Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych części MIM (projektowanie procesu i obróbka po spiekaniu)

Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych części MIM (projektowanie procesu i obróbka po spiekaniu)

Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych części MIM

1.8 Otwór i rowek

Oprócz obniżenia jakości części i utworzenia tej samej grubości ścianek, otwory i rowki są również użyteczną funkcjonalną cechą konstrukcyjną części MIM i generalnie nie zwiększają ceny części.

Jednak dodanie otworów i szczelin zwiększy złożoność formy, jak pokazano na rysunku 8-a, co musi zwiększyć koszt formy. Otwór prostopadły do ​​linii podziału jest najłatwiejszy do wykonania i najtańszy. Chociaż otwór równoległy do ​​linii podziału jest łatwy do uformowania, należy dodać suwak lub cylinder hydrauliczny, co zwiększy koszt produkcji formy na wczesnym etapie.

Wewnętrzny otwór łączący można uformować, jak pokazano na rysunku 8-b. Aby uniknąć problemów związanych z uszczelnieniem i zadziorami, należy dokładnie rozważyć ten projekt.

Jeśli to możliwe, należy wykonać otwór w kształcie litery D, aby utworzyć płaszczyznę na pręcie rdzenia, aby poprawić uszczelnienie formy. W przeciwnym razie pasujące części będą musiały zostać przekształcone w powierzchnię łuku, a cienka krawędź tnąca spowoduje nadmierne zużycie.

Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych części MIM (projektowanie technologiczne i obróbka po spiekaniu) - otwory i rowki

Rysunek 8-a Otwór i rowek

Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych części MIM (projektowanie technologiczne i obróbka po spiekaniu) - otwory i rowki

Rysunek 8-b Otwór i rowek

1.9 Podcięcie cenowe

Dzięki dzielonej matrycy zewnętrzne podcięcie pokazane na rysunku 9 można łatwo utworzyć na linii podziału. Aby wyprodukować ten kształt, konieczne jest zwiększenie części formy, zwiększenie kosztów formy i zmniejszenie wydajności.

Niektóre podcięcia wewnętrzne można wykonać za pomocą suwaków, a inne za pomocą ruchomych rdzeni.

W projektowaniu większości części MIM projektanci mogą zdecydować się na anulowanie wewnętrznego podcięcia ze względu na problemy związane ze zwiększonymi kosztami i możliwym wypływem.

Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych części MIM (projektowanie procesów i obróbka po spiekaniu) - podcięcie

Rysunek 9 Podcięcie

1.10 System nalewania

Materiał wtryskowy wchodzi do wnęki formy przez bramę. Ze względu na wysoką zawartość metalu w materiale wtryskowym MIM, te bramki MIM są na ogół znacznie większe niż w przypadku formowania wtryskowego tworzyw sztucznych.

Ponieważ brama zwykle pozostawia ślady w miejscu, w którym gotowe części wychodzą z wnęki formującej, ustawienie bramki musi równoważyć wymagany proces, funkcję, kontrolę rozmiaru i estetykę.

Lepiej jest ustawić bramkę na linii podziału formy, jak pokazano na rysunku 10. W ten sposób droga przepływu materiału wtryskowego może uderzać w ściankę gniazda lub pręt rdzenia.

Dodatkowo w przypadku detali o różnej grubości ścianki zasuwę ustawia się zwykle na najgrubszym przekroju, aby materiał iniekcyjny płynął z grubego do cienkiego przekroju. Takie bramkowanie może wyeliminować dziury, rowki, koncentrację naprężeń i opływowość na powierzchni części.

Jeśli chcesz używać wielu wnęk do produkcji części, musisz również wziąć pod uwagę rozmiar i ustawienie bramki, aby zapewnić, że taka sama ilość materiału iniekcyjnego zostanie dostarczona do każdej wnęki pod warunkiem zrównoważonej szybkości napełniania.

Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych części MIM (projektowanie procesów i obróbka po spiekaniu) - system bramkowania

Rys. 10 Układ zalewania

1.11 Linia podziału

Jeśli to możliwe, orientacja wszystkich cech konstrukcyjnych powinna być prostopadła do linii podziału, aby uformowane części można było wyjąć z formy.

Generalnie linia podziału przechodzi w linię próbną powierzchni części, co jest nieuniknionym skutkiem połączenia dwóch połówek modelu.

W niektórych przypadkach, jak pokazano na rysunku 13, kształt geometryczny całej części jest uformowany w górnej połowie modelu. W tym momencie linia neutralna może przebiegać tylko wzdłuż dolnej krawędzi części i nie jest generowana żadna linia neutralna. Zwykle model można zaprojektować tak, aby oddzielał się wzdłuż niepozornej krawędzi, tak aby „ukryć” linię podziału.

