Основни захтеви за нагиб рашчепа у дизајну ливења под притиском

KRATKO

Nagibni ugao kod livenja pod pritiskom predstavlja blagi nagib nanet na površine delova koje su paralelne sa smerom izvlačenja kalupa. Ova konstrukcija, koja se obično kreće od 0,5 do 2 stepena, od presudne je važnosti za lakše izbacivanje dela iz kalupa bez oštećenja komponente ili alata. Potreban nagibni ugao zavisi od legure koja se koristi, dubine elementa i teksture površine, pri čemu materijali poput aluminijuma, koji su abrazivniji, u opštem slučaju zahtevaju veći ugao nego cink.

Osnovna uloga nagibnih uglova kod livenja pod pritiskom

У свету ливења под притиском, где је прецизност од суштинског значаја, сваки дизајнерски избор утиче на могућност производње, квалитет и трошкове. Међу најважнијим факторима је нагиб који се назива углус. Углус је намерно пројектован нагиб или пад вертикалних зидова отиска. Све површине паралелне са правцем отварања матрице морају имати углаc како би се омогућило глатко уклањање затвореног дела из форме. Без тога, део би се трео о зидове форме током избацивања, што доводи до значајног трења и могућих оштећења.

Примарна сврха углаца је да омогући лако и чисто избацивање делова. Док се топљени метал хлади и чврсти, скупља се и чврсто прилипне за средишње делове матрице и унутрашње карактеристике. Трапезоидна површина прекида ово прилипање на чист начин, смањујући силу потребну за избацивање. Према Северноамеричка асоцијација за ливење под притиском (NADCA) , ова једноставна карактеристика је од суштинског значаја за спречавање недостатака и осигуравање висококвалитетне завршне површине. Принудно извлачење делова са вертикалним зидовима (нула нагиб) из калупа може проузроковати трагове трења, царапине и чак структурна оштећења самог ливеног дела. Такође може довести до прекомерног хабања самог скупоценијег алата за прес-ливање, што резултира скупим поправкама и застојима у производњи.

Увођење одговарајућег нагиба зида нуди неколико кључних предности које доприносе ефикасном и поузданом процесу производње. Ове предности укључују:

• Побољшано избацивање делова: Најочигледнија предност је смањење силе потребне за избацивање дела, чиме се минимизира ризик да део заглави у калупу.
• Побољшан квалитет површине: Спречавањем царапања и вучења током уклањања, нагиби зида обезбеђују да ливени део има глатку, безнедостатачну завршну површину, смањујући потребу за додатним операцијама завршне обраде.
• Проширени век трајања алата: Smanjeno trenje i sila izbacivanja znače manje habanje površina kalupa i jezgra, čime se znatno produžava radni vek alata.
• Povećana brzina proizvodnje: Brži i glađi ciklusi izbacivanja dovode do kraćeg ukupnog vremena proizvodnje i većeg izlaza, što poboljšava opštu efikasnost proizvodnje.

Iako je neophodan, ugao izvlačenja predstavlja blagu devijaciju od savršeno geometrijskog dizajna sa zidovima od 90 stepeni. Dizajneri moraju uzeti u obzir ovaj nagib pri konačnim dimenzijama delova i tolerancijama sklopova. Međutim, ova manja kompromisna tačka daleko je nadoknadila značajnim poboljšanjima u pogledu mogućnosti proizvodnje i kvaliteta delova.

Standardni zahtevi za ugao izvlačenja: Analiza zasnovana na podacima

Не постоји јединствен, универзални угао искакања за све примене пресовања под притиском. Оптимални угао је пажљиво израчуната вредност заснована на неколико кључних фактора, укључујући легуру која се користи, текстуру површине и да ли је карактеристика унутрашњи или спољашњи зид. Због тога што се одливак скупља на унутрашњим карактеристикама (језгрима), а одвлачи од спољашњих карактеристика (зидови шупљине), унутрашње површине обично захтевају већи угао искакања.

Различите легуре имају различита термичка и абразивна својства која утичу на захтеве за искакањем. На пример, алуминијум је више абразиван и има већу стопу скупљања него цинкове легуре, због чега је потребан већи угао искакања како би се осигурало чисто искакање. Слично томе, текстурирана или храпава површина ствара више трења од полиране и стога захтева већи нагиб да би се спречило оштећење текстуре током уклањања. Детаљан преглед уобичајених захтева је неопходан за сваког пројектанта.

Следећа табела сажима препоруке из разних извора у индустрији како би пружила јасан водич за одређивање нагиба у вашим дизајнима.

