Visas kategorijas

ZIŅAS

Ražošanai piemērota konstruēšana metāla lietošanā: kā optimizēt detaļu konstrukciju, lai uzlabotu lietošanas un apstrādes īpašības

Jul 03, 2026

Meta apraksts: Pilnīgs inženierijas pamācību izdevums par ražošanai piemērotu konstruēšanu (DFM) metāla lietošanā un CNC apstrādē. Iepazīstieties, kā sienas biezums, izvilkuma leņķi, apļveida stūri, apstrādes pieļaujamais daudzums un atskaites punktu stratēģija ietekmē lietu iznākumu, apstrādes izmaksas un gala detaļas kvalitāti.


Lietas zīmējums, kas izskatās perfekts ekrānā, var būt neiespējams izgatavot lietavā. Atstarpe starp CAD ideālo attēlojumu un ražošanas realitāti ir tā vieta, kur rodas pārāk lielas izmaksas, piegādes kavēšanās un kvalitātes problēmas — un tā gandrīz vienmēr saistīta ar konstruēšanas lēmumiem, kas pieņemti pirms pirmā veidnei veidotā griezuma.

Izstrāde ražošanai (DFM) dizains ražošanai metāla liešanā ir disciplinēta prakse, kuras mērķis ir izveidot detaļu tā, lai to varētu veiksmīgi ieliet, efektīvi apstrādāt ar instrumentiem un piegādāt paredzētajā cenā un kvalitātē. Tas nav saistīts ar inženierzinātniskās uzdevuma kompromisiem — tas nozīmē šī uzdevuma sasniegšanu, izmantojot konstruēšanas valodu, ko ražošanas process saprot.

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

Šis pamācības materiāls aptver DFM principus, kas reglamentē smilšu liešanu, investīciju liešanu un apvalka veidņu liešanu, īpaši vēršot uzmanību tam, kā liešanas konstruēšanas lēmumi ietekmē apstrādes operācijas ar instrumentiem. Vai jūs izstrādājat jaunu vārsta korpusu, sūkņa korpusu, izplūdes kolektoru vai smagu strukturālu liešanu — šie principi ir spēkā.


1. daļa: Pamata liešanas konstruēšanas noteikumi

1. Sienas biezums: viens no svarīgākajiem parametriem

Vienmērīgs sienas biezums ir liešanas konstruēšanas zelta noteikums — un tas ir arī tas, ko praksē visbiežāk pārkāpj. Nevienmērīgi šķēlumi rada atšķirīgas dzesēšanas ātrumus, kas izraisa termiskos spriegumus, deformācijas, karstās plaisas un sarukuma porainību.

Minimālais sienas biezums atkarībā no procesa

Liešanas process Minimālais sienas biezums (tērauds) Minimālais sienas biezums (dzelzs) Minimālais sienas biezums (nerūsējošais tērauds)
Smilšu formēšana 5–6 mm (mazi izstrādājumi); 8–10 mm (lieli izstrādājumi) 4–5 mm 6–8 mm
Čaulas liešana 3–4 mm 3–4 mm 4–5 mm
Investīciju gatavošana 1,5–2,0 mm 1,5–2,0 mm 1,5–2,5 mm

Šīs ir praktiskas minimālās vērtības — neiesakāms izmantot kā projektēšanas mērķus. Minimālās vērtības palielināšana par 1–2 mm ievērojami uzlabo liešanas iznākumu (tā procentuālo daļu no ielietā metāla, kas kļūst tirgojamie liešanas izstrādājumi) un samazina atteikumu līmeni.

Sienas biezuma pārejas noteikumi

Ja sadaļas izmaiņas ir nenovēršamas, ievērojiet šos noteikumus, lai minimizētu sprieguma koncentrāciju un cietināšanas defektus:

Pārejas veids Maksimālais attiecības koeficients Ieteicamā ģeometrija
Solveida pāreja (pēkšņa) 2:1 Vajadzētu pilnībā izvairīties, ja vien iespējams
Taperēta pāreja 3:1 Lineārajā salikumā garumā ≥ 3× biezuma atšķirība
Izmantotais pārejas rajons 3:1 Maisījums ar rādiusu ≥ mazākā biezums

Praktisks piemērs : vārsta korpuss ar 10 mm korpusa sienu, kas pārceļas uz 25 mm flēžu. Ja pakāpes mainīsies no 10 mm līdz 25 mm, savienojuma centrā radīsies sagriešanās caurums, kas ir defekts, ko apstrāde atklās, bet neizdzēš. Pareizajā konstrukcijā izmanto konisko pāreju vismaz 45 mm garumā ar plašu iekšējo un ārējo filē rādiusu.

