ダイカスト金型: 詳細なダイカスト金型ツールガイド

ダイカストは、さまざまな業界で応用される重要なプロセスです。 ダイカストプロセスの重要なコンポーネントはダイカスト金型です。 金型の形状や特性は最終製品の特性に影響を与えます。

したがって、ダイカスト金型の設計を理解する必要があります。 これは、ダイカスト プロジェクトに適した金型を設計して選択するのに役立ちます。 さらに、最終製品が固有の製造要件を確実に満たすことができます。

したがって、この記事では、さまざまな種類のダイカスト工具の詳細な概要を説明します。 また、金型の設計方法と、ダイカスト工具を作成する際に考慮する必要がある要素についても学びます。

ダイカストに金型が重要なのはなぜですか?

ダイカスト金型の設計は、部品の形状に重要な役割を果たします。 さらに、コンポーネントの品質、均一性、構成にも影響を与えます。 ダイカストプロセス.

仕様を誤ると、材料や工具が腐食する可能性があります。 それにもかかわらず、適切な金型設計により、製品の時間と効率を向上させることができます。 最終的には、金型構造の品質によって、生産がスムーズに進み、鋳造品が最高の品質になるかどうかが決まります。

さらに、ダイカスト工具の設計は基本的に、製造中に発生する可能性のあるさまざまな要因を反映しています。 したがって、設計時に鋳物の構造を解析する必要があります。 また、出願条件を理解し、重要なプロセスパラメータを実装し、その他の経済効果を考慮することも重要です。 これにより、ダイカスト工具が重要な生産要件を確実に満たせるようになります。

ダイカスト金型 コンポーネント

ダイカスト金型を理解するには、金型の構造を知ることから始まります。 重要なダイカスト金型コンポーネントには次のものが含まれます。

· 成形システム

これには、キャビティ、コア、インサート、スライダー、インサートピンが含まれます。 ダイカストキャビティは、可動コアが閉じる際の鋳造形状を決定します。

· モールドベースシステム

ダイカスト金型ベースシステムの主なコンポーネントは鋼板とフレームです。 このシステムは、金型のさまざまな部品を組み合わせて、ダイカストマシンに金型を取り付けることを可能にします。

· 排出システム

このシステムは、金型から部品を取り出すために機能します。 これらの部品には、排出部品、戻り部品、ガイド部品が含まれます。

· ランナーシステム

ランナー システムは、ダイカスト部品と圧力チャンバーを接続します。 したがって、金属材料を金型キャビティ内に特定の方向に誘導します。 このシステムは、溶融金属の圧力と速度に直接影響を与えます。 ランナー システムのコンポーネントは、ランナー、スプルー、インナー ゲートなどです。

· オーバーフローシステム

このチャネルは圧力チャンバーから空気を除去します。 一般に、主なコンポーネントはオーバーフロー スロットと通気スロットです。 ただし、メーカーは通気条件を改善するために深い空洞に通気プラグを取り付けます。

· その他

他のダイカスト金型コンポーネントには、金型内に部品を正しく配置するための位置決め部品が含まれています。 さらに、固定用のピンとボルトもあります。

ダイカスト金型の種類

ダイカスト金型にはいくつかの種類があり、要件に応じて異なる機能を備えています。 それらには次のものが含まれます。

試作金型

ダイカストへの多大な投資は、完全な機能を備えたカスタムメイドの金型です。 したがって、プロトタイプの金型は、さまざまな部品をテストするためにかなりの数の鋳造を作成するのに役立ちます。 プロトタイピング戦略は、重力鋳造、機械加工されたホッグアウト、 3Dプリントパーツ。 ただし、特性、公差、設計に関してはトレードオフが伴います。

生産に同じ合金、特性、プロセス、形状が必要な場合には、高圧ダイカストのプロトタイプが最良の選択肢となります。 プロトタイピング金型では、プリハードンでコーティングされていない工具鋼と標準化されたコンポーネントを利用できます。 その結果、短納期かつ低コストでの生産が可能となります。

