

Khi xem khuôn 3D, hãy hỏi cách kiểm soát nhiệt quanh các hốc sâu, miếng ghép khuôn và lõi trượt. Khách hàng không cần tự quyết định đường kính kênh hay cam kết thời gian chu kỳ; cần chỉ rõ các đặc điểm mà thay đổi hình dạng có thể ảnh hưởng đến lắp ghép, độ kín hoặc ngoại quan.

04 / 08

Lấy vật đúc ra sau khi mở khuôn

Khuôn phải mở mà không giữ kẹt chi tiết đã đông đặc. Chốt đẩy đưa vật đúc ra khỏi nửa khuôn di động. Vị trí và chuyển động phối hợp của chốt rất quan trọng vì lực đẩy không đều có thể làm biến dạng hoặc hỏng chi tiết. Lõi trượt hoặc lõi di động có thể tạo lỗ bên hay vùng cản trở tháo thẳng; lõi rút theo hướng khác trước khi đẩy vật đúc. Nhu cầu sử dụng cơ cấu này phụ thuộc vào hướng mở và hình dạng thực tế. NADCA: Câu hỏi thường gặp về Thiết kế Khuôn Mẫu · NADCA: Trượt cho các đặc điểm bên trong

Góc thoát khuôn là độ nghiêng nhỏ của bề mặt theo hướng tháo, giúp vật đúc tách khỏi phần thép tạo hình. Cần đánh giá từng đặc điểm, không áp cùng một góc cho mọi thành. Thành trong sâu và thành ngoài có thể có yêu cầu khác nhau. Xem thêm Đường phân khuôn, góc thoát khuôn và undercut. NADCA: Góc thoát khuôn

Vật đúc thường còn liền với kim loại tại cửa vào và các phần dư cần cắt bỏ. Cần mô tả rõ tình trạng mẫu gửi khách hàng: bề mặt nào giữ nguyên sau đúc, phần nào đã cắt tỉa và phần nào đã gia công cho phép kiểm tra đã thống nhất. Cách phân biệt này tránh để một mẫu được hoàn thiện đẹp che khuất vấn đề khuôn chưa được giải quyết.

05 / 08

Ví dụ minh họa: vỏ động cơ nhôm nhỏ

Giả sử một vỏ có lòng rỗng bên trong, vị trí lắp ổ trục, bốn trụ bắt bulông và một lỗ bên. Mô hình sản phẩm xác định chức năng chi tiết; thiết kế khuôn phải thể hiện cách tạo hình và tháo chi tiết một cách phù hợp.

1. Nửa khuôn cố định và di động tạo thành thành ngoài và lòng rỗng. Kiểm tra đường phân khuôn dự kiến so với mặt lắp gioăng và các vị trí lắp ghép.
2. Bố trí rãnh dẫn và cửa vào theo phương án điền đầy. Khách hàng chỉ rõ các bề mặt không được phép có dấu cắt cửa vào.
3. Xem xét rãnh thoát khí và phần tràn tại những vùng cần thoát không khí hoặc nhận dòng kim loại đến cuối. Hình dạng cụ thể cần được phân tích đầy đủ.
4. Bố trí kênh kiểm soát nhiệt quanh phần thép làm việc và các cơ cấu chuyển động; đánh giá thiết kế theo tải nhiệt dự kiến.
5. Kiểm tra lỗ bên so với hướng tháo chính. Có thể cần lõi di động, thay đổi hình dạng hoặc một công đoạn gia công sau đã thỏa thuận.
6. Chốt đẩy lấy vật đúc ra. Xác định vị trí lắp ổ trục giữ nguyên sau đúc hay được gia công, đồng thời ghi rõ yêu cầu chức năng.

Đây là một ví dụ minh họa, không phải là dự án khách hàng, bố trí khuôn được phê duyệt hay cam kết về kết quả đúc cụ thể nào. Nó cho thấy lý do tại sao một đề xuất khuôn 3D nên được xem xét như một hệ thống, không phải như một tập hợp các khối kim loại tách rời.

06 / 08

Những điều cần xác nhận trước khi sản xuất khuôn

Khách hàng cần kiểm tra hình học sản phẩm trong thiết kế 3D và trả lời các câu hỏi cụ thể. Đội chế tạo khuôn chịu trách nhiệm về kỹ thuật khuôn. Gửi mô hình không đồng nghĩa với được phê duyệt: cần ghi rõ phiên bản đã xem và giải quyết các khác biệt quan trọng trước khi khách hàng xác nhận. Xem Cách xem xét thiết kế khuôn.

Những sai lầm phổ biến bao gồm coi hình ảnh đã kết xuất như một bản vẽ chế tạo khuôn hoàn chỉnh, bỏ qua một lỗ mở bên cần đường thoát khác, và cho rằng một lỗ khoan chính xác được thể hiện trên mô hình sản phẩm hoàn chỉnh sẽ xuất hiện từ khuôn khi nó ở trạng thái cuối cùng. Mỗi trường hợp được phát hiện dễ dàng hơn bằng cách so sánh bản vẽ hiện tại với một mô hình thể hiện sự tách, các đặc điểm chuyển động và hoàn thiện dự kiến.

07 / 08

Câu hỏi thường gặp

Nửa khuôn cố định có luôn tạo bề mặt ngoại quan không?

Không có quy tắc chung nào xác định mọi bề mặt nhìn thấy được sẽ thuộc về một nửa khuôn. Việc phân chia được chọn dựa trên chi tiết và quy trình đúc. NADCA lưu ý rằng các bề mặt trang trí thường được đặt ở phía nắp, nhưng đề xuất thực tế phải được kiểm tra với các bề mặt chức năng, việc tháo khuôn và tỉa bớt. NADCA: Đường phân khuôn

Các kênh làm mát có phải là một phần của bản vẽ sản phẩm không?

Kênh làm mát thuộc kết cấu bên trong khuôn, không thuộc chi tiết đúc. Khách hàng có thể hỏi về phương án kiểm soát nhiệt mà không cần tự quy định kích thước từng kênh. NADCA: Câu hỏi thường gặp về Thiết kế khuôn đáp

Ảnh khuôn có chứng minh thiết kế sẽ hoạt động không?

Không. Ảnh chỉ thể hiện một phần hình dạng khuôn, không xác nhận đúng phiên bản bản vẽ, cơ cấu chuyển động bị che khuất hoặc kết quả lắp thử. Cần xem thiết kế 3D đã xác định phiên bản, sau đó đánh giá mẫu đúc thử theo yêu cầu sản phẩm đã thống nhất.

08 / 08

Bước tiếp theo thực tế

Mở bản vẽ 2D mới nhất hoặc tệp chi tiết 3D và đánh dấu các bề mặt không thể di chuyển hoặc thay đổi. Trong quá trình đánh giá khuôn, yêu cầu đội ngũ chỉ ra đường phân khuôn, lối vào kim loại và lối thoát khí, khái niệm kiểm soát nhiệt độ, cơ cấu hành động bên và hướng nhả trên cùng một thiết kế. Xác nhận phiên bản sửa đổi chính xác trước khi bắt đầu sản xuất. Nếu bạn đang chuẩn bị một khuôn tùy chỉnh mới, bạn có thể chia sẻ bản vẽ chi tiết hoặc mô tả mẫu vật lý.