Visos kategorijos

NAUJIENOS

Gamintojui patogaus konstravimo metalo liejimuose: kaip optimizuoti detalės projektavimą, kad būtų geriau liejama ir apdirbama

Jul 03, 2026

Meta Description: Išsami inžinerinė gamintojui patogaus konstravimo (DFM) metalo liejimuose ir CNC apdirbime vadovas. Išmokite, kaip sienelių storis, ištraukos kampai, apvalinimai, apdirbimo priedai ir atramos strategija veikia liejimo naudingumą, apdirbimo sąnaudas ir galutinės detalės kokybę.


Lietimo brėžinys, kuris atrodo puikiai ekrane, gali būti neįmanoma pagaminti liejyklų gamykloje. Tarp CAD idealizavimo ir gamybos realybės yra vietos, kur kyla sąnaudų viršijimai, pristatymo vėlavimai ir kokybės nesėkmės – ir beveik visada jie susiję su sprendimais, priimtais dar prieš pirmąjį šabloną išpjaustant.

Daugiau dėmesio skiriant gamybai (DFM) lietimo DFM (dizainas gamybai) yra sisteminga detalės projektavimo praktika taip, kad ji būtų sėkmingai išlieta, efektyviai apdirbta ir pristatyta tikslinėmis sąnaudomis ir kokybe. Tai nėra inžinerinio tikslo kompromitavimas – tai jo pasiekimas per tokį dizaino kalbą, kurią supranta gamybos procesas.

3D CAD model of complex industrial casting with cross-sectional analysis

Šiame vadove nagrinėjami DFM principai, kurie taikomi smėlio liejimui, investiciniam liejimui ir lukštiniam liejimui, ypač dėmesys skiriamas tam, kaip liejimo konstravimo sprendimai veikia apdirbimo operacijas. Ar projektuojate naują vožtuvo korpusą, siurblio korpusą, išmetamųjų dujų kolektorių ar sunkią konstrukcinę liejinę – šie principai taikomi visais atvejais.


1 dalis: Pagrindinės liejimo konstravimo taisyklės

1. Sienelės storis: svarbiausias parametras

Vienodas sienelės storis yra pagrindinė liejimo konstravimo taisyklė – ir ta, kurią praktikoje dažniausiai pažeidžiama. Nevienodų sekcijų sukūrimas sukelia skirtingus aušimo greičius, kurie sukelia šiluminius įtempimus, iškraipymus, karštus plyšius ir susitraukimo poras.

Minimalus sienelės storis pagal procesą

Kelių procesas Minimalus sienelės storis (plienas) Minimalus sienelės storis (geležis) Minimalus sienelės storis (nerūdijantis plienas)
Smėlio liejimas 5–6 mm (mažiems gaminiams); 8–10 mm (dideliems) 4–5 mm 6–8 mm
Apvalkalo liejimas 3–4 mm 3–4 mm 4–5 mm
Investicinis lietuvimas 1,5–2,0 mm 1,5–2,0 mm 1,5–2,5 mm

Tai yra praktiški minimalūs dydžiai – ne rekomenduojami projektavimo tikslai. Pridėjus 1–2 mm virš minimalaus dydžio žymiai pagerėja liejimo naudingumo koeficientas (procentinė įpilto metalo dalis, kuri tampa parduodamais liejiniais) ir sumažėja atmetimo norma.

Sienelės storio perėjimo taisyklės

Kai skerspjūvio pokyčiai neišvengiami, laikykites šių taisyklių, kad būtų sumažinta įtempimų koncentracija ir kietėjimo defektai:

Perėjimo tipas Maksimalus santykis Rekomenduojama geometrija
Žingsninis perėjimas (stačiakampis) 2:1 Gali būti visiškai vengiamas
Ištemptasis perėjimas 3:1 Linijinė spygliavimas ilgumu ≥ 3 × storumo skirtumas
Perėjimo spinduliuotės 3:1 Mišinys, kurio spindulys ≥ mažesnis storis

Praktinis pavyzdys : vožtuvų korpuso, kurio 10 mm kūno siena pereina į 25 mm skerspjūvio sieną. Perėjimo nuo 10 mm iki 25 mm žingsnis sukurs susitraukimo ertmę jungties centre - defektą, kurį apdirbimas atskleis, bet neištrins. Tinkamas projektas yra su šonine perėjimo išilginė bent 45 mm, turinti didelį vidinį ir išorinį filė spindulius.

