5 Врсте додатака узорка у ливењу

1. Увођење

Додаци за узорак су фундаментални за ливење метала, обезбеђивање да финални производ испуњава спецификације дизајна упркос својственом понашању материјала и процеса.

Метално ливење је подложно скупљању, Термално ширење, трење калупа, и захтеви за накнадну обраду, због чега је неопходно изменити димензије шаблона пре намерне производње.

Разумевање и примена тачних додатака побољшава тачност димензија, површинска завршна обрада, и механичке перформансе, смањује отпад, и оптимизује ефикасност производње.

2. Шта су накнаде за узорке?

Додаци за узорке су намерна прилагођавања димензија направљена на обрасцима ливења да би се компензовале предвидљиве промене које се дешавају током процеса ливења.

Када се растопљени метал очврсне и охлади, његове димензије се не поклапају баш са оригиналним узорком због фактора као што су скупљање, дисторзија, трење калупа, и операције накнадне обраде.

Додаци узорка обезбеђују да готово ливење испуњава спецификације дизајна.

У суштини, додаци шаблона су уграђене „исправке“ које се примењују на образац за обрачун:

• Скупљање метала Током солида
• Машинске или завршне операције који уклањају материјал
• Углови нацрта потребно за лако уклањање плесни
• Изобличење или искривљење током хлађења
• Додатни слојеви од премаза, овлашћење, или термичке обраде

Пажљивим израчунавањем и применом ових додатака, ливнице могу производити одливе који су димензионално тачно, функционалан, и економичан, чак и за сложене облике или компоненте високе прецизности.

Правилно дизајнирани додаци смањују прераду, стопе отпада, и побољшати укупну ефикасност производње.

3. Врсте додатака за узорке

Додаци за узорак су намерне димензионалне модификације примењује се на шаблоне ливења како би се обезбедило да коначни одливци тачно у складу са захтевима дизајна, надокнадити за понашање материјала током очвршћавања, и сместити Пост-ливење операција.
Свака врста додатка има а посебна сврха, бавећи се специфичним појавама у процесу ливења.
Правилно дизајнирани додаци су неопходни за минимизирање недостатака, смањење прераде, и обезбеђивање функционалних перформанси од ливених компоненти.

Накнада за скупљање

• Сврха: За компензацију контракција метала током очвршћавања и хлађења.
  Без додатка за скупљање, одливци ће бити мањи од предвиђених, потенцијално не испуњава спецификације дизајна.
  Додатак за скупљање обезбеђује Димензионална тачност, функционално уклапање, и компатибилност са деловима који се спајају.

  

• Механизам:
  Додатак за скупљање компензује смањење запремине током очвршћавања и хлађења.

• • Скупљање течности: Како се растопљени метал хлади до температуре солидуса, атоми се приближавају, изазивање а смањење густине.
    Постављање успона осигурава да се растопљени метал из хранилица храни подручја која се скупљају, спречавање каријеса.
  • Чврсто скупљање: Даља контракција се дешава када се очврснути метал хлади на температуру околине.
    Предимензионирање узорка објашњава ово проширујући почетне димензије узорка пропорционално стопама скупљања специфичним за материјал.
  • Топлотни градијенти и дебљина пресека: Дебљи делови се хладе спорије, што доводи до диференцијалног скупљања.
    Одговарајући дизајн шаблона укључује варијабилна превелика величина, обезбеђујући уједначене димензије у танким и дебелим регионима.

Примери скупљања специфичних за материјал:

Значај: Тачно предвиђање скупљања спречава дефекте попут порозности, пукотине, или неприлагођени, посебно у ваздухопловство, аутомотиве, и индустријске компоненте.

Додатак за обраду

• Сврха: Да обезбеди додатни материјал на критичним површинама како би се то осигурало обрада после ливења постиже прецизне коначне димензије и квалитет површине.
  Без додатка за машинску обраду, одливци могу пропасти Димензионалне толеранције због храпавости површине, неправилности калупа, или мање варијације скупљања.

  

• Механизам:
  Додатак за машинску обраду обезбеђује додатни материјал на функционалним површинама да надокнади:

• • Површинске неправилности: Песак или калупи за улагање уносе храпавост и мања одступања у димензијама. Додатна дебљина дозвољава уклањање материјала ради постизања прецизних толеранција.
  • Исправке после кастинга: Варијације скупљања, мање искривљење, или се локализовани недостаци исправљају током обраде, обезбеђивање да коначна геометрија одговара инжењерском дизајну.
  • Предвидљиво уклањање: Обрасци укључују а унапред израчуната дебљина за окретање, глодање, или млевење, обезбеђивање уједначене дубине обраде и избегавање прекомерног сечења.

• Типичан распон: 1–5 мм у зависности од захтева материјала и толеранције.
• Утицај: Осигурава функционални интегритет прецизних компоненти попут зупчаника, шахтови, или прирубнице.

Нацрт додатка

• Сврха: Да бисте омогућили глатко и без оштећења уклањање шаре из калупне шупљине.
  Дозвола за промају спречава стругање, кидање, или ломљење зидова калупа, што може довести до површинских недостатака или нетачности димензија.

