砂型鋳造に関する考慮事項
になると 砂型鋳造 設計を考慮する場合、鋳物が何に使用されるのか、また鋳造後に通過する必要があるさらなるプロセスを知ることが非常に重要です。 鋳物が見える場合は、滑らかに仕上げるために機械加工またはコーティングが必要になる場合があります。 一方、良好な剛性が必要な構造またはアセンブリの一部として鋳物を使用する場合は、熱処理サービスが必要になる場合があります。
意図した最終結果に到達するには、ほとんどの鋳造品を何らかの方法で機械加工または処理する必要があります。 次の側面が重要な考慮事項です。
詳細なプリントと図面
砂型鋳造金型設計の最も重要な特徴は、非常に詳細なプリントと図面を提供することです。 砂の鋳物工場 鋳造品と機械加工完成品の両方の図面が必要です。
詳細なプリントは、完成品に対するデザイナーの期待と要件を説明するため、砂型鋳造デザイン プロセスにおける重要なコミュニケーション ツールです。 砂型鋳造製品の設計には、次の情報を含める必要があります。
サイズ
形状
ドラフト
半径
許容レベル
欠陥レベル
表面仕上げ
検査要件
鋳造品に部品番号、鋳物工場コード、熱ロットなどの鋳造識別マーキングが必要な場合は、詳細な印刷物で必ずサイズと配置を指定してください。
砂型鋳造抜き勾配角度
砂型鋳造の抜き勾配はモデルに対して垂直な角度であり、外壁を破壊することなく繊細な砂型から内容物を簡単に取り出すことができます。 製品の成形プロセス、鋳物の設計方法、金型内のパターンの深さはすべて、砂型鋳造の抜き勾配を決定するために使用されます。 それにもかかわらず、多くの砂型鋳造設計者は、砂型鋳造の抜き勾配の重要性を無視しています。 砂型鋳造設計におけるテーパー面の有用性は、適切な砂型鋳造抜き勾配角度を選択することによって改善できます。
さらに、メタルフローが高いため、加工コストを削減できます。 その結果、一般的な砂型鋳造抜き勾配は ISO 規格を満たしており、砂型鋳造設計の操作に影響を与えることはありません。 その結果、組織は安定した品質を維持しながら、より多くの砂型を低コストで製造できるようになります。 砂型鋳造の通常の抜き勾配は 2 度です。 外部および内部の特徴を考慮すると、最小喫水は約 1 度です。
ラウンドとフィレ
十分なラウンドとフィレットを考慮することは、砂型鋳造設計プロセスの重要な側面です。 たっぷりとしたラウンドとフィレットは、鋳物の外観を向上させると同時に、ひずみの分散を助け、鋳造応力を軽減します。 寛大で適切なコーナーフィレットは、乱流の発生を回避し、溶融材料が流れて鋳物を適切に充填できるようにすることで、部品の注入にも役立ちます。
パーティングライン
砂型鋳造の設計では、分割線の位置を決定することが重要です。 それが分かれ目です。 私たちはそれを頼りに、方向転換すべきかどうかを判断します。 鋳物の最終的な生産コストと品質に影響を与えるため、エンジニアリング設計者は、鋳造図面上のパーティング ラインの配置を把握し、記録する必要があります。 分離ラインの配置に関しては、金属鋳造作業員の実務経験だけに頼るだけでは不十分です。
分割線は可能な限り低く、幅が広く、短く、平らである必要があります。 パーティング ラインとシーム バリが一致しない場合、それらの間の伸び代は 0.020 を超えてはなりません。
さらに、私たちが選択したセパレーション ラインのシーム フラッシュ エクステンション材料の最大値は約 0.015 です。 パーティングラインの位置が変わった場合は注意してください。 中子の使用、注入位置、鋳物の重量、寸法の正確さはすべて影響を受けます。
合金の選択
鋳物に適した合金を選択することが重要です。 選択した合金は、次のような品質に大きな影響を与える可能性があります。
第３章：濃度
耐久性
靭性
耐食性
延性
収縮
焼入れ性
費用
溶接性
アンダーカットとコア
アンダーカットは、砂型鋳造の設計で使用され、型の製造プロセス中にモデルが除去されないようにします。 中子を使用すると長くなり、鋳造コストが高くなります。 結果として、砂型鋳造設計における中子砂部分の使用を減らすか排除する必要があります。 実際、専門家によって提供されたパーティング ラインの初期の定義は、製品の特性を理解し、アンダーカットの問題を回避するのに役立ちました。 洗練された今では、多くの要素間のバランスと相互作用は明らかではありません。 そのため、砂型鋳造設計の規範と標準を学ぶ必要があります。
