Una holgura de ajuste inadecuada entre el núcleo y la cavidad genera un exceso de rebaba en las piezas fundidas de llantas de aluminio. El valor de la holgura, la expansión térmica y la precarga de montaje determinan conjuntamente el volumen de rebaba en los conjuntos de moldes de fundición LPDC, por gravedad y por contrapresión CPC.
La holgura estática de montaje para el ajuste entre el núcleo y la cavidad del molde de fundición LPDC debe mantenerse entre 0,04 y 0,08 mm a temperatura ambiente. Una holgura superior a 0,12 mm genera un rebabe de más de 0,25 mm; una holgura inferior a 0,02 mm conlleva riesgo de atascamiento tras la expansión térmica a temperatura de trabajo.
Los moldes de fundición por gravedad funcionan con una presión interna de llenado menor; la holgura estática entre el núcleo y la cavidad puede situarse entre 0,06 y 0,10 mm. Las estadísticas muestran que el 24 % de las repeticiones de trabajo en llantas de aluminio relacionadas con el reborde se deben a una holgura excesivamente ajustada, sin tener en cuenta el coeficiente de expansión térmica del acero para trabajo en caliente H13.
El molde de fundición por contrapresión CPC soporta una contrapresión de 0,03-0,05 MPa durante el llenado. El límite superior de la holgura entre el núcleo y la cavidad debe reducirse a 0,07 mm; unas holguras mayores permiten la penetración del aluminio fundido bajo presión y producen rebabas importantes en las piezas fundidas de moldes para componentes estructurales de vehículos eléctricos.
El coeficiente de dilatación térmica del acero para trabajo en caliente H13 alcanza los 11,5 × 10⁻⁶ /℃. A una temperatura de trabajo de 450 ℃, el juego en un solo lado se reduce entre 0,035 y 0,05 mm; el diseño del juego en estado estático debe reservar este margen de compensación térmica para las condiciones de fundición de aleaciones de aluminio.
La simulación CAE de Procast proporciona datos sobre el desplazamiento por dilatación térmica de los insertos. Alrededor del 70 % de los problemas de ajuste que provocan rebabas pueden preverse en la fase de diseño, lo que evita tener que recortar repetidamente la holgura in situ tras finalizar el mecanizado del molde de fundición por gravedad.
La producción cíclica a largo plazo provoca desgaste en las superficies de ajuste entre el núcleo y la cavidad. Tras 1 200-1 600 ciclos de fundición, la holgura real puede aumentar entre 0,04 y 0,06 mm. La tasa de rebabas aumenta considerablemente una vez que el juego operativo real supera los 0,13 mm en los moldes de fundición LPDC.
La inspección con máquina de coordenadas (CMM) debe medir el juego de ajuste entre el núcleo y la cavidad en condiciones ambientales de 20 ± 2 ℃. La medición en el entorno de alta temperatura del taller provoca una desviación de 0,02 a 0,03 mm y da lugar a una valoración errónea del juego de montaje inicial en los moldes de fundición por contrapresión (CPC).
El margen de pulido en las superficies de ajuste debe controlarse estrictamente. Un pulido excesivo elimina 0,05 mm o más de material y aumenta la holgura de montaje, lo que provoca un defecto persistente de rebaba en los lotes de producción en serie de llantas de aluminio.
La estructura modular de insertos facilita la reparación de las caras de ajuste desgastadas. Los insertos de núcleo reemplazables reducen el coste de reelaboración en un 52 % en comparación con la modificación del molde integral cuando la deriva de la holgura provoca rebabas recurrentes en el molde de piezas estructurales para vehículos eléctricos.
El espesor de rebaba en las pruebas piloto sirve como índice indirecto de verificación de la holgura. Un espesor de rebaba estable de entre 0,10 y 0,20 mm indica un estado de ajuste razonable; una rebaba superior a 0,30 mm señala que la holgura entre el núcleo y la cavidad necesita un ajuste en la fundición de aleaciones de aluminio.
Los documentos de adquisición deben definir la tolerancia de la holgura de ajuste a temperatura ambiente. Sin una especificación explícita de la holgura, los distintos fabricantes de moldes adoptan normas inconsistentes y provocan disputas de aceptación relacionadas con las rebabas en proyectos transfronterizos de moldes de fundición LPDC.
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Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la holgura de ajuste estática entre el núcleo y la cavidad para un molde de fundición LPDC de llantas de aluminio?
R: Manténgase entre 0,04 y 0,08 mm a temperatura ambiente, teniendo en cuenta la dilatación térmica del H13.
P: ¿Por qué hay que ajustar la norma de holgura para los moldes de fundición por contrapresión (CPC)?
R: La presión de llenado empuja el aluminio fundido hacia las holguras; el límite superior de la holgura debe mantenerse por debajo de 0,07 mm.
P: ¿A cuánto asciende la contracción de la holgura debida a la dilatación térmica del H13 a 450 ℃?
R: La holgura en un solo lado se reduce aproximadamente entre 0,035 y 0,05 mm cuando el molde alcanza la temperatura de trabajo.
P: ¿Tras cuántos ciclos se ensancha notablemente la holgura de ajuste entre el núcleo y la cavidad?
R: La holgura se ensancha entre 0,04 y 0,06 mm tras 1200-1600 ciclos debido al desgaste de las superficies de ajuste.
P: ¿Qué rango de espesor de rebaba indica un ajuste aceptable entre el núcleo y la cavidad?
R: Un espesor de rebaba estable de entre 0,10 y 0,20 mm indica un estado razonable de la holgura de montaje.
P: ¿Cuál es el requisito de temperatura ambiente para la medición de la holgura de ajuste con una máquina de medición por coordenadas (CMM)?
R: Se debe medir a una temperatura de 20 ± 2 ℃ para eliminar la desviación de medición causada por la expansión térmica.
P: ¿Qué ventaja aporta el inserto modular para la reparación del desgaste del espacio de ajuste?
R: Los insertos reemplazables reducen el coste de reelaboración del molde en aproximadamente un 52 % en casos de fallo del reborde.
