Doskonały projekt odlewu piaskowego jest kluczem do sukcesu produktu końcowego. W przeciwnym razie będzie to bardzo kosztowne. Oprócz uwzględnienia budżetu, musimy spełnić rzeczywiste wymagania funkcjonalne. Oznacza to, że możemy zastosować go do odlewania rzeczywistych produktów. Dlatego też, w oparciu o dziesięciolecia doświadczenia w odlewnictwie, stwierdziliśmy, że istnieje osiem kluczowych punktów w procesie projektowania odlewów piaskowych. Poniżej przeanalizujemy je szczegółowo, jeden po drugim, zgodnie z ich znaczeniem.
Kluczowe elementy projektowania odlewów piaskowych:
- Kąt zanurzenia
- Podcięcia i rdzenie
- Linia podziału
- Narożniki i kąty
- Grubość ścianki
- Przekroje poprzeczne
- Konstrukcja złącza
- Naddatki na odlewanie
Kąt zanurzenia odlewu piaskowego
Kąt zanurzenia odlewu piaskowego odnosi się do kąta prostopadłego do modelu, który może łatwo usunąć zawartość z delikatnej i kruchej formy piaskowej bez uszkodzenia zewnętrznej ściany. Podstawą do oceny kąta odlewu piaskowego jest proces formowania produktu, sposób projektowania odlewu i głębokość wzoru wewnątrz formy. Niemniej jednak, przy projektowaniu odlewów piaskowych, wielu projektantów ma tendencję do pomijania znaczenia kąta zanurzenia odlewu piaskowego. Wybór odpowiedniego kąta odlewu piaskowego zwiększy użyteczność stożkowej powierzchni w projekcie odlewu piaskowego.
Ponadto może obniżyć koszty przetwarzania ze względu na wysoki przepływ metalu. W związku z tym standardowy kąt zanurzenia odlewu piaskowego powinien być zgodny z normą ISO i nie wpływać na działanie konstrukcji odlewu piaskowego. W ten sposób firma może produkować więcej i tańszych form piaskowych o spójnych standardach. Zazwyczaj standardowy kąt zanurzenia odlewu piaskowego wynosi 2 stopnie. Minimalny ciąg z cechami zewnętrznymi i wewnętrznymi wynosi około 1 stopnia.
Linia rozstania
Określenie położenia linii podziału jest kluczowym krokiem w projektowaniu odlewów piaskowych. Jest to linia podziału odlewu. Opieramy się na niej, aby rozróżnić, czy powinniśmy zmienić kierunek. Projektant musi zrozumieć położenie linii podziału i zaznaczyć ją na rysunku odlewu, ponieważ determinuje ona ostateczny koszt produkcji i jakość odlewów. Nie wystarczy polegać wyłącznie na praktycznym doświadczeniu pracowników odlewni metali w zakresie umieszczania linii podziału.
Wiemy, że podczas umieszczania linii podziału powinna ona znajdować się jak najniżej i powinna być szeroka, krótka i płaska. Jeśli linia podziału nie pasuje, margines przedłużenia między nią a zadziorami szwu nie powinien przekraczać 0,020. Ponadto, maksymalny materiał przedłużający linię podziału, który wybraliśmy, wynosi około 0,015. Należy zwrócić uwagę, jeśli pozycja linii podziału ulegnie zmianie. Wpłynie to również na użycie rdzenia, pozycję zalewania, wagę odlewu i dokładność wymiarową.
Podcięcia i rdzenie
Podcięcie odgrywa rolę w projekcie odlewu piaskowego, aby zapobiec usunięciu modelu na etapie produkcji formy. Zastosowanie rdzenia wydłuży czas i koszty produkcji odlewów. Dlatego w projektowaniu odlewów piaskowych należy zmniejszyć częstotliwość stosowania rdzeni piaskowych lub całkowicie ich unikać. W rzeczywistości definicja linii podziału podana przez ekspertów na początku jest pomocna w zrozumieniu cech produktu i uniknięciu sytuacji podcięcia. Teraz, gdy jest ona bardziej dopracowana, nie jest jasne, jaka jest równowaga i interakcja między różnymi częściami. Z tego powodu musimy zrozumieć zasady i standardy projektowania odlewów piaskowych.