Apdirbimo pasekmės : susitraukimo poringumas perėjimo pertraukose yra dažniausia liejimo atmetimo priežastis, kuri nustatoma apdorojimo metu. Mašinininkas pjauna į metalą, kuris atrodo sklandus, tik kad atskleistų vidines tuštumas. Šių elementų negalima patikimai suvirinti ir paprastai jie išmeta į šluostus. Lydyklos sąnaudos už apdirbtą apdirbtą liejimo daiktą apima tiek liejimo sąnaudas, tiek prarastas apdirbimo valandas.

2. Išmokyti Draftas kampas: leidžiantis pašalinti modelius

Casting pattern mounted on pattern plate with draft angles and core prints

Ištraukos nuolydis – tai nuolydis, taikomas paviršiams, lygiagretiems formos atskyrimo krypties krypčiai, kad būtų galima ištraukti modelį be formos ertmės pažeidimo.

Paviršiaus tipas Minimalus ištraukos nuolydis (smėlio liejimas) Rekomenduojamas ištraukos kampas Pastabos
Išoriniai paviršiai 2–3° Gilesnės ertmės reikalauja didesnio nuolydžio
Vidiniai paviršiai (šerdys) 1.5° 3–5° Šerdies paviršiai susitraukia į šerdį – reikalingas didesnis nuolydis
Giliuosius kišenės (gylis > 3× plotis) 5–7° Padidintas nuolydis kompensuoja formos sienelės trintį
Investicinis lietuvimas 0.5–1° Modelis ištirpinamas; techniškai nuolydis nereikalingas, bet palengvina apvalkalo formavimą

Nuolydžio krypties konvencija : Kraštų nuolydis visada taikomas kaip pridėtas medžiagos kiekis — išliejimo paviršius šakos linijoje nustato nominalų matmenį, o medžiaga pridedama, kai paviršius tolsta nuo šakos linijos. Tai reiškia, kad kraštų nuolydis šiek tiek padidina liejimo svorį ir sukuria paviršių, kuris nėra statmenas šakos plokštumai — abu šie veiksniai turi įtakos apdirbimo strategijai.

Apdirbimo pasekmės : Funkciniai kraštų nuolydžio paviršiai (sandarinimo paviršiai, guolio vietos, orientacinės savybės) turi būti apdirbti stačiai. Projektuotojas turi užtikrinti pakankamą apdirbimo leidimą mažas nuolydžio gale (ten, kur liejimo paviršius yra toliausiai nuo galutinio paviršiaus). Dažna DFM klaida – nurodyti 3 mm apdirbimo leidimą šakos linijoje, bet tik 0,5 mm pasiekti nuolydžio tolimajame gale – nepakankamai išvalymui.

3. Sukraščiai ir spinduliai: Įtempimo koncentratorių pašalinimas

Aštrūs vidiniai kampai yra liejimo gaminių priešas. Jie veikia kaip įtempimo koncentratoriai, susitraukimo karštojo taško formavimosi vietos ir įtrūkio pradžios taškai auštant. Kiekvienam vidiniam kampe turi būti nustatytas spindulys.

Vieta Minimalus spindulys Rekomenduojamas spindulys
Vidiniai kampai R ≥ 0.25 × gretimos sienelės storis R ≥ 0.5 × sienelės storis
Išoriniai kampai R ≥ 0.125 × sienelės storis R ≥ 0.25 × sienelės storis
Išpūtimų ir sienelės jungtys R ≥ 0.5 × išpūtimo skersmuo R ≥ išpūtimo skersmuo sunkiems išpūtimams
Flanšo ir kūno perėjimai R ≥ flanšo storis R ≥ 1,5 × flanšo storis cikliniam apkrovimui

Išskyrimo linijos kampų įstrigimas : Vidiniai kampai, sutampančios su formos išskyrimo linija, yra ypatingai pažeidžiami. Išskyrimo linija yra silpniausia vieta formoje, o aštrūs kampai šioje vietoje yra linkę į smėlio eroziją liejant — dėl to liejinyje susidaro smėlio įtraukimų. Visada įrengti išskyrimo linijų susikirtimo vietoje didelius apvalinimus.

Apdirbimo pasekmės : Per maži vidiniai apvalinimai priverčia frezuotoją naudoti mažesnio skersmens pjovimo įrankius, kad pasiektų į kampus, kas sumažina įrankio standumą ir padidina ciklo trukmę. Vietoj R3 mm apvalinimo naudojant R6 mm apvalinimą frezuotojas gali naudoti 10 mm galinį frezą vietoj 5 mm galinio frezo — tai maždaug dvigubai padidina metalo nuėmimo našumą ir įrankio tarnavimo laiką.

