5 Види припусків лекала при лиття

1. Вступ

Припуски на викрійки є основними для металевий кастинг, забезпечення того, що кінцевий продукт відповідає специфікаціям дизайну, незважаючи на властиві матеріали та поведінку процесу.

Металеве лиття піддається усадці, Теплове розширення, тертя форми, і вимоги до постобробки, що робить необхідним навмисно змінити розміри шаблону перед виготовленням.

Розуміння та застосування правильних припусків покращує точність розмірів, поверхнева обробка, і механічні характеристики, зменшує брак, і оптимізує ефективність виробництва.

2. Що таке надбавки на викрійки?

Припуски на викрійки це навмисні коригування розмірів, внесені до шаблонів лиття, щоб компенсувати передбачувані зміни, які відбуваються під час процесу лиття.

Коли розплавлений метал твердне і охолоджується, його розміри не зовсім відповідають оригінальному шаблону через такі фактори, як усадка, спотворення, тертя форми, і операції постобробки.

Припуски на лекало забезпечують виконання готове лиття відповідає проектним умовам.

По суті, Допуски на викрійку – це вбудовані «виправлення», застосовані до викрійки для врахування:

• Усадка металу Під час затвердіння
• Механічна обробка або чистові операції що видаляють матеріал
• Кути тяги необхідні для легкого видалення цвілі
• Спотворення або викривлення під час охолодження
• Додаткові шари з покриттів, покриття, або термічні процедури

Шляхом ретельного розрахунку та застосування цих надбавок, ливарні цехи можуть виготовляти виливки, які є розмірно точний, функціональний, і рентабельний, навіть для складних форм або високоточних компонентів.

Правильно розроблені припуски зменшують кількість повторних робіт, норми лому, і підвищити загальну ефективність виробництва.

3. Види припусків викрійки

Припуски на викрійку є навмисні зміни розмірів нанесені на шаблони лиття, щоб забезпечити остаточні виливки точно відповідають вимогам дизайну, компенсувати поведінка матеріалу під час затвердіння, і розмістити Операції після відсічення.
Кожен вид допомоги має a чітке призначення, звернення до конкретних явищ у процесі лиття.
Правильно оформлені надбавки мають важливе значення для мінімізація дефектів, скорочення переробки, та забезпечення функціональної працездатності литих компонентів.

Скорочення допомоги

• Мета: Щоб компенсувати стягування металу під час затвердіння та охолодження.
  Без припуску на усадку, виливки будуть меншими, ніж передбачалося, потенційно не відповідає специфікаціям конструкції.
  Припуск на усадку забезпечується розмірна точність, функціональна посадка, і сумісність із сполученими частинами.

  

• Механізм:
  Надбавка на усадку компенсує зменшення обсягу при затвердінні та охолодженні.

• • Рідина усадка: При цьому розплавлений метал охолоджується до температури солідусу, атоми рухаються ближче до одного, викликаючи a зниження щільності.
    Розміщення стояка забезпечує вихід розплавленого металу з живильників живить ділянки, що скорочуються, запобігання карієсу.
  • Суцільна усадка: Подальше стиснення відбувається, коли затверділий метал охолоджується до температури навколишнього середовища.
    Збільшення шаблону пояснюється цим розширення початкових розмірів викрійки пропорційно швидкості усадки матеріалу.
  • Термічні градієнти та товщина перетину: Більш товсті секції охолоджуються повільніше, що призводить до диференціальної усадки.
    Правильний дизайн шаблону включає в себе змінний розмір, забезпечення однакових розмірів на тонких і товстих ділянках.

Приклади усадки окремих матеріалів:

Значимість: Точне передбачення усадки запобігає появі дефектів як пористість, тріщини, або невідповідності, особливо в аерокосмічний, автомобільний, і промислові компоненти.

