Skirtingi liejimo modelių tipai

1. Įvadas

Liejimas yra vienas seniausių ir universaliausių žmonijos gamybos procesų.

Šio proceso esmė yra liejimo modelis: fizinis šablonas, apibrėžiantis paskutinės dalies geometriją.

Gerai suprojektuotas raštas sumažina laužą, sutrumpina pristatymo laiką, sumažina apdirbimą ir pagerina pakartojamumą; prastas priverčia brangiai remontuoti, perdaryti ar net perdaryti įrankius.

2. Kas yra liejimo modelis ir kodėl tai svarbu

A liejimo modelis yra a tiksliai sukurtas trimatis modelis norimo komponento, naudojamas formuoti formos ertmę, į kurią pilamas išlydytas metalas.

Skirtingai nuo paprastos kopijos, modelis yra sąmoningai pakeista, kad būtų įtraukti leidimai susitraukimui, apdirbimas, ir iškraipymas, taip pat funkcinės savybės pavyzdžiui, užtvarų sistemos, RISERS, ir šerdies atspaudai.

Kai metalas sukietėja formoje, ji prisiima geometriją ir matmenis, apibrėžtus modelio, todėl raštas yra matmenų tikslumo ir liejimo pakartojamumo pagrindas.

Kodėl raštai yra būtini

Šiuolaikinėje liejyklų praktikoje, modelis yra ne tik „šablonas“, bet ir inžinerinis valdymo elementas tai lemia liejimo kokybę, Kaina, ir proceso efektyvumas.

Jo poveikį galima kiekybiškai įvertinti trimis pagrindiniais aspektais:

• Geometrijos valdymas: Raštai užtikrina, kad dalys atitiktų dizaino specifikacijas. Blogai suprojektuotas modelis gali sukelti matmenų klaidas, kuri priežastis 35% liejimo defektų.
• Ekonominis efektyvumas: Rašto medžiaga ir dizainas sudaro 10–25 % visų liejimo išlaidų.
  Tinkamo modelio pasirinkimas (Pvz., mediena mažam tūriui vs. metalas dideliam tūriui) gali sumažinti vienos dalies išlaidas 40–60 %.
• Proceso suderinamumas: Nė vienas modelis netinka visiems liejimo būdams – investiciniam liejimui reikalingi vaško raštai, o liejant smėlį naudojama mediena arba metalas. Neatitinkantys modeliai veda prie 20% didesnės laužo normos.

Šablonai vs. Miršta: Techninis išskirtinumas

Kol modeliai ir miršta tarnauja panašiems geometrinės replikacijos tikslams, jų veiklos vaidmenys iš esmės skiriasi:

3. Pagrindiniai dizaino parametrai, taikomi visiems modeliams

Nepriklausomai nuo medžiagos, procesas, arba sudėtingumas, kiekvienas liejimo modelis turi turėti rinkinį pagrindiniai projektavimo parametrai matmenų tikslumui užtikrinti, Gamyba, ir be defektų liejiniai.

Šiais principais vadovaujamasi ASTM A802 – standartinė liejimo raštų ir šerdies dėžių specifikacija ir yra sureguliuoti pagal netauriųjų metalų pagrindą, liejimo procesas, ir dalies geometrija.

4. Raštinės medžiagos – pasirinkimas ir kompromisai

5. Dažni modelių tipai liejant

Liejimo raštai yra formų kūrimo kertinis akmuo. Pasirinkus teisingą modelio tipas balansai Sudėtingumas, apimtis, Kaina, ir tikslumas.

Toliau pateikiami dešimt modelių yra plačiausiai naudojami pramoniniam liejimui, su gairėmis, kada ir kodėl pasirinkti kiekvieną.

Vientisas (Kietas) Modelis

• Apibrėžimas: Singlas, tvirta paskutinės dalies kopija, atspindi jo tikslią išorinę geometriją.
  Paprastai naudojamas mažiems arba paprastiems komponentams, jame nėra atskirtų skyrių, ir aplink šį vieną gabalą turi būti suformuotos visos pelėsių ertmės.
  Jis dažnai naudojamas butui, prizminės formos, kuriose minimalūs įpjovimai ar sudėtingi bruožai.

  

• Naudokite dėklą: Mažas, paprastos geometrijos arba prototipinės dalys.
• Privalumai: Mažos išlaidos, lengva pagaminti, greitas pristatymo laikas.
• Apribojimai: Netinka sudėtingoms geometrijoms ar įpjovoms; gali prireikti per didelės traukos arba papildomų šerdžių.

