A nyomásos öntési tervezés lényeges ferdeségi szög követelményei

TL;DR

A kihajlási szög az öntőformázás során egy enyhe lejtést jelent a darab olyan felületein, amelyek párhuzamosak az öntőforma kihúzásának irányával. Ez a tervezési jellemző, amely általában 0,5 és 2 fok között mozog, alapvető fontosságú ahhoz, hogy az alkatrészt sérülés nélkül ki lehessen dobni az öntőformából, károsítás nélkül magát az alkatrészt vagy a szerszámot. A pontos kihajlási szög követelménye függ az öntendő ötvözet típusától, a forma mélységétől és a felület minőségétől; az alumíniumhoz hasonló abrasív anyagok általában nagyobb szöget igényelnek, mint a cink.

A kihajlási szögek alapvető szerepe az öntőformázásban

A precízióra épülő öntési eljárások világában minden tervezési döntés hatással van a gyártási lehetőségekre, a minőségre és a költségekre. Ezek közül az egyik legfontosabb a kihajlási szög. A kihajlási szög egy szándékosan az öntvény függőleges falaira tervezett lejtés vagy ferde felület. Minden olyan felületnek, amely párhuzamos a nyitódó öntőforma irányával, rendelkeznie kell kihajlási szöggel, hogy a megszilárdult alkatrész simán eltávolítható legyen az öntőformából. Enélkül az alkatrész az öntőforma falához súrlódna az kiugrasztás során, ami jelentős súrlódáshoz és potenciális károsodáshoz vezethet.

A kihajlási szög elsődleges célja az egyszerű és tiszta alkatrész-kiugrasztás elősegítése. Ahogy az olvadt fém lehűl és megszilárdul, összehúzódik, és erősen rátapad az öntőforma magjaira és belső elemeire. Egy lejtős felület tisztán megszünteti ezt a tapadást, csökkentve a kiugrasztáshoz szükséges erőt. A szerint a North American Die Casting Association (NADCA) , ez az egyszerű funkció elengedhetetlen a hibák megelőzésében és a magas minőségű felületi érdesesség biztosításában. Egy függőleges falú alkatrész (nulla kihajlási szög) kényszerítése a formából húzási nyomokat, karcolásokat és akár szerkezeti károkat is okozhat az öntvényen. Emellett túlzott kopást okozhat magán a költséges nyomóformán is, ami drága javításokhoz és termelési leálláshoz vezethet.

Megfelelő kihajlási szög alkalmazása több kulcsfontosságú előnnyel jár, amelyek hozzájárulnak egy hatékony és megbízható gyártási folyamathoz. Ezek az előnyök a következők:

• Javított alkatrész-kiejtés: A legközvetlenebb előny a kiejtéshez szükséges erő csökkentése, csökkentve annak kockázatát, hogy az alkatrész a formában ragad.
• Javított felületminőség: A leszedéskor keletkező kaparás és húzás megelőzésével a kihajlási szögek biztosítják, hogy az öntött alkatrész sima, hibamentes felületi minőséget kapjon, csökkentve a másodlagos felületkezelő műveletek szükségességét.
• Hosszabb szerszámélettartam: A csökkentett súrlódás és kioldó erő kevesebb kopást és többet jelent az öntőforma üreg- és magfelületein, jelentősen meghosszabbítva az szerszám élettartamát.
• Növekedett gyártási sebesség: Gyorsabb, simább kioldási ciklusok rövidebb teljes gyártási időkhöz és magasabb kimenethez vezetnek, javítva a gyártás hatékonyságát.

Bár elengedhetetlen, a huzatméret enyhe eltérést jelent a tökéletes geometriai tervezéstől 90 fokos falakkal. A tervezőknek figyelembe kell venniük ezt a beállítást az alkatrész végső méreteiben és illesztési tűrésénél. Ennek a kis kompromisszumnak azonban messze felülmúlják a gyártásbarátságban és az alkatrész minőségében elért jelentős előnyök.

