5 Typy vzorových povolenek při odlévání

1. Zavedení

Vzorové přídavky jsou zásadní pro odlévání kovů, zajištění, že konečný produkt vyhovuje konstrukčním specifikacím navzdory přirozenému chování materiálu a procesu.

Kovový odlitek podléhá smršťování, Tepelná roztažení, plísňové tření, a požadavky na následné zpracování, takže je nezbytné záměrně upravit rozměry vzoru před výrobou.

Pochopení a použití správných přídavků zlepšuje rozměrovou přesnost, povrchová úprava, a mechanický výkon, snižuje zmetkovitost, a optimalizuje efektivitu výroby.

2. Co jsou vzorové povolenky?

Vzorové přídavky jsou záměrné rozměrové úpravy odlévacích vzorů pro kompenzaci předvídatelných změn, ke kterým dochází během procesu odlévání.

Když roztavený kov tuhne a chladne, jeho rozměry přesně neodpovídají původnímu vzoru kvůli faktorům, jako je např srážení, zkreslení, plísňové tření, a operace následného zpracování.

Vzorové přídavky zajišťují, že hotový odlitek splňuje konstrukční specifikace.

V podstatě, Úpravy vzorů jsou vestavěné „korekce“ aplikované na vzor, ​​které je třeba zohlednit:

• Kovové smrštění při tuhnutí
• Obráběcí nebo dokončovací operace které odstraňují materiál
• Úhly ponoru potřebné pro snadné odstranění plísní
• Zkreslení nebo deformace během chlazení
• Další vrstvy z nátěrů, Posunutí, nebo tepelné úpravy

Pečlivým výpočtem a uplatněním těchto příspěvků, slévárny mohou vyrábět odlitky, které jsou rozměrně přesné, funkční, a nákladově efektivní, i pro složité tvary nebo vysoce přesné součásti.

Správně navržené přídavky snižují přepracování, šrotovné, a zlepšit celkovou efektivitu výroby.

3. Typy vzorových povolenek

Vzorové přídavky jsou záměrné úpravy rozměrů aplikován na odlévací vzory, aby bylo zajištěno, že finální odlitky přesně odpovídat konstrukčním požadavkům, kompenzovat chování materiálu při tuhnutí, a ubytovat se Operace po odcizení.
Každý typ příspěvku má a zřetelný účel, řešení konkrétních jevů v procesu odlévání.
Správně navržené přídavky jsou nezbytné pro minimalizace defektů, snížení přepracování, a zajištění funkčního výkonu litých komponentů.

Pomoc s smršťováním

• Účel: Abych to kompenzoval kontrakce kovu při tuhnutí a ochlazování.
  Bez přídavku na smrštění, odlitky budou menší, než bylo zamýšleno, potenciálně nesplňuje specifikace návrhu.
  Přídavek na smrštění zajišťuje rozměrová přesnost, funkční střih, a kompatibilita s protilehlými díly.

  

• Mechanismus:
  Přídavek na smrštění kompenzuje zmenšení objemu při tuhnutí a chlazení.

• • Kapalné smrštění: Jak se roztavený kov ochlazuje na teplotu solidu, Atomy se pohybují blíže k sobě, způsobující a snížení hustoty.
    Umístění stoupačky zajišťuje, že roztavený kov z podavačů živí zmenšující se oblasti, předcházení vzniku dutin.
  • Pevné smrštění: K dalšímu smrštění dochází, když se ztuhlý kov ochladí na okolní teplotu.
    Předimenzování vzoru odpovídá za to rozšíření původních rozměrů vzoru úměrně k rychlostem smrštění specifickým pro materiál.
  • Tepelné gradienty a tloušťka řezu: Silnější části chladnou pomaleji, což vede k rozdílnému smrštění.
    Správný design vzor zahrnuje variabilní předimenzování, zajištění jednotných rozměrů v tenkých a tlustých oblastech.

Příklady smrštění specifického pro materiál:

Význam: Přesná předpověď smrštění zabraňuje defektům jako pórovitost, praskliny, nebo špatně sedí, zvláště v Aerospace, automobilový průmysl, a průmyslové komponenty.

