5 Modeļu piemaksu veidi liešanā

1. Ievads

Modeļa piemaksas ir būtiskas metāla liešana, nodrošinot, ka galaprodukts atbilst konstrukcijas specifikācijām, neskatoties uz materiāla un procesa raksturīgo uzvedību.

Metāla liešana ir pakļauta saraušanai, termiskā izplešanās, pelējuma berze, un pēcapstrādes prasības, tādēļ ir būtiski pirms ražošanas apzināti mainīt modeļa izmērus.

Pareizo pielaides izpratne un piemērošana uzlabo izmēru precizitāti, virsmas apdare, un mehāniskā veiktspēja, samazina lūžņus, un optimizē ražošanas efektivitāti.

2. Kas ir parauga piemaksas?

Piemaksas paraugiem ir apzināti liešanas modeļu izmēru pielāgojumi, lai kompensētu paredzamās izmaiņas, kas notiek liešanas procesā.

Kad izkausēts metāls sacietē un atdziest, tā izmēri precīzi neatbilst sākotnējam modelim tādu faktoru dēļ kā saraušanās, izkropļojumu, pelējuma berze, un pēcapstrādes operācijas.

Modeļa piemaksas nodrošina, ka gatavā liešana atbilst konstrukcijas specifikācijām.

Būtībā, parauga pielaides ir iebūvēti “labojumi”, kas tiek piemēroti paraugam, lai ņemtu vērā:

• Metāla saraušanās sacietēšanas laikā
• Apstrādes vai apdares darbības kas noņem materiālu
• Iegrimes leņķi nepieciešams vieglai pelējuma noņemšanai
• Izkropļojumi vai deformācijas dzesēšanas laikā
• Papildu slāņi no pārklājumiem, apjoms, vai termiskās procedūras

Rūpīgi aprēķinot un piemērojot šīs piemaksas, lietuves var ražot lējumus, kas ir Izmēra precīza, funkcionāls, un rentabls, pat sarežģītām formām vai augstas precizitātes komponentiem.

Pareizi izstrādātas piemaksas samazina pārstrādāšanu, lūžņu likmes, un uzlabot kopējo ražošanas efektivitāti.

3. Modeļa piemaksu veidi

Modeļu piemaksas ir tīšas izmēru modifikācijas piemēro liešanas modeļiem, lai nodrošinātu, ka gala lējumi precīzi atbilst dizaina prasībām, kompensēt materiāla uzvedība sacietēšanas laikā, un izmitināt operācijas pēc izvietošanas.
Katram pabalsta veidam ir a atšķirīgs mērķis, specifisku parādību risināšana liešanas procesā.
Pareizi izstrādātas piemaksas ir būtiskas, lai defektu samazināšana līdz minimumam, samazinot pārstrādāšanu, un nodrošinot funkcionālu veiktspēju no liešanas sastāvdaļām.

Sarukuma pabalsts

• Mērķis: Lai kompensētu metāla saraušanās sacietēšanas un dzesēšanas laikā.
  Bez saraušanās pielaides, lējumi būs mazāki nekā paredzēts, iespējams, neatbilst dizaina specifikācijām.
  Sarukuma pielaide nodrošina Izmēra precizitāte, funkcionāls piemērots, un savietojamība ar savienojošām daļām.

  

• Mehānisms:
  Saraušanās pabalsts kompensē tilpuma samazināšana cietēšanas un dzesēšanas laikā.

• • Šķidruma saraušanās: Izkausētam metālam atdziestot līdz cietības temperatūrai, atomi tuvojas viens otram, izraisot a blīvuma samazināšanās.
    Stāvvada novietošana nodrošina, ka izkusis metāls no padevējiem baro sarūkošās zonas, dobumu novēršana.
  • Cieta saraušanās: Cietušajam metālam atdziestot līdz apkārtējās vides temperatūrai, notiek turpmāka kontrakcija.
    Pārmērīga modeļa lielums to veido paplašinot sākotnējos modeļa izmērus proporcionāli materiālam raksturīgajam saraušanās ātrumam.
  • Termiskie gradienti un sekcijas biezums: Biezākas daļas atdzesē lēnāk, kas noved pie diferenciālas saraušanās.
    Pareizs raksta dizains ietver mainīgs lielizmērs, nodrošinot vienādus izmērus plānos un biezos reģionos.

Materiālam specifiskas saraušanās piemēri:

Nozīme: Precīza saraušanās prognozēšana novērš defektus tāpat kā porainība, plaisas, vai neatbilstības, īpaši iekšā avi kosmosa, autobūves, un rūpnieciskās sastāvdaļas.

