4 ماشینهای دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد عمودی

کشوییها

کشوییها از قسمتهای متحرک یک قالب هستند وموقعی لزوم پیدا می کنند که وجود شیارها ویا سوراخهای جانبی در قطعه اجتناب ناپذیر باشد.اگر قراراست نقش جانبی روی قطعه به وجود آید این نقش ضرورتأ باید روی سطح کشویی به وجود آید.کشوییها اولا باید در مسیرهای کاملا دقیق عقب وجلو بروند وثانیا قبل از پران قطعه حتما به عقب بر گردند.یک سیستم قفل نیز برای هر کشویی باید در نظر گرفته شود.طبیعتأ وجود کشویی هزینه ساخت یک قالب را به صورت قابل ملاحظه ای افزایش می دهد.

گرچه در موارد استثنایی برای خروج ازبرخی قسمتهای قالب وجود کشوییها مفید می باشد ولی در طراحی قطعه وقالب باید حداکثر تلاش را به عمل آورد که قالب بدون وجود کشویی ساخته شود.این امردر عمر مفید قالب وهزینه های ساخت آن اثر تعیین کننده دارد.برای اجتناب از ایجاد کشویی در قالب به ماشینکاری بعد ازدایکست نیز باید توجه کرد.در این رابطه باید تصمیم گیری براساس یک برسی اقتصادی صورت گیرد،بدین معنی که آیا ایجاد کشویی در قالب با صرفه تر است ویا با ماشین کاری نهایی قطعه.در هر صورت اگر ایجاد کشویی اجتناب ناپذیرباشد باید حداکثر تعداد ٤کشویی در یک قالب به کار برد.البته مواردی هست که یک قالب پیچیده باید بیشتر از این مقدار کشویی داشته باشد.

ماهیچه گذاری

دراین قسمت به مواردی که باید در طراحی ماهیچه مد نظر قرار گیرد اشاره می شود.برای ایجاد سوراخهای طویل وظریف نباید از ماهیچه ها استفاده کرد.در جدول زیر  حداکثر عمق سوراخ با احتساب قطر ماهیچه نشان داده شده است.

جدول حداکثر عمق سوراخ با احتساب قطر ما هیچه

مقدارعمق به ازای قطر ماهیچه بیش از٢٥میلیمتر،برای آلیاژهای روی ،آلومینیوم ومنیزیم تا٦برابرقطروبرای آلیاژهای مس حداکثرتا٥برابرقطرپیشنهادمی شود.درساخت ماهیچه قالبهای دایکاست همچنین باید شیب مناسب به دیواره های ماهیچه داده شود تا بتواند به راحتی از قطعه جدا شود.مقدارشیب همچنین بستگی به ثابت ویا متحرک بودن ماهیچه دارد.معمولا مقدار شیب لازم برای ماهیچه های ثابت بیشتر از ماهیچه های متحرک باید در نظر گرفته شود. این اختلاف به آن جهت است که همیشه سعی بر این است که نیروی کمتری به میله های پران وارد آید ونیز از تاب برداشتن قطعه در هنگام پران جلو گیری شود.ماهیچه های متحرک به دلیل این که حرکتشان مستقل از حرکت مستقیم باز وبسته شدن قالب است می توانند به تناسب شکل قطعه حرکتهای مختلفی داشته باشند،مانند حرکت زاویه دار،دایره ای وپیچشی. ولی در هر صورت طراح قالب باید سعی داشته باشد حتی در ازای پله دار کردن خط جدایش قالب تا سر حد امکان از به وجود آوردن ماهیچه متحرک به دلیل پیچیده شدن قالب ،خوداری کند.

سیستم راهگاهی

سیستم راهگاهی شامل راهگاهها، ورودیها به گلویی تزریق،گلوییهای تزریق،سرباره گیرها،هواکشها واجزای خنک کننده قالب می باشد. مهمترین عامل در تولید مطلوب یک قطعه طراحی صحیح سیستم راهگاهی قالب دایکست است. بدین منظور باید نکات زیر رعایت شود:

1.در طول مدت پر کردن حفره قالب ،جریان مذاب باید در هر مرحله تزریق یکنواخت باشد.