Izstrādājumu ietekme : Apgriezienu pārmaiņas laikā sasmalcinātas poritātes ir visbiežāk sastopamais liešanas noraidīšanas cēlonis, kas atklāts apstrādes laikā. Mešīnists nogriež, kas šķiet, ka ir skaists metāls, lai atklātu iekšējos tukšumus. Šos nevar uzticami remontēt ar salieci, un parasti to izmanto kā izšķirošus izlietus. Lai noteiktu, vai ir iespējams izmantot šo metodi, ir jānorāda, ka ir iespējams izmantot tikai to, kas ir pieejami, lai noteiktu, vai ir iespējams izmantot tikai to, kas ir pieejami.

2. Draft anguli: ļauj atņemt paraugus

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

Izvilkums ir slīpums, ko piemēro virsmām, kas paralēlas veidnei paredzētās formas atdalīšanas virzienam, lai veidni varētu izņemt, nesabojājot veidnes dobumu.

Virsmas tips Minimālais izvilkums (smilšu liešana) Ieteicamais izkliedes leņķis Piezīmes
Ārējās virsmas 2–3° Dziļākiem dobumiem nepieciešams lielāks izvilkums
Iekšējās virsmas (serdes) 1.5° 3–5° Serdes virsmas sarūk uz serdes — augstāks izvilkums ir būtisks
Dziļas kabatas (dziļums > 3× platums) 5–7° Palielināts izvilkums kompensē veidnes sieniņu berzi
Investīciju gatavošana 0.5–1° Veidne tiek izkausēta; izvilkums tehniski nav nepieciešams, tačau to izmanto čaulas veidošanai

Izvilkuma virziena konvencija : Projekts vienmēr tiek piemērots kā pievienotā materiāla izlietotā virsma starpsaistes līnijā nosaka nominālo izmēru, un materiāls tiek pievienots, kad virsma nošķiras no starpsaistes līnijas. Tas nozīmē, ka izvilkums nedaudz palielina liešanas svaru un rada virsmu, kas nav perpendikulāra sadalīšanas plaknei, un abi šie faktori ietekmē apstrādes stratēģiju.

Izstrādājumu ietekme : Funkcionālas izvilktās virsmas (apblīvēšanas virszemes, guļamistabas, atrašanās vietas noteikšanas ierīces) ir apstrādātas līdz kvadrātam. Projektoram jānodrošina pietiekams apstrādes daudzums mazs uz izvilkuma beigām (kur liecamais virsmais ir attālākais no gatavotā virsma). Kopīga DFM kļūda ir norādīt 3 mm apstrādes pieļaujamo platību sadalīšanas līnijā, bet tikai sasniegt 0,5 mm izvilkumā tālājā pusē nepietiekams tīrīšanai.

3. Filē un radī: kā novērst stresa koncentrācijas

Asīmi iekšējie stūri ir liekts metāla lējuma ražošanai. Tie rada sprieguma koncentrāciju, karstuma punktu veidošanos sarukšanas laikā un plaisu veidošanās vietas atdzišanas laikā. Katram iekšējam stūrim jābūt ar izliektu rādiusu.

Atrašanās vieta Minimālais rādiuss Ieteicamais rādiuss
Iekšēji stūri R ≥ 0.25 × blakus esošās sienas biezums R ≥ 0.5 × sienas biezums
Ārējie stūri R ≥ 0.125 × sienas biezums R ≥ 0.25 × sienas biezums
Uzpumpētās daļas un sienas savienojumi R ≥ 0.5 × uzpumpētās daļas diametrs R ≥ vadošās uzpumpes diametrs smagām uzpumpēm
Flanča un korpusa pārejas R ≥ flanča biezums R ≥ 1,5 × flanča biezums cikliskai slodzei

Sadalījuma līnijas stūra ielūka iekšējie stūri, kas sakrīt ar veidņu sadalījuma līniju, ir īpaši jutīgi. Sadalījuma līnija ir veidņu vājā vieta, un asie stūri šajā vietā ir pakļauti smilšu iznēsāšanai liešanas laikā — tādējādi veidojot smilšu ieslēgumus liešanā. Vienmēr ievērojami noapaļojiet sadalījuma līnijas krustojumus.