他の製造技術とは異なり、これらの金型では、効率の低い取り出しまたは冷却技術も利用されます。 したがって、ツールは長くは続かず、金型は生産ほど効率的ではないことに注意する必要があります。 ただし、少量のキャストのみが必要な場合は、これは問題になりません。 

ラピッドツーリングダイ

ラピッド ツーリングとは、従来の方法よりもリード タイムが短い方法で製造されるインサートとダイを指します。粗加工や熱処理とは対照的に、ラピッド ツーリングの方法には、選択的レーザー焼結、直接金属堆積、レーザー エンジニアリング ネット シェーピングなどがあります。

したがって、これらのダイカスト金型の作成がはるかに高速になることが期待できます。 製造業者は、これらの金型をプロトタイピング金型または生産金型のいずれかとして使用できます。 最も現実的な選択は、生産量の要件によって異なります。

生産用金型

これらの金型は、最も一般的なタイプのダイカスト金型です。 すべての設計が完成し、本格的な製品を発売する準備が整った場合、生産金型は不可欠です。

私たちは持てる：

• スライドのない単一キャビティ金型
• 複数のスライド オプションを備えた複数キャビティ ダイ

キャビティの材質は高品質の鋼であり、ホルダーブロックに保持されることがよくあります。 生産金型の設計では、重要な寸法が確実に確保されます。 したがって、必要な加工仕様を確実に満たすことができます。

ユニットダイ

ユニットダイは特殊なタイプのダイカスト金型です。 ダイキャスターユニットホルダーは、ユニットダイやキャビティ内の顧客所有のキャビティを無傷に保ちます。 単一の投資主または二重の投資主を持つことができます。 ダイが保持するキャビティ ブロックのサイズの一般的な例は、8 x 10、10 x 12、12 x 15、および 15 x 18 (すべてインチ) です。 

ユニット金型には、少量の複雑ではないコンポーネントに使用される汎用部品が使用されます。 カスタム金型は、複雑な形状を持つ大量の部品の場合により効果的です。 これらのダイは部品用に特別に設計されており、最大限の制御と効率を実現します。

トリムダイ

CMW は、大量生産用のトリム金型と生産金型を使用します。 トリムダイは、鋳造が完了した直後に、成形品からバリ、ランナー、およびオーバーフローをトリミングします。 一部のトリム ダイには油圧動作またはカムが必要ですが、他のトリム ダイにはバリを効果的に除去するために開閉機能が必要です。 

部品の形状により、トリム ダイでバリを完全に除去することができなくなります。 したがって、この状況では、手作業によるバリ取り戦略とカスタム トリミング サービスが理想的なオプションです。

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ダイカストの金型設計プロセス

このセクションでは、高圧ダイカストプロジェクト用の金型の設計に含まれるプロセスについて説明します。 このプロセスには大きく XNUMX つのカテゴリがあります。

予備段階

金型を設計する前に、ダイカスト技術による部品の製造可能性を確認することが重要です。 この段階では、製品の実用性を幾何学的および寸法的に判断します。

次元ビュー: 部品の寸法と各鋳造に必要なキャビティの数を知る必要があります。 これは、開口力と鋳物の体積を知るのに役立ちます。 このデータの知識があれば、実現可能性の検討がはるかに容易になります。 

幾何学的ビュー: パーツの形状にはパーティング ラインの描画が含まれます。 パーティングラインによりダイカスト金型が XNUMX つに分割され、型開きや鋳物の取り出しが容易になります。 さらに、部品の表面はパーティング ラインからの位置によって異なります。 したがって、表面は型の開く方向に設計する必要があります。

2D モデル上にある引用符の幾何公差は、金属の冷却によって生じる収縮のため、作成するのが非常に困難な場合があります。 引用符の数が増えるほど、キャストで同じ値を取得することが難しくなります。 したがって、部品の製造可能性を確認したらすぐにダイカスト金型の設計を進めることができます。

