Проєктування литих деталей - це відповідальний етап, від якого значною мірою залежить успіх всього виробничого процесу. Якість готової відливки визначається не лише технологією лиття, а й конструкцією деталі. Тому досвідчений інженер-конструктор повинен враховувати специфічні вимоги лиття ще на стадії проєктування.
У цій статті розглянемо ключові принципи та поради, що допоможуть оптимізувати конструкторське проєктування деталей під лиття - від вибору товщини стінок до передбачення усадки і формоутворення. Поради актуальні як для лиття в піщані форми, так і для процесів лиття під тиском. Правильне проєктування підвищує технологічність, зменшує ризик браку та забезпечує точність лиття, наближаючи виріб до необхідних характеристик.
Основні принципи проєктування литих деталей
1. Легке заповнення форми
Деталь слід спроєктувати так, щоб розплавлений метал чи пластик легко поступав у всі порожнини форми та повністю їх заповнював. Уникайте надто тонких або звивистих каналів, що перешкоджають потокові. Продумана литтєва система забезпечує рівномірне наповнення форми.
2. Рівномірне і швидке застигання
Конструкція повинна сприяти рівномірному охолодженню виливка по всьому об’єму. Однорідна товщина стінок і плавні переходи допомагають уникнути "гарячих точок", усадочних раковин та внутрішніх напружень.
3. Безперешкодне виймання з форми
Для легкого виймання всі поверхні, перпендикулярні до напрямку вилучення, проектують з ухилом. Також варто мінімізувати піднутрення - вони ускладнюють конструкцію прес-форми та збільшують ризик браку.
4. Мінімальна складність прес-форми
Складні внутрішні пази, глухі отвори чи декоративні порожнини часто вимагають додаткових стрижнів і збільшують вартість виготовлення форми. Проста конструкція - надійніший та дешевший виріб.
5. Реалістичні допуски
Лиття має обмежену точність, тому не варто вимагати більше, ніж технологічно можливо. Критичні поверхні слід проектувати з припуском під механічну обробку.
Товщина стінок та ребра жорсткості
- Товщина стінок повинна бути максимально рівномірною та мінімально достатньою.
- Нерівномірна товщина спричиняє нерівномірне охолодження та появу тріщин або раковин.
- Надмірне потовщення не додає суттєвої міцності через пористість внутрішніх шарів металу.
Ребра жорсткості
- Товщина ребра: 50–60% товщини стінки.
- Висота ребра: до 3× товщини ребра.
- Обов’язково передбачати ухили та радіуси в основі.
Радіуси заокруглення і плавні переходи
- Уникайте гострих внутрішніх кутів — це концентратори напружень.
- Мінімальний радіус: 1–3 мм або більше 1/3 товщини стінки.
- Плавні переходи покращують формування матеріалу та знижують зношування прес-форми.
Конструкторські ухили та виймання з форми
- Рекомендований ухил: 1–3 градуса для стінок висотою до 20 мм.
- Для вищих елементів ухил може бути меншим, але краще не економити.
- Ухили часто не показуються на робочому кресленні, але враховуються у 3D-моделі.
Усадка, припуски і точність обробки
- Усадка залежить від матеріалу:
- сірий чавун: 1–1,2%
- сталь: 1,8–2%
- алюміній: 1–2,2%
- ABS: 0,5–0,6%
- поліетилен: 1,5–3%
- Конструктор повинен закладати припуски під усадку в прес-формі.
- Поверхні, що підлягатимуть обробці, мають мати додатковий припуск у кілька міліметрів.
Таблиця: основні правила проєктування деталей під лиття
| Правило | Пояснення |
|---|---|
| Рівномірна товщина стінок | Забезпечує рівномірне застигання, зменшує ризик раковин і тріщин. |
| Уникати масивних секцій | Масивні ділянки збільшують ризик усадочних порожнин. |
| Ребра замість потовщень | Підсилюють конструкцію без дефектів; товщина ребра 0,5–0,6 від стінки. |
| Плавні радіуси і філе | Мінімальний радіус - 1 мм; усуває концентрацію напружень. |
| Ухили 1–3 градуса | Полегшують виймання, зменшують пошкодження країв. |
| Урахування усадки | Форма робиться більшою на величину усадки матеріалу. |
| Припуски під механічну обробку | Критичні поверхні виконуються з додатковим матеріалом. |
| Планування литтєвої системи | Масивні зони мають бути ближче до точок впорскування металу. |
Висновок
Грамотне проєктування під лиття забезпечує якісне заповнення форми, рівномірне застигання та мінімум дефектів. Врахування усадки, ухилів, радіусів, товщини стінок та розташування литникової системи дозволяє отримати деталь, максимально наближену до необхідної форми та розмірів. Якщо вам потрібне якісне та технологічне виготовлення литих деталей - ми можемо допомогти. Наша компанія виконує повний комплекс робіт, забезпечуючи високу точність, повторюваність і економічність виробництва.