Изготовляемость деталей MIM для инъекции металлов

 

Дата выпуска：[2024/4/28]
 

Конструкция деталей MIM аналогична пластиковой инъекции.

Не ограничиваясь традиционными процессами металлического формования, дизайнеры деталей могут с самого начала переосмыслить новые детали с новой точки зрения, представить, как производственный процесс уменьшает вес материала, объединяет несколько деталей в одну деталь или формирует функциональные и декоративные характеристики.
Чтобы в полной мере использовать преимущества технологии MIM и улучшить обрабатываемость деталей MIM в процессе проектирования (независимо от того, были ли они недавно разработаны или заменены деталями, произведенными в других процессах), предлагаются следующие стандарты проектирования.

1 Технологический дизайн

Простейшие детали MIM производятся с использованием полости, состоящей из двух полумодулей, сгруппированных плоским и закрытым образом.

Среди них полумодуль состоит из сердечника с однородным зазором, установленным в другой половине модуля, оставляя равномерный зазор для формирования деталей с равномерной толщиной стенки.

Формирование стержня - это внутренняя конструкционная характеристика детали, формование полости - это внешняя конструкционная характеристика детали.

Все конструктивные характеристики конструкции должны быть формовочными деталями, которые могут быть отделены от полости модуля и закреплены из стержня с помощью верхнего стержня.

Когда сложность деталей MIM возрастает, для их формирования могут быть добавлены ползунки, стержни и другие инструменты, обычно используемые в формовании пластмасс путем инъекций.

При увеличении конструктивных характеристик деталей возрастает сложность деталей. На этом этапе, устраняя эксплуатационные расходы на общую и последующую обработку или сборку, связанные с инструментами и техническим оборудованием, детали MIM могут быть экономически эффективными.

На каждом этапе проектирования эти выгоды и затраты должны быть тщательно сбалансированы.

При проектировании деталей MIM, чтобы в полной мере извлечь выгоду из этого процесса, необходимо учитывать следующие ключевые моменты: равномерная толщина стенки, переходный участок толщины, отверстие для отбора сердечника, уклон отжима, усиленные сухожилия и спицы, перевернутые углы и обратные круги, резьбы, отверстия и канавки, корневая резка, система заливки, линия разделения, декоративные характеристики, поддержка спекания и так далее.

Ниже приводится отдельное пояснение.

1.1 Толщина стенок равномерна

Если это возможно, толщина стенки всего компонента MIM должна быть одинаковой. Различные толщины могут привести к деформации, внутреннему напряжению, пористости, трещинам и вмятинам. Кроме того, это может привести к неравномерному сокращению, влияющему на допуски и контроль размеров.

Толщина деталей должна быть в пределах 1,3 - 6,3 мм.

Для достижения равномерной толщины стенок деталей MIM предлагается несколько распространенных способов изменения формы.

1.2 Переходный участок толщины

В некоторых случаях, когда равномерность толщины стенки не может быть достигнута, следует спроектировать градиенты между различными толщинами.

1.3 Отверстие керна

Использование отверстия для извлечения сердечника может уменьшить площадь поперечного сечения до стандартных пределов, достичь равномерной толщины стенки, уменьшить потребление материала и уменьшить или устранить операции резки.

Приоритетное направление параллельно направлению отверстия формы, другими словами, перпендикулярно линии разделения.

Поскольку стержни поддерживаются на обоих концах, лучше использовать сквозные отверстия, а не слепые отверстия, которые используют консольные стержни.

1.4 Демонтаж откосов

Угол выхода - это небольшой угол на поверхности, который должен быть параллельным направлению движения деталей модели.

Для стержней сердечников это требует особой точности.

Угол отжима предназначен для облегчения отжима и всплывающих формовочных деталей. Угол выхода обычно составляет от 0,5 до 2 градусов. Фактический угол отжима увеличивается с глубиной образовавшегося отверстия или впадины, а также сложностью детали или количеством сердечников.

