Die casting tervezési útmutató – Lyuk

1. Bevezetés

Casting egy olyan gyártási folyamat, amely híres a komplex előállításának képességéről, nagy pontosságú fém alkatrészek skálán.

A sajtoló alkatrészek sok tervezési eleme között, A lyukak olyan döntő tulajdonságok, amelyek különféle mechanikai és szerkezeti célokat szolgálnak.

Viszont, Lyukak megtervezése a castinghoz gondosan mérlegelést igényel a gyártási kihívások, például a deformáció elkerülése érdekében, zsugorodás, vagy túlzott szerszámok kopása.

Ez az útmutató a lyukak megtervezésének bevált gyakorlataiba kerül.

Ezen alapelvek követésével, A tervezők robusztus és költséghatékony alkatrészeket hozhatnak létre, miközben minimalizálják a termelési problémákat.

2. A lyukak szerepe a castingban

A lyukak integrált tervezési tulajdonságok sok szerszámot tartalmazó alkatrészben, Különböző funkcionális és szerkezeti célok kiszolgálása.

Rögzítés és összeszerelés

• A lyukakat gyakran használják a csavarok befogadására, csavarozók, és szegecsek, A biztonságos kapcsolatok engedélyezése az összeszerelésekben.
• Példa: Az olyan autóalkatrészek, mint a motorházak, gyakran átmenő lyukak vannak felszereléshez vagy rögzítéshez.

Súlycsökkentés

• A stratégiailag elhelyezett lyukak csökkentik a szerelt rész teljes súlyát anélkül, hogy veszélyeztetnék annak erejét.
• Ez különösen kritikus az olyan iparágakban, mint a repülőgép- és az autóiparban, Ahol a súlymegtakarítás hozzájárul a jobb teljesítményhez és hatékonysághoz.

Útválasztás és átjárók

• A lyukak csatornákként szolgálhatnak a folyadékokhoz, vezetékek, vagy légáramlás komplex rendszerekben.
• Példa: Az elektronikában levő hűvös hűvös uszonyok gyakran szellőzőnyílásokkal rendelkeznek a termálkezelés fokozására.

Igazítás és pozicionálás

• A precíziós lyukak biztosítják a pontos igazítást az összeszerelés során, hozzájárulva a végtermék általános funkcionalitásához.

3. Lyukak típusai a castingban

Lyukakon keresztül

A lyukakon keresztül teljesen behatolnak az alkatrészbe, Alapvető útvonalakként szolgálva a kötőelemekhez vagy az alkatrészekhez való csatlakozáshoz.

Ezek a lyukak egyszerűsítik a megmunkálási folyamatokat és biztosítják a megbízható kapcsolatokat.

Például, A lyukakon keresztül csavarokat vagy csavarokat képes befogadni, Erős és biztonságos mellékletek biztosítása.

Vaklyukak

Vaklyukak, amelyek nem mennek végig a részen keresztül, Kínáljon sokoldalú segédprogramot.

Gyakran betétekhez vagy részleges rögzítéshez használják, lehetővé téve a belső struktúrák karbantartását, miközben továbbra is rögzítési pontokat biztosít.

Egy általános alkalmazás magában foglalja a ház menetes betéteket az elektronikus alkatrészek biztosításához.

Menetes lyukak

A menetes lyukak belső szálakkal rendelkeznek, amelyeket kifejezetten a kötőelemekhez terveztek.

A szálak kialakításának pontossága kritikus fontosságú a szálak pontos elkötelezettségének és a biztonságos kapcsolatoknak a biztosítása érdekében.

Olyan iparágakban, mint az űrrepülés, Ahol a megbízhatóság kiemelkedő fontosságú, A menetes lyukak pontossága közvetlenül befolyásolhatja a biztonságot és a teljesítményt.

Alsó lyukak

Alsó lyukak, nem egyenletes keresztmetszetükkel, Egyedi kihívást jelent.

Fejlett sajtolószerzési technikák, mint például csúszó magok vagy oldható magok, lehetővé tegye ezeknek a formáknak a megvalósítását.

A bonyolultság ellenére, Az alsó lyukak használják a speciális alkalmazásokban való felhasználást, olyan megoldásokat kínál, ahol a standard lyuk formák elmaradnak.

4. Tervezési iránymutatások a casting lyukakhoz

A megfelelő lyuk kialakítása elengedhetetlen a gyárthatóság biztosításához, szerkezeti integritás, és a sajtó-adagú alkatrészek költséghatékonysága.