Izstrādājumu ietekme pārāk mazas iekšējās noapaļojuma rādiuss piespiež mehāniķi izmantot mazāka diametra griešanas instrumentus, lai sasniegtu stūros, samazinot instrumenta stingrību un palielinot cikla ilgumu. Noapaļojuma rādiuss R6 mm vietā R3 mm var ļaut mehāniķim izmantot 10 mm galveno frēzi vietā 5 mm galvenajai frēzei — aptuveni divkāršojot metāla noņemšanas ātrumu un instrumenta kalpošanas laiku.

4. Uzpumpes, balstplātnes un izolētas smagas daļas

Uzliešanām un uzgabalīšanām pievieno izlietnes, lai nodrošinātu materiālu apstrādātām funkcijām — vītņotām caurumiem, gultņu sēdekļiem, blīvējuma virsmām. To konstrukcija tieši ietekmē izlietnes kvalitāti un apstrādes izmaksas.

Uzgabalīšanu projektēšanas noteikumi

Noteikums Specifikācija Motivācija
Uzgabalīšanas augstums ≤ 2× uzgabalīšanas diametrs atsevišķām uzgabalīšanām Augstākas uzgabalīšanas rada karstumvietas, kas izraisa sarukšanu
Uzgabalīšanu attālums Centru attālums ≥ 2× uzgabalīšanas diametrs Mazāks attālums apvieno cietināšanās frontes, veidojot kopēju karstumvietu
Uzgabalīšanas savienojums Savienot ar tuvāko sienu ar starpsieni vai stingrinājumu Atseviesti izvietoti izcilnieki atdziest pēdējie — garantēta sarukšana, ja tos nebaro no uzpildes sistēmas
Apstrādes pamatnes augstums 3–5 mm virs blakus esošās liešanas virsmas Minimizē metāla noņemšanu nefunkcionālās virsmās; samazina apstrādes laiku

Pamatnes kļūda

Bieži sastopama konstruēšanas kļūda ir lielas plakanas apstrādes pamatnes norādīšana, kas pārklāj visu liešanas virsmu — piemēram, 150 mm × 150 mm liela pamatne, kad jāapstrādā tikai 50 mm diametra blīves virsma. Pārmērīgi lielā pamatne:

  1. Veido atsevišķu smagu sekciju, kas ir pakļauta sarukšanas porozitātei
  2. Piespiedu apstrādātājam veikt pilnas virsmas frēzēšanu, pievienojot nepieciešamo cikla laiku
  3. Palielina liešanas masu un materiāla izmaksas, neiedodot nekādu funkcionālu priekšrocību

Pareizais risinājums projektēt uzglabāšanas plāksni tikai apstrādātajai vietai un nelielam robežu pieaugumam (5–10 mm). Pārējo virsmu var atstāt kā-liešanu, tādējādi samazinot svaru, samazinot sarukuma risku un koncentrējot apstrādes pūles tikai tur, kur tās ir nepieciešamas.


Daļa 2: Ielejas, izlīdzinātāji un šķelšanās līnijas stratēģija

Ražošanas viegluma projektēšana (DFM) neattiecas tikai uz daļas ģeometriju — tā ietver arī to, kā daļa mijiedarbojas ar liešanas procesa infrastruktūru: kur metāls iekļūst, kā tas sacietē un kur veidojas formas sadalījuma līnija.

Šķelšanās līnijas izvēle

Šķelšanās līnija ir plakne, kurā divas formas daļas saskaras. Projektētājam jānorāda paredzētā šķelšanās līnija uz liešanas zīmējuma vai vismaz jāsaprot tās novietojuma sekas.

Šķelšanās līnijas apsvērumi Dizaina ietekme
Šķelšanās līnija caur apstrādātām virsmām Ieteicams — šķelšanās līnijas izvirzījumi tiek noņemti apstrādes laikā
Šķelšanās līnija caur kā-liešanas virsmām Prasa slīpēšanu/izgriešanu; var palikt redzama norādītā līnija
Sadalījuma līnija caur kritiskajām funkcijām Novērst — mirkšķināšana, nesakritība un izvilkšanas leņķis visi koncentrējas uz sadalījuma līnijas
Vairāku sadalījumu (neregulārs sadalījums) Palielina veidņu izmaksas un liešanas sarežģītību; izmantot tikai tad, ja tas ir nepieciešams

Projektēšanas noteikums orientēt detaļu tā, lai lielākā daļa apstrādātās virsmas atrastos sadalījuma plaknē vai tuvumā tai. Tas minimizē izvilkšanas leņķa ietekmi uz kritiskajām virsmām un novieto sadalījuma līnijas mirkšķināšanu vietā, kur to noņems apstrāde.