Přídavek na obrábění

• Účel: Poskytnout další materiál na kritických površích, aby to bylo zajištěno obrábění po lití dosáhne přesné konečné rozměry a kvalita povrchu.
  Bez přídavku na obrábění, odlitky mohou selhat rozměrové tolerance kvůli drsnosti povrchu, nepravidelnosti plísní, nebo menší změny smrštění.

  

• Mechanismus:
  Přídavek na obrábění poskytuje extra materiál na funkčních površích kompenzovat:

• • Nerovnosti povrchu: Pískové nebo zatmelovací formy vnášejí drsnost a drobné rozměrové odchylky. Extra tloušťka umožňuje úběr materiálu pro dosažení přesných tolerancí.
  • Opravy po castingu: Variace smršťování, drobné pokřivení, nebo lokalizované vady jsou opraveny během obrábění, zajistit, aby konečná geometrie odpovídala konstrukčnímu návrhu.
  • Předvídatelné odstranění: Mezi vzory patří a předem vypočítaná tloušťka pro otáčení, frézování, nebo broušení, zajišťuje rovnoměrnou hloubku obrábění a zamezuje nadměrnému obrábění.

• Typický rozsah: 1–5 mm v závislosti na materiálu a požadavcích na toleranci.
• Dopad: Zajišťuje funkční integrita přesných komponentů, jako jsou ozubená kola, hřídele, nebo příruby.

Poplatky

• Účel: Chcete-li povolit hladké a nepoškozené odstranění vzoru z dutiny formy.
  Přídavek na průvan zabraňuje škrábání, trhání, nebo porušení stěn formy, což by mohlo mít za následek povrchové vady nebo rozměrové nepřesnosti.

• Mechanismus:
  Návrh příspěvku zavádí a mírné zkosení na svislých nebo téměř svislých plochách vzoru:

• • Snížení tření: Kužel se zmenšuje tření mezi pevnými stěnami formy a vzorem při extrakci.
  • Minimalizované poškození plísní: Zabraňuje trhání, protahování, nebo praskání pískových forem nebo skořepinových forem, udržování celistvost dutiny.
  • Rovnoměrné úběrové síly: Zajišťuje, aby se tenké stěny a složité prvky nelepily, dovolující konzistentní rozměrová přesnost přes více odlitků.
  • Optimalizace úhlu: Úhel úkosu je určen na základě kovový typ, materiál formy, a výška stěny, typicky 1–3° pro kovy, vyšší pro plasty nebo pryskyřice.

• Dopad: Snižuje míry odmítnutí, minimalizuje opotřebení plísní, a umožňuje vysoká opakovatelnost ve výrobě, zejména pro složité nebo vysoké odlitky.

Poplatek za zkreslení

• Účel: Abych to kompenzoval geometrická deformace způsobené nerovnoměrné chlazení, vnitřní napětí, nebo diferenciální smrštění.
  Bez přídavku na zkreslení, dlouhé nebo tenkostěnné odlitky se mohou deformovat, kroutit, nebo ohnout, vedoucí k nesouosost, montážní problémy, nebo odmítnutí.

• Mechanismus:
  Účtuje přídavek na zkreslení deformace způsobené nerovnoměrným chlazením nebo zbytkovým napětím:

• • Gradienty tepelné kontrakce: Jako tlusté a tenké části se ochlazují různými rychlostmi, vnitřní napětí může způsobit deformaci nebo ohyb. Předem zdeformované vzory působí proti očekávanému zkreslení.
  • Uvolnění stresu: Předvídáním vzory zbytkového napětí, vzor je záměrně navržen s geometrií, která po ochlazení obnoví požadovaný tvar.
  • Nastavení řízené simulací: Moderní slévárny používají tepelné a strukturální simulace předpovídat zkreslení a vypočítat přesné odchylky vzoru.

• Aplikace: Kritický v asymetrické komponenty, velké rámy, a skříně turbín.

Příspěvek na rapování

• Účel: Vyúčtovat mírné zvětšení nebo zkreslení dutin plísní způsobených síla použitá při odstraňování vzoru (rapování).
  Bez tohoto příspěvku, tenké stěny nebo složitá jádra zhroucení nebo deformace, snížení přesnosti rozměrů.