Az alábbiakban bemutatjuk a részletes útmutatásokat, amelyeket a tervezőknek követniük kell:

Fenntartja a minimális falvastagságot

Annak biztosítása érdekében, hogy az alkatrész ereje és elkerülje a hibákat, mint például a repedések vagy a fúrás, Tartson elegendő falvastagságot a lyukak körül.

• A lyukat körülvevő falvastagságnak legalább 1.5 A lyuk átmérőjének szorzata (D) vagy a alkatrész vastagsága (T), bármi is nagyobb.
• Például, Ha a lyuk átmérője van 4 mm, A környező fal vastagságának legalább 6 mm.

A nem megfelelő falvastagság veszélyeztetheti a rész szerkezeti integritását, különösen stressz vagy hőterhelés esetén.

Ragaszkodjon a lyuk átmérőjéhez és a mélységhatárhoz

A Die Castingnak az anyag- és penész -tervezési korlátok tulajdonságai miatt a lyukak méretének és mélységének korlátozása van.

• Alumíniumötvözetek:

• • Minimális lyukátmérő: ~ 2,5 mm
  • Maximális lyuk mélysége: ~ 5 × átmérő

• Cinkötvözetek:

• • Minimális lyukátmérő: ~ 1,5 mm
  • Maximális lyuk mélysége: ~ 6 × átmérő

• Magnéziumötvözetek:

• • Minimális lyukátmérő: ~ 3,0 mm
  • Maximális lyuk mélysége: ~ 4 × átmérő

Az ezeket a dimenziókat meghaladó lyukakat, fontolgat:

• Másodlagos megmunkálás: Fúrás vagy ream utóviszonyok a pontos méretek elérése érdekében.
• Lépcsős lyuk kialakítás: Használjon több átmérőjű lyuk kialakítását a mélység csökkentésére a funkcionalitás feláldozása nélkül.

Gondoskodjon a megfelelő távolságról és elhelyezésről

A lyukak közötti távolság, rés, szélek, és más tulajdonságoknak elegendőnek kell lenniük a penész erősségének fenntartásához és a hibák megelőzéséhez:

• Lyukak között: A távolságnak ≥nak kell lennie 1.5 × t vagy 1.5 × D, bármi is nagyobb.
• Lyuk a szélig: A távolságnak ugyanazokat az irányelveket kell követnie, hogy elkerülje a penészhiba gyenge pontjait.

Például, Ha a lyuk átmérője van 4 mm és az alkatrész vastagsága az 3 mm, A két lyuk közötti távolságnak legalább 6 mm.

Tartalmazza a vázlat szögeit a penészkibocsátáshoz

A vázlatok megkönnyítik az öntött rész könnyű eltávolítását az öntőformából, A szerszámok kopásának csökkentése.

• Tipikus vázlatszög: 1-3° lyukakhoz.
• A mélyebb lyukakhoz nagyobb vázlat szöget ajánlott a sima felszabadulás biztosítása érdekében.

Használjon okosan a magcsapokat

A magcsapok lyukakat képeznek az öntés során, de termikus és mechanikai feszültségeknek vannak kitéve. A hatékonyság maximalizálása érdekében:

• Választhat rövidebb csapok A nagyobb stabilitás érdekében.
• Használat hővel kezelt acél vagy nagy szilárdságú ötvözetek a magcsapok anyagához, hogy ellenálljanak a deformációnak és a kopásnak.
• Tervezze meg a csapokat filékkel az alapjukon, hogy csökkentse a stresszkoncentrációkat.

Megakadályozzák a mosogató jeleket

Süllyedő jelek akkor fordulnak elő, amikor a vastag szakaszok egyenetlenül lehűlnek, Felszíni hibák létrehozása. A lyukak megfelelő elhelyezése és a rész vastagságának egységessége ezt megakadályozhatja:

• Kerülje a lyukak elhelyezését nehéz vagy vastag szakaszok közelében.
• Használjon bordázást vagy más tervezési funkciókat az egyenletes hűtés elősegítéséhez.

Igazítsa a lyukakat az optimális teljesítmény érdekében

Győződjön meg arról, hogy a lyukak igazodnak a penész elválasztó vonalához a szerszámok egyszerűsítése és az eltérés megakadályozása érdekében.

• Az eltérő lyukak növelik a mag tű elhajlásának kockázatát, pontatlan dimenziókhoz vezet.
• Ha az eltérés elkerülhetetlen, Szükség van a másodlagos megmunkálásra, A termelési idő és a költségek növelése.