Szabványos huzatméret követelmények: Adatokon alapuló áttekintés

Nincs egyetlen, univerzális kihajlási szög az öntőformák minden alkalmazásához. Az optimális szög több kritikus tényező alapján gondosan kiszámított érték, beleértve a használt ötvözetet, a felület textúráját, valamint azt, hogy a jellemző belső vagy külső fal-e. Mivel az öntvény a belső elemekre (magokra) zsugorodik, míg a külső elemektől (üregfalaktól) eltávolodik, a belső felületek általában nagyobb kihajlási szöget igényelnek.

A különböző ötvözetek különféle hő- és kopási tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek befolyásolják a kihajlási szögre vonatkozó követelményeket. Például az alumínium abraszívebb, és nagyobb mértékben zsugorodik, mint a cinkötvözetek, ezért tisztább kiemelés érdekében nagyobb kihajlási szögre van szükség. Hasonlóképpen, egy érdes vagy durva felület nagyobb súrlódást okoz, mint egy sima, ezért az ilyen felületek eltávolítása során a textúra lekaparódásának elkerülése érdekében nagyobb kihajlási szög szükséges. A gyakori követelmények részletes áttekintése elengedhetetlen minden tervező számára.

Az alábbi táblázat különböző iparági források ajánlásait foglalja össze, hogy világos útmutatást nyújtsanak a hajlásszögek meghatározásához terveihez.

Ezek az értékek a legtöbb tervezési feladatnál megbízható kiindulópontként szolgálnak. Mély üregekkel vagy összetett geometriával rendelkező alkatrészek esetén ezeket a szögeket növelni kell. Mindig figyelembe kell venni a projekt sajátos követelményeit, és konzultálni kell a gyártási partnerekkel az egyes elemek optimális kihajlási szögének véglegesítése előtt.

Haladó tervezési szempontok és számítások

A szabványos anyag- és felületalapú irányelveken túlmenően számos további tényező befolyásolja a végső kihajlási szög meghatározását. Egyik fontos szempont a funkció mélysége és a szükséges kihajlási szög közötti összefüggés. Egy általános szabály a öntésnél és formázásnál, hogy körülbelül 1 fokkal növelni kell a kihajlási szöget minden hüvelyk (inch) üregmélység után. Például egy 3 hüvelyk mély zseb esetén ideális esetben legalább 3 fokos kihajlási szög szükséges ahhoz, hogy az elem alja könnyedén kiszabadulhasson a formából az alkatrész kiejtésekor.

Az elválasztó vonal helyzete—ahol a forma két fele találkozik—szintén alapvető fontosságú. Azokhoz az elemekhez, amelyek áthaladnak az elválasztó vonalon, mindkét oldalon alkalmazni kell a megmunkálási hajlítást, amely a középtől eltávolodva keskenyedik. A hajlítás és az elválasztó vonal rossz illesztése miatt a munkadarab beszorulhat a formába, így a kiegyenlítés lehetetlen lesz a forma károsítása nélkül. A megfelelő tervezés a munkadarab geometriájának, az elválasztó vonal stratégiájának és a hajlítás alkalmazásának gondos összehangolását igényli, amely gyakran a Gyártáskönnyítésre Tervezés (DFM) elvei alapján történik.

Ezeknek az elveknek a gyakorlati tervezési folyamatba való beépítése a következő lépéseket foglalja magában:

