Thiết kế cho khả năng sản xuất của các bộ phận MIM (thiết kế quy trình & xử lý sau thiêu kết)

Thiết kế cho khả năng sản xuất của các bộ phận MIM (thiết kế quy trình & xử lý sau thiêu kết)

Thiết kế cho khả năng sản xuất của các bộ phận MIM

1.8 Lỗ và rãnh

Ngoài việc giảm chất lượng bộ phận và tạo thành độ dày thành giống nhau, các lỗ và rãnh cũng là một đặc điểm cấu trúc chức năng hữu ích của các bộ phận MIM và thường không làm tăng giá bộ phận.

Tuy nhiên, việc thêm các lỗ và rãnh sẽ làm tăng độ phức tạp của khuôn, như thể hiện trong Hình 8-a, điều này cần tăng chi phí khuôn. Lỗ vuông góc với đường chia tay là dễ hình thành nhất và chi phí thấp nhất. Mặc dù lỗ song song với đường chia tay rất dễ hình thành, nhưng nó cần thêm thanh trượt hoặc xi lanh thủy lực, điều này sẽ làm tăng chi phí sản xuất khuôn trong giai đoạn đầu.

Lỗ kết nối bên trong có thể được hình thành, như thể hiện trong Hình 8-b. Để tránh các vấn đề về niêm phong và bavia, thiết kế này phải được xem xét cẩn thận.

Nếu có thể, nên khoét lỗ hình chữ D để tạo mặt phẳng trên thanh lõi, nhằm tăng cường khả năng bịt kín của khuôn. Nếu không, các bộ phận phù hợp cần phải được tạo thành bề mặt hình vòng cung và cạnh cắt mỏng của nó sẽ gây ra hiện tượng mài mòn bất thường.

Thiết kế để sản xuất các bộ phận MIM (thiết kế công nghệ & xử lý sau thiêu kết) - lỗ và rãnh

Hình 8-a Lỗ và rãnh

Thiết kế để sản xuất các bộ phận MIM (thiết kế công nghệ & xử lý sau thiêu kết) - lỗ và rãnh

Hình 8-b Lỗ và rãnh

1.9 Cắt xén

Với khuôn chia khuôn, đường cắt bên ngoài thể hiện trong Hình 9 dễ dàng hình thành trên đường chia khuôn. Để chế tạo được hình dạng này cần phải tăng bộ phận khuôn, làm tăng giá thành khuôn và giảm năng suất.

Một số đường cắt bên trong có thể được thực hiện bằng thanh trượt và một số đường cắt khác có thể được tạo bằng các lõi di động.

Trong thiết kế của hầu hết các bộ phận MIM, các nhà thiết kế có thể quyết định hủy bỏ phần cắt xén bên trong do các vấn đề về tăng chi phí và có thể xảy ra chớp nhoáng.

Thiết kế cho khả năng sản xuất của các bộ phận MIM (thiết kế quy trình & xử lý sau thiêu kết) - undercut

Hình 9 Undercut

1.10 Hệ thống rót

Vật liệu phun đi vào khoang khuôn qua cổng. Do hàm lượng kim loại cao của vật liệu phun MIM, các cổng này của MIM thường lớn hơn nhiều so với các cổng của khuôn ép nhựa.

Bởi vì cổng thường để lại dấu vết khi các bộ phận đã hoàn thiện ra khỏi khoang đúc, nên việc thiết lập cổng cần phải cân bằng giữa quy trình, chức năng, kiểm soát kích thước và tính thẩm mỹ cần thiết.

Tốt hơn là đặt cổng trên đường phân khuôn, như thể hiện trong Hình 10. Bằng cách này, đường dẫn của vật liệu phun có thể tác động đến thành khoang hoặc thanh lõi.

Ngoài ra, đối với các bộ phận có độ dày thành khác nhau, cổng thường được đặt ở phần dày nhất để làm cho vật liệu phun chảy từ phần dày sang phần mỏng. Cổng như vậy có thể loại bỏ các lỗ, rãnh, tập trung ứng suất và sắp xếp hợp lý trên bề mặt bộ phận.

Nếu bạn muốn sử dụng nhiều khoang để sản xuất các bộ phận, bạn cũng phải xem xét kích thước và cài đặt của cổng để đảm bảo cung cấp cùng một lượng vật liệu phun cho mỗi khoang trong điều kiện tỷ lệ lấp đầy cân bằng.

Thiết kế cho khả năng sản xuất của các bộ phận MIM (thiết kế quy trình & xử lý sau thiêu kết) - hệ thống cổng

Hình 10 Hệ thống rót

1.11 Đường chia tay

Nếu có thể, hướng của tất cả các đặc điểm cấu trúc phải vuông góc với đường phân khuôn để các bộ phận đã tạo hình có thể được lấy ra khỏi khuôn.

Nói chung, đường chia tay được biến thành đường bằng chứng của bề mặt bộ phận, đây là kết quả tất yếu của sự kết hợp hai nửa của mô hình.

Trong một số trường hợp, như ví dụ trong Hình 13, hình dạng hình học của toàn bộ phần được hình thành ở nửa trên của mô hình. Tại thời điểm này, đường chia tay chỉ có thể dọc theo cạnh dưới của bộ phận và không có đường chia tay nào được tạo. Thông thường, mô hình có thể được thiết kế để phân tách dọc theo cạnh kín đáo, để "ẩn" đường phân chia.

