Keperluan Sudut Cerun Penting untuk Rekabentuk Pengecoran Die

RINGKASAN

Sudut cerun dalam pengecoran die merujuk kepada kecondongan halus yang dikenakan pada permukaan komponen yang selari dengan arah tarikan acuan. Ciri rekabentuk ini, biasanya antara 0.5 hingga 2 darjah, adalah penting untuk memastikan komponen dapat dikeluarkan dengan mudah dari acuan tanpa kerosakan kepada komponen atau peralatan. Keperluan sudut cerun tertentu bergantung kepada aloi yang digunakan, kedalaman ciri, dan tekstur permukaan, dengan bahan abrasif seperti aluminium biasanya memerlukan sudut yang lebih besar berbanding zink.

Peranan Asas Sudut Cerun dalam Pengecoran Die

Dalam dunia pengecoran acuan yang berfokuskan ketepatan, setiap pilihan rekabentuk memberi kesan kepada kebolehhasilan, kualiti, dan kos. Antara aspek yang paling kritikal ialah sudut cerun. Sudut cerun adalah kecondongan atau kecenderungan yang sengaja direkabentuk pada dinding menegak sesuatu pengecoran. Semua permukaan yang selari dengan arah pembukaan acuan mesti mempunyai sudut cerun untuk membolehkan bahagian yang telah membeku dikeluarkan dengan lancar dari acuan. Tanpanya, bahagian tersebut akan bergeser pada dinding acuan semasa dikeluarkan, menyebabkan geseran besar dan kemungkinan kerosakan.

Tujuan utama sudut cerun adalah untuk memudahkan pengeluaran bahagian dengan mudah dan bersih. Apabila logam cair menyejuk dan membeku, ia mengecut dan melekat kuat pada teras dan ciri dalaman acuan. Permukaan yang berkecondongan dapat memutuskan lekatan ini dengan bersih, mengurangkan daya yang diperlukan untuk pengeluaran. Menurut Persatuan Pengecoran Die Amerika Utara (NADCA) , ciri ringkas ini adalah penting untuk mencegah kecacatan dan memastikan kemasan permukaan berkualiti tinggi. Memaksa bahagian dengan dinding menegak (sudut cerun sifar) keluar dari acuan boleh menyebabkan kesan seretan, calar, dan malah kerosakan struktur pada tuangan tersebut. Ia juga boleh menyebabkan kehausan berlebihan pada alat tuang sembur yang mahal itu sendiri, membawa kepada kos baiki yang tinggi dan hentian pengeluaran.

Menggabungkan sudut cerun yang sesuai memberi beberapa manfaat utama yang menyumbang kepada proses pengeluaran yang efisien dan boleh dipercayai. Kelebihan-kelebihan ini termasuk:

• Pelepasan Bahagian yang Dipertingkat: Manfaat paling ketara ialah pengurangan daya yang diperlukan untuk melepaskan bahagian, meminimumkan risiko bahagian tersekat dalam acuan.
• Kualiti Permukaan yang Dipertingkat: Dengan mencegah calar dan seretan semasa dikeluarkan, sudut cerun memastikan bahagian tuangan mempunyai kemasan permukaan yang licin dan bebas daripada kecacatan, mengurangkan keperluan operasi kemasan kedua.
• Jangka Hayat Peralatan yang Lebih Panjang: Pengurangan geseran dan daya lontaran bermakna kurang haus pada permukaan rongga dan teras acuan, secara ketara memperpanjang jangka hayat operasi acuan tersebut.
• Kelajuan Pengeluaran Meningkat: Kitaran pelontaran yang lebih cepat dan lancar membawa kepada masa pengeluaran keseluruhan yang lebih pendek dan output yang lebih tinggi, meningkatkan kecekapan pengeluaran secara keseluruhan.

Walaupun penting, sudut cerun mewakili sedikit penyimpangan daripada rekabentuk geometri sempurna dengan dinding bersudut 90 darjah. Pereka perlu mengambil kira lekuk ini dalam dimensi akhir komponen dan had pemasangan. Namun begitu, kompromi kecil ini jauh dilunakkan oleh peningkatan besar dalam kebolehdihasilkan dan kualiti komponen.

