NINGBO CHIP MACHINERY CO., LTD.
Trang chủ / Hướng dẫn thiết kế đúc áp lực nhôm

Hướng dẫn thiết kế đúc áp lực nhôm


Phương pháp thiết kế đúng đắn có thể nâng cao đáng kể trải nghiệm sản xuất của bạn. Nếu bạn đang hoạt động trong ngành đúc áp lực hoặc muốn trau dồi kiến thức về thiết kế đúc áp lực, thì Hướng dẫn Thiết kế Đúc Áp lực Nhôm này chính là thứ bạn cần. Các kỹ sư cơ khí và nhà thiết kế sản phẩm sẽ thấy hướng dẫn này vô cùng hữu ích. Chúng tôi đã tập trung giới thiệu một số yếu tố và hạn chế quan trọng trong thiết kế, giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình đúc áp lực nhôm, từ đó giảm chi phí sản xuất.

Chúng tôi cung cấp dịch vụ gia công đúc áp lực nhôm trọn gói. Các kỹ sư của chúng tôi sẽ kiểm tra kỹ lưỡng từng sản phẩm do chúng tôi sản xuất để đảm bảo rằng mỗi linh kiện đều phù hợp với sản xuất hàng loạt. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hay lo ngại nào liên quan đến dự án đúc áp lực nhôm, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào.

Yêu cầu thiết kế

Khi thiết kế các chi tiết đúc nhôm, bạn phải cân nhắc đến ứng dụng, hình thức bên ngoài, tính năng vận hành, độ chính xác và chi phí đáng kể. Bạn cần xác định mục đích sử dụng của chi tiết và cân đối các yêu cầu để phù hợp với ngân sách. Dưới đây, chúng tôi đã nêu bật những vấn đề chính cần được xem xét khi thiết kế chi tiết.

Sử dụng chức năng

Khi thiết kế một sản phẩm, các ứng dụng tiềm năng của nó cần được xem xét. Các bộ phận đúc bằng nhôm không chỉ phục vụ chức năng kết cấu mà còn nâng cao tính thẩm mỹ. Vì vậy, nó đã trở thành một sự thay thế phổ biến cho các vật liệu khác.

Do máy tính hiện đại mạnh hơn trước rất nhiều nên thời gian xử lý đã tăng lên gấp nhiều lần. Các bộ phận được ép không chỉ có tầm quan trọng về mặt kết cấu mà còn có chức năng thẩm mỹ tuyệt vời.

Bạn nên xác định rõ mục đích sử dụng của bộ phận trên máy đúc khuôn. Điều này có thể giúp bạn chọn vật liệu phù hợp và xác định dung sai phù hợp cho các thông số thiết kế dựa trên yêu cầu của bạn. Bạn cũng nên xem xét khả năng chống ăn mòn, tỷ lệ cường độ trên trọng lượng, độ dẫn điện và các đặc tính khác của bộ phận.

Tuy nhiên, khách hàng thường phải trả tiền cho chất lượng và độ bền vượt xa yêu cầu của họ. Do đó, hiểu đầy đủ về chức năng sử dụng của các bộ phận sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về quy trình đúc khuôn.

Yêu cầu về ngoại hình

Đối với vật đúc bằng nhôm bên trong, hình thức bên ngoài không quan trọng. Nhưng đối với các vật đúc bên ngoài như vỏ hoặc vỏ, hình thức bên ngoài trở nên rất quan trọng.

Người dùng cuối luôn ưu tiên những sản phẩm có tính thẩm mỹ cao. Vì vậy, bất kể chức năng của linh kiện ra sao, người tiêu dùng sẽ ưu tiên hình thức bên ngoài. Do đó, các bộ phận đúc bên ngoài phải có hình thức hấp dẫn.

Vì vậy, khi thiết kế các bộ phận cần chú ý đến khía cạnh thẩm mỹ. Lên kế hoạch trước về hiệu quả xử lý bề mặt mà bạn mong muốn đạt được. Xử lý bề mặt tốt có thể cung cấp sự bảo vệ bổ sung trước các điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Phương pháp lắp ráp

Quá trình lắp ráp nhôm đúc có thể tương đối đơn giản hoặc rất phức tạp, tùy thuộc vào độ phức tạp của các bộ phận. Thiết bị đúc truyền thống có những hạn chế nhất định về loại bộ phận có thể đúc. Vì vậy, trước đây việc đúc những chi tiết phức tạp là rất khó khăn.

Tuy nhiên, các bộ phận phức tạp có thể được chia thành các phần thích hợp và sau đó được kết nối với nhau thông qua các phương pháp lắp ráp phù hợp sau khi đúc. Một số kỹ thuật lắp ráp đúc khuôn phổ biến bao gồm:

  • buộc chặt
  • chủ đề
  • Hàn
  • Các thành phần kim loại đúc phun
  • Lỗ khoan lõi, v.v.

Trước khi bắt đầu thiết kế, bạn phải chọn kỹ thuật lắp ráp cụ thể cho các bộ phận đúc khuôn. Vì phương pháp lắp ráp có thể ảnh hưởng đáng kể đến thiết kế, vui lòng chọn tùy chọn lắp ráp phù hợp đáp ứng yêu cầu của bạn.

Ngân sách chi phí

Bạn nên tiến hành phân tích ngân sách chi phí chi tiết cho dự án. Bởi vì vấn đề ngân sách ảnh hưởng trực tiếp tới mọi khía cạnh trong hoạt động sản xuất kinh doanh của bạn. Thiết kế của bạn phải dựa trên ngân sách để đáp ứng yêu cầu của ngân sách.

Các nhà thiết kế có kinh nghiệm có thể giảm đáng kể chi phí đúc khuôn mà không ảnh hưởng đến chất lượng của các bộ phận. Bạn nên tuân thủ các thông số thiết kế nhất định để tránh thiết kế quá mức các bộ phận và do đó tránh được những chi phí không cần thiết.

Ví dụ: việc thêm các rãnh cho phép bạn thiết kế các bộ phận nhẹ hơn mà không làm giảm hiệu suất. Nó cũng có thể làm giảm chi phí vật liệu. Hơn nữa, việc giảm hoặc loại bỏ các cạnh vát và các góc nhọn có thể làm giảm đáng kể chi phí cũng như độ phức tạp của khuôn và quy trình đúc.

Thiết kế cấu trúc sản phẩm

Việc thiết kế hợp lý các chi tiết đúc áp lực bằng nhôm gặp phải nhiều thách thức. Ngay cả những chi tiết nhỏ nhất trong thiết kế cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến quá trình đúc. Do đó, mọi chi tiết cần được thiết kế cẩn thận theo các hướng dẫn được khuyến nghị. 

Chúng tôi đã tập trung giới thiệu các đặc điểm chính của thiết kế đúc áp lực bằng nhôm. Bạn sẽ tìm thấy các thông số kỹ thuật được khuyến nghị cho nhiều yếu tố quan trọng và hiểu rõ những cân nhắc thiết kế cần tuân thủ trong quá trình thiết kế sản phẩm.

Lựa chọn vật liệu

Thiết kế sản phẩm có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào sự lựa chọn vật liệu. Mỗi hợp kim đều có những hạn chế nhất định. Để đạt được tính toàn vẹn và độ bền tốt nhất của vật đúc nhôm, cần phải thiết kế và thi công cẩn thận.

Tùy thuộc vào thành phần của các nguyên tố hợp kim được sử dụng trong nhôm, trọng lượng, tính lưu động, độ bền, độ dẫn điện, điểm nóng chảy và các tính chất khác của nó có thể khác nhau. Tuy nhiên, không phải tất cả các nguyên tố hợp kim đều phù hợp để làm vật liệu đúc.