• Mechanismus:
  Příspěvek na rapování kompenzuje zvětšení dutiny způsobené mechanickými silami při odstraňování vzoru:

• • Přenos síly: Když je vzor extrahován, energie se přenáší do materiálu formy, mírné stlačení nebo natažení stěn formy.
  • Materiálově specifická reakce: Uvolněné pískové formy nebo jemné skořepinové formy se mohou deformovat působením extrakčních sil.
    Vzor je mírně poddimenzovaný v kritických oblastech tak, aby dutina po oklepání odpovídala konstrukčním rozměrům.
  • Tenkostěnná ochrana: Zajišťuje, že jemné prvky zůstanou nedotčené, prevence rozbití nebo povrchové vady při odformování.

• Aplikace: Zvláště důležité pro zelené pískové formy a složité geometrie.

Přídavek na obrábění nebo konečnou úpravu pro povlakování nebo pokovování

• Účel: Poskytnout další materiál k kompenzovat materiální ztráty během povrchová úprava, Elektroplatování, nebo tvrdé povlaky.
  Tím je zajištěno konečný odlitek zůstává v rozměrových tolerancích po odstranění nebo nanesení povlaku.

• Mechanismus:
  Přídavek na dokončení to zajišťuje materiál odstraněný při povrchové úpravě nesnižuje rozměrovou přesnost:

• • Uložení nebo odstranění materiálu: Elektroplatování, malování, nebo leštění může změnit rozměry povrchu.
    Extra tloušťka na vzoru zajišťuje konečné rozměry zůstávají v toleranci po nátěru nebo povrchové úpravě.
  • Jednotný příspěvek: Mezi vzory patří a vypočítaná marže, typicky 0,05-0,2 mm, přizpůsobení variabilitě procesu.
  • Rozhodující pro úzké tolerance: Zvláště důležité pro letectví a kosmonautiku, automobilový průmysl, nebo ozdobné části kde celistvost povrchu a rozměrová přesnost jsou kritické.

• Typické hodnoty: 0.05–0,2 mm v závislosti na typu a tloušťce povlaku.
• Aplikace: Automobilové obložení, Aerospace komponenty, nebo vyžadující dekorativní kování vysoká kvalita povrchu a odolnost proti korozi.

4. Faktory ovlivňující vzorové povolenky

Vzorové přídavky jsou záměrné úpravy rozměrů aplikované na odlévací modely, aby se zajistilo, že konečný odlitek splňuje konstrukční specifikace.

Velikost a typ povolenek závisí na kombinaci Materiálové vlastnosti, metoda odlévání, geometrie, a požadavky na následné zpracování.

Materiálové vlastnosti

• Tepelná expanze a kontrakce: Kovy a slitiny se při zahřívání roztahují a při tuhnutí smršťují.
  Slitiny s vysokou teplotou tavení, jako je nerezová ocel a oceli s vysokým obsahem uhlíku, mohou vyžadovat větší přídavky na smrštění než kovy s nízkou teplotou tání, jako je hliník nebo zinek.
• Chování tuhnutí: Materiály s výraznou kontrakcí kapaliny na pevnou látku (NAPŘ., manganová ocel, zinek) vyžadují přesné přídavky, aby se zabránilo vnitřním dutinám nebo rozměrovým nepřesnostem.
• Fázové transformace: Slitiny, které procházejí přeměnami v pevné fázi (NAPŘ., tvorba perlitu v ocelích) může dojít k dalšímu smrštění, ovlivňování výpočtů povolenek.

Metoda obsazení

• Lití písku vs.. Investiční obsazení: Pískové formy jsou více porézní a stlačitelné, často snižuje potřebu odvodů, zatímco vytavitelné lití s ​​pevnými keramickými formami vyžaduje pečlivě vypočítané přídavky na tah a smrštění.
• Trvalé vs. Spotřební formy: Spotřební formy (NAPŘ., zelený písek nebo ztracený vosk) může vyžadovat větší tolerance jak pro smrštění, tak pro deformaci, zatímco trvalé plísně (ocel nebo litina) jsou rozměrově stabilní, umožňující přísnější tolerance.

Geometrie a tloušťka řezu

• Složité tvary: Tenké stěny, dlouhá žebra, nebo hluboké dutiny mohou způsobit nerovnoměrné chlazení a lokalizované smrštění, vyžadující přídavky na zkreslení a rapování.
• Variace sekce: Velké rozdíly v tloušťce průřezu mohou vést k rozdílnému smršťování; silnější části tuhnou pomaleji, potenciálně způsobit stopy po potopení, zatímco tenčí části se mohou rychle ochlazovat a méně smršťovat.

