So legen Sie die Wandstärke von Gussteilen für automatische Einkaufsschränke fest

Als wichtige Strukturkomponente in automatisierten Anlagen ist die Wandstärkenkonstruktion von Gussteile für automatische Einkaufsschränke wirkt sich direkt auf die Festigkeit, Steifigkeit, Gusskosten, Produktionseffizienz und Endmontagegenauigkeit des Produkts aus. Für Hersteller intelligenter Einzelhandelsausrüstung, die nach hoher Qualität und Zuverlässigkeit streben, ist eine professionelle und sorgfältige Kontrolle der Gusswandstärke von entscheidender Bedeutung.

Grundprinzipien der Wandstärkengestaltung: Gleichmäßigkeit und allmähliche Variation

1. Die Notwendigkeit einer gleichmäßigen Wandstärke

Bei der Konstruktion von Gussteilen für automatische Einkaufsschränke sollte darauf geachtet werden, eine gleichmäßige Wandstärke über den gesamten Gussquerschnitt aufrechtzuerhalten. Dies hat folgende Gründe:

Verbesserung der Fließfähigkeit des geschmolzenen Metalls: Eine gleichmäßige Wandstärke sorgt für einen gleichmäßigen Fließwiderstand beim Füllen der Form, erleichtert das vollständige Füllen des Hohlraums und reduziert Fehler wie Fehlläufe und Kaltverschlüsse.

Kontrolle des Erstarrungsprozesses: Eine gleichmäßige Wandstärke sorgt für ähnliche Abkühlraten bei allen Teilen. Dies trägt dazu bei, eine synchrone oder sequentielle Erstarrung zu erreichen, eine wichtige technische Maßnahme zur Vermeidung von Schrumpfung und Porosität. Insbesondere beim Druckguss ist eine gleichmäßige Wandstärke entscheidend für die Aufrechterhaltung eines stabilen Produktionszyklus.

Reduzierung innerer Spannungen: Plötzliche Änderungen der Wandstärke sind die Hauptursache für hohe Eigenspannungen in Gussteilen. Eine gleichmäßige Wandstärke glättet den Schrumpfungsprozess, vermeidet Spannungskonzentrationen, reduziert dadurch das Risiko von Rissen beim Entformen oder Nachbearbeiten und verbessert die Dimensionsstabilität des Produkts.

2. Techniken zur graduellen Wandstärke

Wenn die Struktur von Gussteilen für automatische Einkaufsschränke eine Änderung der Wandstärke erfordert, beispielsweise an der Verbindung von Verstärkungsrippen und der Hauptwandplatte, müssen professionelle Designs einen sanften oder allmählichen Übergang ermöglichen.

Hohlkehlen und Fasen: An den Übergängen zwischen den Wandstärken sind ausreichend große Hohlkehlen erforderlich. Der Zweck von Verrundungen besteht darin, scharfe Ecken zu beseitigen, die zu Spannungskonzentrationen führen können, und für einen sanften Übergang von dick zu dünn zu sorgen, wodurch die Bildung heißer Erstarrungsstellen verhindert wird. Der empfohlene Kehlradius beträgt im Allgemeinen nicht weniger als das 0,5-fache der Wandstärke, der spezifische Wert sollte jedoch je nach Legierungseigenschaften und Gießverfahren angepasst werden.

Formschräge-Design: Bei Änderungen der Wandstärke in Formschrägerichtung sollte ein sanfter Übergang durch die Einstellung eines geeigneten Formschrägewinkels erreicht werden. Dies erleichtert nicht nur den Fluss des geschmolzenen Metalls, sondern, was noch wichtiger ist, erleichtert auch das reibungslose Entformen des Gussstücks und reduziert Schäden an der Form.

Technische Überlegungen: Mindestwandstärke und lokale Verstärkung

3. Bestimmung der Mindestwandstärke

Die Mindestwandstärke für Gussteile von automatischen Einkaufsschränken ist nicht unbedingt dünner. Es wird durch mehrere Faktoren eingeschränkt:

Legierungstyp und Fließfähigkeit: Beim Druckguss mit einer flüssigen Aluminiumlegierung (z. B. A380 oder ADC12) kann die Mindestwandstärke dünner ausgelegt werden (möglicherweise nur 1,5 mm oder sogar weniger). Bei Legierungen mit schlechter Fließfähigkeit oder Schwerkraftguss muss die Mindestwandstärke jedoch entsprechend erhöht werden.

Größe und Kontur des Gussstücks: Je größer die gesamte projizierte Fläche des Gussstücks und je komplexer die Kontur, desto größer muss möglicherweise die Mindestwandstärke sein, um die Formfüllfähigkeit sicherzustellen.

Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen: Die Mindestwandstärke muss den Anforderungen an Streckgrenze und Steifigkeit des Produkts während der Installation und im Langzeitgebrauch genügen, insbesondere in Bereichen, die die Belastungen von Präzisionskomponenten wie Sensoren und Motoren tragen.

4. Lokale Verstärkungsstrategien: Rippen und Vorsprünge

Um eine dünne Kernwandstärke beizubehalten und ein geringes Gewicht zu erreichen und gleichzeitig die lokale Tragfähigkeit des Gussstücks zu verbessern, sind Rippen und Vorsprünge in der Konstruktion erforderlich.

Rippendesign: Rippen sind ein äußerst wirksames Mittel zur Erhöhung der Biegesteifigkeit eines Gussstücks. Die Dicke der Rippenwand sollte im Allgemeinen kleiner oder gleich dem 0,8-fachen der Kernwanddicke sein, um thermische Verbindungen an Kreuzungen zu vermeiden. Die Rippen sollten parallel zur Hauptspannungsrichtung ausgerichtet sein und eine geschlossene „Mundform“ vermeiden, um Lufteinschlüsse zu verhindern.

Boss-Design: Bossen dienen zur Befestigung von Bolzen und Stehbolzen oder dienen als Lagersitze. Die Wandstärke der Nabe sollte größer als der Durchmesser des Bohrlochs sein und mit einem großen Radius in die Kernwand übergehen, um lokale Verformungen oder Risse beim Zusammenbau und Anziehen zu verhindern.

Prozess-Feedback zur Wandstärkenauslegung

5. Anwendung der Mold-Flow-Analyse

Die Wandstärkenberechnung für Gussteile moderner automatischer Einkaufsschränke basiert nicht mehr auf empirischen Formeln. Professionelle Gießereien nutzen Software zur Formflussanalyse, um geplante Wandstärken virtuell zu überprüfen.

Füllsimulation: Dies simuliert die Strömungsgeschwindigkeit und Druckverteilung von geschmolzenem Metall in Bereichen mit unterschiedlicher Wandstärke, prognostiziert potenzielle Gasporosität oder ungefüllte Bereiche und leitet die Optimierung von Wandstärke und Angusssystemen.

Erstarrungssimulation: Dies prognostiziert das Temperaturfeld und die Erstarrungssequenz innerhalb des Gussstücks und lokalisiert genau heiße Stellen, an denen Schrumpfungshohlräume und Porosität auftreten können. Dies ermöglicht Anpassungen der lokalen Wandstärke oder des Designs von Steigrohren oder Kühlkörpern, um Mängel grundlegend zu beheben.