Przekroje
Ogólnie rzecz biorąc, jednolity przekrój lub jednolita grubość ścianki jest zaletą. Nie powinno to jednak pojawiać się w projektach odlewów piaskowych, ponieważ nagłe zmiany przekroju nie są możliwe przy tworzeniu wielu produktów odlewniczych. Zasadniczo tylko grubsza część odlewu nie powinna być formowana w izolacji podczas chłodzenia, a przekrój można uznać za efektywny. Dzieje się tak, ponieważ te grubsze części wymagają więcej czasu na schłodzenie. Po zestaleniu się otaczającego metalu pozostają one nienaruszone. Grubsza część zestali się jako następna, ale nie można jej oddzielić od otoczenia. Spowoduje to wady, takie jak porowatość lub rozerwanie odlewu. Dlatego zalecamy omówienie limitu grubości produktu z lokalną odlewnią metali przed wykonaniem projektu odlewu piaskowego.
Grubość ścianki
W projektowaniu odlewów piaskowych kluczowe jest uzyskanie jednolitego zestalenia modelu i uniknięcie tworzenia się pustych przestrzeni. Jak to zrobić? Jest to związane ze stosunkiem objętości do powierzchni formy piaskowej. Zwykle wymagamy, aby szybkość krzepnięcia odlewów była proporcjonalna do kwadratu ich stosunku. Dzieje się tak dlatego, że część o mniejszej powierzchni specyficznej dla objętości krzepnie szybciej podczas odlewania produktu - i odwrotnie. Wiele odlewni metali zwiększa całkowitą grubość lub dodaje pewne materiały w pozycji nośnej, aby rozwiązać ten problem. Prawidłowym podejściem powinno być jednak zastosowanie usztywnień i klinów. Chociaż te pierwsze zwiększają wytrzymałość, to lokalna grubość ścianki jest zmniejszona. W ten sposób stopiony materiał w formie piaskowej będzie płynął, a ciężka sekcja również zostanie naprężona lub pęknięta.
Narożniki i kąty
Jak wszyscy wiemy, charakterystyka chłodzenia materiału używanego do produkcji form piaskowych będzie miała również poważny wpływ na jakość odlewów piaskowych. Dlatego też problem ten powinien być brany pod uwagę przy projektowaniu odlewów piaskowych. Gdy efekt chłodzenia samego odlewu lub formy piaskowej nie jest dobry, przecięcie ostrego narożnika i narożnika części będzie lokalnie generować ciepło. W rezultacie odlew odczuwa skoncentrowane źródło naprężeń, które będzie się odkształcać, kurczyć i pękać w kolejnym procesie, co wpłynie na jakość produktu końcowego. Konstrukcja formy odlewniczej powinna tego unikać.
Junction Design
Ze względu na specyfikę konstrukcji formy odlewniczej, kształt części może być bardzo skomplikowany. Zwykle istnieje wiele punktów połączeń. Nazywamy je węzłami. Istnieje pięć rodzajów połączeń: L, X, V, Y i X-T. Jak wspomniano wcześniej, połączenia te powodują również lokalne koncentracje masy. Pojawiają się pęknięcia, skurcze, rozciąganie itp. Idealną metodą projektowania odlewów piaskowych jest zmniejszenie nadmiernej lokalnej koncentracji masy spowodowanej przez złącze. Ostatecznie musi on pasować do produktu bardzo gładko.
Naddatki na odlewanie
Przede wszystkim powinniśmy zrozumieć, że większość metali ulega reakcji skurczu podczas krzepnięcia, takich jak stal zwykła, miedź, aluminium, magnez i cynk. Rozważając zarządzanie projektem odlewu piaskowego, należy zauważyć, że na styku dwóch odlewów piaskowych powinien istnieć naddatek na obróbkę. Innymi słowy, powinniśmy unikać zakrzywionych krawędzi na styku odlewów piaskowych. Wynika to z faktu, że ich skurcz jest związany z temperaturą krzepnięcia materiału i stosunkiem objętości do powierzchni odlewu. Szczegółowe informacje można znaleźć w zaleceniach dotyczących naddatków na obróbkę wydanych przez ISO 8062.
