NINGBO CHIP MACHINERY CO., LTD.
Početna stranica / Vodič za dizajn aluminijastog ljevaštva

Vodič za dizajn aluminijastog ljevaštva


The correct design method can significantly enhance your manufacturing experience. If you are involved in the die-casting industry or want to improve your knowledge of die-casting design, then this Aluminum Die-Casting Design Guide is exactly what you need. Mechanical engineers and product designers will find this design guide very useful. We have focused on introducing some important design factors and limitations, which can significantly simplify the aluminum die-casting process and thereby reduce production costs.

We offer a one-stop aluminum die-casting manufacturing service. Our engineers will carefully inspect every product we produce to ensure that each component is suitable for mass production. If you have any questions or concerns about the aluminum die-casting project, please feel free to contact us at any time.

Zahtjevi za dizajn

Prilikom projektiranja aluminijumskih odljevaka morate uzeti u obzir njihovu primjenu, izgled, performanse, preciznost i značajne troškove. Potrebno je odrediti namjenu dijela i uskladiti svoje zahtjeve s proračunom. Ovdje smo istaknuli glavne stvari koje treba uzeti u obzir pri projektiranju dijela.

Korištenje funkcije

Prilikom dizajniranja proizvoda potrebno je razmotriti njegove moguće primjene. Aluminijski lijevani dijelovi ne samo da mogu služiti strukturnim funkcijama, već i poboljšati estetiku. Stoga je postao popularna alternativa drugim materijalima.

Zbog činjenice da su moderna računala mnogo snažnija nego prije, vrijeme obrade se povećalo nekoliko puta. Prešani dijelovi ne samo da imaju izvrsnu strukturnu važnost, već posjeduju i izvrsne estetske funkcije.

Trebali biste jasno odrediti svrhu dijela na stroju za tlačno lijevanje. To vam može pomoći u odabiru odgovarajućeg materijala i određivanju odgovarajuće tolerancije za parametre dizajna na temelju vaših zahtjeva. Također biste trebali uzeti u obzir otpornost na koroziju, omjer čvrstoće i težine, vodljivost i druga svojstva dijela.

Međutim, kupci često na kraju plaćaju kvalitetu i snagu koji daleko premašuju njihove zahtjeve. Stoga će vam potpuno razumijevanje funkcionalne upotrebe dijelova pomoći da bolje razumijete proces tlačnog lijevanja.

Zahtjevi za izgled

Za unutarnje aluminijske odljevke izgled nije bitan. Ali za vanjske odljevke kao što su školjke ili kućišta, izgled postaje vrlo važan.

Krajnji korisnici uvijek preferiraju estetski ugodne proizvode. Stoga, bez obzira na performanse komponenti, potrošači će dati prednost izgledu. Stoga bi vanjski tlačno lijevani dijelovi trebali imati atraktivan izgled.

Stoga se pri projektiranju dijelova treba voditi računa o estetskom aspektu. Planirajte unaprijed učinak površinske obrade koji želite postići. Dobra površinska obrada može pružiti dodatnu zaštitu od ekstremnih vremenskih uvjeta.

Metoda sastavljanja

Proces montaže aluminijskih odljevaka može biti relativno jednostavan ili vrlo složen, ovisno o složenosti dijelova. Tradicionalna oprema za lijevanje ima određena ograničenja u pogledu vrsta dijelova koji se mogu lijevati. Stoga je prije bilo vrlo teško lijevati složene detalje.

Međutim, složeni dijelovi mogu se podijeliti u odgovarajuće dijelove i zatim spojiti zajedno odgovarajućim metodama sastavljanja nakon lijevanja. Neke uobičajene tehnike sklapanja lijevanjem pod pritiskom uključuju:

  • Pričvršćivanje
  • nit
  • Zavarivanje
  • Dijelovi brizganog metala
  • Jezgro bušenje rupa, itd.

Prije nego što započnete projektiranje, morate odabrati određenu tehniku montaže za tlačno lijevane dijelove. Budući da način sastavljanja može značajno utjecati na dizajn, odaberite odgovarajuću opciju sastavljanja koja odgovara vašim zahtjevima.

Proračun troškova

Trebali biste provesti detaljnu analizu proračuna troškova za projekt. Budući da pitanje proračuna izravno utječe na svaki aspekt vašeg proizvodnog poslovanja. Vaš dizajn mora se temeljiti na proračunu kako bi zadovoljio zahtjeve proračuna.

Iskusni dizajneri mogu značajno smanjiti troškove tlačnog lijevanja bez ugrožavanja kvalitete dijelova. Trebali biste se pridržavati određenih parametara dizajna kako biste izbjegli pretjerano projektiranje dijelova i tako izbjegli nepotrebne troškove.

Na primjer, dodavanje utora omogućuje vam da dizajnirate lakše dijelove bez žrtvovanja performansi. Također može smanjiti materijalne troškove. Štoviše, smanjenje ili uklanjanje skošenja i oštrih kutova može značajno smanjiti troškove i složenost kalupa i procesa lijevanja.

Dizajn strukture proizvoda

Pravilno projektiranje dijelova od aluminija odljevenih u kalupu suočava se s brojnim izazovima. Čak i najmanje detalji u dizajnu mogu imati značajan utjecaj na proces odljeva. Stoga bi svaki detalj trebao biti pažljivo osmišljen u skladu s preporučenim smjernicama. 

Fokusirali smo se na predstavljanje glavnih karakteristika dizajna aluminijumskih odljevaka u kalupu. Pronaći ćete preporučenu preciznost za mnoge važne karakteristike te razumjeti obzire pri dizajniranju koje treba pratiti tijekom procesa projektiranja proizvoda.

Odabir materijala

Dizajn proizvoda može značajno varirati ovisno o izboru materijala. Svaka legura ima određena ograničenja. Kako bi se postigao najbolji integritet i čvrstoća aluminijskih tlačnih odljevaka, potrebno je pažljivo projektiranje i izvedba.

Ovisno o sastavu elemenata legure koji se koriste u aluminiju, njegova težina, fluidnost, čvrstoća, vodljivost, talište i druga svojstva mogu varirati. Međutim, nisu svi legirani elementi prikladni za materijale za lijevanje.