2.در یک سیستم راهگاهی مناسب باید اکسیدها وروغن روی سطح حفره ودیگر ناخالصیهای همراه مذاب در جایی خارج از قطعه به نام سرباره گیرها جمع آوری شود.

3.باید از اغتشاش مذاب در حرکت به درون حفره قالب جلوگیری شود.

برای کاهش انقباض قطعه،باید در سیستم راهگاهی،تغذیه کافی در نظر گرفته شود.

سیستم راهگاهی باید از حبس هوا در قطعه ودر نتیجه ایجاد خلل وفرج درآن جلوگیری کند و بر زمان پر شدن حفره قالب تأثیر نامطلوب نداشته باشد.زمان پر شدن قالب توسط این عوامل تعیین میشود:ضخامت قطعه، نوع فلزمذاب،درجه حرارات مذاب، درجه حرارت قالب،شکل قطعه،پیچیدگی قالب وحجم قطعه.

راهگاهها

در اکثر طرحها، راهگاه در نیمه متحرک قالب ماشینکاری می شود ونیمه ثابت وجه مسطح آن را تشکیل می دهد. سطح مقطع راهگاه معمولأ تا رسیدن به گلویی تزریق ثابت باقی می ماند وتنها امکان دارد در ورودی به گلویی تزریق، عمق آن کاهش یافته وبه پهنای آن اضافه شود. به طورکلی عمق وپهنای راهگاهها به حجم مذاب تزریق شده بستگی دارد. همچنین تغییردر شکل راهگاهها می تواند سرعت مذاب را در ورود به حفره قالب کاهش یا افزایش دهد.(شکل راهگاهها باید به نحوی باشد که از چرخشی شدن حرکت مذاب جلوگیری کند،زیرا حرکت چرخشی مذاب درراهگاهها به حبس شدن هوای موجود در این قسمت در درون مذاب کمک می کند).

شیارهای هواکش

ازآنجا که هوای داخل حفره قالب باید تخلیه شود،وجود یک سیستم تخلیه هوا ضروری است. لذا به کمک روشهای مختلف این عمل را انجام می دهند، مثلأمی توان هوای درون قالب را از طریق سرباره گیرها خارج کرد.همچنین ممکن است این عمل توسط شیارهایی که خط جدایش را قطع می کنند ویا توسط لقی اطراف پینهای پران یا ماهیچه های متحرک وکشوییها انجام گیرد.

همان طور که اشاره شد از شیارهایی که ازخط جدایش عبور می کنند نیز برای عمل هواگیری قالب استفاده می شود.عمق این شیارها بین 0.1 تا 0.2 میلیمتراست.این شیارها ضمن این که اجازه می دهند هوای درون قالب خارج شود،در عین حال از خروج فلز مذاب نیز جلوگیری می کنند. اگر در فشار زیاد تزریق،مذاب به درون شیار هواکش رانده شود،باید از یک یا چند باریکه خنک ساز استفاده کرد . این باریکه ها به صورت شیارهای جفت شونده در دو نیمه قالب د ر اطراف سوراخهای هواکش توسط ماشینکاری ایجاد می شوند وسطح آنها را موجدار می سازند،تا هنگامی که درون آنها آب جریان یافت،با بازه بیشتری سوراخهای هواکش را خنک کنند.غیر از عمل هواگیری ،از سرباره گیرها برای جمع آوری پس مانده فلز مذاب،اکسید ودیگر ذرات شسته شده از درون قالب ومجرای گردن غازی استفاده می شود.همچنین اگر بخشی از قطعه نازک باشد برای ایجاد تعادل حرارتی ورسیدن مذاب به این بخش باید در مجاورت آن از سرباره گیر استفاده شود. در ماشینکاری سرباره گیرها برروی قالب باید به دو نکته توجه داشت. اولأ سرباره گیرها در قسمتهای باریک حفره در اطراف آن ودر مکانهایی دور از گلویی تزریق جا داده شوند وثانیأ تعداد واندازه سرباره گیرها باید با احتیاط تعیین شود،زیرا تزریق زیاد از حد  فلز باعث فرسودگی قالب در گلوییها تزریق می شود و همچنین زمان بیشتری برای بریدن وآرایش کردن قطعه ودوباره ذوب کردن اضافات صرف می شود.

