Wyjaśnienie rodzajów odlewania: wybór odpowiedniego procesu odlewania części maszyn

Decyzja procesowa stojąca za każdą częścią odlewniczą maszyny

Masz zatwierdzony rysunek obudowy przekładni, korpusu zaworu lub obudowy pompy, a następnym krokiem jest podjęcie decyzji, w jaki sposób go wyprodukować. W wielu przypadkach odlewanie jest oczywistą drogą: tworzy złożone kanały wewnętrzne i kształty zbliżone do netto, których obróbka z pełnego półfabrykatu byłaby kosztowna. Prawdziwym pytaniem jest, który proces odlewania wybrać. W przypadku części odlewanych do maszyn odpowiedź zwykle sprowadza się do czterech zmiennych: materiału, ilości, tolerancji wymiarowej i wymagań dotyczących wykończenia powierzchni.

Odlewanie piaskowe, odlewanie metodą traconą i odlewanie ciśnieniowe to procesy stosowane przez większość dostawców, przy czym odlewanie w formach trwałych i pod niskim ciśnieniem wypełnia lukę między odlewaniem piaskowym a odlewaniem ciśnieniowym pod względem kosztów i objętości. Nie ma jednego „najlepszego” procesu. Właściwy wybór równoważy koszt oprzyrządowania z kosztem jednostkowym i kosztem obróbki z precyzją odlewu.

Główne rodzaje procesów odlewania części maszyn

Odlewanie piasku

Odlewanie piaskowe jest najbardziej elastycznym i powszechnie stosowanym procesem odlewania. Wzór wciska się w mieszaninę piasku i spoiwa, aby utworzyć formę, a następnie do wnęki wlewa się stopiony metal. Ponieważ formy piaskowe są niszczone w celu usunięcia każdego odlewu, oprzyrządowanie jest proste i niedrogie. Dlatego odlewanie piaskowe nadaje się do dużych części, krótkich serii produkcyjnych i materiałów takich jak żeliwo, stal, aluminium i stopy miedzi.

Wadą jest to, że dokładność wymiarowa jest umiarkowana, a powierzchnia odlewu jest szorstka. Typowe tolerancje wynoszą około /-0,5 mm na 25 mm, w zależności od rozmiaru części, dlatego powierzchnie krytyczne zwykle mają naddatek na obróbkę. Jak z proces odlewania w piasku wyjaśniony bardziej szczegółowo , pozostaje domyślnym wyborem dla obudów, ram, kołnierzy i innych komponentów konstrukcyjnych. Jeśli Twój rysunek wymaga średnionakładowej części mechanicznej, która zostanie wykończona na maszynie CNC, niestandardowe części maszyn wykonane metodą odlewania piaskowego może być opłacalnym punktem wyjścia.

Niestandardowe części maszyn według producentów procesów odlewania w piasku, fabryka - Ningbo Han Ningbo Hansheng Machinery Parts Co., Ltd. to chińskie niestandardowe części maszyn produkowane przez producentów procesów odlewania piaskowego i części maszyn firmy Sand Ca... Zobacz produkt →

Casting inwestycyjny

Odlewanie metodą traconego wosku, często nazywane odlewaniem z traconego wosku, tworzy wzór wosku pokryty zawiesiną ceramiczną w celu utworzenia skorupy. Po wytopieniu wosku skorupa jest wypalana i wypełniana roztopionym metalem. Rezultatem jest gładka powierzchnia, węższe tolerancje i niemal nieograniczona swoboda geometryczna, w tym cienkie ściany i przejścia wewnętrzne.

Kompromisem jest wyższy koszt na część w porównaniu z odlewaniem w piasku, ale koszt ten często jest równoważony mniejszą ilością obróbki. Powszechnymi kandydatami są części ze stali nierdzewnej, stali stopowej, aluminium i stali narzędziowej. Pompy, gniazdo zaworów, elementy silnika i osprzęt do mocowania szyn to typowe zastosowania końcowe. W przypadku części, które wymagają zarówno precyzji, jak i wytrzymałości mechanicznej, obróbka części z odlewów ciśnieniowych jest metodą, którą często spotykamy w niestandardowych pracach produkcyjnych.

Odlewanie ciśnieniowe

Odlewanie ciśnieniowe wciska stopiony metal w matrycę ze stali hartowanej pod wysokim ciśnieniem, uzyskując niezwykle spójne wymiary i cienkie ścianki. Ponieważ matryca nadaje się do ponownego użycia, odlewanie ciśnieniowe staje się ekonomiczne, gdy wielkość produkcji sięga dziesiątek tysięcy części rocznie. W procesie tym dominują stopy aluminium, cynku, magnezu i mosiądzu.

