Reka Bentuk Bahagian Die Casting: 14 Prinsip Struktur untuk DFM & DFA

Apabila kita bercakap tentang reka bentuk bahagian tuangan acuan , kita bukan sahaja menentukan rupa sesuatu bahagian. Kita juga membetulkan risiko keliangan, kelakuan herotan, masa kitaran, kadar sekerap, kos pemesinan dan kecekapan pemasangan sebelum alat pertama dipotong.

Reka bentuk bahagian tuangan acuan yang baik = DFM (Reka Bentuk untuk Pembuatan) yang baik + DFA (Reka Bentuk untuk Pemasangan) yang baik :

• DFM memberi tumpuan kepada tuangan yang stabil, pengisian & pemejalan mudah, perkakas yang munasabah, dan kualiti yang boleh diramal.
• DFA memberi tumpuan kepada bagaimana tuangan ini dipasang dengan komponen lain: kedudukan, toleransi, kebolehcapaian, pengikat dan penyepaduan fungsi.

Berikut ialah 14 prinsip struktur praktikal untuk reka bentuk bahagian tuangan acuan , disuling dan disusun semula daripada pengalaman di bengkel dan amalan terbaik DFM/DFA untuk tuangan acuan aluminium dan zink.

1. Ketebalan Dinding Bahagian Die Casting

(1) Pilih ketebalan dinding yang munasabah

Jika dinding adalah terlalu kurus, leburan sukar diisi, menyebabkan syot pendek, penutupan sejuk atau ciri tidak lengkap.
Jika dinding adalah terlalu tebal, pemejalan perlahan dan butirannya kasar, yang meningkatkan risiko:

• Kecacatan dalaman: keliangan pengecutan, keliangan gas, pengasingan
• Kecacatan permukaan: tenggelam dan lekukan
• Sifat mekanikal yang lebih rendah dan berat dan kos yang lebih tinggi

Sebagai garis panduan umum untuk HPDC:

• . ketebalan dinding maksimum daripada kebanyakan tuangan die sepatutnya tidak melebihi ~5 mm.
• Bahagian dinding nipis (dalam keupayaan proses) membantu meningkatkan ketumpatan, kekuatan dan rintangan tekanan.
• Kawasan tebal tempatan sepatutnya berteras keluar supaya ketebalan dinding keseluruhan menjadi lebih seragam dan berat bahagian dikurangkan.

Luas Dinding (cm²)	Aloi Al & Mg – Ketebalan Dinding Minimum (mm)	Aloi Al & Mg – Ketebalan Dinding Disyorkan (mm)	Aloi Zn – Ketebalan Dinding Minimum (mm)	Aloi Zn – Ketebalan Dinding Disyorkan (mm)
≤ 25	0.8	2.0	0.5	1.5
25 ~ 100	1.2	2.5	1.0	1.8
100 ~ 500	1.8	3.0	1.5	2.2
> 500	2.5	3.5	2.0	2.5

Apabila kawasan setempat mesti lebih tebal atas sebab berfungsi, gunakan poket atau bahagian berongga untuk mengurangkan jisim dan memastikan corak pemejalan seragam.

(2) Mengekalkan ketebalan dinding yang seragam dan peralihan yang lancar

Bila-bila masa yang mungkin, keratan rentas acuan tuangan hendaklah mempunyai ketebalan dinding yang seragam atau hanya perubahan secara beransur-ansur. Jika perbezaan tidak dapat dielakkan (disebabkan oleh fungsi atau pemasangan), nisbah keratan tebal kepada nipis secara amnya tidak boleh melebihi 3:1.

Petua reka bentuk:

• Penggunaan peralihan yang dirangka atau tirus untuk mengelakkan lompatan mendadak dalam ketebalan.
• Elakkan bahagian "langkah" di mana aliran logam tiba-tiba perlahan atau memecut.
• Ingat bahawa bahagian dengan ketebalan yang berbeza mengeras pada masa yang berbeza, yang boleh mewujudkan tegasan dalaman yang besar dan membawa kepada keretakan dan herotan.