Risera pieskare un apstrādes pieļaujamais novirzes lielums

Riseri (barotāji) ir kausētās metāla krātuves, kas kompensē cietināšanās sarukšanu. Tie jāpiestiprina pie liešanas masīvākajām daļām — tām vietām, kas aizsalst pēdējās. Pēc cietināšanā riseri tiek nogriezti, atstājot paliekas stublāni, ko jāapstrādā vai jānoberzē līdz vienādam līmenim.

Risera pieskares konstruēšana Ieteikums
Inspector measuring machining allowance on raw steel casting

Risers uz apstrādātas virsmas | Risera pieskaras punktā pievienot papildu 5–8 mm pieļaujamo novirzes lielumu, lai nodrošinātu tīru apstrādi | | Uzcelms uz liešanas virsmas | Izstrādāt iegrožotu atbalsta plāksni (lauzītāja kodolu), lai uzcelms notiktu tīri zem liešanas virsmas | | Vairāki uzcelmi | Pēc iespējas grupēt uzcelmu pieskārienes vienā un tajā pašā virsmā, lai konsolidētu apstrādes iestatījumus |

Izstrādājumu ietekme : Uzcelmu atlikumi parasti ir cietsāki nekā apkārtējā liešana (ātrāka atdzišana, smalkāka graudu struktūra). Pirmā apstrādes palīdzība pie uzcelma pieskārienes punkta prasa samazinātu padziļinājuma ātrumu, lai izvairītos no instrumenta bojājumiem. Projektētāji, kas norāda uzcelma pieskārienes vietu uz nekritiskas virsmas, pilnībā novērš šo apstrādes grūtību.

Lietņu sistēmas noņemšana

Lietņu sistēma (lietņu caurule, tekušņi, ielietnes) ir piestiprināta pie liešanas ielietņu vietās. Līdzīgi kā uzcelmi, arī šos elementus pēc liešanas jānoņem.

DFM Noteikums : Novietot ielietnes virsmās, kurās tiks veikta apstrāde. Ielietņu atlikumi uz liešanas funkcionalajām virsmām prasa slīpēšanu un var atstāt virsmas defektus, kas kaitina izturību pret cikliskiem spriegumiem vai blīvēšanas veiktspēju.


3. daļa: Apstrādes pieļaujamības stratēģija

Apstrādes pieļaujamais lielums ir papildu materiāls, ko pievieno liešanas stāvoklī esošām virsmām, lai nodrošinātu, ka apstrāde sasniedz gala izmērus. Pārāk mazs pieļaujamais lielums rada risku, ka netiks pilnībā noņemta liešanas virsma (liešanas āda paliek uz apstrādātās virsmas); pārāk liels pieļaujamais lielums izšķiež materiālu un apstrādes laiku.

Standarta apstrādes pieļaujamais lielums atkarībā no procesa un izmēra

Lielākais liešanas izmērs Smilšu liešana (tērauds/dzelzs) Izlēšana ar zvaigznīti (tērauds) Čaulas veidne (dzelzs)
≤ 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 (šajā izmērā reti) 2,0–3,0 mm
500–1 000 mm 5,0–8,0 mm Nav pieejams 3,0–5,0 mm
1 000–2 000 mm 8,0–12,0 mm Nav pieejams Nav pieejams
> 2 000 mm 12,0–20,0 mm Nav pieejams Nav pieejams

Tas ir vispārīgi norādījumi. Nepieciešamais pieļaujamais novirzes lielums ir atkarīgs no:

  1. Lietošanas procesa precizitātes — investīciju liešana prasa vismazāko pieļaujamo novirzi; lieli smilšu liešanas izstrādājumi prasa visvairāk
  2. Virsmas orientācijas — vertikālām virsmām (paralēlām sadalījuma virzienam) parasti nepieciešams par 20–30 % vairāk pieļaujamās novirzes nekā horizontālām virsmām, ņemot vērā izņemšanas leņķi un veidnes sienas kustību
  3. Materiāls — tērauds sarūk vairāk nekā dzelzs (2,5 % pret 1,0 % lineāro sarukumu), tāpēc nepieciešami lielāki pieskaitījumi
  4. Siltuma apstrāde — liešanas izstrādājumi, kuriem veic normālo apstrādi vai risinājuma atkausēšanu, piedzīvo papildu izkropļojumu; palieliniet pieskaitījumu par 1–2 mm

Divu posmu pieskaitījuma princips

Precīziem komponentiem norādiet pieskaitījumu divos posmos:

  1. Rupjās apstrādes pieskaitījums : 2–3 mm papildu visās virsmās — noņem pirmajā rupjās apstrādes gājienā, lai novērstu liešanas ādu, kurā var būt smilšu iekļaušanās, dekarbonizācija un virsmas nevienmērības
  2. Beidzamās apstrādes pieskaitījums : 0,3–0,5 mm paliek pēc rupjās apstrādes — noņem vieglā beidzamās apstrādes gājienā, lai sasniegtu galīgo izmēru precizitāti

Šis pieeja ir standarta automašīnu (IATF 16949) un aeronautikas (AS9100) piegādes ķēdēs. Tas pievieno vienu apstrādes operāciju, bet dramatiski uzlabo pirmā gājiena iznākumu, atklājot liešanas defektus rupjās apstrādes stadijā, pirms tiek ieguldīts laiks beidzamajā apstrādē.


4. daļa: Atskaites punktu stratēģija — tiltu starp liešanu un apstrādi

Vienkāršākais, bet arī nozīmīgākais DFM lēmums, kas ietekmē gan liešanu, gan apstrādi, ir apstrādes atskaites sistēmas izvēle . Atskaites stratēģija nosaka, kā neto liešana tiek novietota un piepīlēta pirmajai apstrādes operācijai — un tai jādarbojas ar liešanu, kurai raksturīga iebūvēta izmēru mainīgums.

3-2-1 novietošanas princips

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

3-2-1 princips ir liešanu piestiprināšanas ierīču konstruēšanas pamats:

Atskaites punkts KONTAKT PUNKTI Funkcija
Primārais atskaites punkts (A) 3 punkti (definē plakni) Novieto liešanu Z ass virzienā; izveido pirmo apstrādāto virsmu
Sekundārais atskaites punkts (B) 2 punkti (definē taisni) Novieto Y asī un ierobežo rotāciju ap Z asi
Trešais atskaites elements (C) 1 punkts (definē punktu) Novieto X asī un ierobežo rotāciju ap Y un Z asi

Lietņu specifiskās atskaites elementu likumi

Noteikums Izskaidrojums
Izmantot kā izlietas virsmas kā novietošanas punktus Pirmajai operācijai jānovietojas no kā izlietām virsmām — nevis no iepriekš apstrādātām īpašībām. Lietņa jāprojektē ar trim maziem paceltiem gredzeniem (novietošanas gredzeni), kas paredzēti šim nolūkam.
Novietošanas gredzeniem jāatrodas vienā veidnē Šķērsošās veidnes sadalīšanās līnijas virsmas rada neatbilstības kļūdu (parasti 0,5–1,5 mm smilšu lietņiem). Visiem trim novietošanas gredzeniem jāatrodas virsmās, ko veido viena un tā pati veidne.
Izvairieties no atrašanās vietas, kas saskaras ar vārtiem/izcelšanas ierīcēm Šajos virsmos ir vislielākā dimensiju mainība, jo ir novērsts augšējā virsma un ir lokalizēta sašaurināšanās.
Projekta atrašanās vietas pads ar norādi pareizā virzienā Uzvietotās lokācijas pads nedrīkst samazināt kontaktdaļu. Lai to izdarītu, 10 mm × 10 mm platuma pads ar 3° izplūdi no abām pusēm atstāj kontaktplakni aptuveni 7 mm × 7 mm.

Kvalificējošā operācija

Pirmā apstrādes operācija, kas tika nosaukta par kvalifikācijas nogriezienu vai vietas orientēšanās mašīnām, bija trīs lokalizācijas platformas, lai radītu tīru, plātu, ortogonālu atskaites sistēmu. Visas turpmākas apstrādes darbības attiecas uz šīm kvalifikētām virsnēm.

DFM prasība : Lietošanas zīmē skaidri jāidentificē trīs lokalizatoru plāksnes ar šādu piezīmi: "A, B un C lokācijas platformas, kas jāapgriež uz vietas, lai pirms visām citām apstrādes darbībām izveidotu datu atskaites sistēmu".

