Druckgießen mit Schiebern
Der Einsatz von Schiebern ist erforderlich, wenn Kerne nicht in Öffnungsrichtung des Werkzeugs liegen. Zum Einsatz kommen bewegliche Kerne, die an Zugeinrichtungen (Schieber) befestigt sind. Beim Füllen der Form mit Schmelze werden die Flächen an den beweglichen Kernen, die unter Gießdruck stehen, mit in die Berechnungen einbezogen.
Im folgenden Beispiel kommen vier Schieber zum Einsatz, die Druckkräfte aufnehmen müssen und somit für die Schließkraft der Maschine von Bedeutung sind.
Das dargestellte Druckgussteil besteht aus einer Magnesium-Druckgusslegierung EN-MCMgAl6Mn. Das Werkstück muss ein druckdichtes Gefüge aufweisen. Im Formnest sind 3 Gussstücke. Für die Verriegelung der Schieber erhalten die Riegel eine Schräge von α=10°.
Zu berechnen ist die Schließkraft FZ.
Schritt 1
Zusammenstellung der benötigten Formeln
Beim Berechnen der auftretenden Kräfte ist besonders auf die Maßeinheiten der physikalischen Größen zu achten. Für die Berechnungen mit den o. g. Gleichungen sind die in der Tabelle 1
enthaltenen Einheiten zu verwenden
Physikalische Größe | Einheit |
| Aproj | cm2 |
| Akproj | cm2 |
| pG | bar (1bar = 10 N/cm2) |
| FZ | kN |
| FSp | kN |
| FK | kN |
| FSch | kN |
Tabelle 1: Angabe der Physikalischen Größen
Klasse der Druckgussteile |
| ||||||
| I - Standard-Teile |
| ||||||
| II - Technische Teile |
| ||||||
| III - Druckdichte Teile |
|
Tabelle 2: Richtwerte für mittlere Gießdrücke pG in bar
Schritt 2
Berechnung der projizierten Fläche:
Nun wird die Gesamtfläche aufgeteilt in Teilflächen. Die Kreisfläche d = 80 mm bildet die Grundfläche, von der der Kern • 20 mm zu subtrahieren ist.
Aproj = Agrund – Aquadrat
Agrund = 50,27 cm²
Aquad = (2 cm)²
Aquad = 4 cm²
Lösung
Aproj = 46,27 cm²
Schritt 3
Sprengkraft Fsp berechnen
Mit der errechneten projizierte Fläche für ein Gussstück kann nun die Sprengkraft Fsp berechnet werden. Nicht berücksichtigt werden die beweglichen Kerne.
Lösung
Fsp = 1624,08 kN
Schritt 4
Berechnung der Schieberkräfte Fsch und der Kernzugkraft FK
mit
und
Um die Kernzugkraft FK berechnen zu können, muss zunächst die projizierte Fläche des Kerns FKproj ermittelt werden. Diese Fläche ist die Fläche des Kerns, die mit der Schmelze in Berührung kommt.
a = 20 mm
d = 10 mm
Akproj = 3,21 cm² (pro Schieber)
Lösung
FK = 115,56 kN
Fsch = 115,56kN • tan(10°)
Lösung
Fsch = 20,37 kN
Schritt 5
Berechnung der Formschließkraft FZ
Nach der Berechnung der Sprengkraft Fsp und der Schieberkraft Fsch kann nun die Höhe der Formschließkraft FZ berechnet werden.
FZ = (1624,08 kN + 20,37 kN) • 1,2
Lösung
FZ = 1973,34 kN