Обробка обробки

• Мета: Для забезпечення цього додаткового матеріалу на критичних поверхнях механічна обробка після лиття досягає точні кінцеві розміри та якість поверхні.
  Без припуску на обробку, виливки можуть вийти з ладу допуски на розміри через шорсткість поверхні, нерівності цвілі, або незначні варіації усадки.

  

• Механізм:
  Припуск на механічну обробку забезпечує додатковий матеріал на функціональних поверхнях компенсувати:

• • Нерівності поверхні: Пісок або форми для пакування створюють шорсткість і незначні відхилення розмірів. Додаткова товщина дозволяє видалення матеріалу для досягнення точних допусків.
  • Виправлення після кастингу: Варіації усадки, незначне викривлення, або локалізовані дефекти виправляються під час обробки, забезпечення відповідності кінцевої геометрії інженерному проекту.
  • Передбачуване видалення: Шаблони включають a попередньо розрахована товщина для точіння, фрезер, або шліфування, забезпечення рівномірної глибини обробки та уникнення надрізу.

• Типовий діапазон: 1–5 мм залежно від вимог до матеріалу та допуску.
• Вплив: Забезпечує функціональна цілісність прецизійних компонентів, як-от шестерні, вали, або фланці.

Прокладка надбавки

• Мета: Щоб увімкнути плавне і без пошкоджень видалення малюнка з порожнини форми.
  Запобігає призов надбавка вишкрібання, розрив, або руйнування стінок цвілі, що може призвести до дефектів поверхні або неточностей у розмірах.

• Механізм:
  Допомога за призовом вводить a невелика конусність на вертикальних або майже вертикальних поверхнях візерунка:

• • Зменшення тертя: Конусність зменшується тертя між твердими стінками форми та малюнком під час вилучення.
  • Мінімізація пошкодження цвіллю: Запобігає розриву, розтягування, або розтріскування піщаних або черепашкових форм, підтримання цілісність порожнини.
  • Рівномірні сили видалення: Гарантує, що тонкі стінки та складні елементи не прилипають, дозволяючи постійна точність розмірів через кілька кастингів.
  • Оптимізація кута: Кут осадки визначається виходячи з тип металу, матеріал форми, і висота стіни, зазвичай 1–3° для металів, вище для пластмас або смол.

• Вплив: Зменшує відсотки відмов, мінімізує знос цвілі, і дозволяє висока повторюваність у виробництві, особливо для складних або високих виливків.

Надбавка на спотворення

• Мета: Щоб компенсувати геометрична деформація викликана нерівномірне охолодження, Внутрішні напруги, або диференціальна усадка.
  Без припуску на спотворення, довгі або тонкостінні виливки можуть деформуватися, крутити, або зігнути, що веде до зміщення, складальні питання, або відмова.

• Механізм:
  Допуск на спотворення рахунків деформація, викликана нерівномірним охолодженням або залишковими напругами:

• • Градієнти теплового скорочення: Як товсті, так і тонкі зрізи охолоджуються з різною швидкістю, внутрішні напруги можуть спричинити деформацію або вигин. Попередньо деформовані візерунки протидіють очікуваним спотворенням.
  • Розслаблення стресу: Передбачаючи закономірності залишкових напруг, візерунок навмисно розроблено з геометрією, яка відновлює бажану форму після охолодження.
  • Коригування, кероване моделюванням: Сучасні ливарні виробництва використовують теплове та структурне моделювання щоб передбачити спотворення та обчислити точні зсуви візерунка.

• Заявки: Критичний в асиметричні компоненти, великі рами, і корпуси турбін.

Допомога на реп

• Мета: Для обліку незначне збільшення або спотворення порожнин цвілі, викликаних сила, прикладена під час видалення малюнка (реп).
  Без цієї надбавки, тонкі стінки або складні серцевини можуть зруйнуватися або деформуватися, порушення точності розмірів.