Apstrādes pabalsts

• Mērķis: Lai nodrošinātu papildu materiālu uz kritiskām virsmām, lai to nodrošinātu pēcliešanas apstrāde sasniedz precīzi gala izmēri un virsmas kvalitāte.
  Bez apstrādes piemaksas, lējumi var neizdoties izmēru pielaides virsmas raupjuma dēļ, pelējuma nelīdzenumi, vai nelielas saraušanās izmaiņas.

  

• Mehānisms:
  Apstrādes piemaksa nodrošina papildu materiāls uz funkcionālām virsmām lai kompensētu:

• • Virsmas nelīdzenumi: Smiltis vai ieguldīšanas veidnes rada raupjumu un nelielas izmēru novirzes. Papildu biezums ļauj materiāla noņemšana, lai panāktu precīzas pielaides.
  • Korekcijas pēc liešanas: Sarukuma variācijas, neliela deformācija, vai lokālie defekti tiek laboti apstrādes laikā, nodrošinot galīgās ģeometrijas atbilstību inženiertehniskajam projektam.
  • Paredzama noņemšana: Modeļi ietver a iepriekš aprēķinātais biezums pagriešanai, frizēšana, vai slīpēšana, nodrošinot vienmērīgu apstrādes dziļumu un izvairoties no pārgriešanas.

• Parasti diapazons: 1–5 mm atkarībā no materiāla un pielaides prasībām.
• Ietekme: Nodrošina funkcionālā integritāte precīzas sastāvdaļas, piemēram, zobrati, vārpstas, vai atloki.

Pabalsta projekts

• Mērķis: Lai iespējotu gluda un bez bojājumiem raksta noņemšana no pelējuma dobuma.
  Pabalsta projekts novērš skrāpējot, asarošana, vai veidņu sienu plīsumi, kas var radīt virsmas defektus vai izmēru neprecizitātes.

• Mehānisms:
  Pabalsta projekts ievieš a neliels konuss uz vertikālām vai gandrīz vertikālām virsmām no modeļa:

• • Berzes samazināšana: Konuss samazinās berze starp cietajām veidņu sienām un rakstu ekstrakcijas laikā.
  • Minimizēti pelējuma bojājumi: Novērš asarošanu, stiepšanās, vai smilšu veidņu vai čaumalu veidņu plaisāšana, uzturēšana dobuma integritāte.
  • Vienoti noņemšanas spēki: Nodrošina, lai plānas sienas un sarežģīti elementi nepielīp, ļaujot konsekventa izmēru precizitāte vairākos lējumos.
  • Leņķa optimizācija: Iegrimes leņķis tiek noteikts, pamatojoties uz metāla tips, veidņu materiāls, un sienas augstums, parasti 1–3° metāliem, augstāks plastmasām vai sveķiem.

• Ietekme: Samazina noraidīšanas rādītāji, samazina pelējuma nodilumu, un atļauj augsta atkārtojamība ražošanā, īpaši sarežģītiem vai augstiem lējumiem.

Izkropļojumu pielaide

• Mērķis: Lai kompensētu ģeometriskā deformācija izraisīja nevienmērīga dzesēšana, iekšējie spriegumi, vai diferenciālā saraušanās.
  Bez deformācijas pielaides, garas vai plānsienu lējumi var deformēties, vērpjot, vai saliekt, noved pie neatbilstība, montāžas jautājumi, vai noraidījums.

• Mehānisms:
  Izkropļojumu pielaide veido deformācijas, ko izraisa nevienmērīga dzesēšana vai atlikušie spriegumi:

• • Termiskās kontrakcijas gradienti: Tā kā biezās un plānās sekcijas atdziest dažādos ātrumos, iekšējie spriegumi var izraisīt deformāciju vai lieces. Iepriekš deformēti modeļi neitralizē paredzamos kropļojumus.
  • Stresa relaksācija: Paredzot atlikušā stresa modeļi, modelis ir apzināti veidots ar ģeometriju, kas pēc atdzesēšanas atjauno vēlamo formu.
  • Simulācijas vadīta regulēšana: Mūsdienu lietuves izmanto termiskās un strukturālās simulācijas lai prognozētu kropļojumus un aprēķinātu precīzas modeļa nobīdes.

• Pieteikumi: Kritisks iekšā asimetriskas sastāvdaļas, lieli rāmji, un turbīnu korpusi.

Repēšanas pabalsts

• Mērķis: Lai ņemtu vērā neliels palielinājums vai deformācija pelējuma dobumiem, ko izraisa spēks, kas pielietots, noņemot modeli (repošana).
  Bez šī pabalsta, plānas sienas vai sarežģīti serdeņi var sabrukt vai deformēties, apdraudot izmēru precizitāti.