Peralihan yang direka dengan baik membantu:

• Menstabilkan aliran cair dan menambah baik pengisian
• Kurangkan pergolakan dan lipatan permukaan
• Kurangkan tekanan dalaman dan risiko ubah bentuk

2. Saiz dan Kedalaman Lubang Minimum

Lubang yang sangat kecil atau sangat dalam sukar untuk diisi dan dibuang dalam HPDC, dan ia juga melemahkan acuan.

Secara umum:

• Untuk aloi aluminium dan magnesium, yang diameter lubang praktikal minimum adalah sekitar 2.0-2.5 mm.
• Untuk aloi zink, disebabkan kecairan yang lebih baik, yang diameter lubang praktikal minimum boleh kira-kira 1.0-1.5 mm.
• Kedalaman lubang yang ekonomik biasanya sekitar 4–6 kali diameter (4d–6d), had teknikal boleh kira-kira 8–12h, bergantung kepada aloi dan sama ada lubang itu buta atau tembus.

Jika lubang mestilah lebih kecil atau lebih dalam daripada garis panduan ini:

• Pertimbangkan membuang ceruk cetek / tanda rintis dan melengkapkan ciri dengan penggerudian atau reaming.
• Pada masa yang sama, semak lubang ke lubang, lubang ke tepi, dan lubang-ke-slot jarak untuk memastikan keluli mati mempunyai kekuatan yang mencukupi untuk menahan beban terma dan mekanikal.

3. Elakkan Bahagian Mati Terlalu Nipis

Reka bentuk struktur bahagian tersebut secara langsung mempengaruhi bahagian rongga acuan yang paling nipis :

• Jika keluli mati di beberapa kawasan adalah terlalu kurus, kekuatannya menurun secara mendadak.
• Di bawah tekanan berbasikal dan suntikan suhu tinggi yang berulang, kawasan nipis seperti itu terdedah kepada ubah bentuk, lentur, retak atau pecah.

Dari perspektif DFM, bahagian geometri harus mengelak daripada memaksa dadu mempunyai kepingan keluli nipis atau rusuk yang sangat sempit di dalam rongga.

4. Reka Bentuk Tulang Rusuk

Tulang rusuk dalam tuangan mati mempunyai dua tujuan utama:

1. Meningkatkan kekakuan dan kekuatan bahagian dan mengurangkan ubah bentuk (bukannya hanya menebal dinding).
2. Bimbing aliran logam untuk menambah baik pengisian dan mengurangkan kecacatan.

(1) Dimensi rusuk

Rujukan reka bentuk biasa (T = ketebalan dinding nominal):

• Ketebalan asas rusukt:
  • Biasanya 0.6–1.0 × T, dan secara amnya tidak lebih besar daripada ketebalan dinding tempatan.
• Ketinggian rusukH:
  • Kebiasaan H ≤ 5 × T.
• Jejari fillet di pangkal rusukR:
  • Biasanya t ≤ R ≤ 1.25t, dan selalunya hampir dengan ketebalan dinding tempatan.
• Sudut draf pada tulang rusuk:
  • sekitar 1–3 ° untuk memudahkan pengeluaran.

(2) Elakkan pinggan rata yang besar

Permukaan yang besar dan rata tanpa rusuk mudah melengkung, kemek atau bergetar semasa digunakan. Menambah rusuk yang diorientasikan dengan betul :

• Meningkatkan kekakuan
• Menstabilkan pengisian
• Mengurangkan sinki tempatan dan ubah bentuk

(3) Padankan arah rusuk dengan aliran logam

Jika boleh, halakan rusuk ke arah isian :

• Membantu aliran cair dengan lebih mantap
• Mengurangkan zon mati dan pergolakan
• Memperbaiki pemindahan udara

(4) Susun rusuk secara simetri dan sekata

• Cinta untuk a susun atur rusuk yang seimbang dan simetri untuk mengedarkan kekakuan dan pengecutan dengan lebih sekata.
• Elakkan persimpangan rusuk yang mencipta nod yang sangat tebal, yang terdedah kepada keliangan pengecutan dan tenggelam.