Neke popularne legure aluminija koje se mogu koristiti za lijevanje pod pritiskom uključuju:

  • A380
  • A383 (ADC12)
  • A413

Dostupne su mnoge druge vrste aluminijskih legura. Morate odabrati odgovarajući na temelju svojih specifičnih potreba i proračunskih ograničenja.

Nacrt

Kut gaza jedan je od važnih konstrukcijskih parametara kod lijevanja aluminija pod pritiskom. Odnosi se na stupanj suženja ili nagiba između jezgre i površine dijela i linije razdvajanja kalupa. Zovemo ga i kut gaza.

Dizajner mora osigurati dovoljne kutove izbacivanja kada je to potrebno. Jer bez odgovarajućih kutova izbacivanja, odljevke će biti teško ukloniti nakon skrućivanja, a još uvijek postoji mogućnost oštećenja dijelova ili čak samog kalupa.

Razmatranja dizajna nacrta

Prilikom izračunavanja zahtjeva za kut razdvajanja, uzmite u obzir sljedeće faktore:

  • Općenito, uobičajeni kut skošenja je usvojen za većinu geometrijskih značajki.
  • Postoje neke iznimke za unutarnje zidove i površine. U takvim slučajevima, ventilacijski volumen je obično dvostruko veći od vanjskih zidova.
  • Zahtjevi za kutom gaza mogu varirati ovisno o leguri koja se koristi za lijevanje. Možda ćete morati izračunati kut gaza na temelju vrste aluminijske legure koju ste odabrali.

Sljedeće će ilustrirati standardne tolerancije za kutove gaza unutarnje površine aluminijskih odljevaka različitih dubina.


Standardne tolerancije za bilo koju leguru mogu se izračunati pomoću sljedeće jednadžbe.

Ako želite postići manji kut gaza, možete koristiti precizne tolerancije. Međutim, to zahtijeva precizniju obradu i uzrokuje veće troškove. Stoga se preporuča izbjegavati korištenje preciznih tolerancija osim ako to nije prijeko potrebno.

Tolerancije točnosti za gaz unutarnje površine aluminijskih odljevaka različitih dubina su sljedeće.

Ovo je formula za izračunavanje tolerancije točnosti dijela.

Imajte na umu da je gornji nacrt dijagrama preuveličan radi boljeg razumijevanja koncepta. Zapravo, dijagram nacrta je vrlo malen i, ako se ne promatra pažljivo, obično ga je nemoguće uopće primijetiti.


Pokretna matrica i fiksna matrica

Koordinirani dizajn pokretnog kalupa i fiksnog kalupa od vitalne je važnosti. Čak i ako je jedan od njih nedosljedan, ometat će proces tlačnog lijevanja aluminija. Dizajn pokretnog kalupa obično je zahtjevniji. Struktura fiksnog kalupa je relativno jednostavna, ali pokretni kalup treba rukovati s više komponenti. Kada se materijal ubrizgava u kalup, zbog pritiska prekomjernog materijala, jezgra može iskliznuti, što rezultira prevelikim dimenzijama.



Tolerancije pomičnih komponenti kalupa ovise o linearnoj toleranciji i toleranciji područja projekcije. Među njima, linearna tolerancija odnosi se na duljinu klizača jezgre kalupa, dok se područje projekcije odnosi na glavu klizača jezgre kalupa okrenutu prema rastaljenom materijalu.

Kretanje se može izvesti duž linearnog smjera okomito na područje projekcije. Stoga je najbolje zadržati toleranciju za pomicanje komponenti kalupa na minimalnoj vrijednosti od nula stupnjeva.

Zbog strukture opreme za tlačno lijevanje, tijekom proizvodnog procesa mogu se dopustiti samo relativno velika ili pozitivna odstupanja. Na temelju određenih varijabli projektiranog područja, standardne tolerancije i tolerancije preciznosti su sljedeće. NADCA smjernice.

Linija rastanka

Linija razdvajanja je mjesto gdje se dvije polovice kalupa spajaju kako bi oblikovale potpunu strukturu proizvoda. Zbog procesa tlačnog lijevanja, formiranje rastavne linije je neizbježno. Budući da dizajn uvijek uključuje najmanje dvije komponente.

Linija razdvajanja jasno ukazuje na razliku između pokretne matrice i fiksne matrice kalupa. Tolerancija rastavne linije odnosi se na maksimalnu količinu odvajanja kalupa koja je dopuštena kako bi se osiguralo pravilno izvođenje procesa lijevanja aluminija pod pritiskom.

Kada pritisak materijala pokuša prisiliti dvije polovice kalupa da se odvoje, materijal će istjecati iz točke odvajanja duž linije razdvajanja. Ovo je defekt bljeskalice kod tlačnog lijevanja. Lijevanje zahtijeva dodatne postupke završne obrade za uklanjanje bljeskalice, uspona, vrata i preljevnih otvora. Tolerancija razdjelne linije je funkcija projicirane površine kalupa, koja predstavlja površinu odvajanja gdje se rastaljeni materijal kreće od jedne polovice kalupa do druge.

Potpuno zatvoreni kalupi nemaju međusobnih razmaka, tako da je tolerancija projektirane površine uvijek pozitivna. Stupanj odvajanja kalupa ovisi o pritisku ljuske kalupa i sili stezanja koja se primjenjuje kako bi dvije polovice kalupa ostale zatvorene.

Tolerancija rastavne linije varirat će ovisno o leguri, veličini i dubini dijela. Preporučene standardne vrijednosti tolerancije i precizne vrijednosti tolerancije za liniju razdvajanja tlačnog lijevanja su sljedeće.

Međutim, ako projektirana površina lijevanog dijela prelazi 300 kvadratnih inča, obratite se tvornici lijevanog dijela (1935,5 cm²).

Dodatak za strojnu obradu

Dodatak za strojnu obradu odnosi se na količinu sirovog materijala koji se može ukloniti iz gotovog aluminijskog tlačno lijevanog dijela. Odljevci mogu imati hrapavost površine i geometrijske oblike koji malo odstupaju od stvarnog dizajna. Stoga je nakon tlačnog lijevanja potrebna sekundarna obrada kako bi se ispravile te pogreške.