• Механізм:
  Реп надбавка компенсує розширення порожнини, спричинене механічними силами під час видалення малюнка:

• • Передача сили: Коли візерунок витягнуто, енергія передається на матеріал форми, злегка стискаючи або розтягуючи стінки форми.
  • Реакція на конкретний матеріал: Розсипчасті піщані форми або форми з дрібною оболонкою можуть деформуватися під дією сил витягування.
    Шаблон є трохи низькорослий у критичних зонах, щоб порожнина відповідала проектним розмірам після постукування.
  • Тонкостінний захист: Забезпечує збереження делікатних функцій, запобігання поломки або дефекти поверхні під час виймання з форми.

• Заявки: Особливо важливо для зелено-піщані форми та складні геометрії.

Допуск на механічну обробку або фінішну обробку для нанесення покриття або покриття

• Мета: Для надання додаткового матеріалу відшкодувати матеріальні збитки протягом поверхнева обробка, електричний, або тверді покриття.
  Це забезпечує остаточне лиття залишається в межах допусків на розміри після зняття або нанесення покриття.

• Механізм:
  Припуск на обробку гарантує це матеріал, видалений під час обробки поверхні, не впливає на точність розмірів:

• • Відкладення або видалення матеріалу: Електричний, малювання, або полірування може змінити розміри поверхні.
    Додаткова товщина візерунка забезпечує остаточні розміри залишаються в межах допуску після нанесення покриття або обробки.
  • Рівномірна надбавка: Шаблони включають a розрахована маржа, зазвичай 0,05-0,2 мм, щоб пристосуватися до змінності процесу.
  • Критично для вузьких допусків: Особливо важливо для аерокосмічної галузі, автомобільний, або декоративні деталі цілісність поверхні і точність розмірів є критичними.

• Типові значення: 0.05–0,2 мм в залежності від типу і товщини покриття.
• Заявки: Автомобільна обробка, аерокосмічні компоненти, або декоративної фурнітури, що вимагає висока якість поверхні і стійкість до корозії.

4. Фактори, що впливають на припуски за шаблоном

Припуски на викрійку є навмисне коригування розмірів застосовується до шаблонів лиття, щоб гарантувати, що кінцеве лиття відповідає специфікаціям проекту.

Величина і вид надбавок залежать від комбінації Матеріальні властивості, методом лиття, геометрія, і вимоги до постобробки.

Матеріальні властивості

• Теплове розширення і звуження: Метали та сплави розширюються при нагріванні та стискаються під час твердіння.
  Для легкоплавких сплавів, таких як нержавіюча сталь і високовуглецеві сталі, може знадобитися більша усадка, ніж для легкоплавких металів, таких як алюміній або цинк..
• Поведінка затвердіння: Матеріали зі значним скороченням рідини до твердого (Напр., марганцева сталь, цинк) вимагають точних припусків, щоб запобігти внутрішнім пустотам або неточностям розмірів.
• Фазові перетворення: Сплави, що зазнають твердотільних перетворень (Напр., утворення перліту в сталях) може мати додаткову усадку, вплив на розрахунки надбавок.

Метод лиття

• Пісочний кастинг проти. Інвестиційне кастинг: Піщані форми більш пористі і стискаються, часто зменшуючи потребу в призовних надбавках, в той час як лиття по виплавлюваним моделям з жорсткими керамічними формами вимагає ретельно розрахованої осадки та припусків на усадку.
• Постійний vs. Видаткові форми: Форми видаткові (Напр., зелений пісок або втрачений віск) можуть знадобитися більші допуски як на усадку, так і на викривлення, поки постійні форми (сталь або чавун) стабільні за розмірами, дозволяючи жорсткіші допуски.

Геометрія та товщина профілю

• Складні форми: Тонкі стіни, довгі ребра, або глибокі порожнини можуть спричинити нерівномірне охолодження та локальну усадку, що потребує допусків на спотворення та стук.
• Варіація розділу: Великі відмінності в товщині секцій можуть призвести до різної усадки; більш товсті ділянки тверднуть повільніше, потенційно може спричинити сліди від раковини, в той час як більш тонкі ділянки можуть швидко охолонути і менше стискатися.