Dviejų dalių (Padalinti) Modelis

• Apibrėžimas: Raštas, padalintas išilgai a viena atsiskyrimo plokštuma į dvi dalis – paprastai vadinama „cope“. (viršuje) ir vilkite (apačioje).
  Tai leidžia pašalinti raštą nuo smėlio ar kitų formų medžiagų nepažeidžiant ertmės.
  Padalijimas apima nedidelius įpjovimus ir palengvina užtvarų ir stovų išdėstymą.
• Naudokite dėklą: Dauguma standartinių vidutinio sudėtingumo smėlio liejinių.
• Privalumai: Palaiko apatinius įpjovimus, leidžia lengvai pašalinti pelėsius.
• Apribojimai: Reikia kruopštaus atskyrimo plokštumos projektavimo ir išlyginimo (dažnai naudojami kaiščiai).

Kelių dalių raštas

• Apibrėžimas: Raštas, sudarytas iš trijų ar daugiau sekcijų, kurias reikia užfiksuoti sudėtingos arba gilios ertmės, arba sutalpinti kelias atsiskiriančias plokštumas.
  Komponentai paprastai apima viršutinę dalį, apačioje, ir tarpinės sekcijos. Ši konstrukcija leidžia gaminti sudėtingas formas, kurių negalima suformuoti naudojant vieną ar dviejų dalių raštą.

  

• Naudokite dėklą: Sudėtingi pramoniniai komponentai su vidinėmis savybėmis.
• Privalumai: Įgalina perduoti gilias arba kelių krypčių funkcijas be kelių branduolių.
• Apribojimai: Surinkimas užima daug laiko; dėl lygiavimo klaidų gali padidėti laužas.

Degtuko lėkštės raštas

• Apibrėžimas: Modeliai (vienkartinis ar daugybinis) yra sumontuoti ant standžios metalinės plokštės, su susidūrimo ir vilkimo šonais, išdėstytais priešingose ​​pusėse.
  Ši konfigūracija pritaikyta mechaniniam arba didelio tūrio liejimui, leidžiantis automatiškai tvarkyti kolbas ir greitai susidaryti ertmę.
• Naudokite dėklą: Vidutinio ir didelio kiekio gamyba automatizuotose smėlio liejimo linijose.
• Privalumai: Didelis pakartojamumas, greitas liejimas, tinka mechanizuotai gamybai.
• Apribojimai: Didesnė pradinė įrankių kaina; plokštė turi būti tiksliai apdirbta.

Uždaras / Kelių ertmių raštas

• Apibrėžimas: Sujungti kelių dalių modeliai į vieną surinkimą, su integruotomis sruogomis, bėgikai, ir vartai.
  Skirta užpildyti kelias ertmes vienu metu išlydytu metalu. Dažnai naudojamas, kai reikia didelio tūrio identiškų dalių.

  

• Naudokite dėklą: Maži liejiniai gaminami dideliais kiekiais, Pvz., Automobilių komponentai.
• Privalumai: Efektyvi gamyba, nuoseklus užpildymas, sumažintas darbas vienai daliai.
• Apribojimai: Sudėtingas vartų dizainas; bėgikų laužas turi būti perdirbamas.

Skeleto raštas

• Apibrėžimas: A supaprastinta, galutinio komponento atvirojo kadro versija, nubrėžti pagrindines geometrines ypatybes, paliekant dideles ertmės dalis, kurias sudaro smėlis arba liejimo medžiaga.
  Šis dizainas ypač efektyvus dideliems, santykinai paprastos formos, kur svarbu sutaupyti medžiagų ir pašalinti smėlio efektyvumą.
• Naudokite dėklą: Didelis, paprastos geometrijos, pavyzdžiui, mašinų pagrindai ar konstrukciniai liejiniai.
• Privalumai: Taupo medžiagas ir svorį, supaprastina smėlio pašalinimą.
• Apribojimai: Netinka smulkioms ar mažoms detalėms, sudėtingos dalys.

Šlavimo raštas

• Apibrėžimas: Raštas, kuris sudaro ertmę profilio šablono pasukimas (šluoti) aplink centrinę ašį, nubrėžti norimą kontūrą formos medžiagoje.
  Idealiai tinka sukimosi simetriškiems komponentams ir formoms, kurias galima sukurti naudojant vieną lenktą profilį.
• Naudokite dėklą: Sukimosi simetriškos dalys, pvz., kūgiai, varpai, arba dideli skriemuliai.
• Privalumai: Greitas ertmių susidarymas ašies simetrinėms geometrijoms.
• Apribojimai: Apribota šluojamais profiliais; netinka sudėtingoms 3D funkcijoms.

Laisvas raštas

• Apibrėžimas: Raštas su nuimamomis dalimis, specialiai sukurtas formuoti poilsio, projekcijos, arba vidines savybes.
  Atsipalaidavę gabalai atskirai pašalinami formuojant pelėsį, kad būtų išvengta formos pažeidimo ir būtų užtikrintas tikslus ertmės susidarymas.
• Naudokite dėklą: Dalys su viršininkais, skylės, arba sudėtingos iškyšos, kurios sulaiko vientisą raštą.
• Privalumai: Palengvina pašalinimą ir sumažina pelėsių pažeidimo riziką.
• Apribojimai: Surinkimui ir tiksliam derinimui reikalingas kvalifikuotas darbas.

