Алюминий құйма машиналарына қолданылатын калыптарды адаптациялау дағдылары қандай?

Алюминийдың қысыммен құйғыш машиналары қалай жұмыс істейді: негізгі механизмдер мен процесінің ағысы

Алюминийдің құйма машиналары сұйық алюминийді жылдамдық пен қысымды пайдалана отырып, өте дәл бөлшектерге айналдыру арқылы өзінің сиқырлы әсерін көрсетеді. Процесс басталғанда гидравликалық цилиндрлерден келетін таңғажайып күшпен екі бөліктен тұратын болат калып («die») тығыз жабылады. Бұл күштің шамасы да өте үлкен болуы мүмкін — ол қандай бұйым жасалатынына байланысты 100 тоннадан 4 000 тоннаға дейінгі ауқымда өзгереді. Ал біз неге осындай орнатуға қажеттілік сезінеміз? Себебі әдеттегі станок бөлшектері алюминийдің өзі 660 °C температурада балқып кететіндіктен, балқып кетер еді. Сондықтан өндірушілер суық камералы жүйелерді қолданады. Осы жүйелерде жұмысшылар ыстық металлды алдымен сыртқы ыдысқа құяды да, одан кейін күшті поршень көмегімен оны калып қуысына атады. Инъекция кезіндегі қысым шамамен 175 МПа-ға жетеді, сондықтан ең күрделі пішіндерді де бірнеше миллисекунд ішінде толықтай толтыруға болады.

Металл өте жылдам қатаяды, себебі ол қалыптың өзіне салынған сумен салқындатылатын каналдар арқылы сумен салқындатылады. Толығымен қатайғаннан кейін машина қалыптың екі жартысын ашады және арнайы тірек түтікшелері дайын құйманы сыртқа итереді. Келесі циклді бастамас бұрын автоматтандырылған жүйе қуыстың ішіне ыстыққа төзімді босату құралының жұқа қабатын шашады. Барлығын қосқанда, бұл бүкіл процесстің әрбір бөлшекке кететін уақыты 15–90 секунд аралығында болады, яғни біз өлшемдік дәлдігі ±0,1 миллиметрден аспайтын, қажетті пішінге жуықтап дәл келетін компоненттер аламыз. Жақсы сапалы нәтижелер алу үшін бірнеше маңызды факторларға қатаң бақылау жасау керек: балқытылған металдың құю жылдамдығы, поршеньнің жылдамдығы, сонымен қатар қалып температурасын 150–260 °C аралығында ұстау. Мұндай параметрлердегі тіпті незақымды өзгерістер де металда ауа көпіршіктерінің пайда болуына, көрінетін ағыс сызықтарына немесе металдың толық толмаған бөліктеріне әкелуі мүмкін. Қазіргі кезде көптеген ірі өндірістік кәсіпорындарда шикізатты құюдан бастап дайын бөлшектерді көтеруге дейін барлық операцияларды роботтар орындайды, олардың адамның аз ғана қатысуымен тоқтамай жұмыс істеуіне мүмкіндік береді.

Алюминийді қалыптау машиналарының негізгі түрлері: Салқын камералы және ыстық камералы салыстыру

Көптеген алюминийдің құйма операциялары алюминийге ыңғайлы емес болғандықтан, ыстық камералы жабдықтар орнына салқын камералы машиналарды қолданады. Металл балқу температурасы өте жоғары болғандықтан, осы температурада нашар әсер етеді және жабдықты тез тозықтырады. Ыстық камералы жабдықтарда балқытылған металлды «қаз құйрығы» деп аталатын құрылғы арқылы жоғары көтеретін пеш машинаға тікелей орнатылады. Бірақ бұл орналасу алюминий қорытпаларымен жұмыс істеген кезде уақыт өте келе ішкі бөлшектерге әртүрлі түрде күш түсіреді. Сондықтан өндірушілер арасында салқын камералы жабдықтар әлі де кең таралған. Бұл жабдықтарда пеш негізгі құйма қондырғысынан бөлек орналасады. Содан кейін жұмысшылар немесе автоматтандырылған жүйелер балқытылған металды формалау үшін қалып қуысына құюға дейін шот рукавына құяды.