Számolja el a menetes vagy alsó lyukakat

A menetes és alsó lyukak további megfontolásokat igényelnek:

• A menetes lyukak általában utólag vannak felszerelve, mivel a casting során pontos szálak elérésének nehézsége van.
• Az alsó lyukaknak fejlett szerszám mintákat igényelnek, és növelhetik a szerszámok bonyolultságát és költségeit.

A másodlagos műveletek tervezése

Míg a casting a háló közeli alakjait képes előállítani, Egyes lyukakhoz a szigorúbb toleranciák elérése érdekében végezhetnek befejezési műveleteket:

• Fúrás: Nagy pontosságú vagy sima belső felületeket igénylő lyukakhoz.
• Romboló: A szigorúbb dimenziós pontosság és a felületminőség érdekében.

5. Anyagi megfontolások

Az anyag megválasztása a castingban jelentősen befolyásolja a lyukak kialakítását és teljesítményét az öntött részekben.

Különböző anyagok változó termikus tulajdonságokat mutatnak, zsugorodási sebesség, és erősségek, mindegyik befolyásolja a lyuk kialakítását és funkcionalitását.

Merüljünk be, hogy a szokásos sajtó anyagok, mint például az alumínium, mennyire alumínium, cink, és a magnézium befolyásolja a lyuk kialakítását.

Alumíniumötvözetek

Az alumíniumötvözeteket széles körben használják a castingban, kiváló szilárdság-súly arányuk miatt, korrózióállóság, És jó mechanikai tulajdonságok.

Amikor a lyuktervezésről van szó:

• Zsugorodási sebesség: Az alumíniumnak viszonylag alacsony a zsugorodási sebessége más anyagokhoz képest, lehetővé téve a kisebb lyuk átmérőjét anélkül, hogy veszélyeztetné a szerkezeti integritást.
  Az alumínium tipikus zsugorodási sebessége körül van 0.5% -hoz 0.7%, ami azt jelenti, hogy a tervezők kissé szigorúbb toleranciákat tervezhetnek.
• Hővezető képesség: Nagy hővezetőképességgel, Az alumínium gyorsan lehűl, A mosogató jelek kockázatának csökkentése.
  Viszont, Ez a gyors hűtés azt is jelenti, hogy a lyukak közelében lévő vastag szakaszok egyenetlenül lehűlhetnek, olyan potenciális kérdésekhez vezet, mint a megsemmisítés vagy a repedés.
  A lyukak körüli egyenletes falvastagság biztosítása segít enyhíteni ezeket a kockázatokat.
• Erő és tartósság: Az alumínium velejáró erőssége alkalmassá teszi a robusztus menetes lyukakra vagy a rögzítésre történő lyukakon keresztüli alkalmazásokra.
  Például, A 6061 Az alumíniumötvözet ellenáll a jelentős szakító feszültségnek, ideálissá teszi a kritikus lyukakkal rendelkező rakományt hordozó alkatrészekhez.

Cinkötvözetek

A cinkötvözetek kedveznek a kiváló castilitásuk és a finom részletek reprodukciója miatt, Megfelelővé teszi őket a kis lyukakkal ellátott bonyolult mintákhoz:

• Zsugorodási sebesség: A cink magasabb zsugorodási sebességet mutat, mint az alumínium, jellemzően körül 0.8% -hoz 1.2%.
  Ez azt jelenti, hogy a tervezőknek nagyobb juttatásoknak kell számolniuk a lyuk méreteinek meghatározásakor a pontos végső méretek biztosítása érdekében az öntés után.
• Termikus tulajdonságok: A cink alacsonyabb hővezetőképességgel rendelkezik az alumíniumhoz képest, lassabb hűtési időkhöz vezet.
  Bár ez segíthet csökkenteni a mosogató jeleket, Ez azt is szükséges, hogy a hűvös csatornák gondos megfontolása legyen a szerszám kialakításában, hogy megakadályozzák a lyukak körüli forró foltokat.
• A megmunkálás könnyűsége: A cink lágyabb természete megkönnyíti a szálak és más funkciók könnyebb megmunkálását.
  Ez a tulajdonság előnyös a pontos menetes lyukak vagy alulkísérletek létrehozásához, amelyek nehezebb anyagokkal kihívást jelentenek.