4. Iškilminiai elementai, padai ir izoliuotos sunkios dalys

Viršūnės ir plokštumos pridedamos prie liejimų, kad būtų užtikrintas medžiagos kiekis apdirbtiems elementams – sukrautoms skylėms, guolio vietoms, sandarinimo paviršiams. Jų projektavimas tiesiogiai veikia liejimo vientisumą ir apdirbimo sąnaudas.

Viršūnių projektavimo taisyklės

Taisyklė Specifikacija Pagrindas
Viršūnės aukštis ≤ 2× viršūnės skersmuo izoliuotoms viršūnėms Aukštesnės viršūnės sukuria karščio taškus, kurie traukia susitraukimą
Viršūnių tarpas Centrų atstumas ≥ 2× viršūnės skersmuo Mažesnis tarpas sujungia kietėjimo frontus, sukuriant bendrą karščio tašką
Viršūnės sujungimas Jungti su artimiausia siena naudojant pertvarą arba papildomą sustiprinimą Izoliuoti iškilimai aušta paskutiniai — garantuojama susitraukimo atsiradimas, nebent būtų aprūpinti liejimo liejikliu
Apdirbimo padėklų aukštis 3–5 mm virš gretimos liejimo paviršiaus Sumažina metalo nuėmimą neveikiamuosiuose paviršiuose; sumažina apdirbimo laiką

Padėklo klaida

Dažna projektavimo klaida – nurodyti didelį plokščią apdirbimo padėklą, kuris dengia visą liejimo paviršių – pavyzdžiui, 150 mm × 150 mm padėklą, kai reikia apdirbti tik 50 mm skersmens sandarinio paviršiaus. Per didelis padėklas:

  1. Sukuria izoliuotą sunkią dalį, linkusią į susitraukimo poras
  2. Priverčia apdirbėją plokščiai frezuoti visą padėklą, pridedant nereikalingą ciklo trukmę
  3. Padidina liejimo svorį ir medžiagų sąnaudas be jokios veikiamosios naudos

Teisingas požiūris suprojektuoti padą taip, kad jis dengtų tik apdirbtąją sritį ir nedidelę papildomą kraštą (5–10 mm). Likusią paviršiaus dalį galima palikti kaip išliejimo būsenoje, taip sumažinant masę, mažinant susitraukimo riziką ir susikoncentruojant apdirbimo pastangas ten, kur jos reikalingos.


Dalies 2: Įliejimo kanalų, išpilų ir formos skaidymo linijos strategija

Gamintojui draugiškos konstrukcijos (DFM) principai remiasi ne tik detalės geometrija – jie taip pat apima detalės sąveiką su liejimo proceso infrastruktūra: į kurias vietas įpilama metalas, kaip jis kietėja ir kur formos pusės suskyla.

Formos skaidymo linijos pasirinkimas

Formos skaidymo linija – tai plokštuma, kurioje susitinka dvi formos pusės. Projektuotojas turėtų nurodyti numatytą formos skaidymo liniją liejimo brėžinyje arba, mažiausiai, suprasti jos vietos įtaką.

Formos skaidymo linijos įvertinimas Projekto poveikis
Formos skaidymo linija per apdirbtą paviršių Pageidautina – formos skaidymo linijos išplėtimas pašalinamas apdirbant
Formos skaidymo linija per neapdirbtą paviršių Reikalauja šlifavimo / šalinimo; gali palikti matomą žymą
Skyrimo linija per kritines savybes Vengti — šviesos plyšys, neatitikimas ir ištraukos kampas susitelkia ties skyrimo linija
Daugiakomponentis skyrimas (neteisingas skyrimas) Padidina šablonų kainą ir liejimo sudėtingumą; naudoti tik tada, kai tai būtina

Konstravimo taisyklė išdėstyti detalę taip, kad dauguma apdirbtų paviršių būtų ties arba arti skyrimo plokštumos. Tai sumažina ištraukos kampo poveikį kritiniams paviršiams ir padeda išdėstyti skyrimo linijos šviesos plyšį ten, kur jis bus pašalintas apdirbant.

Liejimo liekanų kontaktas ir apdirbimo leidžiamasis nuokrypis

Liejimo liekanos (maitintojai) yra lydytos metalo atsargos, kurios kompensuoja kietėjimo susitraukimą. Jos turi būti prijungtos prie sunkiausių liejimo vietų — paskutinių užšalusios vietų. Po kietėjimo liekanos nupjaunamos, paliekant likusią iškyšą, kurią reikia apdirbti arba sušlifuoti lygiai.

