Проектирование алюминиевого литого корпуса класса защиты IP67 с уплотнением с помощью уплотнительных колец: практические инженерные аспекты
Разработка надежной Алюминий класса защиты IP67 литой под давлением корпус Это не сводится лишь к выбору прочного материала и соединению двух деталей. Конструкция должна тщательно учитывать технологичность литья под давлением, точная механическая обработка, и надежная система уплотнения, как правило, на основе Силиконовая прокладка в виде уплотнительного кольца.
Типичная конструкция литого под давлением корпуса класса защиты IP67
Стандартный алюминиевый корпус, рассчитанный на степень защиты IP67, обычно состоит из двух основных компонентов:
-
Корпус основания
-
Крышка (верхняя крышка)
Приблизительные размеры рассматриваемого здесь корпуса следующие:
-
116 × 116 × 41 мм
(4,57 × 4,57 × 1,61 дюйма)
Толщина стенки:
| Компонент | Толщина |
|---|---|
| База | ~2,67 мм |
| Крышка | ~3,30 мм |
Эти значения толщины являются типичными для литья алюминия под давлением. Толщина стенок составляет от 2 мм и 4 мм как правило, обеспечивает хорошее качество литья при сохранении достаточной механической прочности.
Почему при литье под давлением необходимы углы наклона
При литье алюминия под давлением вертикальные стенки не могут быть идеально прямыми. A угол наклона необходимо обеспечить, чтобы затвердевшее изделие можно было извлечь из стальной формы без прилипания.
Без угла наклона могут возникнуть следующие производственные проблемы:
-
Появление царапин на поверхности при выталкивании
-
Деформация тонких стенок
-
Проблемы с извлечением отливки из формы
-
Ускоренный износ инструмента
Типичные рекомендации по литью под давлением алюминия включают:
| Поверхность | Рекомендуемый проект |
|---|---|
| Наружные поверхности | ~1° |
| Внутренние стены | 1–2° |
Для корпуса с высотой стенки около 41 мм, при этом 1° наклона теоретически привело бы к разнице в размерах примерно 0,7 мм между верхним и нижним краями.
Во многих конструкциях корпусов инженеры уменьшают угол наклона до примерно 0,4°–0,5° чтобы свести к минимуму видимые различия в размерах между крышкой и основанием. Даже при таком уменьшенном уклоне небольшое расхождение в размерах неизбежно.
Проблема внешнего вида: совмещение крышки и основания
С точки зрения клиента часто бывает желательно, чтобы крышка и основание выглядят идеально выровненными после сборки. Заметный ступеньчатый переход или смещение по внешним краям может ухудшить эстетический вид корпуса.
Однако из-за угла наклона, необходимого при литье под давлением, достижение абсолютно одинаковые внешние размеры, полученные непосредственно после литья это нереалистично.
Чтобы решить эту проблему и при этом обеспечить стабильность производственного процесса, многие производители применяют гибридный процесс.
Сочетание литья под давлением и обработки на станках с ЧПУ
Практическое решение, применяемое во многих проектах по созданию промышленных корпусов, заключается в следующем:
Литье под давлением → Обработка на станках с ЧПУ → Сборка
Рабочий процесс прост:
-
Компоненты корпуса: изготовленные методом литья под давлением с соблюдением необходимых углов наклона для обеспечения надежного извлечения изделия из формы.
-
После литья Критические наружные кромки крышки и основания обработаны на станке с ЧПУ.
-
В результате механической обработки устраняется небольшое отклонение размеров, вызванное углом наклона, что позволяет добиться соответствия конечных внешних размеров.
Данный метод обладает рядом преимуществ:
-
Обеспечивает стабильное производство литья под давлением
-
Достигает чистое внешнее выравнивание
-
Повышает точность сборки
-
Обеспечивает стабильное качество уплотняющей поверхности
Несмотря на то что механическая обработка требует дополнительного этапа, она широко применяется при изготовлении корпусов повышенного качества, где важны как внешний вид, так и герметичность.
Роль силиконового уплотнителя в виде уплотнительного кольца
Герметизирующая система является наиболее важным элементом для обеспечения Степень защиты IP67.
В большинстве литых под давлением корпусов используется уплотнительная прокладка в виде уплотнительного кольца из силиконовой резины устанавливается в обработанную паз между крышкой и основанием.
Силиконовые уплотнительные кольца часто выбирают, поскольку они обеспечивают:
-
Отличная эластичность
-
Широкий диапазон рабочих температур
-
Устойчивость к погодным условиям и ультрафиолетовому излучению
-
Длительный срок службы
Когда крышка затягивается винтами, уплотнительное кольцо сжимается между двумя частями, образуя сплошной уплотнительный барьер, предотвращающий попадание воды или пыли внутрь корпуса.
Проектирование канавки для уплотнительного кольца
Уплотнительная канавка должна быть тщательно спроектирована для обеспечения надлежащего сжатия. К типичным техническим факторам, которые необходимо учитывать, относятся:
Степень сжатия уплотнительного кольца
Для силиконовых уплотнительных колец рекомендуемое сжатие, как правило, составляет:
-
20% – 30%
Данная серия обеспечивает надежное уплотнение, предотвращая при этом чрезмерную нагрузку на прокладку.
Отделка поверхности
Уплотняющие поверхности должны быть достаточно гладкими, чтобы исключить возможности утечки. Обработанные на станке алюминиевые поверхности, как правило, обеспечивают необходимую гладкость поверхности.
Расположение канавки
Паз обычно располагается на корпус основания, при этом крышка служит плоской поверхностью для прессования.
Непрерывная линия уплотнения
Канавка должна образовывать замкнутый контур по всему периметру корпуса для обеспечения степени защиты IP.
Требования к обработке уплотняющих поверхностей
Для обеспечения стабильной герметичности поверхности, соприкасающиеся с уплотнительным кольцом, обычно Обработка на станке с ЧПУ после литья.
Типичные допуски для уплотнительных поверхностей составляют:
-
±0,05 мм (±0,002 дюйма)
Такая точность гарантирует равномерное сжатие уплотнительного кольца по всему периметру корпуса, что является необходимым условием для обеспечения надежной герметичности класса IP67.
Заключение
Разработка надежной Корпус из литого под давлением алюминия, класс защиты IP67 требует тщательной координации между разработчиками продукции и инженерами-технологами. Такие элементы, как углы наклона, финишную обработку с ЧПУ и геометрию уплотнения с помощью уплотнительных колец все это влияет на конечные эксплуатационные характеристики корпуса.
Путем объединения литье под давлением для обеспечения конструктивной эффективности, прецизионная обработка для обеспечения точности размеров, и правильно спроектированная система уплотнения с использованием силиконовых уплотнительных колец, производители могут выпускать корпуса, отвечающие требованиям как эстетические требования и строгие стандарты в области охраны окружающей среды.