Magnéziumötvözetek

A magnézium a legkisebb sűrűséggel rendelkezik a szokásos módon használt anyagok között, vonzó választássá teszi a könnyű alkalmazások számára:

• Zsugorodási sebesség: A magnézium mérsékelt zsugorodási sebessége van, hozzávetőlegesen 0.4% -hoz 0.6%, ami valamivel alacsonyabb, mint a cink, de összehasonlítható az alumíniummal.
  A tervezőknek egyensúlyba kell hozniuk ezt a zsugorodást az erős lyukszerkezetek szükségességével, Különösen súlyérzékeny alkalmazásokban.
• Termikus tágulás: A magnézium magasabb hőtágulási együtthatója van az alumíniumhoz és a cinkhez képest.
  Ez a tulajdonság dimenziós változásokhoz vezethet a fűtési és hűtési ciklusok során, befolyásolja a lyuk igazítását és illeszkedését.
  Megfelelő tervezési szempontok, például rugalmas ízületek beépítése vagy betétek használata, elősegítheti ezeket a variációk befogadását.
• Erő és fáradtság ellenállás: Annak ellenére, hogy könnyű, A magnézium jó szilárdságot és fáradtság ellenállást biztosít, Megfelelővé teszi dinamikus alkalmazásokhoz, ahol a lyukak ismétlődő terhelést viselnek.
  A vastagabb falakkal vagy bordákkal rendelkező lyukak körüli megerősítő területek javíthatják a tartósságot.

6. A szerszám casting lyukakkal kapcsolatos kihívások

A lyukak megtervezése az öntött alkatrészekben egyedülálló kihívásokkal jár, amelyek, Ha nem címzik, veszélyeztetheti a szerkezeti integritást, funkció, és az alkatrész gyárthatósága.

Az alábbiakban bemutatjuk ezeknek a kihívásoknak a mélyreható feltárását:

Zsugorodás és dimenziós variabilitás

A szerszám-adagolás folyamatának hűtési fázisa alatt, az olvadt fém zsugorodik, amikor megszilárdul. Ez a zsugorodás eredményezheti:

• Következetlen dimenziók: A lyukaméretek kisebbek lehetnek a tervezettnél, Vezető összeszerelési kérdésekhez.
• A toleranciaon kívüli eredmények: A szűk toleranciákkal rendelkező precíziós alkatrészek gyakran szükségük van az utóvázadásra, hogy kijavítsák ezeket az eltéréseket.

Adat betekintése: Alumíniumötvözetekhez, A lineáris zsugorodás terjedhet 0.6% -hoz 1.0%. Ezt a variabilitást figyelembe kell venni a tervbe a pontos lyuk méreteinek biztosítása érdekében.

Magcsap deformáció és törés

A lyukakat magcsapok felhasználásával alakítják ki a sajtoló formában. Viszont:

• Vékony és hosszú magcsapok: Ezek kiszolgáltatottak a hajlításra, deformáció, vagy akár az öntés során gyakorolt ​​nagy termikus és mechanikai feszültségek miatti törés.
• A magas hőmérsékletű olvadt fém hatása: Az olvadt fém nyomása és hője veszélyeztetheti a magcsap stabilitását, befolyásolja a lyukkonzisztenciát.

Enyhítési stratégia: Használjon lépcsős lyuk mintákat a mély lyukakhoz, vagy vastagabb, Rövidebb magcsapok a tartósság fokozása érdekében.

Flash képződés a lyukak körül

A Flash a felesleges anyagra utal, amely a penész résein keresztül szivárog. Lyukak körül, A flash vezethet:

• Extra megmunkálási igények: A Flash eltávolítása növeli a termelési időt és a költségeket.
• Csökkentett esztétikai vonzereje: A Flash a felszíni kivitelben felveheti, ami kritikus a látható vagy nagy teljesítményű alkatrészekhez.

Megelőző intézkedés: Gondoskodjon a penész pontos tömítésének és a megfelelő szorítóerők használatához a flash képződmény minimalizálásához.

Az eltérés és a helymeghatározási hibák

A lyukak az öntési folyamat során elmozdulhatnak, vagy tévesen állíthatók be:

• Forma kopás: A gyakori használat lebonthatja a formákat, ami pozicionális pontatlanságokat eredményez.
• Nem megfelelő alapcsapok elhelyezése: Az eltérő csapok a középpont nélküli vagy szögletes lyukakhoz vezetnek.

Hatás: Az eltérés megzavarhatja az összeszerelést, Növelje a másodlagos műveletek igényét, és csökkentse az alkatrész funkcionalitását.