Ključna točka je da se najbolja mehanička svojstva i gustoća odljevaka nalaze na površini ili blizu površine. Stoga, dopuštenje za obradu treba pažljivo odrediti kako bi se izbjeglo prodiranje u dijelove manje gustoće.

Međutim, tijekom faze projektiranja, određena količina dodatka za strojnu obradu mora biti određena za varijable strojne obrade i lijevanja. Ako je dopuštenje za strojnu obradu premalo, možda neće zadovoljiti zahtjeve kvalitete površine i postoji rizik od ostavljanja nedostataka u dijelovima.

S druge strane, pretjerani dodaci za strojnu obradu za dijelove će povećati vrijeme proizvodnje, troškove rada i ukupne troškove. Prethodno savjetovanje s dobavljačem tlačnog lijevanja pomoći će vam da odredite odgovarajući dodatak za strojnu obradu.

Općenito, minimalni dodatak za strojnu obradu trebao bi biti 0,010 inča (0,25 milimetara) kako bi se smanjilo trošenje alata i minimizirala poroznost odljevaka. Maksimalni dodatak za obradu je zbroj minimalnog dodatka za obradu i deformacije odljevaka.

Slijedi primjer usporedbe dodataka za strojnu obradu na dvije različite pozicije referentne točke.

Međutim, potrebna su dodatna razmatranja za ravne i velike dijelove. Možete se posavjetovati sa svojim kotačem kako biste osigurali vrijednosti dopuštenja za strojnu obradu u ovom slučaju.

Debljina stijenke

Uvijek nastojte da debljina stijenke cijele komponente bude jednaka. Jednaka debljina je korisna za bolje tečenje i skrućivanje metala. Stoga će kvaliteta i cjelovitost odljevka biti bolja.

Međutim, ako u svom dizajnu morate osigurati promjenjive debljine stijenki, trebali biste uvesti postupan prijelaz u obliku zaobljenih kutova/radijusa umjesto nagle promjene debljine. Inače će u vašem dizajnu ostati oštri rubovi.

U dizajnu proizvoda ne bi trebalo biti oštrih rubova. To je zato što će utjecati na protok metala i otežati uklanjanje kalupa nakon lijevanja. Međutim, ako se zidovi spoje na liniji razdvajanja, ti se rubovi mogu zadržati.

Izbjegavajte predebeo i tanak zid

Povećanje debljine stijenke će povećati krutost dijela. Međutim, pretjerano debela stijenka će odgoditi proces hlađenja, čime će otežati proces skrućivanja. Stoga, ako se ne poduzmu odgovarajuće mjere, to će rezultirati lošom kvalitetom odljevka.

Debeli zidovi također će povećati težinu proizvoda. Stoga dizajneri proizvoda koji se usredotočuju na smanjenje težine komponenti radije koriste tanke stijenke. Međutim, ako debljina stijenke prijeđe određenu granicu, krutost će biti preniska i sklona je savijanju tijekom daljnje obrade.

Problem savijanja može se riješiti postupnom obradom. Međutim, tankim stijenkama odljevaka nedostaje krutost i čvrstoća. Ugradnja rebara za pojačanje može značajno povećati krutost tankih zidova, čineći ih stabilnijima.

Međutim, moderna tehnologija tlačnog lijevanja već je dovoljno napredna da se nosi s većinom ključnih parametara dizajna. Ali te tehnologije treba uzeti u obzir samo ako mogu osigurati bolju izvedbu ili ekonomsku korist za dijelove.

Lagan dizajn

Metalni držači i utori dvije su uobičajene značajke dizajna laganih komponenti. Mogu značajno smanjiti količinu materijala potrebnog za izradu komponenti, a da pritom ne utječu na njihovu cjelovitost i čvrstoću.

Ušteda metalnog prostora odnosi se na šuplje prostore koji se obično nalaze unutar rebara za pojačanje, a koji se koriste za smanjenje upotrebe materijala i time smanjenje težine komponente. Dijelovi između rebara za pojačanje malo su korisni i stoga se mogu sigurno ukloniti iz dizajna.

Prijedlozi dizajna za metalne štitnike

Prilikom projektiranja metalnih štitnika za dijelove, treba imati na umu sljedeće točke.

  • Izbjegavajte oštre rubove na metalnim štitnicima. Koristite zaobljene kutove/radijuse sa što većim radijusom. Minimalni radijus bi trebao biti 0,06 inča (1,524 mm).
  • Održavajte jednaku debljinu stijenke oko metalne zaštite. Pokušajte debljinu približiti uobičajenoj preporučenoj vrijednosti.
  • Osigurajte što veći kut podrezivanja.

Džepovi mogu znatno smanjiti težinu

Struktura poput vrećice još je jedna tehnika smanjenja težine. Dio s tankom stijenkom može se koristiti za zamjenu debljeg dijela s rupama, čime se smanjuje količina materijala potrebna za proizvodnju. Međutim, struktura slična vrećici ponekad uzrokuje nepravilno skupljanje.


Stoga biste trebali pažljivo odlučiti gdje ćete koristiti šupljine. Također možete koristiti rebra za pojačanje kako biste poboljšali strukturu šupljina. To će povećati krutost šupljina i poboljšati protok metala. Smanjenje količine korištenog metala također može povećati brzinu hlađenja, čime se skraćuje proizvodni ciklus.

Fileti i radijusi

Iako se općenito smatra da zaobljeni uglovi i radijusi nisu iste stvari, oni ipak jesu različiti. Iako se oba pojmova odnose na zaobljene rubove u dizajnu aluminijumskih dijelova odljevanih pod tlakom, glatki unutarnji kut naziva se zaobljenim uglom, dok se glatki vanjski rub naziva radijusom.

Kod svakog dizajna aluminijumskih dijelova odljevanih pod tlakom, zaobljeni uglovi i radijusi izuzetno su važne karakteristike. Oni mogu značajno smanjiti turbulenciju nastalu tijekom procesa ubacivanja metala, osiguravajući mekši tok metala. Kao rezultat toga, dijelovi mogu postići bolju strukturnu čvrstoću.