Бұл негізгі айырма өнімділік пен қолданылу саласын анықтайды:

Суық камералы машиналар құрамының тұтастығы мен бөлшектердің күрделілігін арттыру үшін жылдамдықтан айырылады; олар күш, дәлдік және жылулық тұрақтылық талап етілетін автомобиль, әуе-ғарыш және өнеркәсіптік алюминий бөлшектері үшін ауыстырылмас құрал болып табылады.

Өнеркәсіптік алюминийдің құйма машиналарын таңдаудың негізгі критерийлері

Бекіту күші, лақтыру сыйымдылығы және цикл уақыты талаптары

Алюминийдің құйма машинасын таңдаған кезде үш негізгі техникалық аспект бір-бірімен дұрыс ыңғайласуы керек. Баспа күші (тоннамен өлшенеді) — бұл қалыптың бетіне әсер ететін құю қысымын ұстап тұруға жеткілікті болуы керек, әйтпесе біздің бөлшектердің айналасында қажетсіз қабыршақтар пайда болады. Қозғалтқыш блоктары сияқты конструкциялық бөлшектер әдетте өлшемі мен күрделілігіне байланысты 600–5 000 тонна аралығындағы баспа күшіне ие машиналарды қажет етеді. Құю көлемі — бұл машина әрбір цикл кезінде формалық қалыпқа қанша балқытылған металл құя алатынын көрсетеді. Бұл шама бөлшектің өзінің салмағына, сонымен қатар барлық құю каналдары мен тармақтарына (құйманың ішіндегі материалдың таратылуын қамтамасыз ететін элементтерге) сәйкес келуі керек. Содан кейін цикл уақыты келеді, ол металдың қалып ішінде қаншалықты тез қатаятынына, қалыптардың кейіннен қаншалықты жақсы салқындайтынына және автоматтандырылған жүйелердің процесті қаншалықты жылдамдататынына тәуелді. Цикл уақыты шамамен 30 секунд болатын машина стандартты 10 сағаттық жұмыс күнінде шамамен 1 200 дана өнім шығарады. Осы көрсеткіштердің кез келгенін дұрыс етпеген жағдайда қабыршақтардан бастап толық емес толтыруларға, қызуға немесе тек қана жабдықтың зақымдануына дейінгі әртүрлі проблемалар туындайды — бұларды ешкім шешкісі келмейді.

Автоматтандыру және ақылды өндіріске дайындық интеграциясы

Қазіргі кезде ең соңғы алюминийді шағын құйма өндірісі операцияларына шынымен де 4-ші санатты өнеркәсіпке сәйкес жүйелер қажет. Ақылды сенсорлар қазір құрылыстың барлық жеріне орнатылған, олар плунжердің жылдамдығын 0,01 метр/секунд дәлдікпен бақылайды, инжекция кезінде қысымның қалай өсуін бақылайды, қалып бетіндегі температураны тексереді және гидравликалық қысымды нақты уақытта бақылайды. Бұл барлық ақпарат тікелей бұлттық талдау құралдарына жіберіледі, мұнда ол сәттік түрде өңделеді. Бұл практикалық тұрғыдан не мағынаға ие? Машиналар өздерін автоматты түрде реттей отырып, өлшемдерді 0,05 миллиметрлік дәлдікпен сақтай алады. Сондай-ақ, жылытуыштар немесе клапандар сияқты бөлшектер толығымен істен шығар алдында назар аударуды қажет ететіні туралы ескертпелер береді. Сонымен қатар, дайын бұйымдарды шығаратын роботтар мен сызық бойында сапаны тексеретін өлшеу станцияларымен барлығы үйлесімді жұмыс істейді. Өткен жылы Американың құю зауыттары қоғамы жүргізген соңғы зерттеуге сәйкес, бұл жаңартуларды енгізген құю зауыттарының жабдықтардың тиімділігін бағалау көрсеткіштері әлі де қолжетімді басқару құралдарына сүйенетін ескі зауыттарға қарағанда шамамен 18% өседі.

