Giãn nở nhiệt là gì?

Thép phát triển khi trời nóng. Trong công việc dập khuôn, sự tăng trưởng đó gây ra vấn đề.

Tôi đã chế tạo khuôn được 18 năm. Những cửa hàng mà tôi từng làm việc đã mất hàng nghìn đô la cho những bộ phận bị trục trặc do ai đó không tính đến nhiệt độ. Một khuôn lũy tiến chạy với tốc độ 600 nét/phút sẽ tạo ra ma sát. Ma sát đó làm tăng nhiệt độ của chày và thép khuôn. Thép giãn nở. Những quyền hạn mà bạn có được ngày hôm qua không còn là những quyền hạn mà bạn có ngày hôm nay.

Những con số

Thép công cụ giãn nở ở mức khoảng 11 đến 12,5 micromet trên mét cho mỗi độ C thay đổi nhiệt độ. Điều đó nghe có vẻ nhỏ. Trên phần khuôn 200mm, nhiệt độ tăng 30 độ sẽ tăng thêm khoảng 0,07mm cho kích thước của bạn. Bạn vừa vượt quá dung sai của mình đối với bộ phận cần ± 0,05mm.

Thép D2, thép A2 và hầu hết các loại thép công cụ làm cứng bằng không khí-nằm trong phạm vi 11-12,5 đó. Cacbua thấp hơn, khoảng 5-6. Kim loại cơ bản bạn đang dập có hệ số riêng. Nhôm nở ra gần gấp đôi thép. Thép không gỉ nằm ở đâu đó ở giữa.

Nó xuất hiện ở đâu

Dây EDM là nơi đầu tiên hầu hết các cửa hàng bán khuôn thấy sự giãn nở nhiệt gây ra rắc rối thực sự. Chất điện môi kiểm soát nhiệt độ nhưng phôi vẫn nóng lên trong quá trình cắt. Một khối có kích thước 150.000mm vào buổi sáng có thể đạt 150,015mm vào buổi chiều. Một số cửa hàng sẽ không thực hiện các phép đo cuối cùng cho đến khi bộ phận đó được để qua đêm.

Mài thì tệ hơn. Bánh xe tạo ra nhiệt tại điểm tiếp xúc. Nếu không có chất làm mát ngập nước, máy mài bề mặt có thể cung cấp đủ nhiệt vào bộ phận khuôn để làm lệch vị trí lỗ khoan vài phần mười. Hoạt động mài đồ gá sử dụng hệ thống làm mát-được kiểm soát nhiệt độ vì lý do này. Các cửa hàng tốt hơn giữ chất lỏng nghiền của họ trong khoảng 1 độ.

Trong quá trình sản xuất, khuôn nóng lên theo mô hình có thể dự đoán được. 50 phần đầu tiên thường hiển thị các kích thước khác với các phần từ 500 đến 1000. Những người vận hành máy ép có kinh nghiệm biết điều này. Họ sẽ loại bỏ những bức ảnh đầu tiên hoặc điều chỉnh độ cao của nút nhấn sau khi khởi động.

Vấn đề lắp ráp khuôn

Bộ khuôn được chế tạo ở nhiệt độ phòng sẽ hoạt động khác ở nhiệt độ vận hành. Bộ giữ chày và đế khuôn mở rộng. Các chốt dẫn hướng và ống lót mở rộng. Nếu vật liệu không phù hợp, độ vừa vặn sẽ thay đổi.

Tôi đã thấy các cửa hàng sử dụng ống lót dẫn hướng bằng đồng trong giày thép mà không nghĩ đến sự không phù hợp về nhiệt. Đồng nở ra nhiều hơn thép. Dưới sức nóng, ống lót trong lỗ khoan sẽ lỏng hơn. Con súc sắc bắt đầu bước đi.

Chốt chốt cũng gặp vấn đề tương tự. Chốt trượt{1}}vừa vặn ở góc 20 độ sẽ trở thành chốt lỏng lẻo ở góc 40 độ . Một số cửa hàng sử dụng khớp nối chặt hơn để bù đắp. Những người khác chấp nhận chuyển động và kiểm soát nó bằng khối gót chân.