Visbiežāk sastopamās datu kļūdas

Kļūda Secinājums
Datums uz izvilkta virsmas Pielikuma punkts pārvietojas uz augšu, kā izlietnes variācija maina kontaktu augstumu; pozīcijas kļūda ir pastiprināta ar izlietnes leņķi
Datums nošķiršanas līnijā Izšķirošā līnijas neatbilstība rada pakāpi datu virsmas; fiksācija saskaras ar netīsto virsmu
Nepietiekama lokalizācijas platformas platība Apgriešanas spēks deformē izlietoto virsmu; izlietnes pārvietojas apstrādes laikā
Datums uz smalkas sienas Apgrieziena noliek sienu; kad pēc apstrādes nolaiž apgriezienu, siena atsākas atpakaļ un apstrādātais elements ir ārpus pozīcijas

5. daļa: īpašībām raksturīgas konstrukcijas pamatnostādnes

Auksti, dziļumi un dziļumi

Iezīme Ierobežojumi Projekta ieteikums
Cauri caurumiem Nevar izlietot uz lielumu, kad izlietot smilšu metālu ar diametru mazāku par ~20 mm Dizains kā ciets; mašīna līdz gatavai izmērai. Masas ražošanai apsverit, vai izlietot izlietotu caurumu ~60~70% no gatava diametra, lai samazinātu urbšanas laiku
Aklie urbumi Nevar izlietot smilšu liešanā (nevar nostiprināt dziļumu) Visas iekārtas
Ar velmēm Nevar izlietot ar funkcionālajām šķiedrām Izlieciet solidu galvu; pēc izliešanas izlieciet un nospiediet
Dziļi urbumi (L/D > 5) Lietne var nobīdīties vai sabrukt Izmantot pakāpju veida urbumu — lielāku diametru ieejā, kas samazinās līdz galīgajam izmēram — lai vadītu urbni un samazinātu rīka novirzi

Planuma kritiskas virsmas (blīvējuma virsmas, noslēguma virsmas)

Prasības Projekta ieteikums
Planums < 0,05 mm Virsmas slīpēšana pēc frēzēšanas; norādīt papildu 0,2–0,3 mm slīpēšanas pieaugumu
Planums 0,05–0,10 mm Galīgā sejas frēzēšana; pietiekama ar asiem rīkiem un stingru stiprinājumu
Lieli virsmas izmēri (> 300 mm) Vairāki stiprināšanas punkti, lai novērstu apstrādājamās detaļas novirzi; apsvērt spriegumu novēršanas atkausēšanu pirms galīgās apstrādes

Apakšzīmes un iekšējie elementi

Iekšējie apakšapgriezieni (atgriezeniski ievietojamie elementi, iekšējie izplūdes, šķērsojošie caurumi) ir vispiemērotākais elements liešanas procesā. Tās prasa sarežģītus, noliegtājus vai daudzdaļu dziļumus, kas palielina modeļa izmaksas, formas laika un noraidīšanas ātrumu.

Atgriežamības veids DFM vadlīnijas
Ārējais apakšapgrieziens Var veidoties no pelējuma caurulēm, ja atdalīšanas līnija ir pienācīgi novietota. Dažkārt to atrisina, pievienojot sadalīšanas līnijas pakāpi vai atslābtu gabaliņu.
Iekšējais apakšapgrieziens (slēpums) Vajag noliktni vai šķīstošu dziļumu nozīmīgu izmaksu palielinātāju. Ja iespējams, pārveidojiet to, lai to eliminātu.
Iekšējais šķērsgriezums (pār) Var veidoties ar divu daļu dziļumu, ja dziļuma izdrukumi ļauj ekstrahēt. Lēnāk nekā blinds, bet tomēr dod sarežģītību.

Atjaunotās cenas pārveidošanas stratēģijas :

  • Aizvietot iekšējo rievu ar sprauga rievu, ko izgatavo pēc liešanas
  • Aizvietot ielieto iekšējo caurumu ar urbtu krustojuma caurumu
  • Sadalīt detaļu divās liešanās detaļās, kas ir savienotas ar skrūvēm, pilnībā novēršot iekšējo elementu

Detaļa 6: Tolerances stratēģija — liešana pret apstrādi

Viena no biežāk sastopamajām DFM kļūdām ir piešķirt mašīnāšanas tolerances neapstrādātām liešanas detaļām vai otrādi. Sasniedzamā tolerances pakāpe pilnībā atkarīga no tā, kuru procesu izmanto attiecīgās detaļas izgatavošanai.