1. Az elválasztó vonal meghatározása: A forma logikailag legmegfelelőbb felosztási síkjának meghatározása a munkadarab geometriája alapján, hogy biztosítsa a tiszta kihúzási irányt.
2. A hajlításra szoruló felületek azonosítása: A 3D modell elemzése annak érdekében, hogy azonosítsa az összes olyan felületet, amely párhuzamos vagy majdnem párhuzamos a forma nyitási irányával.
3. Alapértelmezett hajlítás alkalmazása: Használja a követelménytáblázat értékeit kiindulópontként, nagyobb szögeket alkalmazva belső elemekhez és érdesített felületekhez.
4. Állítsa be az elem mélységéhez igazítva: Növelje a kihajlás szögét mély bordák, támasztók vagy zsebek esetén az inchenként 1 fokos szabály szerint, vagy a szimuláció alapján meghatározott módon.
5. Ellenőrizze CAD-ben: Használja a legtöbb CAD-szoftverben elérhető kihajláselemzési eszközöket annak vizuális ellenőrzésére, hogy minden szükséges felület rendelkezik-e megfelelő és helyesen irányított kihajlási szöggel. Ez a lépés hibákat segít azonosítani, mielőtt a tervezést szerszámkészítésre küldenék.

Összetett alkatrészek, különösen magas teljesítményű ágazatok esetében az értékteremtő gyártási szakértőkkel való együttműködés rendkívül hasznos. Például pontossági fémalakításban jártas szakemberek, mint Shaoyi (Ningbo) Metal Technology az autóipari kovácsolás területén értik az anyagjellemzők és az ollóterv közötti mély kölcsönhatást. Bár a kovácsolás más folyamat, az anyagáramlás és az eszközök kölcsönhatásának alapvető elvei hasonló szintű szakértelmet igényelnek a tervezési szabályokban, hogy biztosítsák az alkatrész integritását és gyártási kivitelezhetőségét.

Gyakran Ismételt Kérdések

hogyan számítjuk ki egy öntvény oldallépcsőjét?

Bár nincs egyetlen merev képlet erre, egy elterjedt tapasztalati szabály, hogy minden hüvelyk mélységű üregnél 1 fokos oldallépcsőt alkalmazzunk. A számítás egy alapvető szöggel kezdődik, amelyet az anyag és a felületminőség határoz meg (pl. 1,5° alumínium esetén), majd ezt növelik a funkció mélysége és bonyolultsága alapján. Pontos számításokhoz a mérnökök CAD-szoftvert használnak, beépített oldallépcső-elemzési eszközökkel, hogy szimulálják a kiegyenestést és ellenőrizzék a réseket.

mi az oldallépcső szöge egy öntési mintánál?

A öntőminták kivonatszögje a függőleges felületekre alkalmazott kúp, amely lehetővé teszi, hogy a formázó médiumból (például homokból vagy matricából) eltávolítsák, anélkül, hogy zavarná a penészüreget. A dömpingelés során ezt a hegesztőt közvetlenül a dömping belső felületére alkalmazzák. A nyomásgyártás típikus hullámcsövek száma 0,5° és 3° között mozog, míg a homokgyártás általában 1° és 3° közötti szögeket igényel a homokform kevésbé stabil természetének köszönhetően.

3. A szülői család. Mi a standard hullámcsövekedés?

A nyomásgyorsításhoz használt szabványos vagy tipikus nyomásszög általában 1,5 és 2 fok között van. Ez azonban általános iránymutatás. A konkrét alkalmazás tényleges "szabványossága" nagymértékben függ az anyagtól (az alumínium több mint cink), a alkatrész mélységétől és a felület befejezésétől. Például egy cink alkatrész sekély, pucolt külső falának 0,5 fokos hullámcsökkenése lehet a szabvány.

4. A székhely Hogyan mérjük meg a hullámcsöveket?

A műszaki rajzokban és a CAD-modellekben a tervezetszög mérete általában egy függőleges referenciavonal vagy felület alapján történik. A szög fokban van megadva, gyakran egy megjegyzéssel, amely a hegyes szög irányát jelzi a szétválasztó vonalhoz képest. A texturált felületek esetében a tervezők gyakran hozzáadnak egy további megjegyzést, amely egy további terhelési szöget (pl. 1-2 fok) határozza meg, hogy a mintát tisztán kiszabadítsák.