5. Draf Sudut

Aloi yang berbeza mempunyai kecenderungan yang berbeza untuk melekat pada acuan, jadi sudut draf yang disyorkan berbeza-beza:

• Aloi aluminium: lekatan tertinggi; permukaan dalam biasanya diperlukan ~ 1 ° draf.
• Aloi magnesium: lekatan kurang sedikit; permukaan dalam tentang 0.75 °.
• Aloi zink: lekatan terendah; permukaan dalaman di sekeliling 0.5 °.

Bagi permukaan luar , sudut draf biasanya dua kali ganda draf dalaman untuk memastikan tuangan kekal pada bahagian (teras) yang bergerak semasa lontaran.

Ingat:

• Tekstur tempatan, EDM atau kekasaran mungkin memerlukan draf tambahan.
• Ciri-ciri kompleks (tulang rusuk dalam, bos) sering mendapat manfaat daripadanya draf yang lebih besar untuk mengurangkan haus melekat dan mati.

6. Reka Bentuk Fillet dan Sudut

(1) Elakkan sudut tajam luaran

Sudut tajam luaran menyebabkan pelbagai isu:

• Logam nipis di tepi → pengisian yang kurang baik dan struktur lemah
• Kepekatan tekanan → lebih tinggi risiko retak
• Isu keselamatan semasa pengendalian

Gunakan jejari luaran di mana sahaja yang boleh.

(2) Gunakan fillet dalaman; elakkan sudut tajam dalaman

Filet dalaman di persimpangan dinding adalah penting untuk kualiti bahagian dan jangka hayat acuan :

• Tingkatkan aliran logam, kurangkan pergolakan dan bantu udara keluar
• Sangat mengurangkan kepekatan tekanan dan risiko retak
• Kurangkan tekanan haba dalam cetakan, bertambah baik mati hidup

Peraturan Am:

• Jejari fillet dalaman ≈ ketebalan dinding tempatan
• Jejari luar = jejari dalaman + ketebalan dinding

Isi ikan yang terlalu kecil berkelakuan seperti bucu tajam; isi ikan yang terlalu besar akan menebalkan bahagian tersebut secara setempat dan boleh menyebabkan keliangan pengecutan dan permukaan tenggelam.

(3) Faedah untuk penyaduran dan kemasan

Untuk tuangan acuan yang memerlukan penyaduran elektrik atau salutan lain , fillet membantu mencapai:

• Pengagihan arus yang lebih seragam
• Ketebalan salutan yang lebih seragam
• Kurang risiko terbakar atau bintik nipis di sudut

7. Reka Bentuk Boss (Support Post).

Bos adalah perkara biasa dalam bahagian HPDC untuk pemasangan, pengikatan dan struktur sokongan. Reka bentuk bos yang baik harus mematuhi ketebalan dinding yang seragam dan kekuatan keluli acuan.

Perkara utama:

• Elakkan bos terlalu dekat dengan dinding atau antara satu sama lain
  • Jika bos terlalu rapat, bahagian dinding dalam acuan atau tuangan menjadi sangat nipis atau sangat tebal, yang berbahaya kepada kualiti dan hayat mati.

• Hadkan ketinggian bos
  • Bos yang sangat tinggi sukar diisi dan lemah secara mekanikal. Pertimbangkan untuk mengurangkan ketinggian atau menyokong mereka dengan tulang rusuk.
• Tambah tulang rusuk di sekeliling bos
  • Gunakan rusuk lilitan atau jejari untuk meningkatkan kekuatan dan membantu pengisian.
  • Elakkan bos "terpencil" tanpa sokongan struktur.

• Optimumkan bos yang cenderung
  • Bagi bos yang cenderung, reka bentuk semula geometri selalunya boleh mengelakkan mekanisme teras sisi yang kompleks dan mudahkan die, mengurangkan kos perkakas.

8. Huruf dan Logo

(1) Huruf dinaikkan adalah diutamakan

Untuk nombor bahagian, logo dan simbol:

• Reka bentuk mereka sebagai ciri yang dibangkitkan pada tuangan (terceruk dalam die).
• Ini menyimpan kos pemesinan dan penyelenggaraan lebih rendah berbanding dengan mengukir huruf ceruk dalam tuangan.