キャビティの数

キャビティの数を知るには、製造する部品の数、キャビティの方向、および仮想のサイクル タイムを考慮する必要があります。 このようにして、複数キャビティ金型と単一キャビティ金型の間で最適なオプションを決定できます。

複数キャビティの金型を使用する場合は、突出フェーズと充填の複雑さが増すという事実とは別に、生産プロセスがキャビティの寸法と製品の配置によって影響を受ける可能性があることに注意してください。

投影面積

投影面積は、平面上のキャビティの投影から得られる表面です。 型開き方向に対して直角です。 投影エリアは設計段階の重要な要素です。 これは、溶融金属からダイ壁への開口力に関係します。 その結果、力の強さは形状寸法の向きに依存します。 強い力を加えると材料が溢れ出し、バリが発生します。

したがって、この鋳造欠陥を防ぐために、溶融金属によって生成される力を推定する必要があります。 力は、特定の機械圧力、投影面積、および事前に設定された安全係数の積です。 この係数により、充填後の最大圧力に対抗するために、より広いマージンが提供されます。 多くの人はこれをウォーターハンマーと呼んでいます。

機械はプロセスの最後に動的および静的な力を伝達します。 したがって、閉鎖機械の力が吸収しなければならない圧力ピックが発生します。 この閉じる力はストローク寸法とプレスのモデルによって異なります。

ダイの体積と形状

金型の設計には金型の体積と形状が不可欠です。 必要な体積に加えて、冷却時間が長くなることで大きな部品が収縮し、収縮率が増加することを考慮してください。 したがって、それに応じて金型キャビティのサイズを変更する必要があります。

さらに、最終的な金型サイズに影響を与えるさまざまな変数を考慮することをお勧めします。 考慮すべき最も重要な要素は次のとおりです。

注入チャネル: 射出チャネルのサイズは、キャビティの数、ゲートとピースの位置によって異なります。 注入チャネルの形状は、流体力学の要件を満たしている必要があります。 たとえば、メーカーは、溶融金属の方向に移動するときに金型の壁に正しく付着するようにセクションを減らします。 収縮により加速された磁束が発生し、壁から剥がれます。 外層がより滑らかになると、乱流、空気の滞留、その他の欠陥が防止されます。

型締めの種類: 開閉式型締めは最も単純な型締めです。 すっきりとしたシンプルな形状で取り出しやすい製品に最適です。 ただし、複雑な形状の部品には最適なオプションではありません。 複雑な形状の製品は除去が難しいため、メーカーは全体のダイサイズを大きくする必要があります。

オーバーフローの存在: オーバーフローは、ダイカスト金型の重要な部分に設計された小さなウェルです。 多くの場合、次のショットよりも冷たいため、最初のメタルショットを収集する際にそれらは重要です。 その結果、コールドラップやその他の同様の美的欠陥を回避できます。 さらに、オーバーフローは熱源として機能し、最終鋳造の重要な領域の金型温度を上昇させます。

半経験的モードによるシミュレーション

初期設計段階が完了したら、次の段階は半経験的モードを使用したダイ充填のシミュレーションです。 シミュレーションは、金型充填のモダリティを計算するのに役立ちます。 さらに、モダリティは鋳造品の機能と充填プロセスによって異なります。 複雑な構造の部品の場合、コンパクトさと機械的耐性を引き出すことが最善です。 一方、美観的な部品の場合、表面仕上げは最高級でなければなりません。

充填時間を変えることで特性を変えることができます。 充填が速いほど表面の品質は高くなりますが、充填が長いほどコンポーネントの強度に大きな影響を与えます。 分析が完了すると、鋳造に問題があるかどうかに気づきやすくなります。

