Как выбрать правильный тоннаж машины для литья под давлением для вашей алюминиевой детали?

Выбор подходящего тоннажа машины для литья под давлением не является догадкой — сила зажима должна превышать предполагаемое давление в полости, чтобы предотвратить образование заусенцев, пористость и нарушение размеров. . Для большинства алюминиевых деталей требуемый тоннаж находится между 150 и 4000 тонн , определяемый в первую очередь площадью прогноза и давлением нагнетания. Используйте эту формулу в качестве отправной точки: Усилие зажима (тонны) = Проекционная площадь (см²) × Давление в полости (МПа) ÷ 10 , затем примените коэффициент запаса 1,2–1,5.

Основная формула: как рассчитывается тоннаж

Расчет усилия зажима является основой выбора машины. Все остальные факторы основаны на этом числе.

Пошаговый расчет

1. Определите прогнозируемая площадь детали плюс желоба и переливные колодцы (если смотреть со стороны линии разъема).
2. Определите давление в полости — обычно 40–80 МПа для алюминиевых сплавов (А380, А360, АДЦ12).
3. Примените формулу: Ф = А × Р ÷ 10 (где F = тонны, A = см², P = МПа).
4. Умножить на коэффициент запаса прочности 1,25–1,5 для учета литниковых систем и скачков давления.

Рабочий пример

Алюминиевый автомобильный кронштейн площадью проекции 180 см², изготовленный из сплава А380 при давлении в полости 60 МПа:
Ф = 180 × 60 ÷ 10 = 1080 тонн × 1,3 коэффициент запаса = Требуется ~1400 тонн . Практичным выбором будет машина грузоподъемностью 1600 тонн.

Проецируемая площадь: наиболее важная переменная

Проектируемая площадь является крупнейшим фактором требуемого тоннажа. Не измеряйте только саму деталь — необходимо включить все элементы, которые испытывают давление в полости во время инъекции.

• Площадь полости детали: Полная область тени детали, проецируемая на плоскость разъема.
• Зона бегунов и ворот: Обычно добавляет 15–25% к проецируемой площади детали.
• Переливные колодцы и вентиляционные отверстия: Добавьте еще 5–10%.
• Многоместные формы: Перед расчетом умножьте площадь одной полости на количество полостей.

Распространенной ошибкой является использование только контура детали. Для детали площадью 150 см² фактическая общая проекционная площадь производственного инструмента часто равна 190–210 см² как только все функции будут включены.

Свойства алюминиевого сплава, влияющие на тоннаж

Не все алюминиевые сплавы ведут себя так же при инъекции. Текучесть, диапазон затвердевания и требуемая скорость впрыска влияют на эффективное давление в полости и, следовательно, на необходимый тоннаж.

Факторы геометрии детали, которые могут увеличить требуемый тоннаж

Помимо проектируемой площади, определенные геометрические особенности могут значительно увеличить необходимую эффективную силу зажима. Их часто недооценивают на ранней стадии выбора машины.

Толщина стены

Тонкие стены (ниже 1,5 мм ) требуют более высокой скорости впрыска и давления для заполнения перед преждевременным затвердеванием, что увеличивает давление в полости до 20%. И наоборот, однородные стенки 2–3 мм позволяют снизить давление впрыска и обеспечить более предсказуемое заполнение.

Глубокие ребрышки и выступы

Элементы с соотношением глубины к ширине, превышающим 4:1 задерживают воздух, требуют более высокого давления для заполнения и создают локальные зоны высокого давления. Добавить 10–15% буфер давления для деталей с обширными глубокими ребрами.

Боковые ядра и направляющие

Гидравлические направляющие и подъемники добавляют боковые силы, не учтенные при расчете площади проекции. К каждому активному слайду можно добавить 50–200 тонн требуемого усилия зажима в зависимости от площади его торца и действующего на него давления в полости.

Длина потока

Для алюминия рекомендуемое соотношение длины потока к толщине стенки составляет ≤ 100:1 . Детали, превышающие это соотношение, требуют более высокого давления впрыска, что напрямую увеличивает требуемый тоннаж.

Справочный практический тоннаж по типам деталей

В таблице ниже представлены реальные диапазоны тоннажа станков для обычных литых под давлением алюминиевых деталей. Используйте их для проверки работоспособности вашего числа, полученного по формуле.

Распространенные ошибки при выборе тоннажа и как их избежать

Даже опытные инженеры допускают ошибки при выборе тоннажа машин, которых можно избежать. Вот наиболее распространенные из них:

• Использование веса детали вместо проекционной площади. Вес детали не имеет прямого отношения к требуемому тоннажу. Для тонкой плоской панели весом 0,5 кг может потребоваться больший тоннаж, чем для компактного блока весом 2 кг.
• Игнорирование областей бегуна и переполнения. Если их не учитывать, то требуемый тоннаж может быть недооценен. 20–30% , что приводит к дефектам флеш-памяти с самого первого производственного цикла.
• Работа машины на 100% мощности. Машина постоянно работала выше 85% номинального тоннажа наблюдается ускоренная усталость рулевой тяги и износ опорных плит. Всегда оставляйте запас над головой.
• Чрезмерное увеличение размера в целях «безопасности». Выполнение небольшой детали на крупногабаритном станке приводит к потере энергии, увеличению времени цикла и снижению точности управления выстрелом. Идеальный диапазон использования составляет 50–80 % номинальной силы зажима .
• Не учитывая вакуум-ассист или интенсификацию. Литье под высоким вакуумом значительно снижает необходимое давление в полости, иногда позволяя Машина на 15–20 % меньше чем предполагает стандартная формула.

Расстояние между тягами и размер стола: ограничение, о котором часто забывают

Тоннаж необходим, но недостаточен. Форма должна физически помещаться между стяжками. . Это ограничение часто обнаруживается слишком поздно — после того, как инструменты уже созданы.

Ключевые проверки перед окончательным выбором машины:

• Зазор между тягами: Ширина и высота формы должны вписываться в расстояние между анкерами не менее зазор 50 мм с каждой стороны для безопасной загрузки.
• Минимальная высота формы: Многие машины имеют минимальное требование к дневному свету. Для форм тоньше этого минимума требуются проставочные пластины, которые влияют на ход выталкивания.
• Грузоподъемность выстрела: Гильза и плунжер машины должны соответствовать общему объему дроби (частичное печенье). Оптимальный коэффициент заполнения – 40–60%. емкости дробовой гильзы для постоянного контроля пористости.
• Технические характеристики блока впрыска: Убедитесь, что максимальная скорость впрыска (обычно 2–8 м/с для алюминия) и давление интенсификации соответствуют требованиям к заполнению детали.

Контрольный список решений: выбор подходящей машины

Используйте этот контрольный список при окончательном определении мощности машины для проекта литья алюминия под давлением:

1. Рассчитайте общую проекционную площадь, включая детали, направляющие, переливы и все отпечатки полостей.
2. Определите давление в полости на основе сплава, толщины стенки и длины потока.
3. Примените формулу зажимного усилия с коэффициентом запаса 1,25–1,5.
4. Подтвердите, что расчетный тоннаж находится в пределах 50–80 % номинальной мощности выбранной машины. .
5. Убедитесь, что размеры формы соответствуют расстоянию между стяжками и площади плиты машины.
6. Сравните вес дроби с емкостью гильзы — целевой коэффициент заполнения должен составлять 40–60%.
7. Убедитесь, что характеристики скорости впрыска и давления интенсификации соответствуют требованиям к заполнению детали.
8. При использовании вакуумного усилителя выполните перерасчет с уменьшенным давлением в полости (обычно от −15 до −20 МПа регулировка).