Liejimo liekanų kontakto konstravimas Rekomendacija
Inspector measuring machining allowance on raw steel casting

Liejimo likutis ant apdirbamo paviršiaus | Prie liekanos kontakto taško pridėti papildomą 5–8 mm leidžiamąjį nuokrypį, kad būtų užtikrintas švarus apdirbimas | | Iškilimas ant neapdirbtos liejimo paviršiaus | Suprojektuokite įdėtą padėklą (pertraukiamąjį šerdį), kad iškilimas švariai atsiskeltų žemiau liejimo paviršiaus | | Keli iškilimai | Jei įmanoma, grupuokite iškilimų kontaktus toje pačioje paviršiaus pusėje, kad būtų galima sujungti apdirbimo paruošimus |

Apdirbimo pasekmės : Iškilimų likučiai paprastai yra kietesni už aplinkinį liejinį (greitesnis aušinimas, smulkesnė grūdelių struktūra). Pirmasis apdirbimo praeitis prie iškilimo kontakto taško reikalauja mažesnio padavimo greičio, kad būtų išvengta įrankio pažeidimo. Projektuotojai, kurie nurodo iškilimo kontakto vietą nekritiniame paviršiuje, visiškai pašalina šią apdirbimo sudėtingumą.

Liejinio kanalų sistemos pašalinimas

Liejinio kanalų sistema (liejimo vamzdelis, kanalai, įleidimo angos) prijungta prie liejinio įleidimo angų vietose. Kaip ir iškilimai, ją reikia pašalinti po liejimo.

DFM taisyklė : Įleidimo angas įrengti paviršiuose, kurie bus apdirbami. Įleidimo angų likučiai neapdirbtuose funkcinio paviršiaus plotuose reikalauja šlifavimo ir gali palikti paviršiaus defektus, kurie pažeidžia nuovargio atsparumą ar sandarumo savybes.


3 dalis: Apdirbimo leidžiamoji nuokrypis

Apdirbimo leidžiamasis nuokrypis – tai papildomas medžiagos kiekis, pridedamas prie liejimo paviršių, kad apdirbant būtų pasiekti galutiniai matmenys. Per mažas nuokrypis gali sukelti nepilną paviršiaus valymą (liejimo plėvelė lieka apdirbtame paviršiuje), o per didelis – švaistoma medžiaga ir apdirbimo laikas.

Standartinis apdirbimo leidžiamasis nuokrypis pagal gamybos procesą ir detalės dydį

Liejimo detalės dydis (didžiausias matmuo) Smėlio liejimas (plienas/geležis) Kaušinės liejimas (plienas) Šelmo formos liejimas (geležis)
≤ 250 mm 2,0–3,0 mm 0,5–1,0 mm 1,5–2,0 mm
250–500 mm 3,0–5,0 mm 1,0–1,5 mm (šis dydis retai naudojamas) 2,0–3,0 mm
500–1 000 mm 5,0–8,0 mm N/a 3,0–5,0 mm
1 000–2 000 mm 8,0–12,0 mm N/a N/a
> 2 000 mm 12,0–20,0 mm N/a N/a

Tai yra bendrosios rekomendacijos. Būtinas leidžiamasis nuokrypis priklauso nuo:

  1. Liejimo proceso tikslumo — investicinis liejimas reikalauja mažiausiai; dideli smėlio liešimai – daugiausia
  2. Paviršiaus orientacijos — vertikalūs paviršiai (lygiagretūs skilimo kryptimi) paprastai reikalauja 20–30 % didesnio leidžiamojo nuokrypio nei horizontalūs paviršiai dėl ištraukimo kampo ir formos sienelės judėjimo
  3. Medžiaga — plienas susitraukia labiau nei geležis (2,5 % prieš 1,0 % tiesinio susitraukimo), todėl reikia didesnių leidžiamų nuokrypių
  4. Karščio apdorojimas — liejiniams, kuriems taikoma normalizavimo arba tirpalo atleidimo terminė apdorojimo procedūra, pasireiškia papildomas išsivyniojimas; leidžiamuosius nuokrypius padidinkite 1–2 mm

Dviejų etapų leidžiamų nuokrypių principas

Tiksliesiems komponentams nurodykite leidžiamus nuokrypius dviem etapais:

  1. Grubiosios apdirbimo leidžiamieji nuokrypiai : visose paviršių srityse – papildomi 2–3 mm; juos pašalina pirmasis grubiosios apdirbimo praeities etapas, kad būtų pašalinta liejinio išorinė sluoksninė dalis, kurioje gali būti smėlio įtraukimų, dekarbonizacijos ir paviršiaus netolygumų
  2. Baigiamojo apdirbimo leidžiamieji nuokrypiai : po grubiosios apdirbimo lieka 0,3–0,5 mm; juos pašalina švelnus baigiamasis apdirbimo etapas, siekiant galutinės matmeninės tikslumo

Šis metodas yra standartinis automobilių (IATF 16949) ir aviacijos (AS9100) tiekimo grandinėse. Jis prideda vieną apdirbimo operaciją, tačiau žymiai padidina pirmojo ciklo išnaudojimą, nes liejinio defektai aptinkami jau grubiosios apdirbimo etape, dar prieš investuojant laiką į baigiamąjį apdirbimą.