خنک سازی قالب

مواد مذاب با درجه حرارت بالا برای مدتی در داخل حفره قرار می گیرند،در نتیجه پس از تکرار عمل تزریق قالب بیش از حد گرم می شود.مخصوصأ در اطراف سوراخ تزریق ومقاطع ضخیم ،به این دلیل می باید قالب رابا گرداندن آب در اطراف حفره ها ومحل تزریق خنک کرد.میزان خنک سازی قالب بستگی به میزان گرمایی دارد که توسط فلز مذاب به قالب منتقل می شود واین مسئله خود به جنس فلز و وزن تزریق در هر مرتبه بستگی دارد(منظور از وزن تزریق ،وزن خود قطعه ،گلوییهای تزریق، راهگاهها ،سرباره گیرها ،وپولک منجمد شده دربوش تزریق است). قالب را می توان به عنوان یک مبدل حرارتی در نظر گرفت که دارا ی یک دمای بهینه است که باید در حین کار حفظ شود. در عمل قالب را با تعداد کانال خنک سازی بیشتر از حد نیاز طراحی می کنند و در ابتدای کار قالب ،میزان آب کاهش می دهند وبعد از این که دمای قالب به دمای کار رسید،میزان آب را افزایش می دهند.معمولأ یک سوم حرارت ورودی توسط مذاب به وسیله جابجایی وتشعشع ودو سوم آن توسط خنک سازی وروشهای دیگرخارج  می شود.مثلأ برای ریختن یک قطعه آلومینیومی که ورودی  گرما در آن 15120 کیلوکالری است،5040 کیلوکالری توسط جابجایی وتشعشع و10080 کیلوکالری باید توسط آب خنک کاری خارج شود.میزان حرارت 10080 کیلوکالری مقدار آب مورد نیاز برای خنک سازی قالب را تعیین می کند ولی مکان کانالهای آب را مشخص نمی کند. اندازه ضخامت قطعه و محل نقاط تجمع حرارتی و نرخ تزریق ،جایگاه کانالهای خنک سازی را معین می کنند.

تأثیر نوع فلز ریخته گری در طرح قالب

تغییر یک نوع آلیاژبه آلیاژدیگری از همان فلز مبنا،به ندرت مستلزم تغییر در طراحی قالب است ولی اگر بخواهیم آلیاژمورد استفاده را به آلیاژدیگری با فلز مبنای دیگر که نقطه ذوب آن بالاتر یا پایینتر است تغییر دهیم،هم سیستم تغذیه قالب وهم جنس قالب باید تغییر کند.باید به این نکته توجه کرد که قالب برای سوار شدن برروی چه نوع ماشین تزریق طراحی شده است.مثلأ قالب فلز روی برای استفاده در ماشین به محفظه گرم وقالب فلز آلومینیوم برای تزریق توسط ماشین با محفظه سرد طراحی می شود.

حال اگر بنا به دلایلی بخواهیم قالب بسازیم که قادر باشد هم قطعات از جنس آلیاژروی وهم قطعات از جنس آلیاژآلومینیوم را بریزد،باید اولأ جنس قالب برای ریخته گری قطعه آلیاژآلومینیوم انتخاب شود، زیرااز جنس فلزی که برای ساخت قالب ریخته گری آلیاژآلومینیوم به کار می رود،می توان برای ساخت قالب آلیاژروی هم استفاده کرد.