Prijedlozi za projektiranje zaobljenja/radijusa

  • Kada dvije površine koje se sijeku imaju oštre kutove, korištenje zaobljenih kutova ili radijusa za njihovo povezivanje može spriječiti visoku koncentraciju naprezanja u tom dijelu kalupa ili komponente.
  • Zaokruživanje/polumjeri: Za sve rubove ili kutove duž linije razdvajanja kalupa nisu potrebni zaokruživanje/polumjeri.
  • Omogućite dovoljan kut gaza za zaobljenja koja su okomita na liniju razdvajanja.

Možete oblikovati zaokruženje/polumjere u dijelovima prema sljedećim smjernicama.

Smanjenje

Smanjenje je vrlo čest i neizbježan fenomen. Kada se bilo koja metalna legura nakon taljenja hladi i stvrdnjava, dolazi do određenog stupnja skupljanja. Stoga dizajneri moraju izvršiti potrebne prilagodbe u projektu proizvoda kako bi ostavili prostor za smanjenje.


Tehnike za smanjenje skupljanja odljevka

Dizajneri bi trebali slijediti sljedeća razmatranja dizajna kako bi smanjili skupljanje aluminijskih odljevaka.

  • U dizajnu treba izbjegavati prekomjerne ili debele dijelove. Ako je moguće, dizajn treba revidirati kako bi se koristili tanji dijelovi i materijali jezgre koji štede metal.
  • Dodavanje ravnih ili okomitih rebara na zid može poboljšati karakteristike uvlačenja i smanjiti tendenciju skupljanja.
  • Dodavanje kompresijskih klinova može smanjiti skupljanje na određenim područjima.

Šef

Za dijelove koji se moraju ugraditi na drugim lokacijama, čepovi su nezaobilazni. Oni služe kao oslonci i točke za montažu. Međutim, ako su dizajn i pozicioniranje čepova neodgovarajući, to može dovesti do poteškoća u proizvodnji te time povećati troškove. 

Čepovi također povećavaju potrebe za materijalom i težinu aluminijumskih odljevaka. Istrance je moguće redizajnirati na sljedeći način kako bi se dobili lakši dijelovi.

Razmatranja dizajna za Boss Design

Slijede neka razmatranja o dizajnu koja treba uzeti u obzir prilikom projektiranja ispupčenja u dijelovima.

  • Ako je potrebna rupa, pokušajte dodati rupu u središte podignute platforme kako biste postigli jednoliku debljinu stijenke.
  • Osigurajte veće zaobljene kutove za izbočine kako biste omogućili odgovarajući protok rastaljenog metala.
  • Preporuča se dodavanje rebara, jer mogu pomoći u osiguravanju dobrog ispunjavanja izbočine i također dati dodatnu čvrstoću izbočini.
  • Osigurajte dovoljnu ventilaciju za izbočinu kako bi se odljevci mogli lakše izbaciti.

Ovo je kratki video koji objašnjava postupak primjene i dizajna podignute platforme u tlačnom lijevanju.

Rebra

Dizajn ojačavajućih rebara usmjeren je na povećanje krutosti aluminijumskih dijelova lijevanih pod tlakom, čime se poboljšava njihova čvrstoća. Stoga ojačavajuće rebe doprinose čvrstini odlijevaka. Obično se koriste u kombinaciji s drugim slabijim dijelovima (kao što su tankostjeni dijelovi) kako bi se povećala njihova čvrstoća. 

Njegov relativno debeli čvrsti presjek obično pruža veću čvrstoću jer deblji dio obično ima veću poroznost, što smanjuje njegovu strukturnu nosivost. Međutim, prekomjerna upotreba ojačavajućih rebara može dovesti do koncentracije naprezanja na rubovima ojačavajućih rebara. 

Ojačavajuće rebe obično se dizajniraju s šupljim presjekom, poznatim i kao konstrukcija koja štedi metal. Ovaj pristup može smanjiti potrošnju materijala za ojačavajuće rebe, čime se smanjuje težina dijelova. 


Dizajn prostora od rupe do ruba

If the hole is too close to the edge of the aluminum casting, the cross-sectional strength will decrease. The minimum distance between the hole and the edge should be maintained to avoid excessive stress concentration in this area. Therefore, the appropriate distance between the hole and the edge should be determined based on the diameter of the hole. The minimum clear distance between two adjacent holes should also be maintained. For this purpose, the diameters of the two holes and their stress concentration areas should be considered. 

The sufficient spacing is to avoid weak areas. If the distance between the hole and the edge is insufficient, secondary processing can also be considered.

Rupa i prozor

Kad je riječ o složenosti dizajna, rupe i prozori obično su najjednostavniji za obradu. Međutim, čak i najjednostavnije karakteristike u aluminijastim dijelovima od lijevanog aluminija zahtijevaju pažnju na detalje tijekom procesa projektiranja. Tijekom dizajna potrebno je osigurati izvedivost proizvodnje.

Najčešće primjene rupe i prozori nalaze se u kućištima različitih elektroničkih uređaja, poput prijenosnih računala i kalkulatora. Ovi uređaji zahtijevaju postavljanje mnogo otvora. Takav raspored uzrokuje probleme s protjecanjem metala.

Ovaj problem možete intuitivno bolje razumjeti putem ovog videa.

Rupe i prozori također mogu otežati vađenje odljevaka. To je zbog toga što se skupljanjem tijekom stvaranja krutine dijelovi mogu zaglaviti u kalupu. Prilikom projektiranja rupe i prozore možete slijediti sljedeće savjete kako biste riješili te probleme.

  • Osigurajte dovoljnu kapacitet demoldiranja kako biste riješili problem izbacivanja. Iz izračuna kapaciteta demoldiranja vidjet ćete da rupe i prozori zahtijevaju veći kapacitet demoldiranja nego bilo koja druga struktura. To je zato što su ravne i zatvorene stijenke postavljene duž unutarnjeg oboda.
  • Kako biste spriječili bilo kakve probleme tijekom procesa protjecanja metala, možete koristiti mostoliku strukturu koja osigurava kontinuirano protjecanje metala kroz rupe i prozore. Osiguravanje bočnih ulaznih kanala, brtvi i preljevnih kanala može osigurati glatko protjecanje metala unutar komponente. Te dodatne strukture kasnije ćete lako otkloniti.
  • Ako vam dizajn dopušta, trebali biste ukloniti veliki prozor i zamijeniti ga nizom malih otvora. Naime, dugi prozori mogu poremetiti protjecanje metala i narušiti cjelovitost odljevka.