Một số hợp kim nhôm phổ biến có thể được sử dụng để đúc khuôn bao gồm:

  • A380
  • A383 (ADC12)
  • A413

Có nhiều loại hợp kim nhôm khác có sẵn. Bạn phải chọn cái phù hợp dựa trên nhu cầu cụ thể và hạn chế về ngân sách của mình.

Bản nháp

Góc nghiêng là một trong những thông số thiết kế quan trọng trong quá trình đúc khuôn nhôm. Nó đề cập đến mức độ côn hoặc độ nghiêng giữa lõi và bề mặt của bộ phận và đường phân khuôn của khuôn. Chúng tôi còn gọi nó là góc nháp.

Người thiết kế phải cung cấp đủ góc phóng khi cần thiết. Bởi vì nếu không có góc phóng thích hợp, vật đúc sẽ khó lấy ra sau khi đông đặc và vẫn có khả năng làm hỏng các bộ phận hoặc thậm chí chính khuôn.

Cân nhắc thiết kế của dự thảo

Khi tính toán các yêu cầu về góc chia tay, vui lòng tính đến các yếu tố sau:

  • Nói chung, một góc vát chung được áp dụng cho hầu hết các đặc điểm hình học.
  • Có một số trường hợp ngoại lệ đối với các bức tường và bề mặt bên trong. Trong những trường hợp như vậy, lượng thông gió thường gấp đôi so với các bức tường bên ngoài.
  • Các yêu cầu về góc nghiêng có thể khác nhau tùy thuộc vào hợp kim được sử dụng để đúc. Bạn có thể cần tính toán góc nghiêng dựa trên loại hợp kim nhôm bạn đã chọn.

Phần sau đây sẽ minh họa dung sai tiêu chuẩn đối với góc nghiêng bề mặt bên trong của vật đúc bằng nhôm có độ sâu khác nhau.


Dung sai tiêu chuẩn cho bất kỳ hợp kim nào có thể được tính bằng phương trình sau.

Nếu bạn muốn đạt được góc nháp nhỏ hơn, bạn có thể sử dụng dung sai chính xác. Tuy nhiên, điều này đòi hỏi phải xử lý chính xác hơn và phát sinh chi phí cao hơn. Vì vậy, nên tránh sử dụng dung sai chính xác trừ khi thực sự cần thiết.

Dung sai chính xác đối với độ nhô bề mặt bên trong của vật đúc nhôm có độ sâu khác nhau như sau.

Đây là công thức tính dung sai độ chính xác của bộ phận.

Xin lưu ý rằng sơ đồ dự thảo ở trên đã được phóng đại để hiểu rõ hơn về khái niệm này. Trên thực tế, sơ đồ phác thảo rất nhỏ và nếu không quan sát kỹ thì thường không thể nhận ra được.


Khuôn di chuyển & Khuôn cố định

Thiết kế phối hợp của khuôn chuyển động và khuôn cố định có tầm quan trọng sống còn. Ngay cả khi một trong số chúng không nhất quán, nó sẽ cản trở quá trình đúc nhôm. Việc thiết kế khuôn chuyển động thường khó khăn hơn. Cấu trúc của khuôn cố định tương đối đơn giản, nhưng khuôn di chuyển cần xử lý nhiều thành phần hơn. Khi vật liệu được bơm vào khuôn, do áp suất của vật liệu quá lớn, lõi có thể bị trượt ra ngoài dẫn đến kích thước quá khổ.



Dung sai của các bộ phận khuôn chuyển động phụ thuộc vào dung sai tuyến tính và dung sai vùng chiếu. Trong số đó, dung sai tuyến tính đề cập đến chiều dài của thanh trượt lõi khuôn, trong khi diện tích hình chiếu đề cập đến phần đầu của thanh trượt lõi khuôn hướng về vật liệu nóng chảy.

Chuyển động có thể được thực hiện dọc theo hướng tuyến tính vuông góc với vùng chiếu. Vì vậy, tốt nhất nên giữ dung sai di chuyển các bộ phận khuôn ở giá trị tối thiểu là 0 độ.

Do cấu trúc của thiết bị đúc khuôn, chỉ có thể cho phép dung sai tương đối lớn hoặc dương trong quá trình sản xuất. Dựa trên các biến số diện tích dự kiến ​​nhất định, dung sai tiêu chuẩn và dung sai chính xác như sau. Hướng dẫn của NADCA.

Đường chia tay

Đường phân khuôn là vị trí mà hai nửa khuôn gặp nhau để tạo thành cấu trúc hoàn chỉnh của sản phẩm. Do quá trình đúc khuôn nên việc hình thành đường phân khuôn là không thể tránh khỏi. Bởi vì thiết kế luôn bao gồm ít nhất hai thành phần.

Đường phân khuôn chỉ rõ sự khác biệt giữa khuôn chuyển động và khuôn cố định. Dung sai đường phân khuôn đề cập đến lượng tách khuôn tối đa được phép để đảm bảo thực hiện đúng quy trình đúc nhôm.

Khi áp suất vật liệu cố gắng buộc hai nửa khuôn tách ra, vật liệu sẽ chảy ra khỏi điểm phân tách dọc theo đường phân khuôn. Đây là lỗi flash trong quá trình đúc khuôn. Quá trình đúc yêu cầu các quy trình hoàn thiện bổ sung để loại bỏ đèn flash, ống nâng, cổng và cổng tràn. Dung sai đường phân khuôn là một hàm số của diện tích hình chiếu của khuôn, đại diện cho bề mặt phân tách nơi vật liệu nóng chảy di chuyển từ nửa khuôn này sang nửa khuôn kia.

Các khuôn đóng hoàn toàn không có khe hở giữa nhau nên dung sai của diện tích được chiếu luôn dương. Mức độ tách khuôn phụ thuộc vào áp suất vỏ khuôn và lực kẹp tác dụng để giữ cho hai nửa khuôn luôn đóng kín.

Dung sai đường chia tay sẽ khác nhau tùy thuộc vào hợp kim, kích thước và độ sâu của bộ phận. Các giá trị dung sai tiêu chuẩn và giá trị dung sai chính xác được khuyến nghị cho dây chuyền phân khuôn đúc khuôn như sau.

Tuy nhiên, nếu diện tích dự kiến ​​của bộ phận đúc khuôn vượt quá 300 inch vuông, vui lòng tham khảo ý kiến ​​của nhà máy đúc khuôn (1935,5 cm²).

Phụ cấp gia công

Mức cho phép gia công đề cập đến lượng nguyên liệu thô có thể được loại bỏ khỏi bộ phận đúc nhôm thành phẩm. Vật đúc có thể có độ nhám bề mặt và hình dạng hình học hơi khác so với thiết kế thực tế. Vì vậy, sau khi đúc khuôn, cần phải xử lý thứ cấp để sửa các lỗi này.

Điểm mấu chốt là các đặc tính cơ học và mật độ tốt nhất của vật đúc nằm ở bề mặt hoặc gần bề mặt. Do đó, dung sai gia công phải được xác định cẩn thận để tránh xuyên qua các bộ phận ít dày đặc hơn.

Tuy nhiên, trong giai đoạn thiết kế, phải xác định một lượng phụ cấp gia công nhất định cho các biến gia công và đúc. Nếu dung sai gia công quá nhỏ, nó có thể không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng bề mặt và có nguy cơ để lại khuyết tật trên các bộ phận.

Mặt khác, trợ cấp gia công quá mức cho các bộ phận sẽ làm tăng thời gian sản xuất, chi phí nhân công và chi phí chung. Tư vấn trước với nhà cung cấp khuôn đúc sẽ giúp bạn xác định mức cho phép gia công phù hợp.

Nói chung, dung sai gia công tối thiểu phải là 0,010 inch (0,25 mm) để giảm độ mài mòn của dụng cụ và giảm thiểu độ xốp của vật đúc. Dung sai gia công tối đa là tổng của dung sai gia công tối thiểu và biến dạng của vật đúc.