Вимоги до обробки та обробки

• Надбавки на механічну обробку: Деталі, які будуть піддаватися механічній обробці після лиття (Напр., фланці, опорні поверхні) вимагають додаткового матеріалу, зазвичай 1–3 мм залежно від сплаву та процесу обробки.
• Допуски на покриття або покриття: Для компенсації товщини покриттів можуть бути додані додаткові припуски, Анодування, або операції покриття.

Обробка та видалення малюнка

• Проектні надбавки: Шаблони повинні включати кути тяги, щоб забезпечити плавне вилучення з форм без пошкодження порожнини форми.
  Необхідна тяга залежить від типу форми та матеріалу: 1–3° для металів у піщаних формах, 2–5° для жорстких опокових форм.
• Допомога на реп: Надмірне зусилля під час видалення форми може призвести до деформації; припуски можуть компенсувати незначні деформації форми під час виштовхування.

Умови середовища та процесу

• Температура і вологість: Формувальні матеріали, такі як пісок або гіпс, розширюються або стискаються під впливом вологи, впливає на точність розмірів.
• Ливарні практики: Швидкості охолодження, ущільнення цвілі, а попередній нагрів форми може дещо вплинути на припуски на малюнок, особливо у високоточних або великомасштабних виливках.

5. Загальні виклики та найкращі практики

Припуски на шаблон необхідні для забезпечення точного лиття, але їх неправильне застосування може призвести до розмірні помилки, дефекти, і збільшення витрат.

6. Висновок

Припуски на викрійку є вирішальне значення для успіху кастингу, безпосередньо впливає на точність розмірів, механічні показники, та ефективність виробництва.

Розуміння та застосування **п’яти основних типів — усадка, обробка, розтягувати, спотворення, і допуски на нанесення покриття—**допомагає інженерам і професіоналам ливарного виробництва виробляти високоякісні матеріали, Кастинги без дефектів.

Інтеграція дозволів із сучасним моделюванням і надійним контролем якості забезпечує послідовний, економічне виробництво, навіть для складних геометрій і високоефективних матеріалів.

 

Поширені запитання

Який найважливіший припуск на викрійку?

Припуск на усадку є найбільш критичним, оскільки він безпосередньо впливає на об’ємне скорочення металу під час охолодження.

Неправильний припуск на усадку призводить до недорозміру виливків, які часто йдуть на металобрухт або потребують дорогого ремонту за допомогою зварювання.

Як розраховується надбавка на усадку?

Допуск на усадку розраховується як лінійний відсоток від номінального розміру виливка:

Розмір зразка = номінальний розмір × (1 + швидкість усадки). Наприклад, a 100 мм частина сірого чавуну (1.0% усадка) вимагає a 101 візерунок мм.

Навіщо потрібна призовна надбавка?

Допуск на тягу запобігає пошкодженню цвілі та деформації малюнка під час видалення.

Без тяги, тертя між візерунком і піском форми може спричинити ерозію піску або поломку візерунка, що призводить до браку виливків.

Скільки припуску на обробку потрібно для лиття по моделлю?

Лиття по виплавленим моделям має гладку поверхню, як і лита (Ra 1,6–3,2 мкм), тому припуск на обробку менший (0.5–1,5 мм для зовнішніх поверхонь) порівняно з піщаним литтям (2–4 мм).

Коли потрібен припуск на спотворення?

Для асиметрії необхідний припуск на спотворення, тонкостінний, або виливки з високовуглецевої сталі, де нерівномірне охолодження або фазові перетворення викликають викривлення. Це часто визначається за допомогою моделювання або пробних кастингів.

Що таке реп надбавка, а чому маленька?

Припуск на зчеплення компенсує розширення порожнини прес-форми під час збивання малюнка.

Він маленький (0.1–0,5 мм) тому що зміни порожнини, викликані постукуванням, мінімальні порівняно з усадкою або припуском на механічну обробку.