4 dalis: Aštinės strategijos – tiltas tarp liejinio ir apdirbimo

Vienas svarbiausias DFM sprendimas, kuris veikia tiek liejimą, tiek apdirbimą, yra apdirbimo atskaitos sistemos pasirinkimas . Atskaitos strategija nustato, kaip žaliava – liejinys – yra pozicionuojama ir pritvirtinama pirmajam apdirbimo etapui – ir ji turi veikti su liejiniu, kuris turi būdingų matmeninių nuokrypių.

3–2–1 pozicionavimo principas

CNC machined casting in fixture with 3-2-1 locating pads and clamps

3–2–1 principas yra liejimo tvirtinimo įrenginių projektavimo pagrindas:

Atskaitos taškas Lietimosi taškai Funkcija
Pagrindinis atskaitos taškas (A) 3 taškai (apibrėžia plokštumą) Nustato liejinio padėtį Z ašyje; nustato pirmąją apdirbtą paviršių
Antrinis atskaitos taškas (B) 2 taškai (apibrėžia tiesę) Nustato padėtį Y ašyje ir riboja sukimosi judėjimą aplink Z ašį
Trečioji atraminė plokštuma (C) 1 taškas (apibrėžia tašką) Nustato padėtį X ašyje ir riboja sukimosi judėjimą aplink Y ir Z ašis

Liejimo specifiniai atraminiai taisyklių reikalavimai

Taisyklė Paaiškinimas
Naudoti kaip-išliejimo paviršius kaip atraminiai taškai Pirmoji operacija privalo remtis kaip-išliejimo paviršiais – ne anksčiau apdirbtais elementais. Liejimo detalė turi būti suprojektuota su trimis mažomis iškilusiomis padėklais (atraminiais padėklais), kurie skirti šiai paskirtai.
Atraminiai padėklai turi būti vienoje formos pusėje Per dalijamosios linijos paviršiai sukelia neatitikimo klaidą (dažniausiai 0,5–1,5 mm smėlio liejimuose). Visi trys atraminiai padėklai turi būti paviršiuose, suformuotuose tos pačios formos pusės.
Venkite iš vartų / liejimo liekanų kontaktinių sričių Šios paviršiaus sritys turi didžiausią matmeninę kintamumą dėl liejimo liekanų pašalinimo ir vietinio susitraukimo.
Projektuokite lokavimo plokštumėles su nuolydžiu teisinga kryptimi Nuolydis lokavimo plokštumėlėse neturėtų sumažinti kontaktinės srities. 10 mm × 10 mm plokštumėlė su 3° nuolydžiu visose kraštinėse palieka kontaktinę sritį apie 7 mm × 7 mm — tai įvertinkite projektuodami.

Kvalifikacinė operacija

Pirmoji apdirbimo operacija – vadinama kvalifikaciniu pjūviu arba plokščiuoju frezavimu – apdirba tris lokavimo plokštumėles, kad būtų sukurtas švarus, plokščias ir stačiakampis orientyrų rėmas. Visos tolesnės apdirbimo operacijos remiasi šiais kvalifikuotais paviršiais.

DFM reikalavimas : Liejimo brėžinyje aiškiai turi būti nurodytos trys lokavimo plokštumėlės su pastaba, pvz.: „Lokavimo plokštumėlės A, B ir C turi būti plokščiai frezuotos, kad būtų sukurtas orientyrų nuorodos rėmas prieš visus kitus apdirbimo veiksmus.“

Dažniausiai pasitaikančios orientyrų klaidos

Klaida Pažanga
Atskaitos taškas ant suformuotos paviršiaus Atskaitos taškas juda aukštyn nuo formavimo paviršiaus, kai liejimo nuokrypiai keičia kontaktinio paviršiaus aukštį; padėties klaida padidėja dėl formavimo kampo
Atskaitos taškas ant skiriamosios linijos Skiriamosios linijos neatitikimas sukuria žingsnį atskaitos paviršiuje; tvirtinimo įrenginys liečia nestabilų paviršių
Per maža atskaitos padėklų plotas Tvirtinimo jėga deformuoja liejimo paviršių; liejimas pasislenka apdirbant
Atskaitos taškas ant plonos sienelės Tvirtinimas lenkia sienelę; kai po apdirbimo tvirtinimas pašalinamas, sienelė grįžta į pradinę padėtį ir apdirbtas elementas yra neteisingoje vietoje