Sau đây là ví dụ về so sánh dung sai gia công tại hai vị trí điểm tham chiếu khác nhau.

Tuy nhiên, cần phải xem xét thêm đối với các bộ phận bằng phẳng và lớn. Bạn có thể tham khảo ý kiến ​​của người đúc để đảm bảo các giá trị cho phép gia công trong trường hợp này.

Độ dày của tường

Luôn cố gắng giữ độ dày thành của toàn bộ thành phần đồng nhất. Độ dày đồng đều có lợi cho quá trình chảy và hóa rắn tốt hơn của kim loại. Vì vậy, chất lượng và tính nguyên vẹn của vật đúc sẽ tốt hơn.

Tuy nhiên, nếu bạn phải cung cấp độ dày thành thay đổi trong thiết kế của mình, bạn nên đưa ra sự chuyển đổi dần dần dưới dạng các góc/bán kính được bo tròn thay vì thay đổi đột ngột độ dày. Nếu không, các cạnh sắc nét sẽ vẫn còn trong thiết kế của bạn.

Trong thiết kế sản phẩm không được có các cạnh sắc nhọn. Điều này là do nó sẽ ảnh hưởng đến dòng chảy của kim loại và gây khó khăn cho việc tháo khuôn sau khi đúc. Tuy nhiên, nếu các bức tường gặp nhau tại đường phân khuôn, các cạnh này có thể được giữ lại.

Tránh Tường Quá Dày và Mỏng

Tăng độ dày thành sẽ tăng cường độ cứng của bộ phận. Tuy nhiên, thành quá dày sẽ làm chậm quá trình làm nguội, từ đó cản trở quá trình đông đặc. Vì vậy, nếu không có biện pháp thích hợp sẽ dẫn đến chất lượng vật đúc kém.

Tường dày cũng sẽ làm tăng trọng lượng của sản phẩm. Vì vậy, những nhà thiết kế sản phẩm tập trung vào việc giảm trọng lượng của các bộ phận có xu hướng thích sử dụng những bức tường mỏng. Tuy nhiên, nếu độ dày thành vượt quá một giới hạn nhất định thì độ cứng sẽ quá thấp và dễ bị cong vênh trong quá trình gia công tiếp theo.

Vấn đề cong vênh có thể được giải quyết thông qua quá trình xử lý dần dần. Tuy nhiên, thành mỏng của vật đúc thiếu độ cứng và độ bền. Việc lắp đặt các gân gia cố có thể tăng cường đáng kể độ cứng của các bức tường mỏng, giúp chúng ổn định hơn.

Tuy nhiên, công nghệ đúc khuôn hiện đại đã đủ tiên tiến để xử lý hầu hết các thông số thiết kế quan trọng. Nhưng những công nghệ này chỉ nên được xem xét nếu chúng có thể đảm bảo hiệu suất tốt hơn hoặc lợi ích kinh tế cho các bộ phận.

Thiết kế nhẹ

Bộ giữ và rãnh kim loại là hai đặc điểm thiết kế phổ biến của thiết kế thành phần nhẹ. Chúng có thể giảm đáng kể lượng vật liệu cần thiết để sản xuất các bộ phận mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn và độ bền của chúng.

Tiết kiệm không gian bằng kim loại đề cập đến các khoảng trống thường thấy trong các gân gia cố, được sử dụng để giảm mức sử dụng vật liệu và do đó giảm trọng lượng của bộ phận. Các phần giữa các gân gia cố ít được sử dụng và do đó có thể được tháo ra khỏi thiết kế một cách an toàn.

Gợi ý thiết kế cho bộ bảo vệ kim loại

Khi thiết kế bộ bảo vệ kim loại cho các bộ phận, cần lưu ý những điểm sau.

  • Tránh các cạnh sắc trên tấm bảo vệ kim loại. Sử dụng các góc/bán kính tròn có bán kính càng lớn càng tốt. Bán kính tối thiểu phải là 0,06 inch (1,524mm).
  • Duy trì độ dày thành đồng đều xung quanh tấm bảo vệ kim loại. Cố gắng làm cho độ dày gần với giá trị khuyến nghị thông thường.
  • Cung cấp góc undercut càng lớn càng tốt.

Túi có thể giảm trọng lượng đáng kể

Cấu trúc giống như chiếc túi là một kỹ thuật giảm trọng lượng khác. Phần có thành mỏng có thể được sử dụng để thay thế phần dày hơn bằng các lỗ, từ đó giảm lượng vật liệu cần thiết cho sản xuất. Tuy nhiên, cấu trúc dạng túi đôi khi gây ra hiện tượng co ngót không đều.


Vì vậy, bạn nên quyết định cẩn thận nơi sử dụng các lỗ sâu răng. Bạn cũng có thể sử dụng các gân gia cố để tăng cường cấu trúc của các khoang. Điều này sẽ làm tăng độ cứng của các khoang và cải thiện dòng chảy kim loại. Giảm lượng kim loại sử dụng cũng có thể làm tăng tốc độ làm mát, từ đó rút ngắn chu kỳ sản xuất.

Các đường vát & bán kính

Mặc dù có quan niệm phổ biến rằng góc bo tròn và bán kính đều không giống nhau, nhưng thực tế chúng khác nhau. Trong khi cả hai đều chỉ các cạnh được bo tròn trong thiết kế của chi tiết đúc áp lực bằng nhôm, thì góc trong mịn được gọi là góc bo tròn, còn cạnh ngoài mịn được gọi là bán kính.

Đối với bất kỳ thiết kế đúc áp lực bằng nhôm nào, góc bo tròn và bán kính đều là những đặc điểm vô cùng quan trọng. Chúng có thể giảm đáng kể hiện tượng rối loạn dòng chảy xảy ra trong quá trình phun kim loại, đảm bảo dòng kim loại chảy êm hơn. Nhờ đó, các chi tiết đạt được độ bền kết cấu tốt hơn.

Gợi ý thiết kế Fillet/Bán kính

  • Khi hai bề mặt giao nhau có các góc nhọn, việc sử dụng các góc hoặc bán kính tròn để kết nối chúng có thể ngăn ngừa sự tập trung ứng suất cao ở phần khuôn hoặc bộ phận đó.
  • Fillet/Bán kính: Đối với bất kỳ cạnh hoặc góc nào dọc theo đường phân khuôn của khuôn, không cần phải bo tròn/bán kính.
  • Cung cấp đủ góc nghiêng cho các miếng phi lê vuông góc với đường phân khuôn.

Bạn có thể thiết kế góc/bán kính của các bộ phận theo hướng dẫn sau.

Sự co rút

Co ngót là một hiện tượng rất phổ biến và không thể tránh khỏi. Khi bất kỳ hợp kim kim loại nào được nung chảy rồi trải qua quá trình làm nguội và đông đặc, đều sẽ xảy ra sự co lại ở một mức độ nhất định. Do đó, các nhà thiết kế cần thực hiện những điều chỉnh cần thiết đối với thiết kế sản phẩm để dành ra khoảng trống cho hiện tượng co ngót.

Một khu vực có độ dày lớn dễ bị co ngót, dẫn đến hình thành các lỗ rỗng bên trong. Tình trạng nóng quá mức cục bộ cũng có thể gây ra hiện tượng co ngót, từ đó xuất hiện các lỗ rỗng. Cần cải thiện thiết kế khuôn để làm mát cục bộ những vùng này. Tuy nhiên, điều này có thể khiến chu kỳ đúc kéo dài hơn.

Kỹ thuật giảm độ co ngót của vật đúc

Các nhà thiết kế nên tuân theo những cân nhắc về thiết kế sau đây để giảm độ co ngót của vật đúc bằng nhôm.

