Мастерство литья металлов: точное объяснение допусков ЧПУ

Представьте это: производственная техника, которая длилась более 6000 лет И все еще высоко ценится сегодня. Это литье металлов.

Со временем лилось больше металлов: золото около 4000 г. до н.э., за которым следовали бронза и медь, а затем железо около 1000 г. до н.э. Важность литья металлов не может быть переоценена. Даже прогресс цивилизации был назван по процессам литья металлов, наиболее используемых в тот период: Медный век, Бронзовый век, Железный век.

Конечно, технические достижения были сделаны на протяжении тысячелетий, но базовый принцип и преимущества остаются теми же.

Зачем литье?

Литье упрощает процесс формирования металла в продукты. Вот как это делается: Расплавленный металл ливается в форму для создания желаемого узора. Для удаления узора или детали используется легкий уклон, часто называемый уклоном снятия, на поверхностях узора. Если нужно, проходы или полости внутри литья делаются вставлением сердечников в литейную коробку после удаления узора.

Важность литья в производственном процессе значительна. Литье приводит к меньшему количеству компонентов и меньшему количеству деталей, нуждающихся в сборке. Сварная конструкция, которая когда-то была дюжиной деталей, может быть отлита в одну деталь, результатом чего меньше времени на сборку, более простое управление запасами и снижение общей цены. Плюс, общая универсальность литья невероятна.

Преимущества литья алюминия под давлением

Хотя недавние годы не называются «Веком алюминия», они могли бы. Сегодня алюминий желателен за свой легкий вес и прочность. В то время как ранние коммерческие алюминиевые продукты были отливками посуды и различных декоративных предметов, современные применения литья алюминия под давлением включают тонкостенные корпуса, требующие меньшей обработки и имеющие привлекательную, очень гладкую поверхность.

Не только алюминий создает доступную цену за деталь, он позволяет быстрые цикловые времена и производство большого объема, до 1000 деталей в день, в зависимости от потребностей обработки.

Погружаясь в три самых важных метода литья — песчаное литье, литье под давлением и литье в кокильные формы — помните, что преимущества всех трех процессов усиливаются, когда используется алюминий. Исключение — железо, которое не может быть под высоким давлением, так что песчаное литье — единственный вариант литья для железа.

Песчаное литье и литье под давлением

Песчаное литье — наиболее универсальный метод литья для производства многих продуктов, особенно алюминия. Узор вдавливается в тонкую песчаную смесь. Это формирует форму, в которую ливается металл. Для литья под давлением расплавленный металл под давлением вводится в стальную кокиль (или форму). Литье под давлением идеально для точно сформированных деталей, требующих меньше обработки и отделки.

Так как они сравниваются?

• Доступность сплавов: Разные сплавы доступны для использования в песканом литье (например, сплав 319 или 356), которые невозможны с литьем под давлением. Все сплавы имеют разные прочности и характеристики на основе продукта

• Геометрия: Некоторые сердечники для проходов невозможны с литьем под давлением, во время которого узор должен вытягиваться прямо из формы

• Скорость: За час можно сделать гораздо больше литьев под давлением, чем песканых, так что литье под давлением обычно используется для производства большого объема

• Допуски: Потому что литье под давлением — механический стальной инструмент, оно может держать более тесные допуски, чем песчаное литье (больше о допусках ниже)

• Обработка: Затраты на обработку литья под давлением меньше из-за меньшего припуска, и определенные поверхности могут остаться как отлитые без какой-либо обработки

• Инструменты: Литье под давлением приводит к значительному увеличению стоимости стального инструмента. Однако правильные инвестиции в инструменты заранее приводят к более низкой общей цене за деталь

• Стоимость: Песчаное литье — более дорогой процесс цены за деталь, чем литье под давлением, однако песчаное литье может быть более экономичным для малых количеств и прототипов, сложных дизайнов и когда само литье очень большое

Теперь давайте обратимся к постоянному/полупостоянному кокильному методу, который попадает между предыдущими двумя во многих отношениях.

Постоянная кокиль или полупостоянная кокиль

Литье в постоянную кокиль включает стальные инструменты вместе с песчаными сердечниками по мере необходимости. Эти инвестиции в инструменты дороже песканых инструментов, но не так дорого, как инструменты литья под давлением.

В отличие от литья под давлением (металл под высоким давлением дуется в форму), процесс постоянной кокили включает либо гравитационную текучесть или низкодавленную текучесть в форму. Вакуум может быть применен для поддержания текучести плавно, а также помощи в снижении пористости.

По сравнению с литьем под давлением или песканым литьем, литья в постоянную кокиль часто могут быть сильнее. Полупостоянное кокильное литье означает, что в форме размещены песчаные сердечники для создания внутренних проходов, которые будут удалены выжиганием/встряхиванием. Это используется чаще всего с алюминием.

Два распространенных дефекта литья: пористость и недобработка

Жидкость естественно движется через поры или открытые пространства. Плохо спроектированная деталь, с слишком большим припуском, например, открывает пористость. Газовая ловушка внутри высокодавленной формы может создать карманы или ямы, которые могут вызвать утечку.