Detalė 5: Elementams specifiniai projektavimo nurodymai

Skylės, sriegiai ir skylių paviršiai

Ypatybė Lietimo apribojimai Projektavimo rekomendacija
Perverstiniai skylės Smėlio liejimo būdu negalima išlieti mažesnių nei ~20 mm skersmens skylių tikslaus dydžio Projektuoti kaip vientisą detalę; po to apdirbti iki galutinio dydžio. Masinei gamybai apsvarstyti galimybę išlieti skylią su šerdimi, kurios skersmuo sudarytų ~60–70 % galutinio skersmens, kad būtų sumažintas frezavimo laikas
Aklosios skylės Smėlio liejimo būdu negalima išlieti (šerdis negali būti paremta) Visada apdirbama
Sukraštinės skylės Funkcinės sąvaros negali būti išlietos Išlieti vientisą iškylą; po to išfrezuoti ir sukraštinti
Giles skylai (L/D > 5) Lietavimo šerdies poslinkis arba sušilimas Naudokite pakopinį skylą – įėjimo vietoje didesnis skersmuo, kuris mažėja iki galutinio dydžio – kad būtų nukreipiamas gręžimo įrankis ir sumažintas jo išlinkimas

Plokštumos tikslumo reikalavimai (sandarinės plokštumos, sandarinės paviršiai)

Reikalavimai Projektavimo rekomendacija
Plokštumos nuokrypis < 0,05 mm Paviršiaus šlifavimas po frezavimo; nurodykite papildomą 0,2–0,3 mm šlifavimo leidžiamąją nuokrypį
Plokštumos nuokrypis 0,05–0,10 mm Galutinis paviršiaus frezavimas; pakanka aštriais įrankiais ir standžia tvirtinimo įranga
Dideli paviršiai (> 300 mm) Keli tvirtinimo taškai, kad būtų išvengta detalės išlinkimo; apsvarstykite įtempimų pašalinimo kaitinimą prieš galutinį apdirbimą

Įlinkiai ir vidinės savybės

Vidiniai įdubimai (grįžtamosios savybės, vidiniai grioveliai, kertantys skylės) yra brangiausios liejimo detalės gamybos savybės. Jie reikalauja sudėtingų, suskylamų ar daugiadalių šerdžių, kurios padidina šablonų kainą, liejimo laiką ir broko normą.

Įdubimo tipas DFM nurodymai
Išorinis įdubimas Gali būti suformuotas formos ertmėje, jei dalijimosi linija yra tinkamai įdėta. Dažnai išsprendžiamas pridedant dalijimosi linijos žingsnį arba atskirą detalę.
Vidinis įdubimas (aklas) Reikalauja suskylamos ar tirpios šerdies – reikšmingas kaštų padidinimas. Jei įmanoma, perprojektuokite, kad pašalintumėte.
Vidinis įdubimas (perveriamasis) Gali būti suformuotas dviejų dalių šerdimi, jei šerdies spaudiniai leidžia ją ištraukti. Mažiau brangus už aklius įdubimus, bet vis tiek prideda sudėtingumo.

Įdubimų perprojektavimo strategijos :

  • Pakeisti vidinę griovytę į snap ring griovytę, frezuojamą po liejimo
  • Pakeisti įliejamos vidinės kanalų sistemą į gręžiamą kertančią skylę
  • Padalinti detalę į dvi liejamas dalis, kurios sujungiamos varžtais, visiškai pašalinant vidinę savybę

Detalė 6: Tolerancijų strategija – liejimas prieš apdirbimą

Viena dažniausiai pasitaikančių DFM klaidų – priskirti apdirbtoms savybėms liejimo tolerancijas arba atvirkščiai. Pasiekiama tolerancija visiškai priklauso nuo to, kuri technologija sukuria savybę.