  • Trong thiết kế, nên tránh những phần quá dày hoặc quá dày. Nếu có thể, nên sửa lại thiết kế để sử dụng các phần mỏng hơn và vật liệu cốt lõi để tiết kiệm kim loại.
  • Việc thêm các gân phẳng hoặc thẳng đứng vào tường có thể cải thiện đặc tính cấp liệu và giảm xu hướng co ngót.
  • Việc thêm các chốt nén có thể làm giảm độ co rút ở các khu vực cụ thể.

Sếp

Đối với các bộ phận cần được lắp đặt ở những vị trí khác, các gờ đỡ là không thể thiếu. Chúng đóng vai trò là điểm hỗ trợ và điểm lắp đặt. Tuy nhiên, nếu thiết kế và vị trí của các gờ đỡ không phù hợp, có thể dẫn đến khó khăn trong quá trình gia công, từ đó làm tăng chi phí. 

Các gờ đỡ cũng sẽ làm tăng nhu cầu về vật liệu và trọng lượng của sản phẩm đúc nhôm. Các phần nhô ra này có thể được thiết kế lại theo cách sau để tạo ra những bộ phận nhẹ hơn.

Những cân nhắc về thiết kế cho thiết kế của ông chủ

Sau đây là một số cân nhắc về thiết kế cần được tính đến khi thiết kế phần trùm trong các bộ phận.

  • Nếu cần có lỗ, hãy thử thêm một lỗ ở giữa bệ nâng để đạt được độ dày thành đồng đều.
  • Cung cấp các góc tròn lớn hơn cho các phần nhô ra để cho phép kim loại nóng chảy chảy vào một cách thích hợp.
  • Nên thêm các gân vì chúng có thể giúp đảm bảo lấp đầy tốt phần nhô ra và cũng cung cấp thêm sức mạnh cho phần nhô ra.
  • Cung cấp đủ thông gió cho phần nhô ra để vật đúc có thể được đẩy ra dễ dàng hơn.

Đây là đoạn video ngắn giải thích quy trình ứng dụng và thiết kế của bệ nâng trong khuôn đúc.

Sườn

Thiết kế các gân gia cường nhằm tăng độ cứng cho các chi tiết đúc áp lực bằng nhôm, qua đó nâng cao độ bền của chúng. Do đó, các gân gia cường góp phần tăng cường tính vững chắc cho sản phẩm đúc. Chúng thường được sử dụng kết hợp với các bộ phận khác có độ bền thấp hơn (chẳng hạn như các phần thành mỏng) để nâng cao khả năng chịu lực. 

Tiết diện rắn tương đối dày của nó thường mang lại độ bền cao hơn, bởi vì một tiết diện dày hơn thường có độ xốp cao hơn, từ đó làm giảm khả năng chịu tải của cấu trúc. Tuy nhiên, việc sử dụng quá nhiều gân gia cường có thể dẫn đến hiện tượng tập trung ứng suất tại các mép của gân gia cường. 

Các gân gia cường thường được thiết kế với tiết diện rỗng, còn gọi là thân tiết kiệm kim loại. Cách tiếp cận này giúp giảm lượng vật liệu sử dụng cho gân gia cường, qua đó giảm trọng lượng của chi tiết. 

Hình dưới đây trình bày kích thước gân được khuyến nghị cho một số trường hợp phổ biến, đồng thời chỉ ra một số tình huống không nên sử dụng gân.

Thiết kế khoảng cách từ lỗ đến cạnh

Nếu lỗ quá gần mép của chi tiết đúc nhôm, cường độ chịu lực theo mặt cắt ngang sẽ giảm. Cần duy trì khoảng cách tối thiểu giữa lỗ và mép để tránh hiện tượng tập trung ứng suất quá mức tại khu vực này. Do đó, khoảng cách thích hợp giữa lỗ và mép cần được xác định dựa trên đường kính của lỗ. Đồng thời, cũng cần đảm bảo khoảng cách thông thủy tối thiểu giữa hai lỗ liền kề. Để đạt được điều này, cần xem xét đường kính của hai lỗ cùng với các vùng tập trung ứng suất tương ứng. 

Khoảng cách đủ lớn nhằm tránh tạo ra các vùng yếu. Nếu khoảng cách giữa lỗ và mép không đủ, cũng có thể cân nhắc thực hiện gia công phụ.

Lỗ và Cửa sổ

Về độ khó trong thiết kế, các lỗ và cửa sổ thường là những yếu tố dễ xử lý nhất. Tuy nhiên, ngay cả những chi tiết đơn giản nhất trên các bộ phận đúc nhôm cũng đòi hỏi sự chú ý cẩn thận đến từng chi tiết trong quá trình thiết kế. Trong quá trình thiết kế, cần đảm bảo tính khả thi về mặt gia công.

Các ứng dụng phổ biến nhất của lỗ và cửa sổ là trong vỏ bọc của nhiều thiết bị điện tử, chẳng hạn như máy tính xách tay và máy tính bỏ túi. Những thiết bị này yêu cầu phải bố trí rất nhiều lỗ. Cách bố trí này gây ra những vấn đề đối với dòng chảy của kim loại.

Bạn có thể hiểu rõ hơn về vấn đề này một cách trực quan thông qua video này.

Các lỗ và cửa sổ cũng có thể khiến việc tháo gỡ phôi đúc trở nên khó khăn. Nguyên nhân là do hiện tượng co ngót khi đông đặc của các chi tiết có thể làm cho phôi bị kẹt trong khuôn. Khi thiết kế các lỗ và cửa sổ, bạn có thể áp dụng những mẹo sau để giải quyết các vấn đề này.

  • Đảm bảo đủ khả năng tháo khuôn để khắc phục vấn đề đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn. Qua tính toán khả năng tháo khuôn, bạn sẽ nhận thấy rằng: các lỗ và cửa sổ đòi hỏi khả năng tháo khuôn lớn hơn so với bất kỳ cấu trúc nào khác. Điều này là do các vách phẳng và kín được bố trí dọc theo chu vi bên trong.
  • Để tránh phát sinh các vấn đề trong quá trình chảy của kim loại, bạn có thể sử dụng cấu trúc dạng cầu nối nhằm đảm bảo kim loại chảy liên tục qua các lỗ và cửa sổ. Việc bố trí các cổng cấp liệu bên, cổng xỉ và cổng tràn sẽ giúp dòng kim loại trong chi tiết chảy đều đặn. Những cấu trúc bổ sung này sau đó có thể dễ dàng được cắt bỏ.
  • Nếu thiết kế cho phép, bạn nên loại bỏ cửa sổ lớn và thay thế bằng một loạt các lỗ nhỏ. Bởi vì các cửa sổ dài có thể làm gián đoạn dòng chảy của kim loại và ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của phôi đúc.

Lõi bên / Trượt

Mọi lỗ hoặc các chi tiết khoét chìm song song với đường phân khuôn trong thiết kế đều làm tăng đáng kể độ phức tạp của quá trình đúc áp lực nhôm, thậm chí có thể khiến việc đúc theo phương pháp truyền thống trở nên không khả thi. Các lõi bên/đĩa trượt dễ dàng tạo ra các chi tiết có lỗ và các đặc trưng khoét chìm.

Lõi được sử dụng để tạo ra các lỗ trên chi tiết, trong khi đĩa trượt được dùng trong những trường hợp có lắp ghép ngược trong thiết kế. Tuy nhiên, chúng lại làm tăng đáng kể chi phí chế tạo khuôn. Do lõi và đĩa trượt cần được rút ra riêng biệt (thay vì cùng với khuôn chính), điều này sẽ ảnh hưởng đến chu kỳ đúc của chi tiết.