(2) Dimensi huruf yang disyorkan

Untuk memastikan pengisian dan kebolehbacaan yang baik:

• Lebar lejang minimum W: ≥ 0.25 mm
• Ketinggian huruf H: 0.25-0.5 mm
• Sudut draf θ: ≥ 10 °

Selain itu:

• Elakkan huruf dihidupkan dinding sisi yang memerlukan teras sisi atau membuat potongan bawah.
• Letakkan teks pada permukaan yang sejajar dengan arah cabutan utama untuk memudahkan die.

9. Reka Bentuk Benang

Benang ialah ciri sensitif dalam HPDC.

• Untuk benang luaran, elakkan bahagian berulir panjang penuh. Sediakan zon pendahuluan dan penghabisan yang tidak berulir jika boleh.
• Untuk benang dalaman, tidak membuangnya secara langsung dalam kebanyakan kes. Oleh kerana isu pengisian, pembuangan dan pembersihan cetakan, secara amnya adalah lebih baik untuk:
  • Pelakon a lubang teras dengan reka bentuk DFM yang betul
  • Selesaikan benang dengan mengetuk atau membentuk benang, Atau
  • Penggunaan sisipan berulir di mana sesuai

Pendekatan ini meningkatkan ketepatan dimensi dan prestasi perkhidmatan sambungan berulir.

10. Memudahkan Pemangkasan Denyar dan Gerbang

Penyingkiran denyar dan pagar merupakan bahagian penting dalam kos pengeluaran tuangan die. Reka bentuk bahagian yang baik boleh menjadikan operasi ini lebih pantas dan lebih dipercayai.

Garis panduan utama:

• Elakkan sudut tajam antara dinding dan garis perpisahan
  • Sudut tajam pada garis perpisahan menyukarkan pemangkasan dan meningkatkan risiko kerosakan kosmetik.

• Permudahkan geometri bahagian berhampiran garisan pemisah
  • Bentuk kompleks yang menyebabkan kawasan kilat yang ceruk atau bergerigi akan memerlukan lebih banyak kerja manual.
  • Jika boleh, buat garis perpisahan ringkas dan lancar.

• Elakkan keperluan kosmetik yang terlalu ketat di kawasan pintu masuk
  • Jika reka bentuk memerlukan pintu pagar yang tidak kelihatan sepenuhnya dan kawasan penyingkiran kilat, pemesinan atau penggilapan tambahan mungkin diperlukan, meningkatkan kos.
  • Jika fungsi membenarkan, berehat keperluan kosmetik di sekeliling pintu untuk mengurangkan langkah pemprosesan.

11. Keperluan Toleransi untuk Tuangan Die

(1) Fahami kos toleransi yang ketat

Toleransi bahagian yang sangat ketat secara langsung membayangkan toleransi acuan yang sangat ketat , yang membawa beberapa kesan sampingan:

• Tinggi kos pembuatan mati
• Lebih pendek mati hidup kerana tekanan dan haus yang tinggi
• Lebih kerap penyelenggaraan dan penggantian die
• Peningkatan kekerapan pemeriksaan dan lebih banyak komponen mati
• Tinggi kadar sekerap untuk tuangan

Oleh itu, dari sudut pandangan DFM:

Tetapkan toleransi tuangan selonggar mungkin , dengan syarat keperluan fungsian dan pemasangan masih dipenuhi sepenuhnya.

(2) Kurangkan pemesinan dengan menggunakan toleransi berfungsi

Dengan berehat jika boleh:

• Banyak dimensi boleh dipegang “sebagai pelakon”, menghapuskan pemesinan.
• Ini mengurangkan kos dan memelihara lapisan permukaan yang padat daripada pemutus.

(3) Gunakan garis perpisahan untuk mengawal dimensi kritikal

Pemilihan talian perpisahan strategik boleh meningkatkan kawalan toleransi:

• If kepekatan D1 dan D2 adalah kritikal → pilih garis perpisahan yang mengekalkan mereka dalam sama mati separuh.
• If D1 dan D3 mestilah sepusat → laraskan garis perpisahan dengan sewajarnya.
• Jika ketekalan D1 pada satu hujung adalah penting → letakkan garis pemisah supaya permukaan kritikal kekal dalam separuh rongga tunggal.