• Mehānisms:
  Repēšanas pabalsts kompensē dobuma paplašināšanās, ko izraisa mehāniski spēki modeļa noņemšanas laikā:

• • Spēka pārsūtīšana: Kad modelis ir izvilkts, enerģija tiek pārnesta uz veidnes materiālu, nedaudz saspiežot vai izstiepjot veidņu sienas.
  • Materiālam specifiska reakcija: Irdenas smilšu veidnes vai smalkas čaulas veidnes var deformēties ekstrakcijas spēku ietekmē.
    Modelis ir nedaudz mazizmēra kritiskajās zonās, lai dobums pēc izsitīšanas atbilstu projektētajiem izmēriem.
  • Plānās sienas aizsardzība: Nodrošina, ka smalkie elementi paliek neskarti, novēršana lūzumi vai virsmas defekti demontāžas laikā.

• Pieteikumi: Īpaši svarīgi, lai zaļo smilšu veidnes un sarežģītas ģeometrijas.

Pārklāšanas vai apšuvuma apstrādei vai apdarei

• Mērķis: Lai nodrošinātu papildu materiālus kompensēt materiālos zaudējumus laikā virsmas apdare, galvanizācija, vai cietiem pārklājumiem.
  Tas nodrošina gala liešana nepārsniedz izmēru pielaides pēc pārklājuma noņemšanas vai nogulsnēšanas.

• Mehānisms:
  Apdares pabalsts to nodrošina virsmas apstrādes laikā noņemtais materiāls neapdraud izmēru precizitāti:

• • Materiāla nogulsnēšana vai noņemšana: Galvanizācija, gleznošana, vai pulēšana var mainīt virsmas izmērus.
    Papildu biezums uz raksta nodrošina galīgie izmēri paliek pielaides robežās pēc pārklājuma vai apdares.
  • Vienots pabalsts: Modeļi ietver a aprēķinātā rezerve, parasti 0,05–0,2 mm, lai pielāgotos procesa mainīgumam.
  • Kritiski stingrām pielaidēm: Īpaši svarīgi aviācijai, autobūves, vai dekoratīvās daļas, kur virsmas integritāte un izmēru precizitāte ir kritiski.

• Tipiskas vērtības: 0.05–0,2 mm atkarībā no pārklājuma veida un biezuma.
• Pieteikumi: Automobiļu apdare, kosmosa sastāvdaļas, vai nepieciešama dekoratīva aparatūra augsta virsmas kvalitāte un izturība pret koroziju.

4. Faktori, kas ietekmē modeļu piemaksas

Modeļu piemaksas ir apzināta izmēru korekcija piemēro liešanas modeļiem, lai nodrošinātu, ka gala liešana atbilst konstrukcijas specifikācijām.

Kvotu apjoms un veids ir atkarīgs no kombinācijas materiālu īpašības, liešanas metode, ģeometrija, un pēcapstrādes prasības.

Materiālu īpašības

• Termiskā izplešanās un saraušanās: Metāli un sakausējumi karsējot izplešas un sacietēšanas laikā saraujas.
  Augstas kušanas sakausējumiem, piemēram, nerūsējošajam tēraudam un tēraudiem ar augstu oglekļa saturu, var būt nepieciešama lielāka saraušanās pielaide nekā metāliem ar zemu kušanas temperatūru, piemēram, alumīniju vai cinku..
• Sacietēšanas uzvedība: Materiāli ar ievērojamu šķidruma pret cietu vielu kontrakciju (Piem., mangāna tērauds, cinks) nepieciešamas precīzas pielaides, lai novērstu iekšējos tukšumus vai izmēru neprecizitātes.
• Fāžu pārvērtības: Sakausējumi, kas tiek pakļauti cietvielu transformācijām (Piem., perlītu veidošanās tēraudos) var rasties papildu saraušanās, ietekmējot pabalstu aprēķinus.

Liešanas metode

• Smilšu liešana vs. Investīciju liešana: Smilšu veidnes ir porainākas un saspiežamas, bieži samazinot vajadzību pēc kvotu projektiem, tā kā ieguldījumu liešanai ar stingrām keramikas veidnēm ir nepieciešamas rūpīgi aprēķinātas iegrimes un saraušanās pielaides.
• Pastāvīgs vs. Izlietojamās veidnes: Izlietojamās veidnes (Piem., zaļas smiltis vai pazaudēts vasks) var būt nepieciešamas lielākas pielaides gan saraušanai, gan deformācijai, kamēr pastāvīgās veidnes (tērauds vai čuguns) izmēri ir stabili, pieļaujot stingrākas pielaides.

Ģeometrija un griezuma biezums

• Sarežģītas formas: Plānas sienas, garas ribas, vai dziļi dobumi var izraisīt nevienmērīgu dzesēšanu un lokālu saraušanos, izkropļojuma un repošanas pielaides.
• Sadaļas variācija: Lielas sekcijas biezuma atšķirības var izraisīt diferenciālu saraušanos; biezākas daļas sacietē lēnāk, potenciāli izraisot izlietnes pēdas, savukārt plānākas daļas var ātri atdzist un mazāk sarauties.