Neapstrādātas liešanas pret apstrādātām tolerancēm

Iezīme Neapstrādāta liešanas tolerances (smilšu) Neapstrādāta liešanas tolerances (investīciju) Apstrādāta tolerances (CNC)
Lineārais izmērs ≤ 100 mm ±1,0 mm ±0,3 mm ±0,05 mm
Lineārais izmērs 100–500 mm ±2,0 mm ±0,5 mm ±0,10 mm
Lineārais izmērs 500–1000 mm ±3,0 mm Nav pieejams ±0,15 mm
Līdzenums (uz 100 mm) ±1,0 mm ±0,3 mm ±0.02 mm
Virsmas raupjums (Ra) 6,3–25 μm 1,6–6,3 μm 0,4–3,2 μm

Toleranču zīmējuma konvencija

Pareizi izpildīts liešanas zīmējums atšķir:

  1. Ielietās izmēri (norādīti ar lējuma precizitātes piezīmi, piemēram, "LĒJUMA PRECIZITĀTE: ISO 8062 CT9")
  2. Apstrādātie izmēri (norādīti ar apstrādes precizitātes piezīmi, piemēram, "APSTRĀDES PRECIZITĀTE: ISO 2768-m")
  3. Pabeigto izmēru atbilstība (galīgie detaļas izmēri pēc visām operācijām)

Kritiskā noteikums : Neiekļaut apstrādes pieskaitījumu galīgajos detaļas izmēros zīmējumā. Galīgais izmērs ir mērķis. Lējuma zīmējumā pieskaitījums tiek pievienots; apstrādes zīmējumā tas tiek noņemts. Šo konvenciju sajaukšana ir visbiežākais zīmējumu interpretācijas kļūdu avots starp projektētājiem un lējumu rūpnīcām.


Detaļa 7: DFM pārskata process

Efektīvs DFM nav pārbaudes saraksts, ko piemēro pēc tam, kad dizains ir pabeigts — tas ir iteratīvs dialogs starp dizaina inženieri un lējumu rūpnīcas inženieri. Jo agrāk šis dialogs sākas, jo vairāk tiek ietaupīts laiks un izmaksas.

Kad jāpiesaista lējumu rūpnīca

Dizaina fāze DFM darbība Vērtību
Konceptuālais dizains Lietuve pārbauda lējuma apvalku, materiālu un vispārējo ģeometriju attiecībā uz lējuma iespējamību Novērst principiāli nelējamos konceptus
Detalizēts dizains Lietuve pārbauda sieniņu biezumu, izvelšanas leņķi, apļveida stūrus un dalījuma līniju Optimizēt ģeometriju, lai palielinātu lējuma izmantošanas koeficientu
Pirms izdošanas Lietuve sniedz oficiālu DFM ziņojumu ar apstrādes stratēģiju, atskaites punktu plānu un precizitātes spējas analīzi Apstiprināt ražošanas plānu pirms rīku iegādes
Modeļa/rīku dizains Lietuve un modelētājdarbnīca pabeidz vārstu, uzpildes un stiprinājumu konstrukciju Pārliecināties, ka modelis rada liešanas izstrādājumus, kurus var apstrādāt ar mašīnām

DFM ziņojums: ko var gaidīt

Casting simulation software showing solidification analysis with thermal gradient

Profesionālam lietuvēs sagatavotam DFM ziņojumam jāiekļauj:

  1. Liešanas iespējamības novērtējums : Vai šo detaļu var izgatavot ar ieteikto procesu?
  2. Dalījuma līnijas ieteikums : Kur jāveido formas sadalījuma līnija? Kā tas ietekmē izvilkšanas virzienu?
  3. Vārstu un uzpildes plāns : Ieejas atveru atrašanās vietas, uzpildes elementu pozīcijas, aptuvenais liešanas iznākums
  4. Apstrādes atskaites punktu stratēģija : Ieteicamās novietošanas uzglītītes, stiprinājuma koncepts, operāciju secība
  5. Tolerances spējas analīze : Kuras tolerances ir sasniedzamas kā-liešanas stāvoklī un kuras prasa apstrādi?
  6. Projekta modificēšanas ieteikumi : Konkrētas ģeometrijas izmaiņas, kas uzlabo liešanas iespējamību, samazina izmaksas vai uzlabo kvalitāti
  7. Novērtēta liešanas svars un apstrādes pieļaujamais daudzums : Neapstrādātās liešanas svars pret pabeigtās detaļas svaru
  8. Riska novērtējums : Identificētās karstās vietas, potenciālās sarukšanas zonas, apgabali, kuros nepieciešama neatkarīga defektu noteikšana (NDE)

Brīdinājuma signāli DFM komunikācijā

Ja lietuve pieņem liešanas zīmējumu bez jautājumiem, bez DFM atskaites un bez ieteiktiem labojumiem, būt uzmanīgam. Katram liešanas dizainam ir optimizācijas iespējas — lietuve, kas neatrod nevienu, vai nu neatbilstoši neizpēta dizainu, vai arī neatklāti komunicē.