Bočni jezgri / Klizne ploče

Bilo kakvi otvori ili područja s potopljenim dijelovima paralelna s linijom razdvajanja u dizajnu znatno će povećati složenost lijevanja aluminija u kalupu, a mogu čak i onemogućiti lijevanje tradicionalnim metodama. Bočni jezgri/klizne komponente lako omogućuju izradu dijelova s otvorima i potpljenim dijelovima.

Jezgra se koristi za oblikovanje otvora na dijelu, dok se klizna komponenta koristi u slučajevima kada je u dizajnu predviđen obrnuti spoj. Međutim, one značajno povećavaju troškove izrade kalupa. Budući da se jezgra i klizna komponenta moraju izvlačiti odvojeno (umjesto glavnog kalupa), to utječe na ciklus lijevanja dijela.

Klizne komponente koje se koriste u kalupima također mogu uzrokovati pomjeranje linije razdvajanja. To je zbog mehaničke sila zaključavanja koja se primjenjuje tijekom procesa lijevanja, što dovodi do fiksiranja kliznih komponenti na mjestu. Ova situacija češće se javlja kod jedinica kalupa.

Pokušajte izbjegavati što je više moguće

Dizajneri bi trebali pokušati uskladiti te geometrijske značajke paralelno sa smjerom izbacivanja kalupa ili redizajnirati dio kako bi eliminirali potrebu za jezgrom/klizačem. Sljedeći primjer pokazuje kako redizajnirati dio da se ukloni zahtjev za bočnim jezgrama.
Međutim, u nekim slučajevima morate uvesti jezgre/slajdove kako biste izbacili značajke bez potrebe za naknadnom obradom. Možete dizajnirati klizače za jezgru ili potezne šipke kako biste eliminirali potrebu za većinom (ako ne i svim) sekundarnih operacija obrade.

Stoga se poteškoće uzrokovane povećanim početnim troškom kalupa i produljenim ciklusom lijevanja mogu ublažiti smanjenjem broja sekundarnih koraka obrade. Kao rezultat toga, ponovljivost dijelova značajno je poboljšana.

Radni mehanizam

Mehanizam za bočno izvlačenje jezgre i kretanje klizača obično se pokreću nagnutim klinovima ili hidrauličkim cilindrima. Nagnuti klinovi su mehanički uređaji koji se koriste za povlačenje jezgre/kretanje klizača. Redoslijed otvaranja i zatvaranja glavnog kalupa može aktivirati nagnute klinove.

Stoga se nagnuti klinovi mogu koristiti bez dodatnog izvora napajanja. Troškovi proizvodnje također su niži. Međutim, nagnuti klinovi mogu ometati rastavljanje odljevaka i prikladni su samo za kraće klizne.

Gornji klizač također ima poteškoća s korištenjem zatičnih spojeva i može koristiti samo opruge. Korištenje hidrauličke metode može riješiti ove probleme. Možete definirati ciklus i koristiti gornji klizač. Neće ometati recikliranje odljevaka.

Postoje i druge metode kretanja koje se mogu koristiti za jezgru/ram. Dizajner mora odabrati odgovarajuću metodu gibanja na temelju čimbenika kao što su proračun, obujam proizvodnje, veličina dijela i duljina putovanja jezgre/bata u odljevku.

Možete razgovarati sa svojom tvornicom za tlačno lijevanje kako biste dobili odgovarajuće prijedloge u vezi s dizajnom bočnog mehanizma za izvlačenje jezgre/kliznog mehanizma. Također pozdravljamo vaše upite i dat ćemo sve od sebe da vam pomognemo.

Oblikovanje navoja

Kada govorimo o oblikovanju navoja, prvenstveno se fokusiramo na lijevanje vanjskih navoja. Iako se teoretski mogu lijevati i unutarnji navoji, zbog složenosti i troškova proizvodnog procesa, unutarnji navoji nisu idealni.

Vanjski navoj može se jednostavno izraditi pomoću konvencionalne alatke za umjetno lijevanje aluminija uz odgovarajuće poravnanje linije razdvajanja ili pomoću jednostavnog mehanizma klizača. Unutarnji navoj, međutim, zahtijeva sklop koji omogućava rotaciju jezgre u kalupu.

Idealne tolerancije navoja

Navoji se mogu jednostavno oblikovati strojem za tlačno lijevanje aluminija. Lijevani navoji obično su ograničeni na vanjske navoje koji ne zahtijevaju točnu razinu pristajanja.

Ako trebate određeni stupanj preciznosti za svoj dio, uvijek se možete obratiti svojoj tvornici za tlačni lijev. Sekundarna obrada Kako bi se postigla bolja preciznost, možda će biti potrebna podešavanja. Osim toga, glavni promjer treba slijediti specificiranu definiciju profila navoja oko koje su se obje strane dogovorile.

Maksimalne i minimalne tolerancije za neke idealne operacije oblikovanja navoja su sljedeće:

Razmatranja dizajna niti

Međutim, kada stvarate niti, imajte na umu sljedeće točke.

  • Možda će biti potrebne dodatne operacije podrezivanja kako bi se uklonile neravnine nastale između niti.
  • Pokušajte primijeniti izravne tolerancije što je više moguće umjesto da navedete stupanj pristajanja navoja.
  • Ove vrijednosti uključuju granice tolerancije za pokretne komponente kalupa, linije razdvajanja i linearne dimenzije.
  • Ako su potrebne strože tolerancije navoja, obratite se tvornici za tlačni lijev.
  • Održavanje glatkih niti na liniji razdvajanja može značajno pojednostaviti proizvodni proces. Budući da navoji punog promjera nisu potrebni. Održavanje glatkih niti omogućuje lagano pomicanje kalupa bez utjecaja na dio.

Sljedeća tablica prikazuje preporučenu konfiguraciju vanjske niti.