断面図
一貫した断面または壁の厚さは、多くの場合有利です。 ただし、多くの鋳造製品では急激な断面変更ができないため、砂型鋳造設計には使用しないでください。 理論的には、鋳物の厚い部分のみを単独で冷却する必要はなく、断面が効果的であると見なすことができます。 これは、厚い部分が冷却するのに時間がかかるために発生します。
周囲の金属の凝固の影響を受けません。 次に厚い部分が固まりますが、環境から取り除くことはできません。 鋳造時に気孔や裂けなどの問題が発生します。 そのため、砂型鋳造設計を実行する前に、製品の厚さの制限を考慮することが重要です。
壁の厚さ
砂型鋳造設計では、一貫したモデルの固化を実現し、空洞の形成を回避することが重要です。 それで、それを解決する最善の方法は何でしょうか？ これは砂型の体積と表面積の比率に関係します。 鋳物の凝固速度は、通常、その比の二乗に比例する必要があります。
これは、体積比表面積が小さい部品のほうが、体積比表面積が大きい部品よりも製品の鋳造中に速く硬化するためであり、またその逆も同様であるためです。 この問題を解決するために、多くの金属鋳物工場は全体の厚さを増やしたり、荷重がかかる位置に特定の材料を追加したりします。 一方、正しいアプローチは、補強材とガセットを利用することです。 なぜなら、前者は強度を高める一方、後者は局所的な厚肉の厚みを減少させるからである。
コーナーと角度
周知のとおり、砂型の製造に使用される材料の冷却特性は、砂型鋳物の品質に大きな影響を与えます。 したがって、砂型鋳物を設計するときは、この問題を考慮する必要があります。 鋳物や砂型の冷却効果が悪い場合、鋭利な角と部品の角が交わる部分で局所的に熱が発生します。
その結果、鋳物は集中的な応力源にさらされ、後続のプロセス全体で歪み、収縮、破損を引き起こし、最終製品の品質を低下させます。 これは、砂型鋳造金型を設計する際には避けるべきことです。
接合部の設計
砂型鋳造金型設計の独特な特性により、部品の形状が非常に複雑になる場合があります。 ほとんどの場合、多数の接続が存在します。 ジャンクションはそれらを指す方法です。 L、X、V、Y、および XT は、XNUMX つの異なるタイプのジャンクションです。 前述したように、局所的な質量集中もこれらの接合部によって生成されます。 亀裂、収縮、ひずみなどが発生します。 接合部によって引き起こされる過度の局所的な質量集中を軽減することが、最適な砂型鋳造設計ソリューションです。 最後に、最終出力にシームレスに溶け込む必要があります。
キャスト手当
まず、普通鋼、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛などのほとんどの金属は凝固中に収縮反応を起こすことを認識する必要があります。 砂型鋳造の設計管理に関しては、XNUMX つの砂型鋳造間の界面に機械加工の許容値が必要であることを覚えておくことが重要です。
言い換えれば、砂型鋳造界面の湾曲したエッジは避けるべきです。 これは、収縮が材料の凝固点と鋳物の表面積の体積比率に比例するためです。
鋳物砂のリサイクル
完全な鋳物から砂が振り落とされた後、塊は冷却され、粉砕されます。 すべての粒子や金属粒子を除去するために磁場がよく使用されます。 シェーカー、ロータリー スクリーン、振動スクリーンを使用して、すべての砂とコンポーネントをふるい分けします。 洗浄された砂は、最初から鋳物砂の製造サイクルに戻すことができます。
粉砕機は、砂、結合剤、水を混合して砂を成形するために使用されます。 エアレーターは、砂を緩め、成形しやすくするためにエアレーターと組み合わせて使用されます。 スコップ トラックまたはベルト コンベアは、準備された砂を成形床に運び、そこで鋳型の形に成形されます。 型は床に置くことも、コンベアを介して注入ステーションに移すこともできます。 シェイクアウトステーションでは、注入後に鋳物を付着した砂から分離します。 使用された砂はベルトコンベアなどで保管箱に戻されます。
鋳物砂は製造過程で頻繁に回収され、再利用されます。 業界の推計によれば、毎年約 100 億トンの砂が生産に利用されています。 そのうち廃棄されるのはわずか XNUMX ～ XNUMX 万トンで、他の企業はその砂さえも再利用することがよくあります。
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