¿Cómo mejorar la calidad de las piezas fundidas a presión de precisión de aleaciones de zinc y controlar los costos de producción?
1 Resumen El precio del zinc ha ido aumentando en los últimos años. Esta situación ha provocado que las empresas ferreteras que utilizan la aleación de zinc como principal materia prima para producir y vender, hayan experimentado dificultades como aumento de costes y descensos. ganancias en producción y ventas. Ante este difícil período, las empresas deben tomar diversas medidas para hacer frente al factor desfavorable del aumento de los precios de las materias primas. En este artículo, explicamos cómo reducir costos reduciendo pérdidas y desperdicios innecesarios mejorando la tecnología de fundición a presión y controlando el proceso de producción para compensar el aumento de los costos de materiales y proteger las ganancias corporativas.
2 Introducción Los fabricantes de fundición a presión a menudo informan que durante el tratamiento superficial de las piezas de fundición a presión, como la pulverización de aceite o la galvanoplastia, aparecen una gran proporción de productos defectuosos, como ampollas y agujeros de arena. No solo se convierte en una pérdida adicional de materias primas, sino también en costos de equipos y horas de trabajo para cada proceso. Nuestra empresa se ha comprometido a brindar diversos servicios de soporte técnico, incluidas pruebas de composición, análisis metalográficos, etc., para identificar las causas de los problemas en las fundiciones a presión y trabajar con los fabricantes para encontrar métodos de mejora. Resumiendo nuestra experiencia de análisis de cooperación con Australia Pacific Company durante más de diez años, la mayoría de los productos defectuosos están estrechamente relacionados con el diseño del sistema de vertido del molde. Por lo tanto, en la siguiente sección, compartiremos cómo optimizar el diseño del sistema de vertido de moldes.
3 Optimización del sistema de vertido
3.1 La importancia del sistema de vertido
El sistema de vertido o sistema de canal de fundición a alta presión se refiere al sistema de inyección de la máquina de fundición a presión El canal de flujo de metal hacia la cavidad del molde. El sistema de compuerta de la máquina de fundición a presión con cámara caliente incluye cuello de cisne, boquilla, cono desviador, canal, sistema de entrada y escape. El flujo de aleación de zinc líquido en el sistema de compuerta pertenece a la categoría de mecánica de fluidos, por lo que puede analizarse utilizando los principios de la hidráulica.
El sistema de canal de flujo cónico aplica los principios básicos de la hidráulica, es decir, el canal de flujo cónico puede reducir la pérdida de presión en el canal de flujo controlando la velocidad del fluido y obtener una alta velocidad de entrada. para acortar el tiempo de carga. El propósito anterior se puede lograr reduciendo continuamente el área de la sección transversal desde el cuello de cisne hasta la puerta interior. Este diseño también puede reducir efectivamente la posibilidad de que se mezcle aire con el líquido metálico dentro del sistema de compuerta.
El diseño del canal cónico proporciona un chorro de metal estable, lo que nos permite predecir el patrón de llenado de la cavidad. Una vez que se determina el patrón de llenado, la tarea principal del diseño del sistema de compuerta se convierte en el diseño de las dimensiones de la compuerta y del corredor para lograr un patrón de llenado satisfactorio.
3.2 Proceso de diseño del sistema de compuerta
Determine la posición de la compuerta y el modo de llenado del sistema de compuerta. Calcule el área óptima de la puerta interior. cada sección del canal de flujo Determine el tamaño del pozo de escape. Planos de posición y cálculo del área
3.3 Cálculo del área del corredor y de la compuerta
M = peso de la fundición a presión (g)
= densidad del líquido (g/ cm3)
Ag = Área de compuerta (mm2)
V = Volumen de llenado (mm3)
vg = Velocidad de la puerta (mm/s)
p>t = tiempo de llenado (s)
Al diseñar el sistema de puerta, usaremos el cálculo inverso, primero calcularemos el área de la puerta, y luego calcule el área de la sección transversal desde el canal hasta la boquilla en proporción. En el cálculo, debemos considerar la velocidad de inyección de la aleación de zinc desde la puerta interior y el tiempo de llenado de la fundición a presión.
Cuando el relleno pasa a través de la compuerta, el metal está en estado líquido, por lo que el volumen de relleno se calcula primero a través de la densidad de la fase líquida:
Ejemplo: si se trata de un troquel de aleación de zinc -Se produce una pieza de fundición que pesa 165 g, velocidad de la puerta = 45 m/s, tiempo de llenado = 0,02 s, el siguiente es el método de cálculo del área de la sección transversal interna de la puerta:
Dado que el área de la puerta = puerta largo x espesor de la puerta. Cuando se calcula el área de la puerta = 30 mm2, el espesor y la longitud de la puerta se pueden hacer coincidir con diferentes valores según la forma de la pieza fundida, pero el área de la puerta permanece sin cambios.