Linia podziału jest korzystnie usytuowana na płaszczyźnie. Czasami jednak konieczna jest zmiana prostego kształtu w celu uzyskania wymaganych cech konstrukcyjnych.

Zwiększenie złożoności części zwiększy koszty produkcji i konserwacji formy, ale koszt może zostać zmniejszony podczas wylewania elementu konstrukcyjnego, w przeciwnym razie wymagane są operacje cięcia lub montażu.

Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych części MIM (projektowanie procesów i obróbka po spiekaniu) - linia podziału

Rysunek 11 Linia podziału

1.12 Elementy dekoracyjne

Figura 12 przedstawia znaki identyfikacyjne oznakowania, wytłoczenia, numeru części, numeru matrycy i numeru otworu, które można łatwo utworzyć we właściwym położeniu części bez zwiększania kosztu części.

Cechy te mogą być wystające lub wklęsłe, a proces MIM pozwala uzyskać szczegółowe szczegóły funkcji, w tym ostre wytłoczenia diamentowe.

1.13 Podparcie części spiekanych

W procesie odtłuszczania i spiekania surowy korpus metalowych części MIM do formowania wtryskowego kurczy się o około 20 procent. Aby zminimalizować możliwe odkształcenia, części MIM muszą być odpowiednio podparte podczas spiekania formowania wtryskowego metalu MIM.

Zazwyczaj części MIM są umieszczane na płaskiej ceramice lub paletach.

Jak pokazano na rysunku 13, lepiej jest zaprojektować płaską płytę lub tacę do spiekania tak, aby miały dużą płaszczyznę lub płaszczyznę wspólną dla kilku elementów konstrukcyjnych, tak aby można było zastosować standardowe wsporniki. Części MIM o dużej rozpiętości, wspornikach lub wrażliwych częściach mogą wymagać podparcia za pomocą specjalnych wsporników lub uchwytów części. Te koszty produkcji są bardzo wysokie.

Rys. 13 Podpora części spiekanej

II Dalsza obróbka spiekania

Ponieważ tolerancja procesu formowania wtryskowego metali metodą MIM mieści się w granicach ± ​​(0,3 procent - 0,5 procent), wiele części zostało spiekanych do ostatecznego rozmiaru. Jeśli tolerancja określonej cechy konstrukcyjnej części jest stosunkowo wąska, można przeprowadzić późniejszą obróbkę.

Formowanie wtryskowe metali Materiały części MIM można ciąć, gwintować, wiercić, wyciągać i wykańczać, szlifować lub spawać jak części kute.

Aby poprawić wytrzymałość i odporność na zużycie twardościomierza, metalowe części MIM do formowania wtryskowego można również poddać obróbce cieplnej.

Ponadto części MIM formowane wtryskowo z metalu zwykle ograniczają porowatość połączeń do mniej niż 0,2 procent , więc nie jest wymagane specjalne przygotowanie powierzchni do konwencjonalnego barwienia i galwanizacji.

III Wniosek

Trend rozwoju części MIM do formowania wtryskowego metali w Ameryce Północnej można wyraźnie zobaczyć w wielokrotnie nagradzanym projekcie części MIM dotyczącym projektowania części z metalurgii proszków, organizowanym co roku przez MPIF.

W latach 1997-2001 liczba nagrodzonych części wybieranych przez MPIF w konkursie na części z metalurgii proszków wynosiła od 15 do 18 rocznie. W kolumnie kategorii nagradzanych części, formowanie wtryskowe metali MIM było stosowane od 1997 do 2004 roku, ale od 2005 roku wielokrotnie nagradzane części MIM formowane wtryskowo z metalu zostały podzielone na siedem kategorii: lotnictwo/wojsko, medycyna/stomatologia, narzędzia ręczne /rozrywka, elektronika/elektryka, sprzęt komputerowy/urządzenia, silniki przemysłowe/urządzenia sterujące i inne kategorie.

Wskazują one, że produkcja części MIM metodą formowania wtryskowego metali weszła w etap stopniowego rozwoju w Ameryce Północnej.

W Chinach kontynentalnych, dzięki dużemu zapotrzebowaniu na elektroniczne produkty cyfrowe do formowanych wtryskowo części MIM, duże i małe przedsiębiorstwa MIM są dystrybuowane w całym kraju, skoncentrowane w delcie rzeki Jangcy, delcie Rzeki Perłowej, Pekinie i okolicach. Pilne jest energiczne promowanie podstawowej wiedzy i zastosowań produkcyjnych części MIM w Chinach kontynentalnych, zwłaszcza w większej liczbie dziedzin.