優れた砂型鋳造設計は、最終製品の成功の鍵である。そうでなければ、非常にコストがかかります。予算を考慮するだけでなく、実際の機能要件を満たさなければなりません。つまり、実際の製品の鋳造に適用することができます。そこで、数十年にわたる鋳造の経験に基づき、私たちは、砂型鋳造の設計プロセスには8つの重要なポイントがあることを発見しました。以下では、その重要性に応じて、一つずつ詳しく分析していきます。.
砂型鋳造設計の主な要素：
- ドラフト角度
- アンダーカットとコア
- パーティングライン
- コーナーとアングル
- 肉厚
- 断面図
- ジャンクション設計
- 鋳造手当
砂型鋳造の抜き勾配
砂型抜き勾配とは、もろく壊れやすい砂型から、外壁を傷つけることなく容易に中身を取り出すことができる模型に対して垂直な角度のことです。砂型抜き勾配を判断する基本は、製品の成形工程、鋳物の設計方法、鋳型内部の模様の深さなどである。それにもかかわらず、砂型鋳造の設計において、多くの設計者は砂型鋳造の抜き勾配の重要性を見落としがちです。適切な砂型抜き勾配を選択することで、砂型設計におけるテーパー面の使い勝手が向上します。
さらに、それは高いメタルフローによる処理コストを削減することができます。したがって、標準的な砂型鋳造の抜き勾配の角度はISO規格に準拠する必要があり、砂型鋳造の設計の機能に影響を与えません。このように、あなたの会社は一貫した規格でより多く、より安い砂型を生産することができます。通常、標準的な砂型鋳造の抜き勾配の角度は2度です。外部および内部特徴の最低の草案は約 1 度です。
パーティングライン
パーティングラインの位置を決めることは、砂型鋳造の設計において非常に重要なステップである。脱型の分かれ目です。方向を変えるべきかどうかを見分けるには、この線を頼りにします。エンジニアリング・デザイナーはパーティング・ラインの位置を理解し、鋳造図にマーキングしなければなりません。パーティングラインの配置については、金属鋳造工場の作業員の実務経験だけに頼るのでは十分ではありません。
パーティングラインはできるだけ低く、幅が広く、短く、平らでなければならない。パーティングラインが一致しない場合、シームバリとの延長マージンは0.020を超えてはならない。また、選択したパーティングラインのシームバリの最大延長材料は約0.015です。パーティングラインの位置が変わる場合は注意が必要です。中子の使用量、注湯位置、鋳物重量、寸法精度にも影響します。
アンダーカットとコア
アンダーカットは砂型鋳造の設計において、鋳型の製造段階で模型が外れないようにする役割を果たす。中子の使用は鋳造の生産の時間そして費用を増加します。そのため、砂型鋳造の設計では、中子砂型部品の使用頻度を減らすか、完全に避ける必要があります。実際、初期に専門家が示したパーティングラインの定義は、私たちが製品の特性を理解し、アンダーカットの状況を回避するのに役立っています。それがより洗練された現在では、様々な部品間のバランスや相互作用については明確ではありません。このため、私たちは砂型鋳造設計の規則と基準を理解する必要があります。
断面図
一般的に、均一な断面や均一な肉厚は有利である。しかし、多くの鋳物製品を作る上で急激な断面変化は不可能であるため、砂型鋳造の設計には現れてはならない。原則的に、鋳物の厚い部分だけが冷却されるときに孤立して形成されるべきではなく、断面は有効であると考えることができます。そうなるのは、このような厚みのある部分は冷却に時間がかかるからです。周囲の金属が凝固しても、それらはそのまま残る。厚い部分は次に凝固するが、周囲からスクリードすることはできない。鋳造品に気孔や破れなどの欠陥が生じます。したがって、砂型鋳造の設計を行う前に、お近くの鋳物工場と製品の厚さの限界について相談されることをお勧めします。
壁厚
砂型鋳造の設計では、模型の均一な凝固を得、空洞の形成を避けることが肝要である。では、どうすればよいのでしょうか。これは砂型の表面積に対する体積の比率に関係しています。通常、鋳物の凝固速度はその比の二乗に比例することが要求されます。体積比表面積が小さい部品ほど、鋳造中に速く凝固するからです。多くの金属鋳物工場は、この問題を解決するために、全体の厚みを増やしたり、荷重を受ける位置に材料を追加したりします。しかし、正しいアプローチは補強材とガセットを使用することです。前者は強度を高めるが、局部的な厚肉は減少するからだ。そしてこの方法では、砂型内の溶融材料が流動し、重い部分にも応力や亀裂が生じる。
コーナーとアングル
周知のように、砂型を作る材料の冷却特性も砂型鋳物の品質に深刻な影響を与える。したがって、砂型鋳造の設計時にはこの問題を考慮する必要があります。鋳物自体や砂型の冷却効果が良くないと、尖った角と部品の角の交点が局所的に発熱する。その結果、鋳物は集中的な応力源を感じ、その後の工程で変形、収縮、亀裂が生じ、最終製品の品質に影響する。砂型鋳造の金型設計はこれを避ける必要があります。
ジャンクション・デザイン
砂型鋳造鋳型の設計の特殊性により、部品の形状は非常に複雑になることがある。通常、多くの接続点があります。私たちはそれを接合部と呼んでいます。ジャンクションには5つのタイプがあります：L、X、V、Y、X-Tです。前述したように、これらの接合部には局所的な質量集中も生じます。そして、ひび割れ、収縮、伸びなどが発生する。理想的な砂型鋳物の設計方法は、接合部による過剰な局所的質量集中を抑えることです。最終的には、非常にスムーズに製品にフィットしなければなりません。
鋳造手当
まず、一般的な鋼、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛など、ほとんどの金属が凝固時に収縮反応を起こすことを理解する必要がある。砂型鋳物の設計管理を考える場合、2つの砂型鋳物の界面に加工代を設けることに留意すべきである。つまり、砂型鋳物同士の界面には曲げ代を設けないことである。その収縮は材料の凝固点と鋳物の表面積に対する体積比に関係するからだ。詳細については、ISO 8062で発行された加工代の勧告を参照することができます。