Các đĩa trượt được sử dụng trong khuôn cũng có thể khiến đường phân khuôn bị dịch chuyển. Nguyên nhân là do lực khóa cơ học tác động trong quá trình đúc làm cho các đĩa trượt bị cố định tại vị trí. Tình trạng này thường xảy ra hơn ở các loại khuôn đơn.

Cố gắng tránh càng nhiều càng tốt

Các nhà thiết kế nên cố gắng căn chỉnh các đặc điểm hình học này song song với hướng đẩy khuôn hoặc thiết kế lại bộ phận để loại bỏ sự cần thiết của lõi/trượt. Ví dụ sau đây cho thấy cách thiết kế lại bộ phận để loại bỏ yêu cầu về lõi bên.
Tuy nhiên, trong một số trường hợp, bạn phải giới thiệu lõi/slide để truyền các tính năng mà không cần xử lý tiếp theo. Bạn có thể thiết kế các thanh trượt lõi hoặc thanh kéo để loại bỏ nhu cầu thực hiện hầu hết (nếu không phải tất cả) các hoạt động xử lý thứ cấp.

Do đó, những khó khăn do chi phí khuôn ban đầu tăng và chu kỳ đúc kéo dài có thể được giảm thiểu bằng cách giảm số bước xử lý thứ cấp. Kết quả là khả năng lặp lại của các bộ phận đã được cải thiện đáng kể.

Cơ chế làm việc

Cơ cấu kéo lõi bên và chuyển động của con trượt thường được dẫn động bằng các chốt nghiêng hoặc xi lanh thủy lực. Các chốt nghiêng là thiết bị cơ khí được sử dụng cho chuyển động kéo/trượt lõi. Trình tự đóng mở của khuôn chính có thể kích hoạt các chốt nghiêng.

Vì vậy, các chân nghiêng có thể được sử dụng mà không cần nguồn điện bổ sung. Chi phí sản xuất cũng thấp hơn. Tuy nhiên, các chốt nghiêng có thể cản trở việc tháo rời vật đúc và chúng chỉ thích hợp cho các đường trượt ngắn hơn.

Thanh trượt phía trên cũng gặp khó khăn khi sử dụng khớp chốt và chỉ có thể sử dụng lò xo. Sử dụng phương pháp thủy lực có thể giải quyết những vấn đề này. Bạn có thể xác định một chu kỳ và sử dụng thanh trượt trên cùng. Nó sẽ không can thiệp vào việc tái chế vật đúc.

Có những phương pháp chuyển động khác có thể được sử dụng cho lõi/ram. Người thiết kế phải chọn phương pháp chuyển động thích hợp dựa trên các yếu tố như ngân sách, khối lượng sản xuất, kích thước bộ phận và chiều dài hành trình của lõi/ram trong vật đúc.

Bạn có thể thảo luận với nhà máy đúc khuôn của mình để có được những gợi ý phù hợp về thiết kế cơ cấu kéo/trượt lõi bên. Chúng tôi cũng hoan nghênh các yêu cầu của bạn và sẽ cố gắng hết sức để hỗ trợ bạn.

Tạo ren

Khi nói đến việc tạo ren, chúng ta chủ yếu tập trung vào việc đúc ren ngoài. Mặc dù về lý thuyết có thể đúc ren trong, nhưng do tính phức tạp và chi phí của quy trình sản xuất, ren trong không phải là lựa chọn lý tưởng.

Ren ngoài có thể được chế tạo dễ dàng bằng cách sử dụng thiết bị đúc áp lực nhôm thông thường và căn chỉnh đúng đường phân khuôn, hoặc bằng cách sử dụng cơ cấu trượt đơn giản. Tuy nhiên, ren trong lại đòi hỏi một cụm lắp ráp để xoay lõi trong khuôn.

Điều này sẽ làm tăng chi phí cho công cụ và phụ tùng. Để nâng cao tốc độ sản xuất và tính kinh tế, ren trong thường được gia công như một bước xử lý phụ. Bằng cách này, không cần phải loại bỏ phoi từ lỗ.

Dung sai lý tưởng của chủ đề

Các sợi chỉ có thể được tạo hình dễ dàng bằng máy đúc nhôm. Các ren đúc thường được giới hạn ở các ren ngoài không yêu cầu mức độ khít chính xác.

Nếu bạn cần cấp độ chính xác cụ thể cho sản phẩm của mình, bạn luôn có thể tham khảo ý kiến ​​của nhà máy đúc khuôn của mình. Xử lý thứ cấp Để đạt được độ chính xác tốt hơn, có thể cần phải điều chỉnh. Ngoài ra, đường kính chính phải tuân theo định nghĩa biên dạng ren đã chỉ định được cả hai bên đồng ý.

Dung sai tối đa và tối thiểu đối với một số nguyên công tạo ren lý tưởng như sau:

Cân nhắc thiết kế chủ đề

Tuy nhiên, khi tạo chủ đề, hãy ghi nhớ những điểm sau.

  • Có thể cần phải thực hiện các thao tác cắt tỉa bổ sung để loại bỏ bất kỳ gờ nào hình thành giữa các ren.
  • Cố gắng áp dụng dung sai trực tiếp càng nhiều càng tốt thay vì chỉ định cấp độ vừa vặn của ren.
  • Các giá trị này bao gồm các giới hạn dung sai đối với các bộ phận khuôn chuyển động, đường phân khuôn và kích thước tuyến tính.
  • Khi yêu cầu dung sai ren nghiêm ngặt hơn, vui lòng tham khảo nhà máy đúc khuôn.
  • Giữ cho các ren ở đường phân khuôn trơn tru có thể đơn giản hóa đáng kể quá trình sản xuất. Vì các ren có đường kính đầy đủ là không cần thiết. Giữ cho các đường ren trơn tru cho phép khuôn di chuyển nhẹ mà không ảnh hưởng đến bộ phận.

Biểu đồ sau đây hiển thị cấu hình luồng bên ngoài được đề xuất.

Chèn

Phần chèn là một mảnh vật liệu rắn được đặt vào khuôn và gắn liền với chi tiết đúc áp lực nhôm. Khi hợp kim được lựa chọn không đáp ứng các yêu cầu và thiết kế đòi hỏi phải tích hợp các bộ phận làm từ vật liệu khác, thì cần sử dụng các phần chèn. 

Có những hệ thống chuyên dụng có thể được áp dụng trong quá trình đúc áp lực nhôm để lắp đặt các phần chèn. Các phần chèn được đặt trong lòng khuôn, và nhôm nóng chảy chảy bao quanh chúng, qua đó hoàn tất quy trình đúc áp lực. 

Khi gặp phải các tình huống sau đây, bạn có thể cần tích hợp các phần chèn ren vào thiết kế của mình: 

  • Các điểm chịu lực dễ bị mài mòn. 
  • Vì việc tháo lắp và lắp đặt bu lông quá thường xuyên, ren sẽ bị mài mòn quá mức. 
  • Khi cần các bộ phận có ren với độ bền kéo cao hơn để chịu tải trọng tập trung. 

Đúc áp lực kèm theo phần chèn tốn kém hơn so với đúc thông thường, đồng thời độ phức tạp của quy trình lắp đặt phần chèn cũng có thể ảnh hưởng đến chi phí sản xuất.

Gợi ý về việc chèn

  • Xác định rõ ràng tất cả các thông số kỹ thuật theo yêu cầu của nhà máy đúc khuôn. Do khe hở lớn trong khuôn nên các hạt dao thường yêu cầu dung sai chặt chẽ hơn. Vui lòng nhận được sự chấp thuận của nhà máy đúc khuôn để đảm bảo rằng dung sai của hạt dao là đủ.
  • Nếu khách hàng muốn cung cấp lưỡi dao, vui lòng thương lượng với nhà máy đúc để đảm bảo dung sai phù hợp với đề xuất của nhà máy đúc. Bởi vì lưỡi dao có dung sai không phù hợp có thể làm hỏng khuôn nghiêm trọng.
  • Phân tích ứng suất gây ra bởi các hạt dao. Đảm bảo rằng những căng thẳng này không có tác động lâu dài đến hiệu suất của sản phẩm.
  • Phần chèn có thể được định hình theo bất kỳ cách nào nếu cần để đảm bảo rằng nó cung cấp đủ lực neo cho các điều kiện tải trọng dự kiến.
  • Tránh các góc nhọn và các đặc điểm khác có thể gây ra sự tập trung ứng suất vào các bộ phận.

