Основні вимоги до кутів випуску для конструкції литих форм

Коротко

Кут випуску при литті під тиском — це невеликий нахил, який надається поверхням деталі, паралельним напрямку видалення з матриці. Ця конструктивна особливість, як правило, у межах від 0,5 до 2 градусів, має важливе значення для забезпечення легкого видалення деталі з прес-форми без пошкодження компонента або інструменту. Конкретні вимоги до кута випуску залежать від сплаву, що виливається, глибини елемента та текстури поверхні; абразивні матеріали, такі як алюміній, зазвичай потребують більшого кута порівняно з цинком.

Основна роль кутів випуску при литті під тиском

У світі лиття під тиском, де важлива точність, кожен вибір у конструкції впливає на технологічність, якість та вартість. Одним із найважливіших аспектів є кут випуску. Кут випуску — це ухил, спеціально передбачений у вертикальних стінках виливка. Усі поверхні, паралельні напрямку розмикання матриці, повинні мати ухил, щоб забезпечити плавне виймання затверділої деталі з форми. Без нього деталь тертиметься об стінки форми під час виштовхування, що призведе до значного тертя та можливих пошкоджень.

Основна мета кута випуску — забезпечити легке та чисте виштовхування деталі. Коли розплавлений метал остигає та затвердіває, він усаджується й міцно облягає стрижні та внутрішні елементи форми. Похила поверхня чітко руйнує це зчеплення, зменшуючи зусилля, необхідне для виштовхування. Згідно з Північноамериканська асоціація лиття під тиском (NADCA) це проста функція є важливою для запобігання дефектам і забезпечення високоякісного поверхневого стану. Примусове витягування деталі з вертикальними стінками (кут випуску відсутній) з форми може призвести до появи слідів тертя, подряпин і навіть структурних пошкоджень виливка. Це також може спричинити надмірний знос дорогого інструменту для лиття під тиском, що призведе до коштовного ремонту та простою у виробництві.

Врахування відповідного кута випуску дає кілька ключових переваг, які сприяють ефективному та надійному виробничому процесу. До цих переваг належать:

• Поліпшене видалення деталей: Найбільш безпосередньою перевагою є зменшення зусилля, необхідного для видалення деталі, що мінімізує ризик застрявання деталі у формі.
• Покращена якість поверхні: Завдяки запобіганню тертя та дряпання під час вилучення, кути випуску забезпечують гладку поверхню виливка без дефектів, зменшуючи потребу в додаткових операціях остаточної обробки.
• Подовжений термін служби інструменту: Зменшення тертя та зусилля виштовхування означає менший знос поверхонь форми та сердечника, що значно подовжує термін експлуатації матриці.
• Підвищена швидкість виробництва: Швидкіше та плавніше виштовхування призводить до скорочення загального часу виробництва та збільшення обсягів випуску, що покращує загальну ефективність виробництва.

Хоча кут випуску є необхідним, він утворює незначне відхилення від ідеально геометричного дизайну зі стінками під 90 градусів. Конструктори мають враховувати цей конус у фінальних розмірах деталі та допусках при складанні. Проте ця незначна плата з надлишком перевищується суттєвими перевагами у технологічності виготовлення та якості деталі.

Стандартні вимоги до кута випуску: аналітичний огляд

Не існує єдиного, універсального кута випуску для всіх застосунків лиття під тиском. Оптимальний кут — це ретельно розраховане значення, яке базується на кількох ключових факторах, зокрема тип сплаву, структура поверхні та те, чи є елемент внутрішньою чи зовнішньою стінкою. Оскільки виливок усаджується на внутрішніх елементах (сердечниках), але відходить від зовнішніх (стінок порожнини), внутрішні поверхні, як правило, потребують більшого кута випуску.

Різні сплави мають різні термічні та абразивні властивості, що впливають на вимоги до кута випуску. Наприклад, алюміній є більш абразивним і має вищий коефіцієнт усадки, ніж цинкові сплави, тому для нього потрібен більший кут випуску, щоб забезпечити чисте виштовхування. Аналогічно, шорстка або текстурована поверхня створює більше тертя, ніж полірована, і тому вимагає більшого кута випуску, щоб запобігти пошкодженню текстури під час вилучення. Детальний аналіз поширених вимог є обов’язковим для будь-якого конструктора.

Наведена нижче таблиця узагальнює рекомендації різних галузевих джерел, щоб надати чіткий посібник щодо визначення кутів випуску в ваших проектах.

Ці значення є надійною початковою точкою для більшості конструкцій. Для деталей із глибокими порожнинами або складною геометрією ці кути можуть потребувати збільшення. Завжди враховуйте специфічні вимоги вашого проекту та проконсультуйтеся з вашим виробничим партнером, щоб узгодити оптимальний кут випуску для кожної ознаки.