Keperluan Sudut Cerun Piawai: Analisis Berasaskan Data

Tidak wujud sudut laras tunggal dan sejagat untuk semua aplikasi pengecoran acuan. Sudut optimum adalah nilai yang dikira secara teliti berdasarkan beberapa faktor penting, termasuk aloi yang digunakan, tekstur permukaan, dan sama ada ciri tersebut merupakan dinding dalaman atau luaran. Memandangkan pengecoran mengecut pada ciri dalaman (teras) tetapi menjauhi ciri luaran (dinding rongga), permukaan dalaman biasanya memerlukan sudut laras yang lebih besar.

Aloi yang berbeza mempunyai sifat terma dan abrasif yang berbeza yang mempengaruhi keperluan laras. Sebagai contoh, aluminium lebih abrasif dan mempunyai kadar pengecutan yang lebih tinggi berbanding aloi zink, maka memerlukan sudut laras yang lebih besar untuk memastikan pengeluaran yang bersih. Begitu juga, permukaan bertekstur atau kasar menghasilkan geseran yang lebih tinggi berbanding permukaan berkilat dan oleh itu memerlukan sudut laras yang lebih besar bagi mengelakkan tekstur terkikis semasa dikeluarkan. Perincian terperinci mengenai keperluan biasa adalah penting bagi mana-mana pereka.

Jadual berikut menggabungkan cadangan daripada pelbagai sumber industri untuk memberikan panduan yang jelas dalam menentukan sudut laras dalam rekabentuk anda.

Nilai-nilai ini berfungsi sebagai titik permulaan yang kukuh untuk kebanyakan rekabentuk. Untuk komponen dengan rongga dalam atau geometri kompleks, sudut ini mungkin perlu ditingkatkan. Sentiasa pertimbangkan keperluan khusus projek anda dan berunding dengan rakan pembuatan anda untuk menetapkan sudut draft yang optimum bagi setiap ciri.

Pertimbangan dan Pengiraan Rekabentuk Lanjutan

Di luar garis panduan piawaian berasaskan bahan dan permukaan, beberapa faktor lanjutan mempengaruhi spesifikasi sudut draft akhir. Salah satu pertimbangan penting ialah hubungan antara kedalaman ciri dengan draft yang diperlukan. Satu petua am dalam pengecoran dan percetakan ialah menambah kira-kira 1 darjah draft bagi setiap inci kedalaman rongga. Sebagai contoh, poket sedalam 3 inci seharusnya mempunyai draft sekurang-kurangnya 3 darjah untuk memastikan bahagian bawah ciri tersebut dapat dikeluarkan dengan mudah dari acuan semasa proses ejeksi.

Lokasi garisan pemisah—satah di mana dua belah acuan bertemu—juga memainkan peranan penting. Ciri-ciri yang melintasi garisan pemisah mesti diberi kecondongan pada kedua-dua belah, menirus keluar dari pusat. Ketidakselarasan kecondongan berbanding garisan pemisah boleh mengunci bahagian ke dalam acuan, menyebabkan pengeluaran menjadi mustahil tanpa merosakkan acuan tersebut. Reka bentuk yang betul memerlukan koordinasi teliti antara geometri bahagian, strategi garisan pemisah, dan aplikasi kecondongan, satu proses yang kerap dipandu oleh prinsip Reka Bentuk untuk Kebolehsaizinan (DFM).