1.5 Усиленные сухожилия и спицы

Усиленные сухожилия и пластины используются для укрепления более тонких стен, избегая толстых частей.

Помимо увеличения прочности и жесткости толщины стенки, он также может улучшить текучесть материала и ограничить деформацию.

Толщина арматуры не должна превышать толщину соседней стены. Структура требует толстых арматур, следует использовать несколько арматур.

Рекомендуемая доля арматуры. Как использовать армированные сухожилия и полые отверстия для уменьшения веса при сохранении функциональной прочности детали.

1.6 Свернутый угол и обратный круг

Повернутый угол и обратный круг могут уменьшить напряжение на пересечении структурных характеристик; Устранение острых углов, которые могут привести к растрескиванию и коррозии структурных характеристик модели, способствует притоку литья в модель, помогает отделить детали от полости модели и облегчает формовочные операции.

1.7 Резьба

Как внутренние, так и внешние резьбы могут быть сформированы с помощью технологии MIM, но резьба, нарезанная метчиком, более точна и экономична, чем отвертка стержня.

Для удаления элементов модели, искажающих формованную резьбу, наружная резьба формованной резьбовой модели лучше всего расположена на линии разделения структуры модели.

Для поддержания допуска на резьбу диаметром резьбы обычно предусматривается небольшая плоскость 0127 мм на линии подмодуля, что обеспечивает надлежащее уплотнение модели, уменьшает следы линии подмодуля, избегает заусенцев в корне резьбы и тем самым уменьшает обслуживание модели.

1.8 отверстия и пазы

Помимо снижения качества деталей и образования однородной толщины стенок, отверстия и канавки также являются полезными функциональными структурными характеристиками деталей MIM и, как правило, не повышают цены на детали.

Однако увеличение отверстий и канавок увеличит сложность формы, что потребует увеличения стоимости формы. отверстия, перпендикулярные линии разделения мод, легче всего сформировать, с наименьшими затратами. Хотя отверстия, параллельные линии разделения, легко формируются, необходимо добавить ползунок или гидравлический цилиндр, что увеличит затраты на раннее изготовление формы.

Могут образовываться внутренние соединительные отверстия.

Если возможно, отверстие должно быть сделано в D - образное отверстие, которое образует плоскую поверхность на стержне, тем самым повышая герметичность формы. В противном случае необходимо согнуть поверхность соответствующей детали, а тонкое режущее лезвие приведет к аномальному износу.

1.9 Корневая резка

Используя раздельную форму, внешняя корневая резка на линии разделения может быть легко сформирована. Для изготовления этой формы необходимо добавить детали формы, увеличить стоимость формы и снизить производительность.

Некоторые внутренние корневые разрезы могут быть выполнены с помощью ползунков, в то время как другие могут быть сформированы с помощью подвижных стержней.

В большинстве конструкций деталей MIM дизайнеры могут принять решение отменить внутреннюю резку корней из - за увеличения затрат и возможного появления шерсти.

1.10 Система заливки

Инъекционный материал поступает в полость через литник. Из - за высокого содержания металла в материалах для инъекций MIM эти литники MIM обычно намного больше, чем литники для пластиковых инъекций.

Поскольку литник обычно оставляет метку на готовом продукте в формовочной полости, настройка литника требует баланса требуемой технологии, функций, контроля размера и эстетики.

Лучше всего установить литник на линии модуля формы, как показано на рисунке 10, так что путь потока инъекционного материала может поразить стенку полости или стержень.

Кроме того, для деталей с разной толщиной стенки литник обычно устанавливается в самом толстом поперечном сечении, чтобы позволить инъекционному материалу течь от толстого сечения к тонкому сечению. Установка литника таким образом устраняет отверстия, канавки, концентрацию напряжений и обтекание поверхности детали.

Если вы хотите производить детали с несколькими типами полостей, вы также должны учитывать размер и настройку литника, чтобы гарантировать, что количество инъекционного материала, поставляемого в каждый тип полости, одинаково, сохраняя при этом сбалансированный коэффициент заполнения.