Matlamatnya adalah untuk meminimumkan pergerakan relatif antara ciri-ciri kritikal dengan memastikan ia berada di sisi yang sama pada acuan.

12. Permudahkan Struktur Die dan Kurangkan Kos Perkakas

Dari perspektif DFM, bahagian tuangan acuan yang baik ialah bahagian yang tidak memaksa acuan yang rumit.

(1) Elakkan pemotongan dalaman

Potongan bawah dalaman hanya boleh dibentuk oleh teras sisi atau pemesinan sekunder , yang:

• Meningkatkan kerumitan dan kos die
• Meningkatkan masa kitaran dan keperluan penyelenggaraan

Jika boleh, reka bentuk semula bahagian itu untuk:

• Gantikan undercut dalaman dengan ciri terbuka sejajar dengan arah cabutan utama
• Satukan ciri untuk mengelakkan berbilang tindakan sampingan

(2) Elakkan potongan luaran

Untuk permukaan luaran:

• Reka bentuk semula tonjolan, cangkuk atau ceruk yang mencipta potongan luar supaya ia boleh ditarik ke dalam arah pembukaan utama.
• Pertimbangkan untuk menggantikan geometri undercut dengan alternatif snap-fit dalam perhimpunan atau dengan komponen berasingan jika diperlukan.

(3) Pastikan gerakan teras sisi tidak terhalang

Jika teras sisi tidak dapat dielakkan, periksa bahawa:

• Tiada tulang rusuk, bos, atau fillet menyekat gerakan teras.
• Teras boleh bergerak masuk dan keluar sepenuhnya tanpa gangguan.

Kadangkala perubahan kecil pada bahagian geometri (cth, menggerakkan rusuk atau menukar fillet) boleh membenarkan mekanisme teras sisi yang lebih mudah dan lebih dipercayai.

(4) Elakkan fillet di sepanjang garisan perpisahan

Fillet pada garis perpisahan:

• Merumitkan pemesinan die
• Kurangkan kekuatan keluli mati tempatan
• Jadikan pengedap dan kawalan denyar lebih sukar

Jika boleh, pastikan garisan pemisah tajam dan bersih , dan letakkan fillet jauh daripadanya.

(5) Pilih garis perpisahan yang mudah

Apabila membandingkan garis perpisahan calon:

• Lebih suka yang menghasilkan struktur die paling mudah, Dengan teras sisi yang lebih sedikit dan pemesinan yang lebih mudah.
• Mati yang lebih mudah secara amnya Lebih kuat, lebih murah dan lebih mudah diselenggara.

13. Pemesinan pada Tuangan Die

(1) Elakkan pemesinan apabila boleh

Tuangan die sudah boleh mencapai tahap ketepatan dimensi dan kualiti permukaan yang agak tinggi. Pemesinan harus dielakkan apabila:

• Toleransi fungsional boleh dipenuhi dalam keadaan as-cast.
• Keperluan kosmetik boleh dipenuhi dengan permukaan as-cast atau kemasan mudah.

Alasan:

• Permukaan tuangan die ialah a lapisan kulit padat dan berkekuatan tinggi. Pemesinan membuang lapisan ini dan mendedahkan bahagian dalam yang lebih berliang.
• Keliangan tempatan mungkin terdedah semasa pemesinan, yang membawa kepada kebocoran atau kecacatan kosmetik.
• Setiap operasi pemesinan tambahan bertambah kos dan masa utama.

(2) Reka bentuk untuk pemesinan mudah dengan stok yang minimum

Apabila pemesinan benar-benar diperlukan:

• Reka bahagian supaya permukaan pemesinan adalah Mudah diakses dengan alat standard.
• Elakkan poket dalam atau pendekatan alat yang janggal.
• menjaga elaun pemesinan sekecil amali untuk melindungi kulit padat dan mengurangkan masa kitaran.

