Phần 1 thiết kế hợp lý
Khuôn chủ yếu được thiết kế theo yêu cầu sử dụng, đôi khi kết cấu của khuôn không thể hoàn toàn hợp lý và đối xứng đều. Điều này đòi hỏi người thiết kế phải có một số biện pháp hiệu quả khi thiết kế khuôn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất của khuôn, đồng thời cố gắng chú ý đến quy trình sản xuất, tính hợp lý của kết cấu và tính đối xứng của hình dạng hình học.
(1) Cố gắng tránh các góc nhọn và các phần có độ dày chênh lệch lớn
Nên có sự chuyển tiếp trơn tru tại điểm giao nhau của các phần dày và mỏng của khuôn. Điều này có thể làm giảm hiệu quả sự chênh lệch nhiệt độ của mặt cắt ngang của khuôn, giảm ứng suất nhiệt và đồng thời làm giảm sự không đồng thời của quá trình biến đổi mô trên mặt cắt ngang và làm giảm ứng suất của mô. Hình 1 cho thấy khuôn áp dụng fillet chuyển tiếp và hình nón chuyển tiếp.
(2) Tăng lỗ quy trình một cách thích hợp
Đối với một số khuôn không đảm bảo được mặt cắt ngang đồng đều và đối xứng thì cần phải thay đổi lỗ không xuyên qua thành lỗ xuyên qua hoặc tăng một số lỗ gia công một cách thích hợp mà không ảnh hưởng đến hiệu suất.
Hình 2a cho thấy một khuôn có khoang hẹp, sẽ bị biến dạng như thể hiện bằng đường chấm chấm sau khi tôi. Nếu có thể thêm hai lỗ quy trình vào thiết kế (như thể hiện trong Hình 2b), chênh lệch nhiệt độ của mặt cắt ngang trong quá trình tôi sẽ giảm, ứng suất nhiệt sẽ giảm và biến dạng sẽ được cải thiện đáng kể.
(3) Sử dụng các cấu trúc khép kín và đối xứng càng nhiều càng tốt
Khi hình dạng khuôn hở hoặc không đối xứng, sự phân bố ứng suất sau khi tôi không đều và dễ bị biến dạng. Do đó, đối với khuôn máng biến dạng thông thường, nên gia cố trước khi tôi, sau khi tôi thì cắt bỏ. Phôi máng thể hiện trong Hình 3 ban đầu bị biến dạng tại R sau khi tôi, và gia cố (phần gạch chéo trong Hình 3), có thể ngăn ngừa hiệu quả biến dạng khi tôi.
(4) Áp dụng cấu trúc kết hợp, tức là tạo khuôn dẫn hướng, tách khuôn trên và khuôn dưới của khuôn dẫn hướng, tách khuôn và đột dập.
Đối với khuôn lớn có hình dạng và kích thước phức tạp >400mm và đột có độ dày nhỏ và chiều dài lớn, tốt nhất nên áp dụng cấu trúc kết hợp, đơn giản hóa sự phức tạp, giảm từ lớn xuống nhỏ, thay đổi bề mặt bên trong của khuôn thành bề mặt bên ngoài, không chỉ thuận tiện cho quá trình gia nhiệt và làm mát.
Khi thiết kế một cấu trúc kết hợp, nhìn chung nên phân tích cấu trúc theo các nguyên tắc sau mà không ảnh hưởng đến độ chính xác khi lắp ghép:
- Điều chỉnh độ dày sao cho mặt cắt ngang của khuôn có các mặt cắt ngang rất khác nhau về cơ bản là đồng nhất sau khi phân hủy.
- Phân hủy ở những nơi dễ sinh ra ứng suất, phân tán ứng suất và ngăn ngừa nứt vỡ.
- Kết hợp với lỗ gia công để tạo nên cấu trúc đối xứng.
- Thuận tiện cho việc chế biến nóng và lạnh, dễ lắp ráp.
- Điều quan trọng nhất là phải đảm bảo khả năng sử dụng.
Như thể hiện trong Hình 4, đây là một khuôn lớn. Nếu áp dụng cấu trúc tích hợp, không chỉ quá trình xử lý nhiệt sẽ khó khăn mà khoang sẽ co lại không đồng đều sau khi tôi, thậm chí gây ra sự không đồng đều và biến dạng mặt phẳng của lưỡi cắt, điều này sẽ khó khắc phục trong quá trình xử lý tiếp theo. , do đó, có thể áp dụng cấu trúc kết hợp. Theo đường chấm trong Hình 4, nó được chia thành bốn phần và sau khi xử lý nhiệt, chúng được lắp ráp và định hình, sau đó được mài và ghép. Điều này không chỉ đơn giản hóa quá trình xử lý nhiệt mà còn giải quyết được vấn đề biến dạng.
Phần 2 lựa chọn vật liệu đúng
Biến dạng và nứt do xử lý nhiệt có liên quan chặt chẽ đến thép được sử dụng và chất lượng của nó, vì vậy cần phải dựa trên yêu cầu về hiệu suất của khuôn. Việc lựa chọn thép hợp lý phải tính đến độ chính xác, cấu trúc và kích thước của khuôn, cũng như bản chất, số lượng và phương pháp gia công của các đối tượng được gia công. Nếu khuôn chung không có yêu cầu về biến dạng và độ chính xác, có thể sử dụng thép công cụ cacbon để giảm chi phí; đối với các bộ phận dễ bị biến dạng và nứt, có thể sử dụng thép công cụ hợp kim có độ bền cao hơn và tốc độ tôi và làm nguội tới hạn chậm hơn; Ví dụ, khuôn linh kiện điện tử ban đầu sử dụng thép T10A, biến dạng lớn và dễ nứt sau khi tôi bằng nước và làm nguội bằng dầu, khoang tôi bằng kiềm không dễ làm cứng. Bây giờ sử dụng thép 9Mn2V hoặc thép CrWMn, độ cứng và biến dạng khi tôi có thể đáp ứng được yêu cầu.
Có thể thấy rằng khi biến dạng của khuôn làm bằng thép cacbon không đạt yêu cầu, thì việc sử dụng thép hợp kim như thép 9Mn2V hoặc thép CrWMn vẫn có hiệu quả về mặt chi phí, mặc dù chi phí vật liệu cao hơn một chút, nhưng vấn đề biến dạng và nứt đã được giải quyết.
Trong khi lựa chọn vật liệu đúng cách, cũng cần tăng cường kiểm tra và quản lý nguyên liệu thô để tránh nứt khuôn do nhiệt luyện do nguyên liệu thô bị lỗi.
Biên tập bởi May Jiang từ MAT Aluminum
Thời gian đăng: 16-09-2023