Ове вредности представљају поуздану полазну тачку за већину конструкција. За делове са дубоким шупљинама или комплексним геометријама, ови углови можда ће морати бити повећани. Увек имајте у виду специфичне захтеве вашег пројекта и консултујте се са вашим произвођачем како бисте дефинитивно утврдили оптимални нагиб за сваку карактеристику.

Напредне размотре у дизајну и прорачуни

Поред стандардних упутстава заснованих на материјалу и површини, неколико напредних фактора утиче на коначну спецификацију угла нагиба. Кључна размотра је однос између дубине карактеристике и потребног нагиба. Уобичајено емпиријско правило у ливењу и калибру је да се дода отприлике 1 степен нагиба по инчу дубине шупљине. На пример, удубљење дубоко 3 инча требало би идеално имати нагиб од најмање 3 степена како би дно карактеристике лако изашло из калупа током испуштања.

Локација линије раздвајања — раван на којој се спајају две половине калупа — такође има одлучујућу улогу. Карактеристике које прелазе преко линије раздвајања морају имати нагиб применљив на обе стране, сузене од центра. Неусаглашеност нагиба у односу на линију раздвајања може закључати део у калупу, чинећи испуштање немогућим без оштећења калупа. Одговарајући дизајн захтева пажљиву координацију између геометрије дела, стратегије линије раздвајања и примене нагиба, процес који се често води принципима дизајна за могућност производње (DFM).

Примена ових принципа у практичном радном току дизајна обухвата следеће кораке:

1. Утврђивање линије раздвајања: Одређивање најлогичније равни за поделу калупа на основу геометрије дела ради омогућавања чистог правца истрзања.
2. Идентификација површина које захтевају нагиб: Анализа 3D модела ради идентификације свих површина које су паралелне или скоро паралелне са правцем отварања калупа.
3. Примена основног нагиба: Користите вредности из табеле захтева као полазну тачку, примењујући веће углове за унутрашње карактеристике и текстурисане површине.
4. Подесите према дубини карактеристике: Повећајте угао исцртавања за дубоке ребра, натбочине или удубљења према правилу од 1 степен по инчу или како је одређено симулацијом.
5. Проверите у CAD-у: Користите алатке за анализу исцртавања које су доступне у већини CAD софтвера да бисте визуелно потврдили да све неопходне површине имају адекватан и исправно усмерен угао исцртавања. Овај корак помаже да се ухвате грешке пре него што се дизајн пошаље за израду алата.

За комплексне компоненте, нарочито у секторима високих перформанси, сарадња са стручњаком за производњу је вредна. На пример, стручњаци за прецизно обликовање метала, као што су Shaoyi (Ningbo) Metal Technology у области аутомобилског ковања, разумеју дубоку међусобну везу између својстава материјала и дизајна матрице. Иако је ковање другачији процес, основни принципи тока материјала и интеракције алата захтевају сличну стручност у погледу правила дизајна како би се осигурала исправност и могућност производње компоненти.

Често постављана питања

1. Како се израчунава угао исцртавања у ливењу?

Иако не постоји једина строга формула, често коришћено правило је да се примени 1 степен угла исцртавања по инчу дубине шупљине. Прорачун полази од основног угла који одређују материјал и обрада површине (нпр. 1,5° за алуминијум), а затим се повећава у зависности од дубине и комплексности карактеристике. За прецизније прорачуне, инжењери користе CAD софтвер са уграђеним алаткама за анализу угла исцртавања ради симулације избацивања и провере слободног хода.

2. Који је угао исцртавања модела за ливење?

Угао извлачења ливеног модела је нагиб који се примењује на његове вертикалне површине како би се омогућило његово уклањање из формирајуће средине (као што су песак или калуп) без оштећења шупљине форме. У прес-ливању, овај нагиб се директно примењује на унутрашње површине калупа. Типични углови извлачења код прес-ливања крећу се од 0,5° до 3°, док код ливања у песак опште захтевају углове између 1° и 3° због мање стабилне природе песчаног калупа.

3. Шта је стандардни угао извлачења?

Стандардни или типични угао извлачења за прес-ливање уопште се сматра између 1,5 и 2 степена. Међутим, ово је општа препорука. Стварни „стандард“ за одређену примену веома зависи од материјала (алуминијум захтева више него цинк), дубине дела и финише површине. На пример, угао извлачења од 0,5 степени може бити стандардан за плитки, полиран спољашњи зид дела од цинка.

4. Како се означава угао извлачења?

На техничким цртежима и CAD моделима, нагибни угао се обично означава од вертикалне референтне линије или површине. Угао се наводи у степенима, често са напоменом која указује смер усецања у односу на линију раздвајања. За текстурисане површине, пројектанти често додају додатну напомену у којој наводе додатни нагибни угао (нпр. 1–2 степени) како би се осигурало чисто одвајање шаре.