Elaun biasa (satu bahagian), bergantung pada saiz:

1. Elaun Pemesinan Permukaan

Maks. Saiz Permukaan Mesin (mm)	≤ 50	50-120	120-260	260-400	400-630
Elaun Pemesinan Satu Sebelah (mm)	0.3-0.5	0.4-0.7	0.6-1.0	0.8-1.4	1.2-1.8

2. Elaun Pemesinan Lubang

Diameter Lubang (mm)	≤ 6	6-10	10-18	18-30	30-50	50-80
Elaun Pemesinan (mm)	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30

• Permukaan rata: secara kasar 0.3-1.8 mm apabila saiz bertambah daripada kecil (~50 mm) kepada besar (~600+ mm).
• Diameter lubang: kira-kira 0.05-0.30 mm stok bergantung pada diameter.

Nilai yang tepat harus dipilih berdasarkan keupayaan proses dan keperluan kualiti.

14. Gunakan Tuangan Die untuk Memudahkan Struktur Produk dan Mengurangkan Kos

Akhir sekali, reka bentuk tuangan acuan bukan sahaja tentang membuat bahagian yang "boleh dituang"; ia juga merupakan peluang untuk mengoptimumkan keseluruhan produk dari sudut pandangan DFA.

(1) Gantikan bahagian yang dimesin dengan tuangan die

Apabila beban, ketepatan dan keadaan operasi membenarkan:

• Komponen keluli atau aluminium bermesin kompleks boleh digantikan dengan a lakonan mati tunggal, mengurangkan secara drastik:
  • Bahan buangan
  • Masa pemesinan
  • Langkah pengendalian dan pemasangan komponen

(2) Kurangkan kiraan bahagian menggunakan tuangan die pelbagai fungsi

Bahagian tuangan acuan boleh menyediakan geometri 3D yang kompleks dan fungsi bersepadu , seperti:

• Rusuk, bos, klip dan ciri pengikat terbina dalam
• Perumahan bersepadu dan bukannya plat dan kurungan berasingan
• Perisai EMI untuk produk elektronik dengan menggantikan perumah plastik dengan cangkerang die cast konduktif

Dengan menggabungkan fungsi secara bijak, anda boleh:

• Kurangkan bilangan komponen
• Permudahkan pemasangan dan logistik
• Lebih rendah secara keseluruhan kos sistem sambil meningkatkan kekukuhan

Daripada Reka Bentuk kepada Penghantaran – Cara Acuan Tuang Menyokong Projek Tuangan Die Anda

Di Cast Mold, kami menganggap reka bentuk bahagian tuangan acuan sebagai titik permulaan kualiti, bukan sesuatu yang difikirkan kemudian. Berpangkalan di Dongguan dan Shenzhen, pasukan kami menggabungkan pembuatan acuan dalaman , tuangan acuan tekanan tinggi (HPDC), pemesinan CNC dan kemasan permukaan di bawah sistem kualiti ISO 9001 & IATF 16949 untuk memastikan setiap projek dapat dikesan dan stabil daripada reka bentuk hingga pengeluaran besar-besaran.

Bagi projek baharu, kami biasanya bermula dengan semakan DFM dan, apabila diperlukan, simulasi Moldflow untuk menilai keseragaman ketebalan dinding, susun atur pagar dan pengudaraan, kekuatan teras dan risiko keliangan atau herotan. Ini membolehkan kami mengoptimumkan struktur bahagian dan acuan bersama-sama – mengurangkan gelung percubaan, memendekkan masa tunggu dan melindungi hayat alat.

Sebaik sahaja reka bentuk disahkan, bilik peralatan dan bengkel HPDC kami berfungsi sebagai satu sistem: pemesinan ketepatan acuan , parameter tembakan terkawal dan pemeriksaan CMM dimensi kritikal memastikan bahawa apa yang anda modelkan adalah apa yang anda terima. Sama ada anda memerlukan persampelan pantas, pengesahan kelompok kecil atau pengeluaran besar-besaran yang stabil , matlamat kami adalah mudah: ketepatan dari reka bentuk hingga penghantaran.

Jika anda sedang membangunkan bahagian tuangan acuan aluminium atau zink baharu dan ingin menyemak sama ada strukturnya benar-benar boleh dihasilkan, anda dialu-alukan untuk berkongsi model 3D dan lukisan 2D anda dengan kami. Kami boleh menyediakan pakej cadangan + sebut harga DFM yang praktikal , dan membantu anda mengubah konsep yang baik menjadi penyelesaian tuangan acuan yang boleh dipercayai.