Cắt dưới

Đường cắt lõm thường chỉ các đặc điểm hoặc bề mặt hình học lõm trên chi tiết mà dao thẳng không thể chạm tới. Trong quy trình đúc áp lực, đường cắt lõm là phần tử khiến sản phẩm đúc không thể được đẩy ra bằng một cơ cấu kéo đơn giản.

Vì vậy, khi thiết kế chi tiết, cần lưu ý đến những khó khăn có thể phát sinh trong quá trình gia công và đúc. Đôi khi, bạn có thể loại bỏ ảnh hưởng của đường cắt lõm bằng cách lựa chọn khéo léo hướng đúc áp lực nhôm. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, điều này không thể thực hiện được nếu không sử dụng lõi bên.

Việc bổ sung lõi bên vào thiết kế sẽ làm cho kết cấu khuôn và quy trình đúc trở nên phức tạp hơn. So với phương pháp đúc áp lực nhôm truyền thống, cơ cấu lõi bên phức tạp hơn, từ đó dẫn đến chi phí cao hơn và đòi hỏi nhiều thời gian hơn để chuẩn bị khuôn.

Khi thiết kế đường cắt lõm, cần lưu ý những điểm quan trọng sau đây.

  • Thảo luận với nhà sản xuất xem có thể sử dụng các dụng cụ cắt chuyên dụng có thể tiếp cận những khu vực khó với như dụng cụ hình chữ T hoặc hình chữ V hay không.
  • Cố gắng giảm thiểu số lượng lõi bên ngoài, vì chúng đòi hỏi phải dùng lõi bên, làm tăng chi phí khuôn.
  • Điều chỉnh đường phân khuôn có thể giải quyết một số vấn đề liên quan đến đường cắt lõm.
  • Thiết kế lại chi tiết để loại bỏ đường cắt lõm bên trong.
  • Tránh các đường cắt lõm không theo hướng kéo của khuôn. Nếu không bố trí lõi bên, sản phẩm sẽ không thể được đẩy ra.
  • Đường cắt lõm nằm dưới gờ sẽ cản trở việc đẩy sản phẩm đúc nhôm ra khỏi khuôn.

Tuy nhiên, nếu có thể, tốt nhất nên tránh mọi dạng đường cắt lõm trong thiết kế.

Thiết kế máng xối

Một khe là một lỗ hẹp, và đầu của nó có thể có mép bo tròn hoặc không. Khe chủ yếu xuất hiện trên các chi tiết nhôm hình chữ nhật phẳng. Chiều dài của khe thường bị giới hạn. Khe luôn liên tục, tức là sẽ xuyên thấu hoàn toàn qua chi tiết.

Tùy theo chiều dài và hình dạng của rãnh mà có thể có nhiều loại rãnh khác nhau, chẳng hạn như rãnh giới hạn chiều dài ở cả hai bên, rãnh giới hạn chiều dài ở một bên, hoặc rãnh kéo dài hình bán nguyệt.

Rãnh có thể được tạo thành từ nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, như rãnh hình chữ T, rãnh đuôi én, hình chữ nhật, đáy phẳng, rãnh hình chữ V, cung tròn, v.v. Chúng thường được cắt dọc theo mép và đóng vai trò là các đặc trưng để lắp đặt các linh kiện làm từ vật liệu khác.

Các khe và rãnh trong thiết kế có thể đóng vai trò là các bộ phận kẹp giữ cho các linh kiện khác. Chúng cũng tạo ra các khoảng trống để các linh kiện khác (chẳng hạn như công tắc, đòn bẩy, v.v.) có thể đi qua.

Khi thiết kế khe và rãnh, một số mẹo sau đây có thể hữu ích.

  • Vui lòng lưu ý rằng khe và rãnh có thể giữ hoặc truyền tải kích thước của các linh kiện khác.
  • Trong thiết kế, cần tránh các khe có khoảng cách quá gần nhau. Những khe này sẽ ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của chi tiết và gây ra các vấn đề trong quá trình gia công hoàn thiện.
  • Không để lại bất kỳ cạnh sắc nào trong rãnh hình chữ nhật/đáy phẳng. Hãy cố gắng bo tròn tối đa tất cả các cạnh trong và ngoài. Điều này sẽ giúp giảm thiểu chi phí mạ điện và hạn chế các vấn đề nhỏ.
  • Vì lý do tương tự, góc của rãnh hình chữ V cũng nên được bo tròn.

Thiết kế vòi phun

Do hiện tượng co ngót khi đông đặc, các chi tiết đúc nhôm đã đông đặc dễ bị kẹt trong khuôn. Vì vậy, cần có một số bộ phận đẩy để tác động thêm lực từ phía bên trong khuôn, đảm bảo rằng các chi tiết đúc có thể được đẩy ra ngoài.

Cơ cấu đẩy của thiết bị đúc áp lực có thể bao gồm nhiều bộ phận. Khuôn đúc áp lực chủ yếu gồm hai phần, đó là nửa khuôn trên và nửa khuôn dưới. Phần khuôn dưới chứa cơ cấu đẩy.

Đường phân khuôn là điểm mà hai nửa khuôn tách rời nhau. Sau khi quá trình đúc hoàn tất, khuôn đẩy sẽ tách khỏi đường phân khuôn. Tuy nhiên, do thiết bị phức tạp hơn và có nhiều cấu hình khuôn khác nhau, điều này khiến hệ thống đẩy trở nên phức tạp hơn.

Chúng ta chỉ đề cập đến các loại khuôn hai nửa truyền thống, vì chúng phổ biến và tiết kiệm chi phí hơn. Trong trường hợp này, bộ phận đẩy của khuôn bao gồm chốt đẩy, tấm đẩy, các miếng chèn, rãnh dẫn và bất kỳ hoa văn khắc nổi nào có trong thiết kế.

Cơ cấu đẩy chủ yếu phụ thuộc vào hai bộ phận của khuôn: chốt đẩy và tấm đẩy.

Pin đẩy

Chức năng của thanh đẩy là đẩy vật đúc đã đông đặc ra khỏi khuôn. Một chức năng khác của thanh đẩy là kẹp vật đúc để tránh vật đúc bị cong do ứng suất tập trung trong quá trình đông đặc. Tuy nhiên, nhược điểm của thanh đẩy là sẽ để lại vết hằn trên vật đúc.

Vì vậy, người thiết kế nên lựa chọn cẩn thận vị trí và kích thước của thanh đẩy dựa trên kích thước, kết cấu và các yếu tố khác của vật đúc. Khi thiết kế thanh đẩy cần tuân thủ các nguyên tắc sau.

  • Đặt chốt đẩy vào khu vực không có chức năng của vật đúc, chẳng hạn như đáy của khoang sâu, cổng tràn, phần nhô ra hoặc đáy của gân.
  • Khi tháo vật đúc ra, cần đẩy sẽ để lại dấu vết. Vì vậy, vui lòng không đặt bề mặt bên ngoài của vật đúc về phía cần đẩy.
  • Dung sai khuyến nghị cho việc đánh dấu chốt nhô ra hoặc lõm là 0,015" (0,381 mm).
  • Hãy làm theo lời khuyên của các công nhân đúc khuôn vì họ có thể hỗ trợ bạn trong việc lựa chọn kích thước, vị trí và số lượng của các chốt kẹp phù hợp hơn.