Umetnite

Umetak je čvrsti dio materijala koji se ugrađuje u kalup i integrira se s aluminijastim die-cast dijelom. Kada odabrana legura ne ispunjava zahtjeve, a dizajn zahtijeva integraciju komponenti izrađenih od drugih materijala, potrebni su umeci. 

Postoje profesionalni sustavi koji se mogu koristiti u aluminijastoj die-ljevaonici za ugradnju umjeca. Umetci se postavljaju unutar šupljine kalupa, a rastaljeni aluminij protječe oko umjeca, čime se završava proces die-ljevanja. 

Kada naiđete na sljedeće situacije, možda ćete morati u svoj dizajn ugraditi navojne umjence: 

  • Tačke ležaja sklone su habanju i trošenju. 
  • Zbog prekomjerne i česte demontaže i ugradnje pričvršćivača, navoji će biti prekomjerno istrošeni. 
  • Kada su vam potrebne navojne komponente s većom uzgonskom čvrstoćom kako bi podnijele koncentrirane opterećenja. 

Die-ljevanje s umjetcima skuplje je od konvencionalnog ljevanja, a složenost postavljanja umjeca također može utjecati na troškove proizvodnje.

Prijedlozi u vezi s umetanjem

  • Jasno definirajte sve specifikacije koje zahtijeva tvornica za tlačni lijev. Zbog velikog razmaka u kalupu, umeci obično zahtijevaju strože tolerancije. Pribavite odobrenje tvornice za tlačni lijev kako biste bili sigurni da su tolerancije umetaka dovoljne.
  • Ako kupac želi osigurati oštrice, molimo pregovarajte s tvornicom za odljevke kako biste osigurali da su tolerancije u skladu s prijedlozima tvornice za odljevke. Budući da oštrice s neodgovarajućim tolerancijama mogu ozbiljno oštetiti kalup.
  • Analizirajte naprezanje uzrokovano umetcima. Pobrinite se da ti stresovi nemaju dugotrajan utjecaj na performanse proizvoda.
  • Umetak se može oblikovati na bilo koji način kako bi se osiguralo da pruža dovoljnu silu sidrenja za očekivane uvjete opterećenja.
  • Izbjegavajte oštre kutove i druge značajke koje mogu uzrokovati koncentraciju naprezanja u dijelovima.

Podrezani izgled

Podrezak obično označava konkavne geometrijske oblike ili površine na dijelu koje se ne mogu dosegnuti izravnim nožem. U procesu ljevanja podrezak označava oblik koji sprječava da se odlijevka izbaci jednim mehanizmom za izvlačenje.

Zato je prilikom projektiranja dijelova nužno uzeti u obzir teškoće koje se mogu pojaviti tijekom obrade i procesa ljevanja. Ponekad je moguće eliminirati utjecaj podrezaka vještim odabirom smjera aluminijanskog ljeva. Međutim, u većini slučajeva to nije moguće postići bez uvođenja bočnih jezgri.



  • Dogovorite se s proizvođačem o mogućnosti korištenja specijaliziranih rezačkih alata koji mogu doći do teško dostupnih mjesta, poput T-oblika ili V-oblika.
  • Pokušajte minimizirati broj vanjskih jezgri. Jer one zahtijevaju bočne jezgre, što povećava troškove kalupa.

Dizajn žlijebova

Urez je uska rupa, a njegov kraj može imati zaobljen rub ili ga možda i ne ima. Uglavnom se pojavljuje na ravnim pravokutnim aluminijastim dijelovima. Njegova duljina obično je ograničena. Urez je uvijek kontinuiran, što znači da će potpuno prodirati kroz dio.

Ovisno o duljini i obliku ureza, mogu postojati različiti tipovi ureza, poput ureza ograničenog u duljinu s obje strane, ureza ograničenog u duljinu s jedne strane ili polukružnog izduženog ureza.

Urezi mogu biti različitih oblika i veličina, kao što su T-oblici ureza, urezi s perom, pravokutni, s ravnom dnom, V-oblici ureza, luki itd. Obično se režu uz rub i služe kao elementi za montažu komponenti iz drugih materijala.

Urezi i žlijebi u dizajnu mogu služiti kao elementi za stezanje drugih komponenti. Također pružaju otvore kroz koje mogu prolaziti druge komponente (poput prekidača, poluga itd.).

Prilikom projektiranja ureza i žlijeba, sljedeći savjeti mogli bi biti korisni.

  • Molimo zapamtite da urezi i žlijebi mogu držati ili prenositi dimenzije drugih komponenti.
  • U projektiranju treba izbjegavati ureze koji imaju previše blizu međusobne udaljenosti. Takvi urezi utjecat će na cjelovitost dijelova i uzrokovati probleme tijekom procesa završne obrade.
  • Nemojte ostavljati nikakve oštre rubove u pravokutnom/žlijebu s ravnom dnom. Pokušajte što više zaobliti sve unutarnje i vanjske rubove. To će pomoći smanjiti troškove galvanizacije i smanjiti manje probleme.

Dizajn injektora

Zbog skupljanja tijekom stvrdnjavanja, stvrdnute aluminijske odljevke lako se zadržavaju u kalupu. Stoga su potrebni neki dijelovi za izbacivanje koji primjenjuju dodatnu silu iz unutrašnjosti kalupa kako bi se osiguralo da se odljevci mogu izbaciti.

Mehanizam za izbacivanje na opremi za umjetno lijevanje može se sastojati od više komponenti. Kalup za umjetno lijevanje uglavnom se sastoji od dva dijela, odnosno polovine poklopca i polovine za izbacivanje. Polovina za izbacivanje sadrži mehanizam za izbacivanje.


Ovdje ćemo raspravljati samo o tradicionalnim kalupima s dvije polovine, jer su oni češći i isplativiji. U tom slučaju, dio kalupa za izbacivanje obuhvaća iglice, ploče za izbacivanje, umetke, kanale i bilo koje ugravirane uzorke prisutne u dizajnu.

Mehanizam za izbacivanje ponajviše ovisi o dvije komponente kalupa: iglici za izbacivanje i ploči za izbacivanje.