• Механизам:
  Нацрт додатка уводи а благо сужење на вертикалним или скоро вертикалним површинама узорка:

• • Смањење трења: Конус се смањује трење између чврстих зидова калупа и шаре током екстракције.
  • Минимизирано оштећење плесни: Спречава кидање, истезање, или пуцање пешчаних калупа или калупа за шкољке, одржавање интегритет шупљине.
  • Уједначене силе уклањања: Осигурава да се танки зидови и сложене карактеристике не залијепе, дозвољавајући доследна тачност димензија преко више одливака.
  • Оптимизација угла: Угао нагиба се одређује на основу метални тип, материјал калупа, и висина зида, обично 1–3° за метале, виши за пластику или смоле.

• Утицај: Смањује стопе одбијања, минимизира хабање калупа, и дозвољава висока поновљивост у производњи, посебно за сложене или високе одливе.

Дистортион Аллованце

• Сврха: За компензацију геометријска деформација изазвано неравномерно хлађење, унутрашњи напредови, или диференцијално скупљање.
  Без изобличења, одливци дугих или танких зидова могу се искривити, твист, или савијати, довести до неусклађеност, скупштинска питања, или одбацивање.

• Механизам:
  Додатак за дисторзију се обрачунава деформација узрокована неравномерним хлађењем или заосталим напрезањима:

• • Градијент термичке контракције: Како се дебели и танки делови хладе различитим брзинама, унутрашњи напони могу изазвати савијање или савијање. Унапред деформисани обрасци спречавају очекивану дисторзију.
  • Опуштање од стреса: Предвиђањем обрасци заосталих напрезања, узорак је намерно дизајниран са геометријом која враћа жељени облик након хлађења.
  • Подешавање вођено симулацијом: Савремене ливнице користе термичке и структурне симулације за предвиђање изобличења и израчунавање прецизних померања шаблона.

• Апликације: Критички у асиметричне компоненте, велики оквири, и кућишта турбина.

Раппинг Аллованце

• Сврха: За рачун благо увећање или изобличење шупљина плесни узрокованих сила примењена приликом уклањања шаре (реповање).
  Без овог додатка, танки зидови или сложена језгра могу срушити или деформисати, угрожавајући тачност димензија.

• Механизам:
  Репинг додатак надокнађује проширење шупљине изазвано механичким силама током уклањања шаблона:

• • Пренос силе: Када се узорак извуче, енергија се преноси на материјал калупа, благо сабијање или истезање зидова калупа.
  • Одговор специфичан за материјал: Опуштени пешчани калупи или калупи за фину шкољку могу се деформисати под дејством сила извлачења.
    Образац је незнатно ниска у критичним областима тако да шупљина одговара пројектованим димензијама након ударања.
  • Заштита танких зидова: Осигурава да деликатне карактеристике остану нетакнуте, спречавање лом или површинске недостатке током вађења из калупа.

• Апликације: Посебно важно за зелено-пешчани калупи и сложене геометрије.

Додатак за машинску обраду или завршну обраду за премазивање или превлачење

• Сврха: Да обезбеди додатни материјал за надокнадити материјални губитак током дорада површине, електричан, или тврдим премазима.
  Ово осигурава да коначно ливење остаје у границама толеранције димензија након уклањања или наношења премаза.

• Механизам:
  Додатак за завршну обраду то осигурава материјал уклоњен током површинске обраде не угрожава тачност димензија:

• • Одлагање или уклањање материјала: Електричан, сликање, или полирање може променити димензије површине.
    Додатна дебљина узорка осигурава крајње димензије остају у границама толеранције након премаза или завршне обраде.
  • Јединствени додатак: Обрасци укључују а израчуната маржа, обично 0,05-0,2 мм, да се прилагоди варијабилности процеса.
  • Критично за уске толеранције: Посебно важно за ваздухопловство, аутомотиве, или украсни делови где интегритет површине и прецизност димензија су критични.

• Типичне вредности: 0.05–0,2 мм у зависности од врсте и дебљине премаза.
• Апликације: Аутомобилска опрема, Аероспаце компоненте, или декоративни хардвер који захтева висок квалитет површине и отпорност на корозију.

4. Фактори који утичу на допуне образаца

Додаци за узорак су намерно прилагођавање димензија примењује се на шаблоне ливења како би се осигурало да коначни одлив испуњава спецификације дизајна.

Величина и врста накнада зависе од комбинације материјална својства, метода ливења, геометрија, и захтеви за накнадну обраду.

Материјална својства

• Термичка експанзија и контракција: Метали и легуре се шире када се загревају и скупљају током очвршћавања.
  Легуре које се могу топити као што су нерђајући челик и челици са високим садржајем угљеника могу захтевати веће допуштење скупљања од метала са ниским топљењем као што су алуминијум или цинк.
• Понашање учвршћивања: Материјали са значајном контракцијом од течности до чврстог (Нпр., мангански челик, цинка) захтевају прецизне додатке да би се спречиле унутрашње празнине или нетачности димензија.
• Фазне трансформације: Легуре које пролазе кроз трансформације у чврстом стању (Нпр., формирање перлита у челицима) може доћи до додатног скупљања, утичући на обрачуне додатака.