Požadavky na obrábění a konečnou úpravu

• Přídavky obrábění: Díly, které projdou obráběním po odlití (NAPŘ., příruby, nosné plochy) vyžadují přidaný materiál, typicky 1–3 mm v závislosti na slitině a procesu obrábění.
• Povolení na povlakování nebo pokovování: Pro kompenzaci tloušťky povlaků mohou být přidány další přídavky, Eloxování, nebo operace pokovování.

Manipulace a odstranění vzoru

• Návrh povolenek: Vzory musí zahrnovat úhly úkosu, aby bylo umožněno hladké vyjmutí z forem bez poškození dutiny formy.
  Požadovaný tah se liší podle typu formy a materiálu: 1–3° pro kovy v pískových formách, 2–5° pro tuhé zatavovací formy.
• Příspěvek na rapování: Nadměrná síla při odstraňování formy může způsobit deformaci; přídavky mohou kompenzovat mírné deformace formy při vyhazování.

Podmínky prostředí a procesu

• Teplota a vlhkost: Formy jako písek nebo omítka se roztahují nebo smršťují s obsahem vlhkosti, ovlivňující rozměrovou přesnost.
• Slévárenské praxe: Rychlosti chlazení, zhutnění plísní, a předehřívání formy může jemně ovlivnit přídavky vzoru, zejména u vysoce přesných nebo velkorozměrových odlitků.

5. Společné výzvy a osvědčené postupy

Přídavky vzoru jsou nezbytné pro zajištění přesných odlitků, ale jejich nesprávné použití může vést k rozměrové chyby, vady, a zvýšené náklady.

6. Závěr

Vzorové přídavky jsou rozhodující pro úspěch castingu, přímo ovlivňující rozměrovou přesnost, Mechanický výkon, a efektivitu výroby.

Pochopení a použití **pěti primárních typů – smrštění, obrábění, návrh, zkreslení, a přídavky na klepání/potahování—**pomáhá inženýrům a slévárenským profesionálům vyrábět vysoce kvalitní, bezvadné odlitky.

Integrace povolenek s moderní simulací a robustní kontrolou kvality zajišťuje konzistentní, nákladově efektivní výroba, i pro složité geometrie a vysoce výkonné materiály.

 

Časté časté

Co je nejdůležitější přídavek vzoru?

Přídavek na smrštění je nejkritičtější, protože přímo řeší objemovou kontrakci kovu během ochlazování.

Nesprávný přídavek na smrštění vede k poddimenzovaným odlitkům, které jsou často sešrotovány nebo vyžadují nákladné opravy svařováním.

Jak se vypočítá přídavek na smrštění?

Přídavek na smrštění se vypočítá jako lineární procento jmenovitého rozměru odlitku:

Rozměr vzoru = jmenovitý rozměr × (1 + míra smrštění). Například, A 100 mm díl z šedé litiny (1.0% srážení) vyžaduje a 101 vzor mm.

Proč je nutný návrh příspěvku?

Přídavek na průvan zabraňuje poškození formy a deformaci vzoru při odstraňování.

Bez průvanu, tření mezi vzorem a pískem formy může způsobit erozi písku nebo rozbití vzoru, vedoucí k vadným odlitkům.

Kolik přídavku na obrábění je potřeba pro investiční lití?

Investiční odlitek má hladký povrch jako litý (Ra 1,6–3,2 μm), takže přídavek na obrábění je menší (0.5–1,5 mm pro vnější povrchy) ve srovnání s litím do písku (2–4 mm).

Kdy je požadován přídavek na zkreslení?

Pro asymetrické je potřeba tolerance zkreslení, tenkostěn, nebo odlitky z oceli s vysokým obsahem uhlíku, kde nerovnoměrné chlazení nebo fázové přeměny způsobují deformaci. Často se určuje pomocí simulace nebo zkušebních odlitků.

Co je příspěvek na rap, a proč je malý?

Přídavek na oklepávání kompenzuje zvětšení dutiny formy během oklepávání vzoru.

je malý (0.1-0,5 mm) protože změny dutiny vyvolané oklepáváním jsou minimální ve srovnání se smrštěním nebo přídavkem na obrábění.