Đường chia tay tốt nhất là nằm trên một mặt phẳng. Tuy nhiên, đôi khi cần phải thay đổi hình dạng đơn giản để tạo thành các tính năng cấu trúc cần thiết.

Việc tăng độ phức tạp của các bộ phận sẽ làm tăng chi phí sản xuất và bảo trì khuôn, nhưng chi phí có thể giảm khi đổ đặc điểm kết cấu, nếu không, cần phải thực hiện các thao tác cắt hoặc lắp ráp.

Thiết kế cho khả năng sản xuất của các bộ phận MIM (thiết kế quy trình & xử lý sau thiêu kết) - dây chuyền chia tay

Hình 11 Đường chia tay

1.12 Tính năng trang trí

Hình 12 cho thấy các dấu nhận dạng đánh dấu, dập nổi, số bộ phận, số khuôn và số lỗ, dễ dàng hình thành ở vị trí thích hợp của bộ phận mà không làm tăng chi phí của bộ phận.

Các tính năng này có thể nổi bật hoặc lõm và quy trình MIM có thể tạo ra các chi tiết tính năng cấp cao, bao gồm cả hình nổi kim cương sắc nét.

1.13 Hỗ trợ phần thiêu kết

Trong quá trình tẩy dầu mỡ và thiêu kết, phần thân màu xanh lục của các bộ phận MIM ép phun kim loại co lại khoảng 20 phần trăm . Để giảm thiểu biến dạng có thể xảy ra, các bộ phận MIM phải được đỡ đúng cách trong quá trình thiêu kết MIM ép phun kim loại.

Thông thường, các bộ phận MIM được đặt trên các pallet hoặc sứ phẳng.

Như thể hiện trong Hình 13, tốt hơn là thiết kế tấm phẳng hoặc khay để thiêu kết có một mặt phẳng lớn hoặc một mặt phẳng được chia sẻ bởi các đặc điểm cấu trúc của một số bộ phận, để có thể sử dụng các giá đỡ tiêu chuẩn. Các bộ phận MIM có nhịp dài, công xôn hoặc các bộ phận dễ bị tổn thương có thể cần được hỗ trợ bởi các giá đỡ hoặc đồ gá đặc biệt của các bộ phận. Chi phí sản xuất này rất cao.

Hình 13 Giá đỡ bộ phận thiêu kết

II Xử lý thiêu kết tiếp theo

Do dung sai của quy trình MIM của quá trình ép phun kim loại nằm trong phạm vi ± (0.3% - 0.5% ), nên nhiều bộ phận đã được thiêu kết đến kích thước cuối cùng. Nếu dung sai của một đặc điểm cấu trúc nhất định của bộ phận tương đối chặt chẽ, thì có thể tiến hành gia công tiếp theo.

Vật liệu bộ phận MIM ép phun kim loại có thể được cắt, gõ, khoan, kéo và hoàn thiện, mài hoặc hàn giống như các bộ phận rèn.

Để cải thiện độ bền và khả năng chống mài mòn của máy đo độ cứng, các bộ phận MIM ép phun kim loại cũng có thể được xử lý nhiệt.

Ngoài ra, các bộ phận MIM ép phun kim loại thường giới hạn độ xốp liên kết với nhau ở mức thấp hơn 0.2 phần trăm, do đó không cần chuẩn bị bề mặt đặc biệt cho quá trình mạ điện và tạo màu thông thường.

III Kết luận

Có thể thấy rõ xu hướng phát triển của các bộ phận MIM ép phun kim loại ở Bắc Mỹ từ dự án thiết kế các bộ phận luyện kim bột từng đoạt giải thưởng của dự án các bộ phận MIM do MPIF tổ chức hàng năm.

Từ năm 1997 đến năm 2001, số lượng các bộ phận đoạt giải do MPIF lựa chọn trong cuộc thi các bộ phận luyện kim bột là 15 đến 18 mỗi năm. Trong cột danh mục các bộ phận đoạt giải, MIM ép phun kim loại được sử dụng từ năm 1997 đến 2004, nhưng từ năm 2005, các bộ phận MIM ép phun kim loại từng đoạt giải được chia thành bảy hạng mục: hàng không/quân sự, y tế/nha khoa, dụng cụ thủ công / giải trí, điện tử / điện, phần cứng / thiết bị gia dụng, động cơ công nghiệp / thiết bị điều khiển và các danh mục khác.

Những điều này chỉ ra rằng việc sản xuất các bộ phận MIM bằng phương pháp ép phun kim loại đã bước vào giai đoạn phát triển dần dần ở Bắc Mỹ.

Tại Trung Quốc Đại lục, nhờ nhu cầu mạnh mẽ đối với các sản phẩm kỹ thuật số điện tử cho các bộ phận MIM đúc bằng kim loại, các doanh nghiệp MIM lớn và nhỏ được phân bổ khắp cả nước, tập trung ở Đồng bằng sông Dương Tử, Đồng bằng sông Châu Giang, Bắc Kinh và các khu vực lân cận. Điều cấp bách là thúc đẩy mạnh mẽ kiến ​​thức cơ bản và ứng dụng sản xuất các bộ phận MIM ở Trung Quốc Đại lục, đặc biệt là trong nhiều lĩnh vực hơn.