Метода ливења

• Ливење песка вс. Инвестициони ливење: Пешчани калупи су порознији и стисљивији, често смањујући потребу за нацртима, док ливење по улагању са чврстим керамичким калупима захтева пажљиво прорачунате дозвољене вредности промаја и скупљања.
• Трајни вс. Потрошни калупи: Потрошни калупи (Нпр., зелени песак или изгубљени восак) може захтевати веће додатке и за скупљање и за изобличење, док трајни калупи (челика или ливеног гвожђа) су димензионално стабилне, дозвољавајући чвршће толеранције.

Геометрија и дебљина пресека

• Сложени облици: Танки зидови, дуга ребра, или дубоке шупљине могу изазвати неравномерно хлађење и локализовано скупљање, што захтева искривљавање и реповање.
• Варијација секције: Велике разлике у дебљини пресека могу довести до диференцијалног скупљања; дебљи пресеци се спорије учвршћују, потенцијално узрокујући трагове умиваоника, док се тањи делови могу брзо хладити и мање скупљати.

Захтеви за машинску обраду и завршну обраду

• Дозволе за обраду: Делови који ће бити подвргнути машинској обради након ливења (Нпр., прирубница, носиве површине) захтевају додатни материјал, обично 1-3 мм у зависности од легуре и процеса обраде.
• Дозволе за премазивање или облагање: Могу се додати додатни додаци да се надокнади дебљина премаза, Анодизиран, или операције облагања.

Руковање и уклањање шаблона

• Драфт Аллованцес: Обрасци морају укључивати углове промаја како би се омогућило глатко уклањање из калупа без оштећења шупљине калупа.
  Потребан нацрт зависи од типа калупа и материјала: 1–3° за метале у пешчаним калупима, 2–5° за круте калупе за улагање.
• Раппинг Аллованце: Прекомерна сила током уклањања калупа може изазвати деформацију; додаци могу надокнадити мала изобличења калупа током избацивања.

Услови околине и процеса

• Температура и влажност: Материјали за калуп попут песка или гипса се шире или скупљају са садржајем влаге, утичући на тачност димензија.
• Фоундри Працтицес: Стопе хлађења, збијање плијесни, а предзагревање калупа може суптилно утицати на додатке узорка, посебно код одливака високе прецизности или великих размера.

5. Уобичајени изазови и најбоље праксе

Додаци дезена су од суштинског значаја за обезбеђивање тачних одливака, али њихова неправилна примена може довести до димензионалне грешке, дефекти, и повећани трошкови.

6. Закључак

Додаци за узорак су пресудно за успех кастинга, директно утичући на тачност димензија, Механичке перформансе, и ефикасност производње.

Разумевање и примена **пет примарних типова—скупљање, обрада, нацрт, дисторзија, и додаци за реповање/премазивање—**помаже инжењерима и професионалцима у ливници да производе висококвалитетне производе, Одливци без оштећења.

Интеграција додатака са модерном симулацијом и робусном контролом квалитета обезбеђује доследан, исплатива производња, чак и за сложене геометрије и материјале високих перформанси.

 

Често постављана питања

Шта је најважнији образац додатак?

Додатак за скупљање је најкритичнији, пошто се директно бави волуметријском контракцијом метала током хлађења.

Неправилно скупљање доводи до одливака премале величине, који се често распадају или захтевају скупе поправке заваривања.

Како се израчунава накнада за скупљање?

Додатак за скупљање се израчунава као линеарни проценат номиналне димензије одливака:

Димензија узорка = Номинална димензија × (1 + брзина скупљања). На пример, а 100 мм део од сивог ливеног гвожђа (1.0% скупљање) захтева а 101 мм узорак.

Зашто је неопходан радни додатак?

Додатак за пропух спречава оштећење калупа и деформацију узорка током уклањања.

Без нацрта, трење између узорка и песка калупа може изазвати ерозију песка или ломљење шаре, што доводи до неисправних одливака.

Колико је додатка за машинску обраду потребно за ливење по инвестиционој маси?

Ливење за улагање има глатку као ливену површину (РА 1.6-3.2 μм), па је додатак за машинску обраду мањи (0.5–1,5 мм за спољне површине) у поређењу са ливењем у песак (2–4 мм).

Када је потребан додатак за изобличење?

Додатак изобличења је потребан за асиметричне, танких зидова, или одливци од високоугљичног челика, где неравномерно хлађење или фазне трансформације изазивају савијање. Често се одређује симулацијом или пробним бацањем.

Шта је реповање, а зашто је мали?

Додатак за откуцавање компензује повећање шупљине калупа током ударања узорка.

Мало је (0.1–0,5 мм) јер су промене шупљина изазване ударом минималне у поређењу са скупљањем или додатком за машинску обраду.