Liejamų ir apdirbiamų savybių tolerancijos

Ypatybė Liejamų savybių tolerancija (smėlis) Liejamų savybių tolerancija (investicinis liejimas) Apdirbamos savybės tolerancija (CNC)
Tiesinės matmenys ≤ 100 mm ±1.0 mm ±0,3 mm ±0.05 mm
Tiesinės matmenys 100–500 mm ±2,0 mm ±0,5 mm ±0,10 mm
Tiesinės matmenys 500–1000 mm ±3,0 mm N/a ±0,15 mm
Plokštumos išlyginimas (kiekvieniems 100 mm) ±1.0 mm ±0,3 mm ±0,02 mm
Paviršiaus šiurkštumas (Ra) 6,3–25 μm 1,6–6,3 μm 0,43,2 μm

Nuokrypių brėžinyje žymėjimo taisyklės

Teisingai parengtas liejimo gaminio brėžinys atskiria:

  1. Natūralūs liejimo matmenys (pažymėta liejimo tikslumo pastaba, pvz., „LIEJIMO TIKSLUMAS: ISO 8062 CT9“)
  2. Apdirbti matmenys (pažymėta apdirbimo tikslumo pastaba, pvz., „APDIRBIMO TIKSLUMAS: ISO 2768-m“)
  3. Galutiniai matmenys (galutiniai detalės matmenys po visų operacijų)

Svarbiausia taisyklė : Visada išvengti apdirbimo priedo įtraukimo į galutinius detalės matmenis brėžinyje. Galutinis matmuo – tai tikslas. Liejimo brėžinyje priedas pridedamas; apdirbimo brėžinyje jis atimamas. Šių konvencijų maišymas yra dažniausia klaidų šaltinis tarp projektuotojų ir liejyklos specialistų interpretuojant brėžinius.


7 detalė: DFM peržiūros procesas

Veiksmingas DFM nėra sąrašas, kurį reikia taikyti po to, kai projektavimas baigtas, – tai pakartotinis dialogas tarp projektavimo inžinieriaus ir liejyklos inžinieriaus. Kuo anksčiau prasideda šis dialogas, tuo daugiau sąnaudų ir laiko sutaupoma.

Kada kreiptis į liejyklą

Projektavimo etapas DFM veikla Vertė
KONCEPTINIS DIZAINAS Lietuviškos liejyklos specialistai peržiūri detalės apvalkalą, medžiagą ir bendrąją geometriją dėl liejimo galimybės Vengti esminiu būdu neliejamos konstrukcijų
Išsamus dizainas Lietuviškos liejyklos specialistai peržiūri sienelių storį, ištraukimo kampą, suapvalinimus ir skyrimo liniją Optimalizuoti geometriją, kad padidėtų liejimo naudingumo koeficientas
Prieš leidimą į gamybą Lietuviška liejykla pateikia oficialų gamybos tinkamumo (DFM) ataskaitą su apdirbimo strategija, matavimo taškų planu ir tikslumo galimybių analize Užfiksuoti gamybos planą dar prieš įsigyjant šablonus ir įrankius
Šablono/įrankių projektavimas Lietuviška liejykla ir šablonų dirbtuvės galutinai suderina liejimo kanalų, papildomų liejimo aušinimo elementų (rizerių) ir tvirtinimo sistemos projektavimą Užtikrinti, kad šablonas leistų gauti liejinius, kurie būtų tinkamai apdirbami

DFM ataskaita: ko tikėtis

Casting simulation software showing solidification analysis with thermal gradient

Profesionali liejimo techninio projektavimo (DFM) ataskaita turėtų apimti:

  1. Liejimo įmanomumo vertinimą : Ar šią detalę galima pagaminti pasiūlytu procesu?
  2. Skyrimo linijos rekomendaciją : Kur turi būti formos suskaidymo linija? Kaip tai veikia ištraukimo kryptį?
  3. Užpildymo ir papildymo sistemos planą : Užpildymo angų vietos, papildymo elementų pozicijos, numatytas liejimo naudingumo koeficientas
  4. Apdirbimo orientyrų strategiją : Rekomenduojami lokalizavimo padai, tvirtinimo įrenginio konceptas, operacijų seka
  5. Tolerancijų laikymosi galimybių analizė : Kurios tolerancijos pasiekiamos liejimo būdu, o kurios reikalauja apdirbimo?
  6. Konstrukcijos keitimo rekomendacijos : Konkrečios geometrijos pakeitimų rekomendacijos, kurios pagerina liejimo galimybes, sumažina sąnaudas arba gerina kokybę
  7. Įvertintas liejimo svoris ir apdirbimo leidžiamasis nuokrypis : Neapdoroto liejinio svoris palyginti su baigtojo detalės svoriu
  8. Rizikos vertinimas : Nustatyti karštieji taškai, galimi susitraukimo regionai, vietos, kuriose reikia neardomosios kontrolės (NDE)

Raudonosios vėliavos DFM komunikacijoje

Jei liejykla priima liejimo brėžinį be jokių klausimų, be DFM ataskaitos ir be rekomenduotų pakeitimų, būkite atsargūs. Kiekvienoje liejimo konstrukcijoje yra optimizavimo galimybių – jei liejykla nesuranda jokių, ji arba nepakankamai išsamiai peržiūri konstrukciją, arba nešališkai nepraneša apie tai.


