Υλοποίηση διαδικασίας χύτευσης με έγχυση πολλαπλών σταδίων

Η καμπύλη της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση πολλαπλών σταδίων αντικατοπτρίζει τη σχέση μεταξύ της διαδρομής τροφοδοσίας του κοχλία και τηςπίεση έγχυσηςκαι ταχύτητα έγχυσης που παρέχεται από τη μηχανή χύτευσης με έγχυση. Επομένως, δύο βασικοί παράγοντες πρέπει να καθοριστούν κατά το σχεδιασμό μιας διαδικασίας χύτευσης με έγχυση πολλαπλών- σταδίων: πρώτον, η διαδρομή τροφοδοσίας του κοχλία και η κατάτμησή του και δεύτερον, η πίεση έγχυσης και η ταχύτητα έγχυσης.

 

Το σχήμα δείχνει ένα τυπικό προϊόν (χωρισμένο σε 4 τμήματα) και την αντίστοιχη σχέση του με τα τμήματα της μηχανής χύτευσης με έγχυση. Γενικά, οι κανόνες τμηματοποίησης μπορούν να καθοριστούν με βάση αυτήν την αντιστοιχία και οι συγκεκριμένες παράμετροι διεργασίας για κάθε τμήμα μπορούν να καθοριστούν σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του συστήματος πύλης.

Στην πραγματική παραγωγή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν προγράμματα ελέγχου έγχυσης πολλαπλών σταδίων για να ρυθμίσετε ορθολογικά την πίεση έγχυσης, την ταχύτητα έγχυσης, την πίεση συγκράτησης και τη μέθοδο πλήρωσης τήγματος για κάθε στάδιο, με βάση τη δομή του συστήματος δρομέα, τον τύπο της πύλης και τη δομή του πλαστικού τμήματος. Αυτό βοηθά στη βελτίωση της αποδοτικότητας της πλαστικοποίησης, στη βελτίωση της ποιότητας του προϊόντος, στη μείωση των ποσοστών ελαττωμάτων και στην παράταση της διάρκειας ζωής των καλουπιών και των μηχανημάτων.

Διαβαθμισμένες ρυθμίσεις

Κατά το σχεδιασμό διαδικασιών χύτευσης με έγχυση πολλαπλών- σταδίων, το προϊόν θα πρέπει πρώτα να αναλυθεί για να προσδιοριστούν οι περιοχές για κάθε στάδιο έγχυσης. Γενικά, χωρίζεται σε 3 έως 5 ζώνες, με βάση τα χαρακτηριστικά σχήματος του προϊόντος, τις διακυμάνσεις του πάχους του τοιχώματος και τα χαρακτηριστικά ροής τήγματος. Οι περιοχές με σταθερές ή ελάχιστες διαφορές πάχους τοιχώματος ορίζονται ως μία ζώνη. τα σημεία μετάβασης μεταξύ των ζωνών για την έγχυση πολλαπλών- σταδίων καθορίζονται από τα σημεία όπου η ροή του υλικού αλλάζει κατεύθυνση ή όπου το πάχος του τοιχώματος αλλάζει σημαντικά. το σύστημα πύλης μπορεί να οριστεί ως ξεχωριστή ζώνη. Στο παραπάνω σχήμα, το προϊόν χωρίζεται σε ζώνες με βάση τα εξωτερικά του χαρακτηριστικά, με το σημείο όπου η ροή του υλικού αλλάζει κατεύθυνση να χρησιμεύει ως ένα σημείο μετάβασης (μεταξύ ζώνης 2 και ζώνης 3) και το σημείο όπου αλλάζει το πάχος του τοιχώματος χρησιμεύει ως άλλο σημείο μετάβασης (μεταξύ ζώνης 3 και ζώνης 4). Επομένως, αυτό το πλαστικό μέρος χωρίζεται σε 4 ζώνες για έγχυση πολλαπλών{13}}σταδίων: 3 ζώνες για το ίδιο το προϊόν και 1 ζώνη για το σύστημα πύλης.

Στην πρακτική παραγωγή, θεωρείται γενικά πιο επιστημονικό να ορίζονται τουλάχιστον τρία ή τέσσερα στάδια έγχυσης κατά τη χύτευση πλαστικών εξαρτημάτων. Ο δρομέας είναι το πρώτο στάδιο, η πύλη είναι το δεύτερο στάδιο, το τρίτο στάδιο είναι όταν το προϊόν γεμίζει περίπου στο 90% και το υπόλοιπο μέρος είναι το τέταρτο στάδιο (ονομάζεται επίσης τελικό στάδιο).