3.4 Área del segmento del corredor
3.4 Área del segmento del corredor
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El área de la sección transversal de todo el sistema de vertido desde la boquilla a través del canal hasta la compuerta debe ser de mayor a menor. , la relación de contracción del área desde la sección transversal de la boquilla hasta la compuerta interior debe estar en el rango del 40 al 50%. Después de calcular el área de la puerta interior, el área de la sección transversal de cada canal de flujo se calcula proporcionalmente. Una vez completado aproximadamente el diseño del sistema de vertido, puede comenzar a dibujar el molde.
3.5 Relación de fundición a presión
La relación de fundición a presión es el peso de las piezas de fundición a presión en todo el molde (corredores, cubetas de desbordamiento, capas, etc.). Los fabricantes de fundición a presión ignoran la proporción de piezas de fundición a presión. En cuanto al impacto en los costos de producción, solo saben que un buen sistema de compuerta puede producir piezas de fundición a presión bien llenas y reducir la cantidad de productos defectuosos. Un buen sistema de vertido también puede aumentar la proporción de piezas fundidas y reducir el peso de los materiales reciclados. Una gran cantidad de materiales reciclados aumentará directamente el consumo de combustible y la cantidad de escoria de zinc de todo el proceso de producción. Se muestra el efecto de la proporción de fundición a presión sobre la cantidad de escoria de zinc.
4 Lean Production (Aplicación de la Producción Grupal)
El concepto de Lean Production se originó a partir de la implementación Just In Time (Just In Time, Toyota) después de la Segunda Guerra Mundial. El concepto JIT es identificar y eliminar el desperdicio, y no permite actividades o comportamientos que no agreguen valor, o que consuman recursos más allá del mínimo, incluso si agregan valor. Varios desperdicios típicos se enumeran en la producción ajustada: como productos defectuosos, procesos sin valor agregado, sobreproducción, transporte redundante, retrasos en el inventario, tiempo de inactividad causado por la espera de fallas de materiales o equipos, subutilización de recursos, etc. Muchos fabricantes de fundición a presión también comprenden los conceptos anteriores, pero a menudo no saben por dónde empezar en términos de implementación. En términos de eliminar productos defectuosos, la primera mitad de este artículo analiza cómo reducir los productos defectuosos y reducir los productos defectuosos mediante mejoras. en el diseño de moldes. Ahora nos centraremos en cómo aplicar la producción en grupo en una planta de fundición a presión de producción ajustada.
En el proceso de producción en una planta de fundición a presión, es necesario agregar productos con valor agregado de un proceso a otro si no hay valor agregado cada vez, lingotes de aleación, piezas de fundición a presión y. Se procesan las boquillas de retorno, será un desperdicio de recursos. La figura adjunta muestra dos procesos de producción diferentes. La Figura 5a es el flujo de material de una fábrica de aleaciones de fundición a presión típica. Hay 14 transportes de materiales (incluidos lingotes de aleación, materiales reciclados y piezas fundidas). La descarga implica mucho trabajo. La Figura 5b muestra la producción grupal. Utilizamos el modo de producción grupal para combinar procesos relacionados para reducir el transporte redundante. El número total de transportes se reduce de 14 a 7.
Por otro lado, el modelo de producción en grupo también puede acortar eficazmente el tiempo necesario para el proceso de producción y reducir la acumulación de materiales en el área de almacenamiento. El modelo de producción tradicional permanecerá en el área de almacenamiento después de cada proceso. El tiempo de almacenamiento de estos productos semiacabados varía según las diferentes fábricas de fundición a presión. Sin embargo, las múltiples áreas de almacenamiento fabrican una gran cantidad de productos semiacabados en un solo lote. Se acumulan en la fábrica, lo que no solo ocupa el área de la fábrica, sino que los materiales acumulados también hacen que los fabricantes enfrenten presión sobre el capital de trabajo.
5 Resumen: Ante el difícil período de aumento de los precios de las materias primas, las empresas deben mejorar simultáneamente la tecnología de fundición a presión y controlar el proceso de producción para reducir pérdidas y desperdicios innecesarios, reducir costos y compensar el materiales, aumento de costos. Para reducir la tasa de defectos en la fábrica, se puede combinar con un buen diseño de canal de flujo cónico y un aumento de la proporción de piezas de fundición a presión. Un buen diseño del canal de flujo no solo ayuda a lograr el patrón de llenado ideal, sino que también reduce efectivamente la retención de aire de las piezas fundidas a presión y aumenta la tasa de piezas fundidas en buen estado. Dado que el canal de flujo cónico es más liviano que otros canales de flujo y no requiere demasiados espacios de desbordamiento, se puede aumentar la proporción de piezas de fundición a presión y, en consecuencia, también se puede reducir la cantidad de material reciclado. Por otro lado, la producción en grupo se realiza de forma continua y fluida. Cada paso de producción forma un grupo y se organiza gradualmente en secuencia. Esto puede reducir la acumulación de capital causada por el transporte y el almacenamiento redundantes en la fábrica y, en última instancia, lograr ahorros de costos para la fábrica en todo el proceso de producción.