鋳造工程補助金の設計ポイントと機能
1. 鋳造工程補助金の設計ポイントと機能
鋳造工程補助金は、鋳物の品質を確保し、鋳物の生産を容易にするために、鋳造プロセスの設計中に鋳物に追加される追加部品です。設計上のポイントと機能は以下のとおりです。
デザインポイント
厚さ：プロセス補助金の厚さは、通常、鋳物の構造、サイズ、材質、鋳造プロセスなどの要因に基づいて決定されます。一般に、引け巣や収縮が発生しやすい厚くて大きな部品の場合は、収縮補償に十分な溶融金属を確保するために補助金の厚さを適切に増やす必要があります。たとえば、鋼鋳物では、肉厚が 50 mm を超える部品の場合、プロセス補助材の厚さは約 5 ～ 10 mm になることがあります。
形状: 補助金の形状は、鋳物に明らかな突起や凹みが形成されて鋳物の外観やその後の加工に影響を与えるのを避けるために、鋳物の形状と可能な限り一致している必要があります。たとえば、ホイール鋳造のリムでは、リムの厚さを均一に増やすために、プロセス補助金をリムと同心のリングとして設計できます。
配分: プロセス補助金は、鋳物の凝固特性および欠陥の可能性がある位置に応じて合理的に配分される必要があります。鋳物の内側の隅や厚い部分など、凝固時の冷却速度が遅い領域については、補助金を適切に増やす必要があります。一方、薄肉領域や鋳物の外側コーナーなど、冷却速度が速い領域では、補助金が減額されたり、設定されなかったりすることがあります。-
関数
逐次凝固促進：鋳物の厚肉部に工程補助を設定することで、その部分の金属量を増加させ、凝固時に薄肉から厚肉へ、立ち上がり部から遠い部分から立ち上がり部に近い部分へ順次凝固させることができ、立ち上がり部の溶湯による鋳物の収縮補償に寄与し、引け巣や引けなどの欠陥の発生を低減します。
充填条件の改善: 複雑な形状の一部の鋳物では、プロセス補助金によって溶融金属の充填条件が改善され、不完全な充填やコールドシャットなどの欠陥を回避できます。たとえば、充填が難しい鋳物の薄肉部分や角に補助材を追加すると、溶融金属がこれらの部分に流れやすくなり、鋳物の完全性が確保されます。-
プロセス歩留まりの向上: 合理的なプロセス補助金設計により、鋳物の凝固がより合理的になり、欠陥によるスクラップ率が減少し、ライザーのサイズと重量も相対的に減少するため、プロセス歩留まりが向上し、生産コストが削減されます。
金型の製造と鋳物の脱型を容易にする: 場合によっては、プロセス補助金により鋳物の構造が簡素化され、金型の製造と鋳物の脱型が容易になります。たとえば、鋳造品の特定の部分に補助金を追加すると、過度に複雑な形状が回避され、金型のパーティング面が単純になり、脱型が容易になります。
2. 機械加工中に鋳物のプロセス補助部分を除去する必要がありますか?
鋳物に追加された加工補助部分は、通常、機械加工時に削り取られます。その理由は次のとおりです。
寸法精度要件を満たす: プロセス補助金は、鋳造プロセスの円滑な進行と鋳造品の品質を保証するために設定されており、実際に部品に要求されるものではありません。部品の設計時には、厳密な寸法精度と公差要件が課されます。プロセス補助金を機械加工することによってのみ、鋳物のサイズが設計基準を満たし、組み立ておよび使用の要件を満たすことができます。
表面品質の確保：プロセス補助部分の表面品質は鋳物の主要部分ほど良くないことが多く、砂穴や気孔などの欠陥が存在する可能性があります。良好な表面品質を得るには、部品表面の平坦度、粗さ、その他の指標が要件を満たしていることを確認するために、機械加工によって表面を除去する必要があります。
部品の機能要件を満たす: 部品の機能は、通常、正確な設計サイズと形状に基づいて実現されます。プロセス補助金は、マッチング精度、シール性能、動作精度などの部品の機能特性に影響を与える可能性があります。機械加工することで、部品がその機能を正常に実行できるようになります。
3. 鋳物に対する加工補助金の除去方法
機械加工
旋削: プロセス補助金を備えた円筒形や円盤形の鋳物などの回転鋳物には、旋盤を使用できます。{0}}回転する鋳物の外周または端面をバイトで切削し、切削量を正確に制御しながら加工補助金を徐々に除去し、必要な寸法と面精度を得る。
フライス加工：さまざまな複雑な形状の鋳物に適しています。フライス盤のフライスカッターを使用して、鋳造品の加工補助金に対して平面フライス加工、輪郭フライス加工、その他の操作を実行できます。たとえば、不規則な形状の平坦な鋳造品の場合、フライス加工を使用してプロセスの補助を除去し、鋳造表面の平坦性と寸法精度を確保できます。
研削：鋳物の表面品質と寸法精度が要求される場合、研削が一般的な方法です。研削加工により、機械加工後に残った微量の残留物を除去し、鋳物の表面仕上げと寸法精度をさらに向上させることができます。たとえば、高い表面粗さ要件を備えた一部の金型鋳造品では、プロセスの補助を除去し、旋削またはフライス加工後に最終的な表面品質要件を達成するために研削技術が使用されることがよくあります。
ガス切断とプラズマ切断
ガス切断: より厚い鋼鋳物の場合、ガス切断はプロセス補助金を除去する効果的な方法です。酸素と可燃性ガスの混合燃焼により発生する高温を利用し、金属を高温で燃焼させ、酸素の流れで吹き飛ばすことで切断を実現します。ただし、ガス切断後の鋳物の表面には熱の影響を受ける部分ができるため、その後の研削やその他の処理が必要になります。-
プラズマ切断：さまざまな金属鋳物、特にステンレス鋼、アルミニウム合金、その他の材料に適しています。プラズマ切断では、高温のプラズマ アークを使用して金属を溶かして吹き飛ばします。-切断速度が速く、精度が高く、比較的滑らかな切断面があり、熱の影響を受ける部分が小さい-。ただし、高精度が要求される一部の鋳造品では、精度をさらに向上させるために、切断後に少量の機械加工が必要になる場合があります。
手作業による仕上げ
一部の小型鋳造品や小規模なプロセス補助金の場合は、手動仕上げを使用できます。ヤスリやスクレーパーなどのツールを使用して、鋳造品上のプロセス補助材を手動でヤスリや削り、徐々に必要なサイズと形状に近づけます。この方法は効率は劣りますが、柔軟性が高く、特殊な形状や位置のプロセス補助金を細かくトリミングすることができます。
鋳物やプロセス補助金の特性が異なると、適切な除去方法を選択する必要があり、場合によっては、最高の除去効果と鋳物の品質を達成するために複数の方法を組み合わせて使用する必要がある場合があります。