A lyukak felszíni hibái

Felületi hiányosságok, például porozitás, érdesség, vagy a mosogató jelek gyakori kihívások:

• Porozitás: A casting során csapdába esett gáz üregeket hozhat létre a lyukak belsejében, Gyengesítve szerkezeti integritásukat.
• Durva belső felületek: A rossz penész kialakítása vagy a nem megfelelő kenés durva lyukfalakhoz vezethet, befolyásolva a precíziós alkalmazások teljesítményét.
• Süllyedő jelek: A nem megfelelő lyuk -elhelyezés a falvastagsághoz viszonyítva felületi bemélyedésekhez vezethet.

Túlzott hőkoncentráció

A lyukak stresszkoncentrátorként működhetnek az öntési folyamat során. A lyukak közelében lévő termikus gradiensek okozhatják:

• Reccsenés: A gyors hűtés és az egyenetlen megszilárdulás repedéseket válthat ki a lyukak közelében.
• Anyaggyengítés: A lyuk körüli koncentrált területeken a magas hőmérsékletek elhúzódó kitettsége veszélyeztetheti az anyag tulajdonságait.

Tipp: Használjon számítógépes szimulációkat a hőeloszlás előrejelzéséhez és a penésztervek finomításához e kockázatok enyhítéséhez.

Költség- és időbeli következmények

A lyukak kihívásai a castingban gyakran megnövekedett termelési költségekké válnak:

• Kiegészítő megmunkálás: A hibák kijavítása vagy a pontos toleranciák elérése másodlagos folyamatokat igényel, mint például a fúrás vagy a fúrás.
• Forma karbantartás: Az alapcsapok és formák gyakori javítása vagy pótlása növelheti a karbantartási költségeket.

Statisztikai: A másodlagos megmunkálás 20–30%-kal növelheti az alkatrészköltségeket, Hangsúlyozva a pontos lyuk kialakításának fontosságát a kezdeti szakaszokban.

7. Bevált gyakorlatok a casting lyuk kialakításához

Szabványosított dimenziók és toleranciák

A szabványosított dimenziók és toleranciák elfogadása egyszerűsíti a tervezési folyamatot, és biztosítja a meglévő gyártóberendezésekkel való kompatibilitást.

Az olyan ipari szabványok követése, mint az ASME vagy az ISO által meghatározott, korszerűsítheti a termelést és csökkentheti a hibákat.

E szabványok következetes betartása megkönnyíti az ellátási lánc integrációját és minimalizálja a költséges hibák kockázatát.

Szimuláció és prototípus készítése

A szimulációs szoftver és a prototípus készítése lehetővé teszi a tervezők számára, hogy teszteljék a lyukak tervezését és korai azonosíthatók a lehetséges problémákkal.

A szimulációs eszközök modellezhetik, hogy a különböző lyukakonfigurációk hogyan viselkednek valós körülmények között, Segít a tervek optimalizálásában, mielőtt elkötelezi magát a teljes méretű termelés mellett.

A prototípus készítése kézzelfogható bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a formatervezés mennyire fog teljesíteni, Értékes betekintést nyújt a finomításhoz.

Együttműködés a gyártókkal

A sajtócsillapító gyártókkal való szoros együttműködés felbecsülhetetlen értékű szakértelemmel jár az asztalhoz.

Tapasztalataik kiemelhetik a gyakorlati tervezési szempontokat, és olyan fejlesztéseket javasolhatnak, amelyek esetleg nem azonnal nyilvánvalóak.

Az együttműködési erőfeszítések jobban tájékozott döntésekhez vezetnek, végül olyan magasabb minőségű termékeket eredményez, amelyek megfelelnek mind a teljesítmény, mind a gyárthatósági követelményeknek.

8. Következtetés

A lyukak megtervezése az öntött alkatrészekben egy összetett, mégis kritikus feladat, amely a részletekre figyelmet igényel.

Az átmérőjű iránymutatások betartásával, mélység, távolság, és anyagválasztás, A tervezők kiváló minőségű alkatrészeket tudnak előállítani, miközben minimalizálják a költségeket és a gyártási kihívásokat.

Ezen alapelvek integrálása a tervezési szakasz elején tartós biztosítja, költséghatékony alkatrészek, A hatékony termelés és az elégedett ügyfelek előkészítése.

Ha bármilyen igénye van a szerszámot készíti termékekkel kapcsolatban, Kérjük, nyugodtan bátran vegye fel velünk a kapcsolatot.