Για πλαστικά μέρη με απλές δομές και χαμηλές απαιτήσεις για ποιότητα επιφάνειας, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια διαδικασία έγχυσης τριών- σταδίων. Ωστόσο, για πλαστικά μέρη με πολύπλοκες δομές, πολυάριθμα ελαττώματα επιφάνειας και υψηλές απαιτήσεις ποιότητας, είναι απαραίτητο ένα πρόγραμμα ελέγχου έγχυσης με τέσσερα ή περισσότερα στάδια.

Στην πραγματική παραγωγή, ο συγκεκριμένος αριθμός των απαιτούμενων σταδίων έγχυσης πρέπει να προσδιορίζεται μέσω επιστημονικής ανάλυσης και ορθολογικής ρύθμισης με βάση παράγοντες όπως η δομή του δρομέα, ο τύπος της πύλης, η θέση, ο αριθμός και το μέγεθος, η δομή του εξαρτήματος, οι απαιτήσεις προϊόντος και η αποτελεσματικότητα εξαερισμού καλουπιού.

• 1) Για προϊόντα με απευθείας πύλη, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι έγχυσης ενός σταδίου-και πολλαπλών{2}}σταδίων. Για μικρά πλαστικά μέρη με απλές δομές και χαμηλές απαιτήσεις ακρίβειας, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια μέθοδος ελέγχου με λιγότερα από τρία στάδια έγχυσης.
• 2) Για μεγάλα πλαστικά προϊόντα με πολύπλοκες δομές και απαιτήσεις υψηλής ακρίβειας, θα πρέπει να επιλέγεται κατ' αρχήν μια διαδικασία έγχυσης πολλαπλών{1} σταδίων με τέσσερα ή περισσότερα στάδια.

Ρύθμιση της διαδικασίας ένεσης

Για το προϊόν που φαίνεται στο σχήμα, οι μηχανικοί το χωρίζουν σε τμήματα με βάση τα χαρακτηριστικά σχήματός του. Αυτή η διαίρεση στη συνέχεια αντανακλάται σε διαφορετικά τμήματα της βίδας της μηχανής χύτευσης με έγχυση. Το μήκος κάθε τμήματος βίδας μπορεί στη συνέχεια να εκτιμηθεί με βάση την τμηματική διαίρεση του προϊόντος. Αρχικά, υπολογίζεται ο απαιτούμενος όγκος έγχυσης (όγκος) για κάθε τμήμα μετά την διαίρεση του προϊόντος. Χρησιμοποιώντας μια αντίστοιχη μέθοδο, μπορεί να υπολογιστεί η θέση της βίδας σε κάθε τμήμα. Για παράδειγμα, εάν ο όγκος του τμήματος n είναι Ω, τότε η διαδρομή του nου τμήματος της βίδας είναι:

Στην πρακτική παραγωγής χύτευσης με έγχυση πολλαπλών- σταδίων, η μέθοδος για τον προσδιορισμό της διαδικασίας έγχυσης με κοχλία είναι η εξής:

• Ο όγκος έγχυσης πρώτου σταδίου (δηλαδή, η τελική θέση του πρώτου σταδίου έγχυσης) είναι το τελικό σημείο της πύλης στο σύστημα χύτευσης με έγχυση. Εκτός από τις άμεσες πύλες, σχεδόν όλες οι άλλες χρησιμοποιούν μέση πίεση και μέση ταχύτητα ή μέση πίεση και χαμηλή ταχύτητα. Η τελική θέση του δεύτερου σταδίου έγχυσης είναι από το τελικό σημείο της πύλης έως το 1/2 έως 2/3 ολόκληρου του χώρου της κοιλότητας.
• Το δεύτερο στάδιο της έγχυσης πρέπει να χρησιμοποιεί υψηλή πίεση και υψηλή ταχύτητα, υψηλή πίεση και μέση ταχύτητα ή μέση πίεση και μέση ταχύτητα. οι συγκεκριμένες τιμές εξαρτώνται από τη δομή του προϊόντος και το πλαστικό υλικό που χρησιμοποιείται.
• Το επίπεδο έγχυσης τρίτου σταδίου θα πρέπει κατά προτίμηση να χρησιμοποιεί μέση πίεση και μέση ταχύτητα ή μέση πίεση και χαμηλή ταχύτητα, και η θέση είναι ακριβώς όπου γεμίζεται ο υπόλοιπος χώρος της κοιλότητας. Και τα τρία στάδια που περιγράφονται παραπάνω ανήκουν στη διαδικασία πλήρωσης τήγματος.
• Το τελευταίο στάδιο της έγχυσης ανήκει στη φάση της πίεσης και της πίεσης διατήρησης. Το σημείο μεταγωγής συγκράτησης πίεσης βρίσκεται μεταξύ των τελικών θέσεων αυτού του σταδίου έγχυσης. Υπάρχουν δύο μέθοδοι για την επιλογή του σημείου μεταγωγής: χρόνος και θέση.