Phương pháp sản xuất khuôn đúng có thể làm giảm đáng kể các vết do thanh đẩy để lại. Tuy nhiên, những dấu hiệu này vẫn có thể nhìn thấy rõ ràng. Nhà sản xuất thiết bị gốc và nhà sản xuất khuôn đúc phải thống nhất về vị trí lắp đặt của thanh đẩy.

Ngoài ra, xin lưu ý rằng các tua rua sẽ hình thành xung quanh chốt trên cùng. Thông thường, trừ khi khách hàng phản đối, tình trạng ngoại tình sẽ không xảy ra. Các rìa của chốt trên cùng có thể được làm phẳng để giảm thiểu tác động của chúng.

Tấm đẩy

Tấm đẩy có thể đóng vai trò là thành phần bổ sung cho chốt đẩy hoặc có thể được sử dụng độc lập. Thông thường, nhà máy đúc sử dụng tấm đẩy làm bề mặt lắp đặt cho chốt đẩy. Vì áp suất chỉ tác dụng lên tấm đẩy nên chốt đẩy sẽ đồng thời đẩy chốt đẩy về phía trước và rút vật đúc lại.


Tấm đẩy cũng có thể hoạt động độc lập mà không cần chốt đẩy. Tuy nhiên, chúng ta thường chỉ nhìn thấy nó ở dạng đúc vi mô. Lực do tấm đẩy tác dụng lên bộ phận được sử dụng để đẩy nó ra. Ưu điểm của việc này là tấm đẩy không để lại bất kỳ dấu vết nào trên vật đúc giống như chốt đẩy.

Đường viền sắc nét

Trong thiết kế các chi tiết đúc nhôm áp lực, không nên để xuất hiện các cạnh sắc. Các cạnh sắc sẽ tạo ra những điểm nóng trong lòng chi tiết đúc, và do sự co ngót khi đông đặc, những điểm nóng này sẽ gây ra hiện tượng tập trung ứng suất. Điều này có thể dẫn đến việc dễ dàng xuất hiện các khuyết tật tại các góc. Hơn nữa, việc phủ lớp bảo vệ lên các cạnh sắc cũng rất khó thực hiện.

Do đó, các nhà thiết kế thường bo tròn tất cả các góc nhọn, ngay cả khi bán kính bo nhỏ nhất có thể. Hãy áp dụng các góc bo, bán kính hoặc vát mép cho mọi góc nhọn bên trong lẫn bên ngoài. Dưới đây là một số ví dụ về thiết kế góc nhọn, và các nhà thiết kế có thể tái thiết kế chúng theo cách sau.

Một vấn đề khác liên quan đến các cạnh sắc bên trong là chúng làm tăng đáng kể chi phí của dao cắt. Như đã biết, chi phí gia công cơ khí khá cao, và yêu cầu độ chính xác càng cao thì chi phí lại càng tăng thêm.

Một lưỡi dao sắc hoàn hảo đồng nghĩa với dung sai bằng không. Mặc dù có thể đạt được lưỡi dao bên ngoài, nhưng đối với lưỡi dao bên trong thì gần như không thể đạt được độ chính xác như vậy. Ngay cả khi sử dụng những công cụ chính xác nhất, lưỡi dao bên trong vẫn luôn có một bán kính tối thiểu nhất định.

Tuy nhiên, bạn vẫn có thể an toàn sử dụng các cạnh sắc dọc theo đường phân khuôn để đảm bảo hai nửa khuôn đóng khít hoàn toàn. Ngoài ra, hãy cố gắng hạn chế tối đa việc sử dụng các cạnh sắc.

Tính chất làm kín dưới áp suất

Hiệu suất kín áp suất là một chỉ số dùng để đánh giá độ nguyên vẹn của các chi tiết đúc nhôm, thể hiện khả năng chịu được mức áp suất chất lỏng nhất định. Trong một số trường hợp, bên mua có thể yêu cầu các chi tiết đúc phải đạt được hiệu suất kín áp suất theo quy định.


Hiệu suất kín áp suất phần lớn phụ thuộc vào mật độ và độ xốp của sản phẩm. Ngay cả một lượng nhỏ độ xốp cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất kín áp suất của chi tiết và gây rò rỉ trong quá trình sử dụng. Nhiều yếu tố khác nhau có thể tác động đến mật độ và độ xốp của các chi tiết đúc nhôm.


Không khí bị kẹt bên trong nhôm – đây là mối lo ngại lớn đối với tất cả các nhà sản xuất. Khi kim loại nóng chảy được phun dưới áp suất cao, lực cản do không khí bị kẹt có thể dẫn đến hình thành các lỗ rỗng. Sự xuất hiện của các lỗ khí trong chi tiết đúc cũng làm giảm mật độ, từ đó làm suy giảm tính toàn vẹn cấu trúc.


Có nhiều yếu tố góp phần hình thành các lỗ rỗng, khiến cho các chi tiết đúc khó có thể hoàn toàn không có lỗ rỗng. Việc thiết kế tối ưu (DFM) hiệu quả và kiểm soát chất lượng tốt trong suốt quá trình sản xuất sẽ giúp đạt được mật độ phù hợp và mức độ xốp thấp nhất.

Các yếu tố được xem xét trong thiết kế khuôn mẫu

Các nhà thiết kế cần lưu ý các thông số thiết kế sau đây để đạt được hiệu suất làm kín áp suất tốt nhất cho các chi tiết đúc nhôm.

  • Cần tuân thủ cẩn thận các hướng dẫn về góc bo tròn, gân gia cường và thiết kế góc. Nếu không, dòng chảy kim loại sẽ không được thuận lợi và hiện tượng rối dòng có thể gây ra các lỗ rỗng.
  • Hãy cố gắng duy trì độ dày thành sản phẩm đồng đều để tạo điều kiện cho dòng chảy kim loại diễn ra trơn tru. Tránh các phần dày và những thay đổi đột ngột về độ dày.
  • Đối với các lỗ yêu cầu làm kín áp suất, nên sử dụng phương pháp khoan thay vì gia công cơ khí nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của độ xốp.
  • Tất cả các lỗ và kênh chưa gia công tiếp theo cần được thiết kế với góc thoát khuôn đủ lớn. Tuy nhiên, nếu các lỗ lõi sẽ được gia công sau khi đúc, cần đảm bảo góc thoát khuôn tối thiểu.
  • Hãy mô phỏng toàn bộ quy trình đúc nhôm dưới áp lực để giúp bạn phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn. Thực hiện phân tích dòng chảy trong khuôn nhằm xác định những đặc điểm nào của khuôn có thể nâng cao chất lượng sản phẩm đúc.
  • Thiết bị đúc áp lực hỗ trợ chân không có thể giảm đáng kể độ xốp của các chi tiết đúc nhôm. Nhờ đó, số lượng khuyết tật trên sản phẩm giảm đi, đồng thời cải thiện hiệu suất mật độ của chi tiết.

Thao tác xử lý phụ

Các thao tác gia công phụ cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng chịu áp suất của các chi tiết đúc nhôm. Trong quá trình gia công, cần tuân thủ các hướng dẫn sau đây.

  • Phần đặc nhất của bất kỳ chi tiết đúc nào đều nằm trên bề mặt hoặc gần bề mặt. Phần bên trong thường ít đặc hơn và có độ xốp cao hơn. Do đó, cần quy định lượng dư gia công tối thiểu để tránh làm lộ ra các phần xốp bên trong chi tiết.
  • Nếu lượng dư gia công cần thiết cho chi tiết vượt quá giới hạn cho phép, các phần xốp bên trong có thể bị lộ ra. Vì vậy, có thể cần thực hiện thêm một bước xử lý ngâm tẩm để đạt được hiệu quả bịt kín tốt nhất.
  • Tránh gia công hai mặt của các chi tiết đúc yêu cầu khả năng bịt kín dưới áp suất.
  • Khi gia công số lượng lớn phôi, nên tránh sử dụng góc thoát khuôn quá lớn. Đặc biệt, cần lưu ý đến góc thoát khuôn tối thiểu cho lỗ lõi.