Głównymi wadami są wysokie koszty oprzyrządowania i długi czas realizacji produkcji matryc. Proces ma również ograniczony maksymalny rozmiar części i jest mniej odpowiedni w przypadku stopów o wysokiej temperaturze topnienia, takich jak stal. Typowe są obudowy, wsporniki, dzwony po stronie silnika i małe części przekładni. Odlewy ciśnieniowe z mosiądzu są powszechne w zastosowaniach elektrycznych i sprzętowych, natomiast odlewy ciśnieniowe z aluminium są standardem w komponentach samochodowych.

Trwałe odlewanie form

Odlewanie w formie trwałej wykorzystuje metalową formę wielokrotnego użytku bez ciśnienia, a wypełnienie wnęki odbywa się za pomocą grawitacji. Zapewnia lepsze wykończenie powierzchni i właściwości mechaniczne niż odlewanie piaskowe, przy znacznie niższych kosztach oprzyrządowania niż odlewanie ciśnieniowe pod wysokim ciśnieniem. W ten sposób powszechnie odlewane są stopy aluminium, magnezu i miedzi.

Proces ten jest odpowiedni dla średnich serii produkcyjnych, zazwyczaj od setek do dziesiątek tysięcy części, i pozwala wytwarzać takie elementy, jak kolektory, półfabrykaty przekładni, wsporniki i głowice cylindrów. Nie jest to idealne rozwiązanie w przypadku bardzo złożonych geometrii wewnętrznych, ponieważ rdzenie są trudne do wydobycia z nieruchomej formy metalowej.

Odlewanie pod niskim ciśnieniem

Odlewanie pod niskim ciśnieniem działa jak odlewanie w formie stałej, ale wykorzystuje powietrze pod niskim ciśnieniem do wpychania stopionego metalu do formy. Kontrolowane wypełnienie zmniejsza turbulencje i porowatość, dając gęstsze części o lepszej wytrzymałości mechanicznej. Najbardziej znane zastosowania to aluminiowe felgi, głowice cylindrów i konstrukcyjne części samochodowe.

W przypadku części maszyn odlewanych, które muszą utrzymywać ciśnienie hydrauliczne lub pneumatyczne, odlewanie pod niskim ciśnieniem jest często warte wyższej inwestycji w sprzęt. Jednak czasy cykli są dłuższe niż w przypadku odlewania ciśnieniowego, co zwiększa koszt jednostkowy przy bardzo dużych ilościach.

Odlewanie odśrodkowe

Odlewanie odśrodkowe wlewa stopiony metal do obracającej się formy, a siła odśrodkowa wypycha metal na zewnątrz w kierunku ścianki formy. W ten sposób powstaje gęsta, czysta mikrostruktura z niewielką liczbą wtrąceń lub defektów gazowych. Jest to metoda z wyboru w przypadku części cylindrycznych, takich jak łożyska, tuleje, tuleje, rury i pierścienie wykonane z brązu, żeliwa lub stali.

Jest mniej elastyczny w przypadku kształtów niecylindrycznych, ale w przypadku obracających się elementów maszyn trudno jest pokonać jego integralność i odporność na zużycie.

Inne procesy, z którymi możesz się spotkać

Poza tymi sześcioma można wyróżnić odlewanie z pianki traconej, formowanie skorupowe, odlewanie gipsowe i odlewanie próżniowe. Są one zwykle wybierane do zastosowań niszowych: odlewanie z pianki traconej do złożonych bloków silnika, formowanie skorupy do umiarkowanych objętości małych części stalowych oraz odlewanie gipsowe lub próżniowe do precyzyjnych prototypów o małej objętości. Wszystkie mają swoje miejsce, ale w przypadku większości części maszyn przemysłowych sześć powyższych procesów obejmuje większość decyzji.

Wybór odpowiedniego procesu odlewania: ramy praktyczne

Rozpocznij swoją decyzję od wielkości produkcji, następnie rozmiaru części, wymaganych tolerancji, a następnie materiału. Jeśli potrzebujesz jednorazowych lub małych części w dużych rozmiarach, odlewanie w piasku jest zwykle jedynym rozsądnym wyborem. Jeśli potrzebujesz tysięcy małych, precyzyjnych części o stałych właściwościach, odlewanie ciśnieniowe wygrywa pod względem ekonomicznym. Jeśli Twoja część ma złożoną geometrię ze stali nierdzewnej lub materiału wysokostopowego i chcesz uniknąć obróbki mechanicznej, najlepszym wyborem będzie odlew metodą traconą. Trwała forma i odlew niskociśnieniowy znajdują się pośrodku.

Poniższa tabela podsumowuje najważniejsze różnice w przypadku części odlewanych do maszyn.

Jeżeli zastosowanie przy dużych obciążeniach naraża odlew na duże naprężenia, uderzenia lub zużycie, należy również sprawdzić gatunek materiału i opcje obróbki cieplnej. Nasz artykuł nt kluczowe kwestie dotyczące części odlewniczych maszyn o dużej wytrzymałości przechodzi do szczegółów materiałów i testów.