Жұмыс уақытын максималдап пайдалану және бөлшектердің сапасын арттыру: техникалық қызмет көрсету, ақауларды жою және үдерісті оптимизациялау

Негізгі компоненттер үшін алдын-ала техникалық қызмет көрсету жоспарлары

Сапалы алдын алу жөніндегі техникалық қызмет көрсету (ТҚК) бағдарламасын жүргізу — уақыт өте келе машиналарды сенімді түрде жұмыс істетіп, бөлшектердің сапасын сақтаудың ең тиімді тәсілдерінің бірі болып қала береді. Күндік деңгейде техниктерге бағыттаушы шыбықтар мен плиталарды дұрыс майлау қажет. Апталық жоспарлы іс-шараларға гидравликалық сұйықтық деңгейлерін тексеру, шлангтардың зақымданбағанын қамтамасыз ету және аккумулятор қысымының нормативтік шектерінде қалуын тексеру кіреді. Айлық калибрлеу жұмыстары плунжерлердің қайтадан дәл орнына қайтып орналасуын және сенсорлардың тұрақты дәл көрсеткіштер беруін қамтамасыз етуге бағытталған. Төрт айлық техникалық қызмет көрсету кезінде цехтар әдетте ең тез тозатын бөлшектермен айналысады. Бұған тозған плунжер ұштарын ауыстыру, тозған керамикалық қаптамаларды алмастыру, қазықтың ішкі қабығында эрозия белгілерін қатты бақылау және қалыптауыштың суыту каналдары ыстықтың тасымалдануының тиімділігін төмендететін қалдықпен тұғырылған кезде химиялық тазарту жұмыстары жатады. ТҚК бағдарламалары үшін ASME B11.24 стандарттарын қатаң сақтайтын кәсіпорындар проблемалар пайда болғаннан кейін ғана жөндеу жүргізетін өндірістік орындарға қарағанда кездейсоқ апаттар санын шамамен 40–50 пайызға азайтады. Көптеген өндірістер қазір Компьютерлік техникалық қызмет көрсету басқару жүйесі (КТҚБЖ) бағдарламаларын қолданады; бұл бағдарламалар жабдықтың жұмыс істеу сағаттары немесе өндірістік циклдар саны негізінде жұмыс тапсырмаларын автоматты түрде құрып, техникалық қызмет көрсетуді өндіріс процесінің белсенді фазасын бұзбай, жұмыс көлемі аз кезеңдерінде жүргізуге көмектеседі.

Алюминийдің көрсеткіштік құймаларындағы жиі кездесетін ақаулықтар мен олардың машинаға байланысты себептері

Алюминийдің қысыммен құйылатын құймаларындағы ақаулықтар жиі машина жұмысының ауытқуына немесе параметрлердің дұрыс орнатылмауына байланысты болады. Негізгі мысалдар:

• Құралы : Құю жылдамдығының жеткіліксіздігі, поршен үдеуінің тұрақсыздығы немесе қаттылану кезінде ауа немесе сутегі газының қалуына әкелетін жеткіліксіз желдету нәтижесінде пайда болады
• Флейш : Қалып салаларының тозуы, гидравликалық сорғының ақауы немесе қысу күшінің төмендеуі, сонымен қатар металлдың сыртқа шығуына мүмкіндік беретін плиталардың орналасуының бұзылуы салдарынан пайда болады
• Суық тігістер : Құю уақытының кешігуі, балқытылған металдың температурасының төмендеуі (жиі қыздырғыштың ақауы немесе құю цилиндрында ұзақ уақыт тұруы салдарынан) немесе қалыптың артық суытуы салдарынан пайда болады
• Өлшемдік Дәлсіздік : Қалыптардың біркелкі емес суытуынан, цикл уақытының тұрақсыздығынан немесе температураны реттеу контурының сапасының төмендеуінен қалыптардың жылулық деформациясына жиі байланысты болады

Қысымның төмендеу қисығы мен престің термопара логтары сияқты нақты уақыттағы машина деректерін ақауларды іздеумен байланыстыру түбірлік себепті анықтауға және тұйық циклді технологиялық процесті түзетуге мүмкіндік береді. Бұл тәсілді қатал қолданған кезде өндірістік сериялар бойынша өлшемдік қайталанушылық ±0,2 мм шегінде сақталады.