Όταν ξεκινά η έγχυση, ξεκινά ο χρονοδιακόπτης έγχυσης και υπολογίζονται οι θέσεις τερματισμού για κάθε στάδιο της ένεσης. Εάν οι παράμετροι έγχυσης παραμείνουν αμετάβλητες, ανάλογα με τη ρευστότητα του υλικού, για υλικά με καλύτερη ρευστότητα, η θέση τερματισμού του τελικού σταδίου θα φτάσει στο σημείο μεταγωγής πίεσης συγκράτησης πριν από τη λήξη του χρονοδιακόπτη. Σε αυτό το σημείο, ολοκληρώνονται οι διαδικασίες πλήρωσης και συμπίεσης και η έγχυση εισέρχεται στη φάση της πίεσης συγκράτησης. Εάν ο χρονοδιακόπτης δεν έχει ακόμη λήξει, σταματά να μετρά και εισέρχεται απευθείας στη φάση της πίεσης συγκράτησης. Ομοίως, για υλικά με φτωχότερη ρευστότητα, εάν ο χρονοδιακόπτης ολοκληρωθεί πριν φτάσει η θέση τερματισμού της έγχυσης στο τελικό στάδιο στο σημείο μεταγωγής, δεν χρειάζεται να περιμένετε να επιτευχθεί η θέση. η διαδικασία εισέρχεται απευθείας στη φάση της πίεσης συγκράτησης.

Επιπλέον, όσον αφορά τη χρήση της πίεσης συγκράτησης πολλαπλών- σταδίων, μπορεί να προσδιοριστεί σύμφωνα με τις ακόλουθες μεθόδους: Για προϊόντα με λίγες ενισχυτικές νευρώσεις και απαιτήσεις χαμηλής ακρίβειας διαστάσεων και προϊόντα κατασκευασμένα από υλικά υψηλού-ιξώδους, χρησιμοποιήστε πίεση συγκράτησης ενός σταδίου-. Η πίεση συγκράτησης είναι υψηλότερη από την πίεση κατά τη διαδικασία ενίσχυσης και ο χρόνος διατήρησης είναι μικρός. ενώ για προϊόντα με περισσότερες ενισχυτικές νευρώσεις και απαιτήσεις ακρίβειας χαμηλών διαστάσεων, απαιτείται γενικά πίεση συγκράτησης πολλών- σταδίων.

Ρύθμιση της πίεσης και της ταχύτητας έγχυσης

① Πίεση έγχυσης και ταχύτητα έγχυσης του συστήματος πύλης. Γενικά, τα συστήματα πύλης έχουν μικρούς δρομείς, επομένως υψηλότερες ταχύτητες και πιέσεις έγχυσης (συνήθως 60% έως 70% της μέγιστης) χρησιμοποιούνται για τη γρήγορη πλήρωση των δρομέων και των σπρέι, αυξάνοντας την πίεση τήξης στους δρομείς και δημιουργώντας ένα συγκεκριμένο δυναμικό πλήρωσης καλουπιού. Για καλούπια με μεγαλύτερες διατομές δρομέα-, μπορούν να ρυθμιστούν χαμηλότερη πίεση και ταχύτητα έγχυσης. Αντίθετα, για καλούπια με μικρότερες διατομές-διαδρομής, απαιτούνται υψηλότερες ρυθμίσεις.
② Ταχύτητα και πίεση έγχυσης στο δεύτερο στάδιο. Όταν το τήγμα γεμίζει τους αγωγούς και τα σπιράλ, ξεπερνώντας την αντίσταση της πύλης (μικρή-διατομή) και αρχίζει να γεμίζει την κοιλότητα του καλουπιού, απαιτείται χαμηλότερη ταχύτητα έγχυσης για να ξεπεραστούν τα ανεπιθύμητα μοτίβα ροής και να βελτιωθούν τα χαρακτηριστικά ροής. Σε αυτό το στάδιο, η ταχύτητα έγχυσης μπορεί να μειωθεί, ενώ η μείωση της πίεσης είναι μικρότερη. για μεγαλύτερες διατομές πύλης-, η πίεση έγχυσης μπορεί να μην χρειάζεται να μειωθεί.

