La structure d'une pièce doit non seulement contribuer à garantir la qualité de la pièce moulée, mais également prendre en compte la commodité des opérations telles que la création de modèles, le moulage, la fabrication de noyaux et le nettoyage. Cela simplifie le processus de coulée, améliore l'efficacité de la production et réduit le coût de la coulée. Les exigences de base sont les suivantes :
1. Améliorer la structure de surface du moulage pour faciliter le dessin et le moulage du motif
Concevez raisonnablement les bossages, les brides et les nervures sur la paroi de coulée pour éviter les contre-dépouilles. Sinon, il faudra peut-être ajouter des noyaux de sable supplémentaires lors du moulage à la machine, ou lors du moulage manuel, les bossages et les nervures qui gênent le dessin du motif devront peut-être être transformés en pièces détachées. Les deux scénarios augmentent la charge de travail de moulage (fabrication de noyaux) et de fabrication de modèles à des degrés divers. La disposition des nervures doit faciliter le dessin du motif ; les nervures qui peuvent être perpendiculaires à la ligne de joint doivent être conçues comme telles. Sur les surfaces non-usinées, les parois intérieures et extérieures de la pièce moulée perpendiculaires à la ligne de joint doivent avoir des angles de dépouille pour faciliter le dessin du motif. Des angles de dépouille appropriés doivent être conçus dans la direction du dessin du motif (c'est-à-dire perpendiculairement à la ligne de joint). Pour les bossages perpendiculaires à la ligne de joint et situés à proximité d'une bride, ils doivent être reliés à la bride pour faciliter le retrait des pièces détachées et faciliter le dessin du motif pendant le moulage.
2. Améliorer la structure de la cavité interne du moulage pour réduire les noyaux de sable
La cavité interne d'une pièce moulée doit généralement être formée par des noyaux de sable, ce qui augmente les heures de travail pour la fabrication des noyaux, les exigences en matière d'outillage, les coûts de production et la charge de travail de nettoyage. Une conception structurelle déraisonnable des nervures, des bossages et des brides dans la cavité de coulée est souvent une raison importante de l'augmentation du nombre de noyaux de sable et de la complexité du processus.
3. Simplifiez ou réduisez le nombre de lignes de joint
Si une pièce moulée adopte la structure illustrée à la figure 2-18a, un processus de ligne de joint non plan (surface de joint incurvée) doit être utilisé, ce qui augmente le coût de fabrication du modèle et de la plaque de moule. La figure 2-18b montre une structure de moulage améliorée qui permet le moulage à l'aide d'une simple ligne de joint plate centrale.
La structure de moulage de manchons illustrée à la figure 2-19a nécessite un moulage en trois-pièces avec deux lignes de séparation, ce qui rend le processus de moulage plus difficile, difficile à automatiser et entraîne une faible efficacité de production. La figure 2-19b montre une structure améliorée de moulage de manchons qui ne nécessite qu'une seule ligne de joint et un moulage en deux parties, simplifiant le processus de moulage, améliorant l'efficacité du moulage et facilitant la réalisation d'une production automatisée.
4. Faciliter la fixation et la ventilation des noyaux de sable
La figure 2-20a montre la conception originale d'un bâti de support moulé. Le noyau de sable No. 2 est en porte-à-faux, ce qui rend le positionnement et la fixation difficiles ; des supports de base peuvent parfois être nécessaires pour la fixation, et la ventilation n'est pas fluide.
La figure 2-20b montre la structure améliorée. Le noyau en porte-à-faux No. 2 et le noyau de trou d'arbre No. 1 sont intégrés en un seul noyau. Les problèmes tels que le positionnement du noyau, la fixation et la ventilation sont résolus, ce qui facilite la garantie de la qualité du moulage.
Pour les pièces moulées-à parois minces et les pièces moulées soumises à une pression atmosphérique ou hydraulique, l'utilisation de supports de noyau n'est généralement pas souhaitable. Si la structure ne peut pas être modifiée, des trous de traitement peuvent être conçus dans la pièce moulée pour augmenter les points de support pour les empreintes centrales, comme le montre la Figure 2-21. En ajoutant des trous de traitement à la partie piston, les deux noyaux de sable peuvent être mieux fixés, garantissant qu'ils ne se déplacent pas pendant le coulage et maintenant la précision dimensionnelle de la cavité interne.
5. Réduisez la charge de travail liée au nettoyage des pièces moulées
Le nettoyage de la coulée comprend des opérations telles que l'élimination des colonnes montantes et des bavures, le nettoyage du sable résiduel de la cavité de coulée et le sablage de la surface. Comparé aux processus de moulage et de fabrication de noyaux, le niveau de mécanisation du nettoyage est relativement faible, impliquant un travail manuel important et des conditions de travail difficiles. Par conséquent, il convient de veiller à réduire la charge de travail de nettoyage lors de la conception de la structure de coulée.
Les structures qui réduisent le nombre de lignes de séparation, conçoivent des trous de nettoyage, réduisent les contraintes de coulée et empêchent la déformation sont toutes bénéfiques pour le nettoyage des pièces moulées. De plus, la conception du contour de coulée doit faciliter le nettoyage, les structures facilitant la découpe des colonnes montantes et réduisant le nombre de colonnes montantes, et facilitant l'élimination des noyaux de sable. Par exemple, le boîtier en acier moulé illustré à la figure 2-22 présente une amélioration structurelle qui facilite la découpe et le retrait des colonnes montantes. Pour le moulage illustré à la figure 2-23, la structure améliorée facilite la coupe des colonnes montantes et le retrait des noyaux, réduisant ainsi la charge de travail de nettoyage.
6. Coulée séparée et coulée combinée
Les pièces moulées de grande taille et complexes peuvent être divisées en plusieurs pièces moulées simples, qui sont ensuite assemblées par soudage ou boulonnage après la coulée. Cette méthode de traitement est appelée coulée séparée. Cette méthode peut simplifier le processus de coulée, permettant aux entreprises de produire des pièces moulées de grande taille lorsqu'elles sont limitées par des facteurs tels que la capacité de fusion et les capacités de levage/transport.
Contrairement à la coulée séparée, pour améliorer l'efficacité de la production et réduire les coûts de coulée, de nombreuses petites pièces simples comme les petites bagues peuvent être reliées en une seule longue ébauche de coulée. Cela facilite la production et l’usinage des pièces moulées, améliorant ainsi la qualité du produit. Cette méthode de traitement est appelée coulée combinée.