Bên cạnh những lưu ý nêu trên, việc lựa chọn hợp kim đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo khả năng chịu áp suất của các chi tiết đúc nhôm. Một số hợp kim nhất định có hiệu quả cao hơn trong việc nâng cao khả năng chịu áp suất của các bộ phận bằng nhôm.

Có thể sử dụng nhiều loại thiết bị thử nghiệm khác nhau để đo lường khả năng chịu áp suất của các chi tiết nhôm. Thông thường, các bài kiểm tra khả năng chịu áp suất được tiến hành trong dải áp suất từ 5 đến 40 psi. Nếu yêu cầu về khả năng chịu áp suất cao hơn, nhà thiết kế cần tham khảo ý kiến của nhà máy đúc áp lực.

Độ bền của bộ phận

Yêu cầu về độ bền đối với các chi tiết bằng nhôm sẽ ảnh hưởng đáng kể đến tổng chi phí và thời gian sản xuất. Do đó, bạn có thể trao đổi rõ ràng với nhà máy đúc áp lực về các yêu cầu độ bền của chi tiết để lựa chọn phương pháp thiết kế đúc áp lực nhôm khả thi. 

Độ bền của các chi tiết đúc nhôm phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Dưới đây chúng tôi xin cung cấp một số gợi ý nhằm đảm bảo độ bền cho các chi tiết đúc.

  • Trước hết, cần lựa chọn loại hợp kim nhôm phù hợp. Hợp kim được sử dụng trong sản xuất có tác động lớn đến độ bền của chi tiết. Tuy nhiên, độ bền cơ học không phải là thông số duy nhất quan trọng. Hợp kim được chọn phải có tính gia công đủ tốt và đáp ứng cả các yêu cầu khác nữa.
  • Nên đúc càng nhiều đặc trưng ngay tại chỗ càng tốt. Những đặc trưng nào được gia công sau sẽ gây ra ứng suất gia công trên các bộ phận bằng nhôm.
  • Sử dụng quy trình đúc áp lực nhôm hỗ trợ chân không để giảm độ rỗng của chi tiết. Điều này sẽ làm tăng mật độ của chi tiết, qua đó nâng cao tính toàn vẹn cấu trúc và độ bền.
  • Việc bổ sung các gân gia cường cho phần thành mỏng và mặt bệ sẽ giúp tăng cường độ ổn định của chi tiết.
  • Các cạnh sắc là những điểm tập trung ứng suất cao. Vì vậy, những khu vực này dễ bị hỏng hóc. Bạn nên sử dụng các góc bo tròn để tăng độ cứng vững của chi tiết.

Việc tuân thủ các hướng dẫn trên có thể giúp bạn nâng cao độ bền của các chi tiết đúc áp lực. Tuy nhiên, bạn cũng cần cân nhắc nhiều chi tiết khác. Vui lòng trao đổi với nhà cung cấp dịch vụ đúc áp lực của mình và tham khảo ý kiến về cách tăng cường độ bền cho các chi tiết.

Các tính năng nhỏ

Việc gia công các chi tiết có kích thước siêu nhỏ đòi hỏi những công cụ chính xác hơn. Thời gian, chi phí và độ khó khi gia công các chi tiết này đều cao hơn. Những chi tiết với dung sai tiêu chuẩn có thể được chế tạo với chi phí tương đối thấp và đạt độ chính xác đủ để đáp ứng nhu cầu của bất kỳ người tiêu dùng thông thường nào.


Tuy nhiên, nếu chi tiết của bạn được sử dụng trong một ứng dụng rất phức tạp, bạn có thể cần đến các dung sai cực kỳ chính xác. Gia công vượt quá một mức độ nhất định được gọi là gia công vi mô, và các công cụ gia công thông thường không thể đạt được yêu cầu này.


Gia công vi mô liên quan đến việc gia công các chi tiết với dung sai nhỏ hơn nhiều so với một milimét. So với bất kỳ quy trình gia công tiêu chuẩn nào, chi phí của nó đều rất cao, khó có thể chấp nhận được. Trừ khi thực sự cần thiết, các nhà thiết kế nên tránh thiết kế với độ chính xác quá cao như vậy.


Nếu khuôn mẫu phát sinh lỗi sớm, sẽ dẫn đến chi phí bảo trì đáng kể. Do đó, cần nỗ lực giảm thiểu tối đa các khiếm khuyết nhỏ nhằm hạ thấp chi phí sản xuất khuôn.

Khắc đúc chết

Hầu hết các chi tiết đúc nhôm đều có một số loại chữ hoặc họa tiết trang trí. Những chữ hoặc họa tiết này có thể là chữ cái, logo, nhãn hiệu, mã ngày tháng hoặc số hiệu sản xuất, vốn hữu ích cho việc theo dõi chuỗi cung ứng, quảng bá thương hiệu và nhiều mục đích khác.

Việc khắc hoặc trang trí trên khuôn đúc áp lực có thể được thực hiện trên các chi tiết theo ba cách.

  1. Là một chi tiết nổi
  2. Là một chi tiết lõm
  3. Những chữ nổi trên bề mặt panel lõm

Trong ba phương pháp này, cách tiết kiệm nhất là giữ cho các chữ cái ở dạng chi tiết nổi. Các chi tiết nổi trên chi tiết đúc nhôm đòi hỏi phải có phần lõm tương ứng trong khuôn.

Đặc điểm này dễ dàng được tích hợp vào khuôn và gây hao mòn tối thiểu trong quá trình vận hành. Số lượng chữ nổi (hoặc lõm) ít hơn, đồng thời chi phí chế tạo khuôn cũng như chi phí bảo trì trong suốt vòng đời sử dụng đều thấp hơn.

Ngược lại, các ký tự được khắc trên chi tiết đúc nhôm yêu cầu phải có chi tiết nổi, vốn sẽ được đúc nổi vào thép khuôn. Quy trình chế tạo phức tạp hơn đôi chút và chi phí bảo trì cũng cao hơn.

Tuy nhiên, nếu nhà thiết kế muốn duy trì bề mặt phẳng, thì có thể thiết kế chữ thành một phần nổi nằm trong một ô lõm. Phương pháp này thực tế hơn vì bạn có thể áp dụng phần lõm mà không cần lo lắng về việc làm hỏng khuôn.

Sau đó, lớp phủ có thể được dùng để lấp đầy các khu vực lõm bổ sung. Vì vậy, xin vui lòng tránh sử dụng trực tiếp các chi tiết lõm trên chính chi tiết.

Hướng dẫn khác

  • Bề mặt (độ dày đường kẻ) của bất kỳ chữ cái hoặc ký hiệu nào phải ít nhất là 0,010 inch (0,254 mm) hoặc lớn hơn.
  • Chiều cao của đường kẻ hoặc ký hiệu phải bằng hoặc nhỏ hơn độ dày của đường kẻ.
  • Nếu bất kỳ văn bản hoặc trang trí nào có chứa các chi tiết phức tạp hoặc chữ đẹp, nó có thể không rõ ràng trong quá trình đúc. Vì vậy, hãy cố gắng đơn giản hóa chúng càng nhiều càng tốt.
  • Góc nghiêng không được nhỏ hơn 10°.

Làm theo những hướng dẫn này sẽ hữu ích cho hầu hết các tình huống. Nếu có bất kỳ yêu cầu nào khác, bạn luôn có thể liên hệ với xưởng đúc của mình để được tư vấn phù hợp.