Części maszyn do odlewania w różnych branżach

Odlewanie nie jest technologią jednobranżową. Stanowi szkielet wielu systemów mechanicznych, a właściwy proces różni się w zależności od warunków pracy.

• Maszyny rolnicze: koła zębate, zęby koparki do rowów, otwarte gniazda do osadzania i części łączące często pochodzą z odlewania piaskowego, odlewania metodą traconego węgla lub kucia w matrycy zamkniętej. Odlewanie nadaje tym częściom złożone kształty potrzebne do przymocowania do ram i układów napędowych.
• Pojazdy samochodowe i terenowe: Części kute i odlewane ze stali stopowej pojawiają się w układach hamulcowych, elementach układu kierowniczego i wspornikach zawieszenia. Wymagania dotyczące redukcji masy w coraz większym stopniu skłaniają inżynierów w stronę cienkościennych odlewów aluminiowych.
• Sprzęt górniczy i budowlany: zęby łyżki, adaptery i części eksploatacyjne są odlewane lub kute ze stali stopowej odpornej na ścieranie. Muszą przetrwać silne uderzenia i powtarzające się obciążenia.
• Systemy kolejowe i kolejowe: elementy hamulców, łączniki i wsporniki montażowe są odlewane ze stali stopowej, co zapewnia przewidywalną wytrzymałość i trwałość zmęczeniową.
• Zawory i kontrola cieczy: korpusy zaworów, pokrywy i oprawy są wykonane z odlewu piaskowego lub metodą traconego stopu ze stali węglowej, stali nierdzewnej i stali stopowej, przystosowanej do pracy z mediami pod wysokim ciśnieniem i korozją. Na przykład części zaworów z odlewu ze stali stopowej Producenci części zaworów odlewanych na zamówienie ze stali stopowej, fabryka - Ningbo Hansheng Ningbo Hansheng Machinery Parts Co., Ltd. to chińscy producenci niestandardowych części zaworów ze stali stopowej i części zaworów ze stali stopowej... Zobacz produkt → są produkowane tak, aby wytrzymać działanie wysokiego ciśnienia i często są wykończone obróbką CNC.
• Maszyny ogólne: ramy silników, obudowy pomp, kołnierze, wały i elementy łączące są wytwarzane w pełnym spektrum procesów odlewniczych.

Czego szukać u partnera zajmującego się castingiem maszyn

Po wybraniu procesu dostawca określa, czy część faktycznie spełnia wymagania rysunku. Dobry partner w dziedzinie odlewów powinien być w stanie kontrolować trzy rzeczy: jakość modelu i matrycy, metalurgię topienia oraz obróbkę po odlewaniu.

Punktem wyjścia są wzory i wykrojniki. Jeśli oprzyrządowanie jest niedokładne, każdy odlew dziedziczy błąd. Dostawca, który samodzielnie tworzy oprzyrządowanie lub współpracuje z zaufanym producentem narzędzi, może wykryć problemy z geometrią przed masową produkcją. Kontrola topnienia i zalewania jest równie ważna, ponieważ określa porowatość, wtrącenia i właściwości mechaniczne. Wreszcie, ponieważ większość odlewów wymaga przynajmniej częściowej obróbki, partner posiadający możliwości CNC może dostarczyć części gotowe do montażu i zminimalizować podwójne koszty obsługi.

Ningbo Hansheng Machinery Parts Co., Ltd., producent marki nbyifei.com, działa od 2003 roku w zakładzie o powierzchni 5000 metrów kwadratowych, który specjalizuje się w odlewaniu piaskowym, odlewaniu traconym, odlewaniu ciśnieniowym i częściach kutych. System jakości firmy opiera się na normie ISO 9001:2000, a większość jej produkcji trafia do klientów OEM i klientów przemysłowych w Ameryce Północnej i Europie. Dla inżyniera oceniającego jak fabryki odlewów precyzyjnych zapewniają jakość Oto praktyczne punkty do sprawdzenia: własność narzędzi, wewnętrzna obróbka, praktyki kontrolne i doświadczenie w eksporcie.

Wniosek

Wybór odpowiedniego procesu odlewania części maszyn jest kwestią dopasowania geometrii, materiału, objętości i wymaganej precyzji. Odlewanie piaskowe zapewnia elastyczność i niski koszt oprzyrządowania; odlewanie metodą traconą obsługuje złożone części o wąskich tolerancjach; odlewanie ciśnieniowe zapewnia spójność przy dużych objętościach; trwałe formy i odlewy niskociśnieniowe wypełniają środek; a odlewanie odśrodkowe doskonale sprawdza się w przypadku części okrągłych. Doświadczony dostawca pomoże Ci rozważyć te kompromisy, a także może zapewnić obróbkę, która zamieni surowy odlew w gotowy komponent. Rozpoczynając od jasnego porównania procesów i sprawdzając jakość i możliwości produkcyjne dostawcy, możesz uniknąć kosztownych prób i błędów i bezpiecznie przystąpić do produkcji.