В песканом литье главная причина пористости — запертый воздух и/или газ, или возможно песчаный дефект, такой как грязь. Хотя процесс литья под давлением — использование высокодавленного взрыва алюминия — создает запертый воздух чаще, он обычно происходит под поверхностью детали. Чистая кожа, всего 2 мм, требуется, устраняет любые проблемы с пористостью.

Обычно недостаточный припуск вызван либо изогнутой отливкой, либо плохо спроектированной отливкой (недостаточно припуска, заложенного заранее). В песканом литье или литье в постоянную кокиль причиной может быть чрезмерное шлифование или пилинг в поверхность, или это может быть смещение сердечника, вызывающее размерные проблемы. Причины литья под давлением могут включать обрезку или, в большинстве случаев, изогнутую отливку (из-за тонких стенок и того, как она выталкивается из формы).

Недостаточный припуск напрямую ведет к недобработке. Когда нет достаточно материала, или припуска, для реза, запрограммированный инструмент не зацепляет материал; он просто «режет» воздух. Так что вместо гладкой, станочной поверхности, это отлитая поверхность. Недобработка может быть скорректирована в станке путем углубления реза. Однако поддержание минимальной толщины может предотвратить использование этой техники.

Допуски литья — обзор и важность

Разные материалы и процессы включают разные стандарты. Так что, в зависимости от конкретного процесса, допуски рассматриваются для позиций, длины (на дюйм), и марок материалов, а также собственных требований и спецификаций клиента. Плюс, ассоциации имеют свои руководящие стандарты. Например, алюминиевое литье под давлением должно следовать стандартам Алюминиевой ассоциации и Североамериканской ассоциации литья под давлением (NADCA). Однако железные детали должны ссылаться на ISO 8062.

Когда допуски не достигнуты, может случиться многое …

• Больше литейного лома или станочного лома
• Гарантийные проблемы от клиента
• Продукт, не функционирующий правильно
• Переработка инструмента (литейного и/или станочного)
• Дополнительная обработка

… и ни одно из тех не приятно, потому что, в конце, они все прямо влияют на затраты, которые могут быть значительными. Так что, пока есть множественные процессы и детали для рассмотрения, самое важное — партнерство с командой, понимающей эту сложность и способной объяснять каждый процесс четко, чтобы правильное решение было принято.

Смотрите преимущество Stecker в литье, обработке, допусках… и больше!

Stecker берется за сложные производственные вызовы, от которых другие в отрасли уклоняются. Партнерствуя с опытным, преданным и надежным цехом ЧПУ, вы получаете определенные преимущества.

НЕ загнан в один литейный завод

Когда цех ЧПУ владеет литейным заводом, процессы и материалы часто предопределены независимо от того, правильны они или нет. С другой стороны, наличие доступа к широкую базу поставщиков с различными процессами и материалами может спарить деталь с точным правильным процессом и партнером. Вместо того, чтобы заставлять деталь подстраиваться под установленный процесс, деталь помещается в правильный процесс. Stecker имеет партнерства с более чем 40 литейными заводами, так что Преимущество Stecker!

Управление поставщиком

С точки зрения процесса, Stecker добавляет ценность, обращая внимание на то, как литейный завод ведет бизнес. Контроль процесса гарантирует детали, соответствующие требованиям клиента. Stecker проводит аудиты, гарантирующие правильные контролы процесса и правильную документацию, так что Преимущество Stecker!

Сотрудничество

Нельзя переоценить: предварительная командная работа между конечным пользователем, цехом ЧПУ и литейным заводом жизненно важна. Как только процесс определен, это время для проектирования детали для технологичности. Stecker имеет преимущество с разными процессами и материалами, так что Преимущество Stecker!

Руководство с вашей итоговой строкой в уме

Представьте этот сценарий: Инженер имеет проект на 75% спроектированном, так что он отправлен на котировку. Stecker получает котировку, сотрудничает с правильным литейным заводом и рекомендует:

• переключение материала
• изменение геометрии
• изменение метода литья
• добавленная обработка

При обзоре обнаруживается, что с прогнозируемым объемом литье под давлением (даже с дополнительными заранее затратами на инструменты) может быть лучшим решением. Через шесть месяцев окупаемость может быть реализована, с проектом приходящим в половину цены, так что Преимущество Stecker!

Настоящая командная работа

Stecker решает уникальные потребности каждого отдельного клиента. Мы исследуем, что вам нужно, просматриваем, что мы можем предложить, проводим обзор чертежа, определяем процесс литья, обсуждаем, какой литейный завод может быть хорошим соответствием, и раскрываем лучший путь вперед. Это партнерство выбора лучшего литейного завода и лучшего процесса, так что Преимущество Stecker (и ВЫ!)

Теперь, когда вы знаете важность литья металлов и силу Stecker, прочитайте эти мини-кейсы, показывающие нашу готовность погрузиться в сложные ситуации ЧПУ-обработки: In a Bind? 4 Projects During Which Stecker Machine Rescued Customers in Need.

Об авторе

Джейсон любит решать вызовы клиентов. Как вице-президент по развитию бизнеса, Джейсон отвечает за развитие нового бизнеса вместе с тем, что он человек-к для нескольких текущих клиентов SMC. Джейсон работал в инженерии, производстве и продажах, и находит свою главную силу в предоставлении клиентам решений их производственных вызовов.