TDK SensEI edgeRX™ の優位性 アルミダイカスト 金型の設計は、製造可能性の分析から始まり、次に力を計算して射出チャネルを確認します。 これらのチャネルの最適化と設計は、ファイリング モードを把握し、問題を検出するためにシミュレーションを通じて行われます。 この段階が正常に完了したら、設計された金型の製造に進むことができます。

完璧なダイカスト金型を作るために考慮すべき要素

ダイカスト工具を作成する前に、ダイカスト工具の設計のガイドとして注意すべき点がいくつかあります。 それらには次のものが含まれます。

ダイドラフト

抜き勾配は、金型コアを改ざんできる度合いです。 鋳物を金型から安全に取り外すには、正確な抜き勾配が必要です。 ただし、喫水は一定ではなく、壁の角度によって異なります。 したがって、使用する溶融合金の種類、金型の深さ、金型の形状などの特性がプロセス全体に影響を与える可能性があります。 

抜き勾配に影響を与える可能性のあるもう XNUMX つの要因は、金型の形状です。 一般に、タップなしの穴には収縮の危険性があるため、タップ加工が必要です。 同様に、内壁は収縮する傾向があるため、内壁には外壁よりも多くのドラフトが必要です。

フィレット

フィレットは、角度のあるサーフェスを滑らかにするのに役立つ凹面接合部です。 曲面は鋳造プロセスの妨げとなるため、折り目にはフィレットがあり、研ぎ澄まされたエッジが生成され、製造エラーのリスクが制限されます。 パーティング ラインには例外がありますが、金型のどの部分にもフィレットを追加できます。

フィレットにより工具の寿命が延びます。 滑らかさを継続できるようにするには、一定半径のフィレットを作成します。 さらに、内側が深い工具には、より大きなフィレットが必要になります。

パーティングライン

パーティング ラインはパーティング サーフェスとも呼ばれ、さまざまな金型セクションを結合します。 加工ひずみによりパーティングラインが変形したり、パーティングラインの位置がずれたりすると、金型間の隙間を材料が通過してしまう可能性があります。 これにより、過剰で不均一な縫い目が生じる可能性があります。

ボス

ボスは、ダイカスト ツールのスタンドオフまたは取り付けポイントとして機能するダイカスト ノブです。 製造業では通常、壁の厚さを均一にするためにボスの内部構造に穴を追加します。 ボスを金属で埋めるのは難しいため、この問題を解決するにはリブ加工とフィレット加工が不可欠です。

リブ

改善に役立つダイカストリブ 素材の強さ 必要な肉厚が不足している製品の場合。 選択的なリブの配置により充填能力が向上し、製品重量が軽減されます。 また、不均一な厚みや応力亀裂の発生も軽減します。

穴と窓

アルミニウム ダイカスト金型に穴と窓があるため、かなりの抜き勾配を作成でき、完成した金型を簡単に取り外すことができます。 ただし、材料の流れや穴内での不要な鋳造を防ぐには、フラッシュオーバー、クロスフィーダー、オーバーフローなどの機能が必要です。 穴と窓は、デザイン ジオメトリにおいて重要なものの XNUMX つです。 これらは溶融金属の流れに影響を与え、製品の最終品質に重要な役割を果たします。

シンボル

メーカーは、ダイカストの金型設計に必ず製品のロゴやブランド名を追加します。 一部の鋳造品には、バッチを別のバッチと区別するために日付が付いています。 シンボルによって設計プロセスが複雑になることはありませんが、生産コストが増加する可能性があります。 浮き上がったロゴには製造部品ごとに異なる金属が必要ですが、凹んだシンボルには必要な金属の量が少なくなります。

壁の厚さ

ダイカストの壁は薄いため、最大および最小の壁厚について厳密なルールはありません。 部品全体に均一な肉厚を作成する必要があります。 均一性により、充填時の金属の流れがスムーズになり、冷却や収縮による歪みが軽減されます。 主な目的は、冷間停止を防ぐために、凝固プロセスの前にダイカスト金型を充填することです。

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