③ Ταχύτητα και πίεση έγχυσης στο τρίτο στάδιο. Όπως φαίνεται στο Σχήμα z, το τρίτο στάδιο αντιστοιχεί στη ζώνη έγχυσης 3, η οποία είναι το κύριο μέρος του χυτευμένου τμήματος. Σε αυτό το σημείο, το τήγμα έχει γεμίσει πλήρως την κοιλότητα του καλουπιού. Για να επιτευχθεί η ιδανική κατάσταση διάχυσης, απαιτείται επιταχυνόμενη πλήρωση καλουπιού, επομένως η μηχανή χύτευσης με έγχυση πρέπει να παρέχει υψηλότερη πίεση και ταχύτητα έγχυσης σε αυτό το στάδιο. Αυτό το τμήμα είναι επίσης ένα σημείο καμπής στη ροή τήγματος, όπου η αντίσταση ροής αυξάνεται και η απώλεια πίεσης είναι σημαντική, απαιτώντας αντιστάθμιση. Γενικά, η έγχυση πολλαπλών- σταδίων χρησιμοποιεί υψηλή ταχύτητα και υψηλή πίεση σε αυτήν την ενότητα.
④ Ταχύτητα και πίεση έγχυσης στο τέταρτο στάδιο. Με βάση την αντίστοιχη σχέση στο σχήμα, όταν το τήγμα φτάσει στη ζώνη 4, το πάχος του τοιχώματος μπορεί να ποικίλλει ή να παραμείνει σταθερό. Το τήγμα έχει βασικά γεμίσει την κοιλότητα του καλουπιού. Εφόσον το τήγμα έλαβε υψηλή πίεση και ταχύτητα στη ζώνη 3, μπορεί να πραγματοποιηθεί ρυθμιστικό διάλυμα σε αυτό το στάδιο για να επιτευχθεί περίπου ομοιόμορφη γραμμική ταχύτητα ροής του τήγματος σε όλα τα μέρη της κοιλότητας του καλουπιού. Η γενική αρχή σχεδιασμού είναι ότι κατά την είσοδο στη ζώνη 4, εάν το πάχος του τοιχώματος αυξηθεί, η ταχύτητα και η πίεση μπορούν να μειωθούν. εάν το πάχος του τοιχώματος μειωθεί, η ταχύτητα μπορεί να μειωθεί χωρίς να μειωθεί η πίεση ή η ταχύτητα μπορεί να παραμείνει αμετάβλητη ενώ η πίεση μειώνεται κατάλληλα ή δεν μειώνεται. Εν ολίγοις, στο τέταρτο στάδιο, η διαδικασία έγχυσης θα πρέπει να παρουσιάζει χαρακτηριστικά ελέγχου πολλαπλών{{8} σταδίων και η πίεση στην κοιλότητα θα πρέπει να αυξάνεται γρήγορα.

 

Το σχήμα δείχνει ένα παράδειγμα μιας διαδικασίας χύτευσης με έγχυση πολλαπλών σταδίων που επιλέχθηκε με βάση τη γεωμετρική ανάλυση του προϊόντος. Λόγω της βαθιάς κοιλότητας και των λεπτών τοιχωμάτων του προϊόντος, η κοιλότητα του καλουπιού σχηματίζει ένα μακρύ και στενό κανάλι ροής. Το λιωμένο υλικό πρέπει να ρέει μέσω αυτής της περιοχής γρήγορα. Διαφορετικά, θα κρυώσει και θα στερεοποιηθεί εύκολα, με αποτέλεσμα τον κίνδυνο ατελούς πλήρωσης του καλουπιού. Επομένως, θα πρέπει να χρησιμοποιείται έγχυση υψηλής-ταχύτητας.