8. daļa: DFM lēmumu ietekme uz izmaksām

Lai padarītu DFM principus konkretus, šeit ir aptuvena izmaksu ietekme, ko rada tipiski dizaina lēmumi vidējas sarežģītības tērauda liešanai (gatavās izstrādājuma masa — 5–50 kg):

Projektēšanas lēmums Ietekme uz izmaksām Virziens
Optimizēt sienas biezuma vienmērīgumu -15 % līdz -25 % no liešanas izmaksām Samazina atteikumu likmi, uzlabo iznākumu
Pievienot izvilkuma leņķus (pretīm nenoteiktajiem) +2 % līdz +5 % no modeļa izmaksām; -10 % līdz -20 % no formēšanas izmaksām Pārsniedz papildu izmaksas, samazinot formas bojājumus un paātrinot formēšanu
Palielināt iekšējo apļveida stūru rādiusu no R3 līdz R6 +5% para parauga izmaksām; -10% līdz -15% atteikšanas likme Novērš karstas plaisas un sarukumu savienojumos
Novērš iekšējo apakšgriezumu (pārprojektēt) -30% līdz -50% kodola izmaksas Bieži vien novērš sarežģītu vairākdaļu kodolu
Pārvietot sadalījuma līniju uz apstrādātu virsmu -5% līdz -10% apstrādes izmaksas Sadalījuma līnijas uzplūdums tiek noņemts ar apstrādi, nevis ar slīpēšanu
Pievienot 2 mm papildu apstrādes pieaugumu kritiskai virsmai +3% līdz +5% apstrādes laiks Izmantojot šo metodi, tiek novērsts, ka atkritumi netiks pilnībā tīrīti; no tiem iegūstas pirmo produktu
Norādīt lokācijas padus liešanas zīmējumā +2% modeļa izmaksas; -10% līdz -15% fiksācijas izmaksas Standartizēta atrašanās vieta samazina pielāgotu armatūras sarežģītību
Izstrādāt liešanas rūpnīcu koncepcijas posmā un pēc projekta publicēšanas -20% līdz -40% no kopējās projekta izmaksas Izvairās no pārbūves ķēdes un rīku izmaiņām

Secinājums

Dizains izgatavošanai metāla liešanas procesā nav ierobežojums inženierzinātņu radošumam, tas ir disciplīna, kas pārveido radošus dizainus ražojamajos, rentabliem daļās. Katra DFM stundu pirms rīku pasūtījuma ietaupīja dienas, kad tika novērstas problēmas pēc pirmās liešanas.

DFM liešanas četri pilieni:

  1. Staigāšanas fizika — sienas biezums, šķērsgriezumu pārejas, apļveida ieliekumi un izlietnes novietojums nosaka, vai liešana cietīs bez defektiem
  2. Modeļa ekonomika — izvilkuma leņķis, sadalījuma līnija un apakšējās daļas izliekumi nosaka veidnes izmaksas un liešanas cikla ilgumu
  3. Apstrādes sav совmība — atskaites punktu stratēģija, apstrādes pieļaujamais pieslēgums un elementu pieejamība nosaka, vai liešanu var efektīvi apstrādāt
  4. Tolerances disciplīna — atšķirība starp neatstrādātām un apstrādātām tolerancēm novērš visbiežāko rasējumu interpretācijas kļūdu avotu

Lietuve, kas uzdod jautājumus par jūsu dizainu, piedāvā izmaiņas un nodrošina detalizētu DFM ziņojumu, nav grūtpārkāpjama — tā rīkojas profesionāli. Alternatīva ir liešana, kas CAD modelī izskatās pareizi, bet maksā divreiz vairāk un prasa trīs reizes ilgāku kvalifikācijas procesu.


Plānojat jaunu liešanas projektu? Mūsu inženieru komanda nodrošina detalizētu DFM analīzi — sākot ar liešanas izpildāmības novērtējumu un vārstu simulāciju un beidzot ar apstrādes atskaites punktu stratēģiju un pilnu PPAP dokumentāciju. Sazinieties ar mums, lai noteiktu dizaina pārskata sesiju pirms nākamā rīku iegādes.

Ziņas

Iegūstiet bezmaksas piedāvājumu

Mūsu pārstāvis drīz sazināsies ar jums.
E-pasts
Mobilais/WhatsApp
Vārds un uzvārds
Uzņēmuma nosaukums
Ziņa
0/1000