Susidoroti & Vilkite (Kolba) Modelis

• Apibrėžimas: Modulinis modelis, skirtas naudoti kolbų pagrindu pagamintos smėlio formos, atskiriant viršų (Cope) ir apačioje (vilkti) kad būtų lengviau užpildyti formą, tankinimas, ir metalo liejimas. Įprasta dideliems arba sunkiems liejiniams.
• Naudokite dėklą: Dideli smėlio liejiniai, tokie kaip variklio blokai arba siurblių korpusai.
• Privalumai: Modulinis; palaiko sunkias formas ir dideles dalis.
• Apribojimai: Sunkių kolbų tvarkymas ir išlyginimas gali būti sudėtingas.

Korpuso raštas

• Apibrėžimas: Naudojamas apvalkalo formavimo procesai, dažnai metaliniai arba šildomi, gaminti plonas, standus, derva surištos smėlio kriauklės aplink raštą.
  Šio tipo modelis leidžia Aukštas tikslumas, sudėtinga detalė, Ir puikus paviršiaus apdaila dėl kontroliuojamo šildymo ir vienodo apvalkalo nusėdimo.

  

• Naudokite dėklą: Tikslūs komponentai, kuriems reikalingos plonos sienos, Puikus paviršiaus apdaila, arba smulkios detalės (Pvz., aviacijos ir kosmoso korpusai, Pavarų dėžės).
• Privalumai: Aukštas matmenų tikslumas (galimas ±0,1 mm), Lygus paviršiaus apdaila (Ra 0.8–3.2 µm), efektyvus aušinimas.
• Apribojimai: Reikia proceso valdymo ir kruopštaus modelio šildymo; didesnė išankstinė kaina nei smėlio raštai.

Inžinerinės įžvalgos

• Modelio pasirinkimą diktuoja: dalis geometrija, Gamybos apimtis, tolerancijos reikalavimai, ir medžiaga.
• Kaina vs. sudėtingumo kompromisas: Paprasti vienetiniai modeliai yra pigiausi, o kelių dalių arba degtukų plokščių modeliai turi didesnę pradinę kainą, tačiau leidžia naudoti didelę apimtį, tiksli gamyba.
• Rašto priežiūra: Daugkartinio naudojimo modeliai (metalas) reikalauti periodinės patikros; išnaudojami modeliai (mediena, vaškas) reikia dažnai keisti, kad būtų išlaikytas leistinas nuokrypis.

6. Pastabos apie procesą: Raktų liejimo metodų modeliai

Skirtingi liejimo procesai modeliams kelia unikalius reikalavimus. Šių skirtumų supratimas užtikrina optimalus pelėsių susidarymas, minimalūs defektai, ir ekonomiškai efektyvi gamyba.

Šiose pastabose išsamiai aprašoma, kaip raštai pritaikomi liejant smėliu, Korpuso formavimas, Investicijų liejimas, ir liejimas štampuojant.

Smėlio liejimas

• Reikalavimai modeliui: Šablonai turi būti tvirtas, bet lengvas, nes jie rankiniu arba mechaniniu būdu supilami smėliu.
  GRUPTAS KAMPLAI, susitraukimo pašalpos, ir atitvarų funkcijos yra labai svarbios siekiant kompensuoti smėlio tankinimą ir metalo susitraukimą.
• Įprasti modelių tipai: Vienetinis, dviejų dalių, kelių dalių, skeletas, ir susidoroti & vilkimo modeliai yra plačiausiai naudojami.
• Svarstymai:

• • Medienos raštai yra įprasti mažos apimties detalėms; metaliniai raštai yra pageidaujami didelės apimties arba tiksliems komponentams.
  • Vertikalių paviršių grimzlės kampai paprastai svyruoja nuo 1 iki 3°.
  • Šerdies išdėstymas ir nuimamos dalys yra svarbios įpjovoms.

• Paraiškos: Variklio blokai, siurblių korpusai, struktūriniai komponentai, ir pramoninės mašinos.

Korpuso formavimas Liejimas

• Reikalavimai modeliui: Raštai turi atlaikyti šilumą derva padengto smėlio lukšto formavimas. Norint užtikrinti vienodą apvalkalo storį ir detalumą, dažnai naudojami metaliniai arba šildomi raštai.
• Įprasti modelių tipai: Lukštų raštai, degtukų lėkščių raštai, ir uždari / kelių ertmių modeliai yra idealūs.
• Svarstymai:

• • Ploni apvalkalai leidžia tiksliai nustatyti leistinus nuokrypius (± 0,1 mm) ir lygaus paviršiaus apdaila (Ra 0.8–3.2 µm).
  • Grimzlės kampai gali būti mažesni (0.5–1°) dėl dervos lankstumo.
  • Raštai dažnai padengiami, kad būtų išvengta prilipimo ir palengvintų atpalaidavimą.