Zatik za izbacivanje

Funkcija potisne šipke je izbacivanje skrutnutog odljevka iz kalupa. Još jedna funkcija potisne šipke je stezanje odljevka kako bi se spriječilo njegovo savijanje zbog koncentriranog naprezanja tijekom procesa skrućivanja. Međutim, nedostatak potisne šipke je što ostavlja tragove na odljevku.

Stoga bi dizajneri trebali pažljivo odabrati položaj i veličinu potisne šipke na temelju veličine, strukture i drugih čimbenika odljevka. Prilikom projektiranja potisne šipke treba se pridržavati sljedećih smjernica.

  • Postavite klin za izbacivanje u nefunkcionalno područje odljevka, kao što je dno duboke šupljine, preljevni otvor, izbočina ili dno rebra.
  • Prilikom skidanja odljevaka, poluga će ostaviti tragove. Stoga, nemojte postavljati vanjsku površinu odljevaka prema potisnoj šipki.
  • Preporučena tolerancija za izbočenu ili udubljenu oznaku igle je 0,015" (0,381 mm).
  • Molimo slijedite savjete radnika za tlačno lijevanje jer vam oni mogu pomoći u odabiru prikladnije veličine, položaja i količine steznih klinova.

Ispravna metoda proizvodnje kalupa može značajno smanjiti tragove koje ostavlja potisna šipka. Međutim, te su oznake i dalje jasno vidljive. Proizvođač originalne opreme i proizvođač tlačnog lijevanja trebaju se dogovoriti o položaju ugradnje potisne šipke.

Također, imajte na umu da će se resice formirati oko gornje igle. Obično, osim ako se kupac ne protivi, rubovi se neće pojaviti. Rubovi gornje igle mogu se spljoštiti kako bi se smanjio njihov utjecaj.

Ploča za izbacivanje

Ploča za izbacivanje može poslužiti kao dopunska komponenta za izbacivač ili se može koristiti samostalno. Obično tvornica za izbacivanje koristi ploču za izbacivanje kao površinu za ugradnju klina za izbacivanje. Budući da se pritisak primjenjuje samo na ploču za izbacivanje, igla za izbacivanje će istovremeno gurnuti iglu za izbacivanje prema naprijed i uvući odljevak.


Ploča za izbacivanje također može raditi neovisno bez potrebe za iglom za izbacivanje. Međutim, obično ga vidimo samo u mikro kalupljenju. Sila kojom ploča za izbacivanje djeluje na dio koristi se za njegovo izbacivanje. Prednost ovoga je što ploča za izbacivanje ne ostavlja nikakve tragove na odljevku kao što to čini igla za izbacivanje.

Oštra ivica

In the design of aluminum die castings, sharp edges should not be present. Sharp edges will create hotspots within the casting, and due to solidification shrinkage, these hotspots will cause stress concentration. This can lead to defects easily occurring at the corners. Moreover, it is also very difficult to apply coatings on sharp edges.

Therefore, designers tend to round off all the sharp corners, even if the radius is as small as possible. Apply rounded corners, radii or chamfers to all internal and external sharp corners. Here are some examples of sharp corner designs, and designers can redesign them in the following way.

Another issue with the internal sharp edges is that they significantly increase the cost of the cutting tool. As is well known, the cost of mechanical processing is quite high, and the higher precision requirements will further increase the cost.

A perfectly sharp blade implies zero tolerance. Although an external blade can be achieved, the internal blade is almost impossible to reach such precision. Even with the most precise tools, the internal blade always has a minimum radius.

However, you can safely use sharp edges along the parting line to ensure that the two halves of the mold close completely. Besides, please try to minimize the use of sharp edges.

Svojstvo brtvljenja pod pritiskom

Performansa brtvenja pod pritiskom pokazatelj je za procjenu cjelovitosti aluminijevih ljevačkih dijelova, a označava njihovu sposobnost da izdrže određenu razinu tekućinskog pritiska. U nekim slučajevima kupac može zahtijevati da ljevački dijelovi posjeduju specificirane performanse brtvenja pod pritiskom.


Performansu brtvenja pod pritiskom u velikoj mjeri određuju njihova gustoća i poroznost. Čak i manji dio poroznosti može utjecati na performanse brtvenja dijela te može uzrokovati curenje tijekom uporabe. Različiti čimbenici mogu utjecati na gustoću i poroznost aluminijevih ljevačkih dijelova.


Zrak zarobljen unutar aluminija – to je glavna briga svih proizvođača. Kada se rastaljeni metal ubrizgava pod visokim tlakom, otpor koji stvara zarobljeni zrak može dovesti do nastanka pora. Prisutnost zračnih mjehurića u ljevačkim dijelovima također smanjuje njihovu gustoću, što time narušava strukturnu cjelovitost.


Postoji mnogo čimbenika koji doprinose nastanku pora, zbog čega je nemoguće da ljevački dijelovi budu potpuno bez pora. Učinkovit DFM i dobra kontrola kvalitete tijekom cijelog proizvodnog procesa rezultirat će odgovarajućom gustoćom i minimalnom poroznošću.

Čimbenici uzeti u obzir pri dizajniranju kalupa

Dizajneri bi trebali uzeti u obzir sljedeće dizajnerske parametre kako bi postigli najbolje performanse brtvljenja pod pritiskom aluminijumskih odljevaka.

  • Pažljivo slijedite smjernice za zaobljene kutove, ojačavajuće rebrine i dizajn uglova. U suprotnom, protok metala neće biti glatan, a turbulencije mogu uzrokovati poroznost.
  • Pokušajte održavati jednoliku debljinu stijenki kako biste olakšali glatki protok metala. Izbjegavajte debele dijelove i nagle promjene debljine.
  • Za otvore koji zahtijevaju brtvljenje pod pritiskom koristite metodu bušenja umjesto mehaničke obrade kako biste minimalizirali utjecaj poroznosti.
  • Svi naknadni neobrađeni otvori i kanali trebaju imati dovoljan kut odmora. Međutim, ako se otvori za jezgre obrađuju nakon lijevanja, treba osigurati minimalni kut odmora.
  • Simulirajte cijeli proces aluminijumskog lijevanja pod pritiskom kako biste unaprijed identificirali potencijalne probleme. Provedite analizu toka u kalupu kako biste utvrdili koje karakteristike kalupa mogu poboljšati kvalitetu odljevaka.
  • Oprema za lijevanje pod pritiskom s vakuumskom pomoći može znatno smanjiti poroznost aluminijumskih odljevaka. Kao rezultat, dijelovi imaju manje grešaka i bolju gustoću.