Просунуті аспекти проектування та розрахунки

Окрім стандартних рекомендацій щодо матеріалу та поверхні, на остаточне визначення кута випуску впливає низка додаткових факторів. Важливим аспектом є співвідношення між глибиною елемента та необхідним кутом випуску. Поширеним правилом при литті та формуванні є додавання приблизно 1 градуса кута на кожен дюйм глибини порожнини. Наприклад, карман глибиною 3 дюйми повинен мати кут випуску щонайменше 3 градуси, щоб забезпечити легке вивантаження нижньої частини елемента з форми.

Розташування лінії роз'єднання — площини, де зустрічаються дві половинки матриці — також відіграє важливу роль. Елементи, які перетинають лінію роз'єднання, повинні мати ухил, застосований з обох боків, із поступовим звуженням від центру. Невідповідність ухилу щодо лінії роз'єднання може заблокувати деталь у формі, унеможливлюючи витягування без пошкодження матриці. Правильне проектування вимагає ретельного узгодження між геометрією деталі, стратегією лінії роз'єднання та застосуванням ухилу, процес, який часто керується принципами проектування для технологічності (DFM).

Застосування цих принципів у практичному робочому процесі проектування включає наступні кроки:

1. Встановлення лінії роз'єднання: Визначення найбільш логічної площини для розділення форми на основі геометрії деталі, щоб забезпечити чіткий напрямок витягування.
2. Визначення поверхонь, які потребують ухилу: Аналіз тривимірної моделі для виявлення всіх поверхонь, які паралельні або майже паралельні напрямку відкриття матриці.
3. Застосування базового ухилу: Використовуйте значення з таблиці вимог як відпрацьовану точку, застосовуючи більші кути до внутрішніх особливостей і текстурованих поверхнь.
4. Настройка глибини функції: Збільшити кут протягу для глибоких ребер, голов або кишень відповідно до правила 1 градус на дюйм або як визначено на симуляції.
5. Перевірка в CAD: Використовуйте інструменти аналізу просуву, доступні в більшості програмного забезпечення CAD, щоб візуально підтвердити, що всі необхідні поверхні мають адекватний і правильно орієнтований кут просуву. Цей крок допомагає виявити помилки до того, як дизайн буде відправлений для обробки інструментами.

Для складних компонентів, особливо у високопродуктивних секторах, співпрацю з виробничим експертом є безцінною. Наприклад, фахівці з точного формовання металів, такі як Shaoyi (Ningbo) Metal Technology у сфері автомобільної штампування, розуміють глибокий взаємозв'язок між властивостями матеріалу та конструкцією матриці. Хоча штампування — це інший процес, основні принципи течії матеріалу та взаємодії з інструментом вимагають подібної експертності у правилах проектування, щоб забезпечити цілісність компонентів і можливість їх виготовлення.

Поширені запитання

1. Як обчислити кут випуску при литті?

Хоча не існує єдиної суворої формули, загальноприйнятим правилом є застосування 1 градуса на кожен дюйм глибини порожнини. Розрахунок починається з базового кута, визначеного матеріалом і станом поверхні (наприклад, 1,5° для алюмінію), а потім збільшується залежно від глибини та складності елемента. Для точних розрахунків інженери використовують CAD-програмне забезпечення з вбудованими інструментами аналізу кута випуску, щоб моделювати виштовхування та перевіряти зазор.

2. Який кут випуску має ливарна модель?

Кут протягу лиття - це вузкостіп, що наноситься на вертикальні поверхні, щоб дозволити видалити його з формовального середовища (наприклад, піску або штампу) без порушення порожнини форми. При литті на друку цей вузкоріжник наноситься безпосередньо на внутрішню поверхню друку. Типові кути протягу в литці на друку складають від 0,5 ° до 3 °, в той час як лиття на піску зазвичай вимагає кутів від 1 ° до 3 ° через менш стійку природу піскової форми.

3. Який стандартний кут протягу?

Стандартний або типовий кут протягу для лиття на друку зазвичай вважається між 1,5 і 2 градусами. Однак це загальна рекомендація. Фактичний "стандарт" для конкретного застосування сильно залежить від матеріалу (алюміній вимагає більше, ніж цинк), глибини частини та поверхневої обробки. Наприклад, прорив 0,5 градуса може бути стандартним для плитки, полірованої зовнішньої стіни на цинковій частині.

4. Як ви визначаєте кут протягу?

У технічних кресленнях та моделях CAD кут просуву зазвичай вимірюється з вертикальної орієнтовної лінії або поверхні. Кут визначається в градусах, часто з нотою, що вказує на напрямок вузкості відносно лінії розколу. Для текстурованих поверхнь дизайнери часто додають додаткову записку, в якій вказується додатковий кут струн (наприклад, 1-2 градуси), щоб забезпечити чистоту випуску малюнка.