• Paraiškos: Aviacijos ir kosmoso komponentai, tikslios automobilių dalys, ir mažų ir vidutinių sudėtingų pramoninių liejinių.

Investicijų liejimas

• Reikalavimai modeliui: Raštai paprastai yra vaško kopijos galutinės dalies. Vaško raštai turi būti tikslūs matmenimis ir atlaikyti kelis dengimo ir perdegimo ciklus.
• Įprasti modelių tipai: Vienetinis, uždara/daugia ertmė, ir dažniausiai naudojami laisvi modeliai.
• Svarstymai:

• • Pasiekiamas didelis matmenų tikslumas ir sudėtingos detalės (± 0,05–0,2 mm).
  • Raštai turi atsižvelgti į metalo ir keramikos apvalkalo susitraukimą.
  • Vaško raštus galima surinkti į medžius, kad vienu metu būtų galima išlieti kelias dalis.

• Paraiškos: Turbinos ašmenys, Medicinos prietaisai, papuošalai, ir didelio tikslumo kosmoso komponentai.

Mirti liejimas

• Reikalavimai modeliui: Smasinio liejimo panaudojimas nuolatiniai metaliniai štampai, nenaudojami modeliai, bet štampai atlieka modelio funkciją – apibrėžia dalies geometriją.
  Štampo projektuojant reikia atsižvelgti į dalies išmetimą, aušinimo kanalai, ir užtvarų sistemos.
• Įprasti modelių tipai: Degtukų plokštės arba uždaros / kelių ertmių koncepcijos pritaikytos štampavimo įrankiams.
• Svarstymai:

• • Didelę pradinę kainą kompensuoja greitas, Didelės apimties gamyba.
  • Tolerancijos yra griežtos (± 0,1 mm), su minimalia apdaila.
  • Sudėtingoms geometrijoms gali prireikti slydimo šerdies arba įdėklų.

• Paraiškos: Automobilių komponentai, Elektros korpusai, Vartojimo elektronika, ir smulkios tikslios pramoninės dalys.

7. Išvada

Tinkamo modelio ir medžiagos pasirinkimas yra kainos ir kokybės kompromisas, kurį reikia išspręsti projektavimo etape.

Naudoti paprasti modeliai prototipams ir mažiems kiekiams, degtukų plokštės arba uždarytos sistemos vidutiniams tūriams, ir plieno įrankių raštai labai aukštiems važiavimams.

Sujunkite tvirto modelio pagrindus (juodraštis, susitraukimas, apdirbimo pašalpa) su moderniais įrankiais (CAD, Modeliavimas, 3D spausdinimas) kad greičiau sumažėtų iteracijų ir rampos gamyba.

Sistemingas požiūris į modelio pasirinkimą sumažina laužą, sutrumpina pristatymo laiką, ir užtikrina nuspėjamą dalių kokybę.

 

DUK

Kokio dydžio grimzlės kampą turėčiau naudoti?

Naudoti 1°–3° daugumai poliruotų paviršių. Padidinti iki 2°–5° tekstūruotam arba stambesniam smėliui, ir iki 7° sunkioms tekstūroms.

Kokią susitraukimo normą naudoti nerūdijančiam plienui?

Tipinė linijinė pašalpa yra 1.9%–2,5%; patvirtinkite liejykloje ir sureguliuokite po bandomųjų liejinių.

Kada yra pateisinamas degtukų plokštelės modelis?

A: Kai reikalingas automatizavimas ir didelis pakartojamumas – paprastai nuo šimtų iki dešimčių tūkstančių dalių per metus. Nutraukimas priklauso nuo įrankių kainos, palyginti su. numatomas kiekis.

Kokia yra tipinė metalinio rašto naudojimo trukmė?

Aliuminio raštai trunka 10 000–100 000 ciklų (vidutinis tūris), o plieno raštai ištveria 100 000–1 000 000 ciklų (didelis tūris, Pvz., automobilių masinė gamyba).

Ar 3D atspausdinti raštai gali pakeisti tradicinius metalinius raštus?

Mažam ir vidutiniam garsui (<10,000 dalys), taip – ​​3D atspausdinti raštai sutrumpina pristatymo laiką 70–90 %.

Dideliam garsumui (>100k dalių), metaliniai raštai išlieka pranašesni dėl savo ilgaamžiškumo ir mažesnės dalies kainos.