Operacija sekundarne obrade

Operacije sekundarne obrade također mogu utjecati na otpornost aluminijastih odljevaka na tlak. Tijekom obrade treba slijediti sljedeće smjernice.

  • Najgušći dio svakog odljevka nalazi se na njegovoj površini ili u blizini nje. Unutrašnjost je obično manje gusta i ima veću poroznost. Stoga treba odrediti minimalni zalih za strojnu obradu kako bi se spriječili izloženi porozni dijelovi u unutrašnjosti odljevka.
  • Ako zaliha za strojnu obradu potrebna za dio premašuje dopušteni limit, mogu se izložiti unutarnji porozni dijelovi. Stoga bi mogla biti potrebna dodatna impregnacijska obrada kako bi se postigao najbolji učinak brtvljenja.
  • Izbjegavajte obradu dviju strana odljevaka koji zahtijevaju brtvljenje pod tlakom.
  • Kod obrade velikog broja sirovina poželjno je izbjegavati upotrebu velikog kutova nagiba. Posebno treba uzeti u obzir minimalni kut nagiba za jadrovo otvor.

Osim gore navedenih obzirova, odabir legure igra ključnu ulogu u osiguravanju otpornosti aluminijastih odljevaka na tlak. Određene legure bolje se pokazuju kada je riječ o otpornosti aluminijastih komponenti na tlak.

Čvrstoća dijela

Zahtjevi za čvrstoću aluminijevih dijelova znatno će utjecati na ukupne troškove i vrijeme proizvodnje. Stoga možete jasno razgovarati s tvornicom za lijevanje pod tlakom o zahtjevima za čvrstoću dijelova kako biste odabrali izvedivu metodu dizajna aluminijevog lijevanja pod tlakom. 

Čvrstoća aluminijevih odljevaka ovisi o mnogim faktorima. Ovdje vam donosimo neke savjete kako osigurati čvrstoću odljevaka.

  • Prvo je potrebno odabrati odgovarajuću vrstu aluminijeva legure. Legura koja se koristi u proizvodnji značajno utječe na čvrstoću dijelova. Međutim, mehanička čvrstoća nije jedini ključni parametar. Odabrana legura mora imati dovoljnu obradivost te ispunjavati i druge zahtjeve.
  • Najbolje je odljevati što više oblika na licu mjesta. Bilo koji oblik koji se obrađuje kasnije uzrokovat će naprezanje tijekom obrade aluminijevih komponenti.
  • Korištenjem postupka aluminijevog lijevanja pod tlakom uz pomoć vakuma smanjit će se poroznost dijelova. Time će se povećati gustoća dijelova, što će poboljšati njihovu strukturnu cjelovitost i čvrstoću.
  • Dodavanjem ojačavajućih rebara tankostjenom dijelu i platformi poboljšat će se njegova stabilnost.
  • Oštre ivice su mjesto koncentracije naprezanja, stoga su one sklone kvaru. Za povećanje krutosti dijela treba koristiti zaobljene kutove.

Slijedeći ove smjernice možete povećati čvrstoću dijelova lijevanih pod tlakom. Međutim, treba uzeti u obzir i mnoge druge detalje. Molimo vas da razgovarate s vašim dobavljačem za lijevanje pod tlakom i zatražite sugestije o tome kako povećati čvrstoću dijelova.

Manje značajke

Obrada sitnih oblika zahtijeva preciznije alate. Vrijeme, troškovi i težina obrade sitnih oblika svi su veći. Oblici s uobičajenim tolerancijama mogu se postići uz relativno niže troškove i dovoljnu točnost koja zadovoljava potrebe svakog prosječnog korisnika. 


Međutim, ako se vaš dio koristi u vrlo složenoj primjeni, možda će vam biti potrebne precizne tolerancije. Obrada izvan određene razine naziva se mikroobradom, a standardni alati za obradu to ne mogu postići. 


Mikroobrada se bavi obradom dijelova s tolerancijama mnogo manjima od jednog milimetra. U usporedbi s bilo kojom standardnom operacijom obrade, njezini troškovi su neprihvatljivo visoki. Osim ako to nije apsolutno nužno, projektanti bi trebali izbjegavati postizanje tako visoke preciznosti u svojim dizajnima. 


Ako kalup prerano dobije nedostatke, to će rezultirati znatnim troškovima održavanja. Stoga treba poduzeti napore da se minimaliziraju manji nedostaci kako bi se smanjili troškovi kalupa.

Graviranje ljevom prešom

Većina aluminijumskih odljevaka ima neku vrstu natpisa ili ukrasa. Ti natpisi ili ukrasi mogu biti slova, logotipi, zaštitni znakovi, datumske oznake ili proizvodni brojevi, što je korisno za praćenje lanca opskrbe, promociju brenda i ostvarivanje mnogih drugih svrha.


  1. Kao povišeni element
  2. Kao karakteristična udubljenja
  3. Povišena slova na konkavnom panelu


Naprotiv, urezani znakovi na aluminijumskim odljevcima zahtijevaju povišene elemente koji će se istaknuti u čeliku kalupa. Konstrukcija je nešto složenija, a troškovi održavanja također su veći.


Ostale smjernice

  • Površina (debljina linije) bilo kojeg slova ili simbola treba biti najmanje 0,010 inča (0,254 mm) ili veća.
  • Visina linija ili simbola treba biti jednaka ili manja od debljine linija.
  • Ako bilo koji tekst ili ukras sadrži složene detalje ili sitna slova, to možda neće biti jasno tijekom procesa lijevanja. Stoga, pokušajte ih pojednostaviti što je više moguće.
  • Kut gaza ne smije biti manji od 10°.

Slijeđenje ovih smjernica trebalo bi pomoći u većini situacija. Ako imate bilo kakvih drugih zahtjeva, uvijek se možete obratiti svojoj tvornici za odljevke za odgovarajući savjet.