Những gì hoạt động

Trợ giúp về nhiệt độ-của các cửa hàng được kiểm soát. Giữ nhiệt độ môi trường xung quanh ở mức 20 độ ±1 độ giúp cho phép đo được nhất quán. Hầu hết các phòng dụng cụ tôi từng làm việc đều không được kiểm soát nhiệt độ. Bạn học cách làm việc xung quanh nó.

Để các bộ phận ổn định trước khi gia công lần cuối quan trọng hơn hầu hết mọi người thừa nhận. Làm thô một phần, để yên trong 24 giờ rồi hoàn thành. Bộ phận này làm giảm căng thẳng bên trong và đạt đến trạng thái cân bằng với căn phòng. Kích thước cuối cùng của bạn giữ nguyên.

Các quy trình khởi động nhất quán trên máy ép làm giảm sự biến đổi của bộ phận. Chạy khuôn trong 15 phút trước khi giữ lại các bộ phận. Thép đạt đến nhiệt độ hoạt động. Các giải phóng mặt bằng đã được giải quyết.

Đối với khuôn chạy các ứng dụng nóng-tốc độ-cao hoặc các kênh làm mát-vật liệu khổ lớn-nặng được khoan qua các phần khuôn sẽ kéo nhiệt ra ngoài. Ngành công nghiệp ô tô sử dụng chúng rộng rãi cho các hoạt động dập nóng trong đó phôi có góc 900 độ. Nước hoặc dầu lưu thông qua các đường gia công vào mặt khuôn.

Đền bù

Một số nhà thiết kế khuôn thêm phần bù vào bản in của họ. Họ cắt dây EDM có kích thước nhỏ hơn 0,01mm vì biết rằng bộ phận này sẽ phát triển trong quá trình sử dụng. Cách tiếp cận này yêu cầu dữ liệu sản xuất. Bạn cần biết chính xác khuôn nóng đến mức nào và mức độ tăng trưởng mà nó gây ra.

Trên các khuôn lũy tiến có nhiều trạm, mỗi trạm có thể mở rộng khác nhau. Các trạm tạo hình tạo ra nhiều nhiệt hơn các trạm tạo hình. Bố cục dải phải tính đến các hiệu ứng tích lũy.

Hầu hết các cửa hàng không tính toán bù nhiệt. Họ chế tạo khuôn để in, chạy thử các bộ phận, sau đó phát hiện và điều chỉnh cho đến khi các bộ phận ra đúng như ý muốn. Điều này hoạt động. Phải mất nhiều thời gian hơn.

Điều gì không hiệu quả

Bỏ qua vấn đề không có tác dụng. Tôi đã chứng kiến ​​các nhà chế tạo khuôn mất nhiều ngày để giải quyết một vấn đề về kích thước mà hóa ra là sự chênh lệch nhiệt trong phòng mài. Bộ phận AC bật và tắt theo chu kỳ. Nhiệt độ trong phòng dao động 5 độ. Mọi phần đều khác nhau.

Tin tưởng vào CMM mà không kiểm tra nhiệt độ phòng sẽ không có tác dụng. Máy đo tọa độ bù đắp cho sự giãn nở nhiệt của chính chúng. Họ không bù đắp cho phần ngồi trên đá granit.

Vội vã kiểm tra lần cuối không có tác dụng. Một bộ phận mới ra khỏi máy dây có kích thước không bằng một bộ phận đã được đặt trên băng ghế trong bốn giờ.

Điểm mấu chốt

Sự giãn nở nhiệt là vật lý. Mọi nhà sản xuất khuôn đều biết về nó. Không phải mọi nhà sản xuất khuôn đều có kế hoạch cho nó. Những cửa hàng kiểm soát được môi trường, ổn định các bộ phận và tuân theo các quy trình nhất quán sẽ nhận được kết quả tốt hơn. Những cửa hàng không dành nhiều thời gian điều chỉnh sẽ chết trên báo chí.

Những con số có trong sổ tay. Hệ số cho thép của bạn là một tìm kiếm trên Google. Phần khó là xây dựng thói quen tạo ra nhiệt trong mọi hoạt động, hàng ngày. Sau 18 năm, tôi vẫn phải tự nhắc mình để các bộ phận nguội trước khi đo.