Apstrādes un apdares prasības

• Apstrādes piemaksas: Detaļas, kurām tiks veikta pēcliešanas apstrāde (Piem., atloki, nesošās virsmas) nepieciešams papildu materiāls, parasti 1–3 mm atkarībā no sakausējuma un apstrādes procesa.
• Pārklāšanas vai pārklājuma piemaksas: Var pievienot papildu pielaides, lai kompensētu pārklājuma biezumu, Anodējošs, vai apšuvuma operācijas.

Apstrāde un raksta noņemšana

• Pabalstu projekts: Rakstos jāiekļauj iegrimes leņķi, lai nodrošinātu vienmērīgu izņemšanu no veidnēm, nesabojājot veidnes dobumu.
  Nepieciešamā iegrime ir atkarīga no veidnes veida un materiāla: 1–3° metāliem smilšu veidnēs, 2–5° stingrām ieguldīšanas veidnēm.
• Repēšanas pabalsts: Pārmērīgs spēks pelējuma noņemšanas laikā var izraisīt deformāciju; piemaksas var kompensēt nelielus pelējuma izkropļojumus izgrūšanas laikā.

Vides un procesa apstākļi

• Temperatūra un mitrums: Pelējuma materiāli, piemēram, smiltis vai apmetums, izplešas vai saraujas ar mitruma saturu, kas ietekmē izmēru precizitāti.
• Liešanas prakse: Dzesēšanas ātrumi, pelējuma blīvēšana, un veidņu priekšsildīšana var smalki ietekmēt raksta pielaides, īpaši augstas precizitātes vai liela mēroga lējumos.

5. Izplatītie izaicinājumi un labākā prakse

Rakstu pielaides ir būtiskas, lai nodrošinātu precīzu lējumu, bet to nepareiza piemērošana var novest pie izmēru kļūdas, defektiem, un palielinātas izmaksas.

6. Secinājums

Modeļu piemaksas ir izšķiroša nozīme atlases panākumiem, kas tieši ietekmē izmēru precizitāti, mehāniskā veiktspēja, un ražošanas efektivitāti.

**piecu primāro veidu — saraušanās — izpratne un pielietošana, apstrāde, melnraksts, izkropļojumu, un piemaksas par pārklāšanu —** palīdz inženieriem un lietuvju profesionāļiem ražot augstas kvalitātes produktus, bezdefektu lējumi.

Kvotu integrēšana ar modernu simulāciju un stabilu kvalitātes kontroli nodrošina konsekventi, rentablu ražošanu, pat sarežģītai ģeometrijai un augstas veiktspējas materiāliem.

 

FAQ

Kas ir vissvarīgākais modeļa pabalsts?

Saraušanās pabalsts ir vissvarīgākais, jo tas tieši attiecas uz metāla tilpuma kontrakciju dzesēšanas laikā.

Nepareiza saraušanās pielaide rada mazizmēra lējumus, kas bieži tiek nodoti metāllūžņos vai prasa dārgu metināšanas remontu.

Kā tiek aprēķināta saraušanās piemaksa?

Saraušanās pielaide tiek aprēķināta kā lineāra procentuālā daļa no lējuma nominālā izmēra:

Raksta izmērs = nominālais izmērs × (1 + saraušanās ātrums). Piemēram, izšķirt 100 mm pelēkā čuguna daļa (1.0% saraušanās) prasa a 101 mm raksts.

Kāpēc ir nepieciešams pabalsta projekts?

Iegrimes pielaide novērš pelējuma bojājumus un raksta deformāciju noņemšanas laikā.

Bez melnraksta, berze starp rakstu un pelējuma smiltīm var izraisīt smilšu eroziju vai raksta lūzumu, noved pie bojātiem lējumiem.

Cik daudz apstrādes pielaides nepieciešams investīciju liešanai?

Investīciju liešanai ir gluda liešanas virsma (Ra 1,6–3,2 μm), tāpēc apstrādes pielaide ir mazāka (0.5–1,5 mm ārējām virsmām) salīdzinot ar smilšu liešanu (2-4 mm).

Kad ir nepieciešama kropļojuma pielaide?

Asimetriskam ir nepieciešama kropļojuma pielaide, plānsienu, vai tērauda lējumi ar augstu oglekļa saturu, kur nevienmērīga dzesēšana vai fāzes transformācijas izraisa deformāciju. To bieži nosaka, izmantojot simulācijas vai izmēģinājuma metienus.

Kas ir repošanas pabalsts, un kāpēc tas ir mazs?

Rapēšanas pabalsts kompensē veidnes dobuma palielināšanos raksta izsitīšanas laikā.

Tas ir mazs (0.1-0,5 mm) jo izsitumu izraisītās dobuma izmaiņas ir minimālas, salīdzinot ar saraušanos vai apstrādes pielaidi.