Výber správnej tonáže stroja na tlakové liatie nie je hádanie – upínacia sila musí presiahnuť projektovaný tlak v dutine, aby sa zabránilo vzplanutiu, pórovitosti a rozmerovým poruchám . Pre väčšinu hliníkových dielov sa požadovaná tonáž pohybuje medzi 150 a 4 000 ton , určené predovšetkým projektovanou plochou a vstrekovacím tlakom. Ako východiskový bod použite tento vzorec: Upínacia sila (tony) = projektovaná plocha (cm²) × tlak v dutine (MPa) ÷ 10 , potom použite bezpečnostný faktor 1,2–1,5.
Základný vzorec: Ako sa vypočítava tonáž
Výpočet upínacej sily je základom výberu stroja. Každý ďalší faktor stavia na tomto čísle.
Výpočet krok za krokom
- Určite projektovaná plocha časti plus žľaby a prepadové jamky (pri pohľade zo smeru deliacej čiary).
- Identifikujte tlak v dutine — typicky 40–80 MPa pre hliníkové zliatiny (A380, A360, ADC12).
- Použite vzorec: F = A × P ÷ 10 (kde F = tony, A = cm², P = MPa).
- Vynásobte a bezpečnostný faktor 1,25–1,5 zohľadňovať systémy žľabov a tlakové špičky.
Spracovaný príklad
Hliníková automobilová konzola s projektovanou plochou 180 cm² so zliatinou A380 pri tlaku v dutine 60 MPa:
F = 180 × 60 ÷ 10 = 1 080 ton × 1,3 bezpečnostný faktor = Vyžaduje sa ~ 1 400 ton . Praktickou voľbou by bol stroj s hmotnosťou 1 600 ton.
Projektovaná oblasť: Najkritickejšia premenná
Projektovaná plocha je jediným najväčším hnacím motorom požadovanej tonáže. Nemerajte len samotnú časť — musíte zahrnúť všetky funkcie, pri ktorých dochádza k tlaku v dutine počas injekcie.
- Oblasť dutiny časti: Plocha úplného tieňa dielu premietnutá do deliacej roviny.
- Oblasť bežca a brány: Typicky pridáva 15–25 % k projektovanej ploche dielu.
- Prepadové studne a vetracie otvory: Pridajte ďalších 5-10%.
- Viacdutinové formy: Pred výpočtom vynásobte plochu jednej dutiny počtom dutín.
Častou chybou je použitie iba časti stopy. Pre diel s pôdorysom 150 cm² je často skutočná celková projektovaná plocha vo výrobnom nástroji 190 – 210 cm² akonáhle sú zahrnuté všetky funkcie.
Vlastnosti hliníkovej zliatiny, ktoré ovplyvňujú tonáž
Nie všetky hliníkových zliatin správať sa rovnako pri injekcii. Tekutosť, rozsah tuhnutia a požadovaná rýchlosť vstrekovania ovplyvňujú efektívny tlak v dutine – a teda potrebnú tonáž.
| Zliatina | Typický tlak v dutine (MPa) | Tekutosť | Vplyv na tonáž |
| A380 | 55–70 | Vysoká | Základná línia |
| A360 | 60–75 | Stredne vysoké | 5 – 10 % |
| ADC12 | 55–70 | Vysoká | Podobne ako A380 |
| A413 | 45–60 | Veľmi vysoká | -5-10% |
| A356 (polotuhá) | 70–90 | Nízka | 15 – 25 % |
Približné rozsahy tlaku v dutine pre bežné zliatiny hliníka na tlakové liatie a ich relatívny vplyv na tonáž v porovnaní so základnou líniou A380.
Faktory geometrie dielov, ktoré môžu zvýšiť požadovanú tonáž
Okrem premietanej plochy môžu špecifické geometrické prvky výrazne zvýšiť potrebnú efektívnu upínaciu silu. Tieto sú často podceňované v počiatočnom štádiu výberu stroja.
Hrúbka steny
Tenké steny (nižšie 1,5 mm ) vyžadujú vyššiu rýchlosť vstrekovania a tlak na naplnenie pred predčasným stuhnutím – zvýšenie tlaku v dutine až o 20 %. Naopak, jednotné steny z 2-3 mm umožňujú nižšie vstrekovacie tlaky a predvídateľnejšie plnenie.
Hlboké rebrá a šéfy
Vlastnosti s presahujúcim pomerom hĺbky k šírke 4:1 zachytávajú vzduch, vyžadujú vyšší tlak na plnenie a vytvárajú lokálne vysokotlakové zóny. Pridajte a 10-15% tlakový vyrovnávač pre časti s rozsiahlymi hlbokými rebrami.
Bočné jadrá a sklíčka
Hydraulické posúvače a zdvíhače pridávajú bočné sily, ktoré nie sú zachytené vo výpočte projektovanej plochy. Každá aktívna snímka sa môže pridať 50-200 ton požadovanej upínacej sily v závislosti od jej čelnej plochy a tlaku v dutine, ktorý na ňu pôsobí.
Dĺžka toku
Pre hliník je odporúčaný pomer dĺžky toku k hrúbke steny ≤ 100:1 . Diely presahujúce tento pomer vyžadujú vyšší vstrekovací tlak – čo priamo zvyšuje požadovanú tonáž.