1.11 Линия модуля

Если это возможно, все структурные характеристики должны быть направлены перпендикулярно разделительной линии, так что формованные детали могут быть извлечены из формы.

Как правило, линия модуля преобразуется в линию доказательства поверхности детали, что является неизбежным результатом сочетания двух полумоделей.

В верхней половине модели формируется геометрия всей детали, и в этот момент линия модуля может идти только по нижнему краю детали, не создавая линии модуля. Как правило, модель может быть спроектирована таким образом, чтобы отделяться по незаметным краям, тем самым скрывая линии разделения.

Лучше всего размещать линии модулирования на плоскости, но иногда для достижения структурных характеристик, необходимых для формования, необходимо изменить простую форму.

Увеличение сложности деталей может увеличить затраты на изготовление и обслуживание пресс - форм, но затраты могут быть снижены, когда структурные характеристики выливаются в форму. В противном случае может потребоваться операция резки или сборки.

1.12 Особенности оформления

Маркировка, тиснение, идентификация номера детали, номер формы и номер отверстия могут быть легко сформированы в нужном месте на детали без увеличения стоимости детали.

Эти характеристики могут быть выпуклыми или вогнутыми, и технология MIM может генерировать расширенные характеристики деталей, в том числе более острые бриллиантовые чеканки.

1.13 Кронштейн для спекания

Во время обезжиривания и спекания оригинальные детали MIM сжимаются примерно на 20%. Чтобы свести к минимуму возможные деформации искажений, детали MIM должны быть надлежащим образом поддержаны во время спекания.

Обычно детали MIM помещаются на плоскую керамику или поддон.

Пластины или поддоны, используемые для спекания, лучше всего проектировать как плоскости с большими плоскостями или несколькими общими структурными характеристиками деталей, чтобы можно было использовать стандартные кронштейны. Детали MIM с длинным пролетом, консолью или уязвимой областью могут нуждаться в специальных опорах или фиксаторах для их поддержки. Эти производственные издержки высоки.

II. Последующая обработка спеканием

Учитывая, что допуск на процесс MIM составляет ± (0,3% - 0,5%), многие детали спеклись до конечного размера. Если допуск на одну из структурных характеристик детали относительно плотный, может быть проведена последующая механическая обработка.

Материалы для деталей MIM могут быть вырезаны, резьбообработаны, сверлены, вытянуты, измельчены или сварены, как кованые детали.

Для повышения прочности и износостойкости твердомера детали MIM также могут подвергаться термической обработке.

Кроме того, поскольку компоненты MIM обычно ограничивают пористость межсоединений менее 0,2%, обычное окрашивание и гальваническое покрытие не требуют специальной обработки поверхности.

III. ВЫВОДЫ

Детали, как новая технология формования порошковых металлургических деталей, после десятилетий развития, перешли от экспериментальной разработки отдельных и небольших деталей к стадии массового производства.

Тенденции в развитии деталей MIM в Северной Америке отчетливо видны из ежегодной премии MPIF за дизайн деталей для порошковой металлургии MIM.

С 1997 по 2001 год MPIF ежегодно присуждал 15 - 18 деталей на конкурсе порошковых металлургических деталей. В категории наградных деталей MIM использовалась с 1997 по 2004 год, но с 2005 года отмеченные наградами детали MIM были разделены на семь категорий: аэрокосмические / военные, медицинские / стоматологические, ручные инструменты / развлечения, электроника / электротехника, аппаратное / электрическое оборудование, промышленные двигатели / контрольное оборудование и другие категории.

Это говорит о том, что производство деталей MIM вступило в стадию постепенного развития в Северной Америке.

В материковом Китае, благодаря сильному спросу на компоненты MIM для электрон﷽ных цифровых продуктов, крупные и малые компании MIM распределены по всей стране, сосредоточены в дельте реки Янцзы, дельте реки Чжуцзян, Пекине и прилегающих районах. Существует настоятельная необходимость в энергичном продвижении базовых знаний и производственных приложений для деталей MIM в материковом Китае, особенно во многих областях.