8 dalis: DFM sprendimų poveikis kainoms

Norint padaryti DFM principus konkretesnius, žemiau pateikiamas apytikslis įprastų projektavimo sprendimų poveikis vidutinio sudėtingumo plieninio liejimo (galutinis svoris – 5–50 kg) kainai:

Konstravimo Sprendimas Kainos poveikis Kryptis
Optimalizuoti sienelių storio vienodumą -15 % iki -25 % liejimo kaina Sumažina atmetimo normą, pagerina išeigą
Pridėti nuolydžio kampus (palyginti su jokiais) +2 % iki +5 % šablonų kaina; -10 % iki -20 % formavimo kaina Šis poveikis daugiau nei kompensuojamas dėl mažesnio formos pažeidimo ir greitesnio formavimo
Padidinti vidinius apvalinimo spindulius nuo R3 iki R6 +5 % šablonų kaina; -10 % iki -15 % atmetimo norma Neleidžia susidaryti karštiems plyšiams ir susitraukimui jungtyse
Pašalinti vidinį įlinkį (perprojektuoti) –30 % iki –50 % šerdies kainos Dažnai pašalina sudėtingą daugiadetalę šerdį
Perkelti formavimo liniją ant apdirbto paviršiaus –5 % iki –10 % šlifavimo kainos Formavimo linijos išsikišimai pašalinami apdirbant, o ne šlifuojant
Pridėti papildomus 2 mm apdirbimo leidžiamuosius nuokrypius kritiniame paviršiuje +3 % iki +5 % apdirbimo laiko Neleidžia broko dėl nepilno valymo; grąžinama pirmojo gaminio naudingumo padidėjimu
Nurodyti orientacinės padėties padus liejimo brėžinyje +2 % šablonų kainos padidėjimas; -10 %–-15 % įrenginių kainos sumažėjimas Standartinis pozicionavimas sumažina nestandartinių įrenginių sudėtingumą
Įtraukti liejyklos specialistus dar konceptinėje fazėje, o ne po konstrukcijos išleidimo -20 %–-40 % bendros projekto kainos sumažėjimas Išvengia pakartotinio projektavimo ciklų ir įrankių modifikacijų

Išvada

Gamintojui patogaus dizaino (DFM) taikymas metalų liejimo srityje nėra inžinerinės kūrybingumo apribojimas — tai disciplina, kuri kūrybiškus projektus paverčia gamybai tinkamais ir pelningais detalėmis. Kiekvienas valandos laikas, praleistas DFM analizei prieš užsakant įrankius, sutaupo dienas trikčių šalinimo darbų po pirmųjų liejimų gavimo.

Liejimo DFM keturios pagrindinės atramos:

  1. Sustojimo fizika — sienelių storis, skerspjūvių perėjimai, suapvalinimai ir aukštynvedžių vietos nulemia, ar liejimas sustos be defektų
  2. Šablonų ekonomika — projektinis variantas, atskyrimo linija ir iškylantys elementai nustato formos gamybos kainą ir liejimo ciklo trukmę
  3. Apdirbimo suderinamumas — atraminė strategija, apdirbimo priedas ir elementų pasiekiamumas nustato, ar liejimas gali būti efektyviai apdirbtas
  4. Tikslumo kontrolė — atskiriant natūralaus liejimo tikslumą nuo apdirbto tikslumo pašalinama dažniausia piešinių aiškinimo klaidų priežastis

Liejykla, kuri užduoda klausimus dėl jūsų konstrukcijos, siūlo pakeitimus ir pateikia išsamią DFM ataskaitą, nedaro sunkumų — ji elgiasi profesionaliai. Alternatyva yra liejimas, kuris CAD modelyje atrodo tinkamas, bet kainuoja dvigubai daugiau ir tris kartus ilgiau reikalauja patvirtinimo.


Planuojate naują liejimo projektą? Mūsų inžinerinė komanda teikia išsamią DFM analizę — nuo liejimo įmanomumo vertinimo ir įliejimo kanalų modeliavimo iki apdirbimo atraminės strategijos ir visos PPAP dokumentacijos. Susisiekite su mumis, kad susitartumėte dėl konstrukcijos peržiūros dar prieš investuodami į šablonus.

Naujienos

Gauti nemokamą pasiūlymą

Mūsų atstovas netrukus su jumis susisieks.
El. paštas
Mobilusis telefonas / WhatsApp
Vardas ir pavardė
Įmonės pavadinimas
Žinutė
0/1000