Praktická referencia tonáže podľa typu dielu
Nižšie uvedená tabuľka poskytuje skutočné rozsahy tonáže strojov pre bežné hliníkové tlakovo liate diely. Použite ich ako kontrolu zdravého rozumu oproti číslu odvodenému zo vzorca.
| Typ dielu | Typická hmotnosť (kg) | Projektovaná plocha (cm²) | Odporúčaná tonáž |
| Kryt konektora | 0,05 – 0,2 | 10-30 | 150-280 ton |
| Chladič / kryt | 0,3 – 1,0 | 50–120 | 400 - 800 ton |
| Kryt prevodovky | 1,5 – 4,0 | 150 – 300 | 800 – 1 600 ton |
| Konštrukčný držiak | 2,0 – 6,0 | 200 – 450 | 1 250 – 2 500 ton |
| Zásobník na batérie EV / mega-cast | 25-70 | 2 000 – 6 000 | 6 000 – 9 000 ton |
Orientačné rozsahy tonáže hliníkových tlakovo odliatych dielov. Skutočné požiadavky závisia od zliatiny, hrúbky steny a konštrukcie brány. Vždy overte pomocou vzorca upínacej sily.
Bežné chyby pri výbere tonáže a ako sa im vyhnúť
Dokonca aj skúsení inžinieri robia chyby, ktorým sa dá vyhnúť, pri výbere tonáže stroja. Tu sú tie najbežnejšie:
- Použitie hmotnosti dielu namiesto projektovanej plochy. Hmotnosť dielu nemá priamy vzťah k požadovanej tonáži. 0,5 kg tenký plochý panel môže potrebovať viac tonáže ako 2 kg kompaktný blok.
- Ignorovanie oblastí bežca a prepadu. Ich vynechanie môže podhodnotiť požadovanú tonáž o 20 – 30 % , čo vedie k chybám blesku od úplne prvej výrobnej série.
- Beží na 100 % kapacity stroja. Stroj dôsledne prevádzkovaný vyššie 85 % menovitej tonáže zažíva zrýchlenú únavu spojovacích tyčí a opotrebovanie dosky. Vždy nechajte priestor nad hlavou.
- Nadmerné predimenzovanie kvôli „bezpečnosti“. Prevádzka malého dielu na nadrozmernom stroji plytvá energiou, predlžuje čas cyklu a znižuje presnosť ovládania záberu. Ideálny rozsah využitia je 50–80 % menovitej upínacej sily .
- Nezapočítava sa do podtlaku alebo zosilnenia. Vysokovákuové odlievanie výrazne znižuje požadovaný tlak v dutine – niekedy umožňuje a O 15–20 % menší stroj ako naznačuje štandardný vzorec.
Rozostup medzi tyčami a veľkosť dosky: často prehliadané obmedzenie
Tonáž je potrebná, ale nie dostatočná. Forma sa musí fyzicky zmestiť medzi spojovacie tyče . Toto obmedzenie je často objavené príliš neskoro – po vytvorení nástrojov.
Kľúčové kontroly pred dokončením výberu stroja:
- Vôľa tiahla: Šírka a výška formy sa musia zmestiť do rozstupu spojovacích tyčí s min 50 mm vôľa na každej strane pre bezpečné nakladanie.
- Minimálna výška formy: Mnoho strojov má minimálnu požiadavku na denné svetlo. Formy tenšie ako toto minimum vyžadujú dištančné dosky, ktoré ovplyvňujú vyhadzovací zdvih.
- Nosnosť strely: Objímka a piest stroja sa musia prispôsobiť celkovému objemu vpichu (časť sušienok). Optimálny pomer plnenia je 40 – 60 % kapacita brokovnice pre konzistentnú kontrolu pórovitosti.
- Špecifikácie vstrekovacej jednotky: Overte, či maximálna rýchlosť vstrekovania (zvyčajne 2–8 m/s pre hliník) a intenzifikačný tlak zodpovedajú požiadavkám na plnenie dielu.
Kontrolný zoznam rozhodovania: Výber správneho stroja
Tento kontrolný zoznam použite pri finalizácii tonáže stroja pre projekt tlakového odlievania hliníka:
- Vypočítajte celkovú projektovanú plochu vrátane časti, žľabov, prepadov a všetkých odtlačkov dutín.
- Určte tlak v dutine na základe zliatiny, hrúbky steny a dĺžky toku.
- Použite vzorec upínacej sily s bezpečnostným faktorom 1,25–1,5.
- Potvrďte, že vypočítaná tonáž spadá do tohto rozsahu 50 – 80 % menovitej kapacity zvoleného stroja .
- Skontrolujte, či sa rozmery formy zhodujú s rozstupom spojovacích tyčí stroja a oblasťou dosky.
- Skontrolujte hmotnosť strely v porovnaní s kapacitou puzdra – cieľový pomer plnenia 40–60 %.
- Skontrolujte, či špecifikácie rýchlosti vstrekovania a intenzifikačného tlaku spĺňajú požiadavky na plnenie dielov.
- Ak používate vákuovú pomoc, prepočítajte so zníženým tlakom v dutine (zvyčajne −15 až −20 MPa úprava).