Mengaplikasikan prinsip-prinsip ini dalam aliran kerja reka bentuk praktikal melibatkan langkah-langkah berikut:

1. Tentukan Garisan Pemisah: Tentukan satah yang paling logik untuk membahagikan acuan berdasarkan geometri bahagian bagi memudahkan arah lukisan yang bersih.
2. Kenal pasti Permukaan yang Memerlukan Kecondongan: Analisis model 3D untuk mengenal pasti semua permukaan yang selari atau hampir selari dengan arah pembukaan acuan.
3. Gunakan Kecondongan Asas: Gunakan nilai-nilai dari jadual keperluan sebagai titik permulaan, dengan menggunakan sudut yang lebih besar untuk ciri dalaman dan permukaan berserat.
4. Laraskan mengikut Kedalaman Ciri: Tingkatkan sudut cerun untuk rusuk dalam, penonjolan atau poket mengikut peraturan 1 darjah per inci atau seperti yang ditentukan melalui simulasi.
5. Sahkan dalam CAD: Gunakan alat analisis cerun yang terdapat dalam kebanyakan perisian CAD untuk mengesahkan secara visual bahawa semua permukaan yang diperlukan mempunyai sudut cerun yang mencukupi dan mempunyai orientasi yang betul. Langkah ini membantu mengesan ralat sebelum rekabentuk dihantar untuk perkakasan.

Untuk komponen kompleks, terutamanya dalam sektor prestasi tinggi, kerjasama dengan pakar pembuatan adalah sangat berharga. Sebagai contoh, pakar dalam pembentukan logam presisi, seperti Shaoyi (Ningbo) Metal Technology dalam ruang tempa automotif, memahami hubungan mendalam antara sifat bahan dan rekabentuk acuan. Walaupun penempaan adalah proses yang berbeza, prinsip asas aliran bahan dan interaksi peralatan menuntut kepakaran yang serupa dalam peraturan rekabentuk untuk memastikan integriti komponen dan kebolehdibuatannya.

Soalan Lazim

1. Bagaimanakah anda mengira sudut cerun dalam pengecoran?

Walaupun tiada formula tunggal yang ketat, petua umum yang banyak digunakan ialah menggunakan 1 darjah cerun bagi setiap inci kedalaman rongga. Pengiraan bermula dengan sudut asas yang ditentukan oleh bahan dan kemasan permukaan (contohnya, 1.5° untuk aluminium) dan kemudian ditingkatkan berdasarkan kedalaman dan kerumitan ciri. Untuk pengiraan tepat, jurutera menggunakan perisian CAD dengan alat analisis cerun terbina dalam untuk mensimulasikan pencabutan dan mengesahkan kelegaan.

2. Apakah sudut cerun pada corak pengecoran?

Sudut laras coran adalah kecondongan yang dikenakan pada permukaan menegaknya untuk membolehkannya dikeluarkan daripada medium acuan (seperti pasir atau acuan maut) tanpa mengganggu rongga acuan. Dalam pengecoran maut, kecondongan ini dikenakan terus pada permukaan dalaman acuan. Sudut laras biasa dalam pengecoran maut berkisar antara 0.5° hingga 3°, manakala pengecoran pasir secara amnya memerlukan sudut antara 1° hingga 3° disebabkan oleh sifat acuan pasir yang kurang stabil.

3. Apakah sudut laras piawai?

Sudut laras piawai atau biasa untuk pengecoran maut umumnya dianggap berada antara 1.5 hingga 2 darjah. Walau bagaimanapun, ini hanyalah panduan umum. 'Piawai' sebenar bagi aplikasi tertentu sangat bergantung kepada bahan (aluminium memerlukan lebih daripada zink), kedalaman komponen, dan kemasan permukaan. Sebagai contoh, laras 0.5 darjah mungkin dianggap piawai bagi dinding luar yang cetek dan digilap pada komponen zink.

4. Bagaimanakah anda mengukur sudut laras?

Dalam lukisan teknikal dan model CAD, sudut cerun biasanya diberi dimensi daripada garisan rujukan menegak atau permukaan. Sudut tersebut ditentukan dalam darjah, sering kali dengan nota yang menunjukkan arah kecondongan berbanding garisan pertemuan. Untuk permukaan bertekstur, pereka kerap menambah nota tambahan yang menentukan sudut cerun tambahan (contohnya, 1-2 darjah) bagi memastikan corak dapat dilepaskan dengan bersih.