Ωστόσο, η έγχυση υψηλής-ταχύτητας προσδίδει σημαντική κινητική ενέργεια στο λιωμένο υλικό. Όταν το τήγμα φτάσει στο τέλος της κοιλότητας, θα δημιουργήσει μια μεγάλη αδρανειακή πρόσκρουση, που ενδεχομένως θα οδηγήσει σε απώλεια ενέργειας και αναβοσβήνει. Επομένως, ο ρυθμός ροής τήγματος θα πρέπει να επιβραδυνθεί για να μειωθεί η πίεση χύτευσης. Ωστόσο, η πίεση πρέπει να εξακολουθεί να φθάνει στην συνήθως αναφερόμενη πίεση συγκράτησης (δευτερεύουσα πίεση,-επακόλουθη πίεση) για να διασφαλιστεί ότι τα κενά που προκαλούνται από τη συρρίκνωση του τήγματος στην κοιλότητα του καλουπιού γεμίζονται πριν στερεοποιηθεί η πύλη. Αυτό απαιτεί πολλαπλές ταχύτητες και πιέσεις έγχυσης κατά τη διαδικασία χύτευσης με έγχυση. Η διαδρομή μέτρησης βίδας που φαίνεται στο σχήμα ρυθμίζεται με βάση την ποσότητα του υλικού που χρησιμοποιείται για το προϊόν και την ποσότητα του buffer. Η βίδα έγχυσης μετακινείται από τη θέση "97" στη θέση "20" για να γεμίσει το λεπτό{10}}τμήμα του προϊόντος. Σε αυτό το στάδιο, ρυθμίζεται μια υψηλή ταχύτητα 10 για να αποτραπεί η ψύξη και η στερεοποίηση του τηγμένου υλικού λόγω παρατεταμένου χρόνου ροής. Όταν η βίδα μετακινείται από τη θέση "20" → "15" → "2", ρυθμίζεται μια αντίστοιχη χαμηλή ταχύτητα 5 για να μειωθεί ο ρυθμός ροής τήγματος και η κινητική του ενέργεια που επηρεάζει το καλούπι. Ρυθμίζεται υψηλότερη πίεση πρωτογενούς έγχυσης όταν η βίδα βρίσκεται στις θέσεις "97", "20" και "5" για να ξεπεραστεί η αντίσταση πλήρωσης καλουπιού και μια χαμηλότερη δευτερεύουσα πίεση έγχυσης ρυθμίζεται από "5" σε "2" για να μειωθεί η επίδραση της κινητικής ενέργειας.

 

Η εικόνα δείχνει ένα άλλο παράδειγμα αλλαγής ταχύτητας πολλαπλών σταδίων (μετάβασης) της βίδας έγχυσης βάσει διαφορετικών ταχυτήτων που ορίζονται σύμφωνα με τις συνθήκες της διαδικασίας.

Η χύτευση με έγχυση πολλαπλών σταδίων είναι μία από τις πιο προηγμένες τεχνολογίες χύτευσης με έγχυση που διατίθενται αυτήν τη στιγμή. Στην έρευνα των διαδικασιών χύτευσης με έγχυση πολλαπλών- σταδίων, ο προσδιορισμός των τμημάτων διαδρομής της βίδας κατά την έγχυση είναι σχετικά ακριβής, ενώ η επιλογή της πίεσης έγχυσης και της ταχύτητας έγχυσης σε κάθε τμήμα βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην εμπειρία. Η γενική εμπειρική μέθοδος μπορεί να καθορίσει μόνο την αντίστοιχη σχέση μεταξύ της πίεσης έγχυσης και της ταχύτητας έγχυσης που χρησιμοποιείται σε κάθε τμήμα. Η συνήθης πρακτική είναι να προσδιορίζεται αυτή η σχέση με βάση την αναλογία της-διατομής κάθε τμήματος του χυτευμένου προϊόντος. Μετά το σχεδιασμό της διαδικασίας χύτευσης με έγχυση πολλαπλών σταδίων, απαιτεί επαναλαμβανόμενες προσαρμογές μέσω πολλαπλών δοκιμών για να επιτευχθούν οι βέλτιστες τιμές για την επιλεγμένη πίεση έγχυσης και ταχύτητα έγχυσης.