โครงสร้างของชิ้นส่วนไม่เพียงแต่ช่วยให้มั่นใจในคุณภาพของการหล่อ แต่ยังคำนึงถึงความสะดวกในการใช้งาน เช่น การทำแพทเทิร์น การปั้น การทำแกน และการทำความสะอาด ช่วยให้กระบวนการหล่อง่ายขึ้น ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต และลดต้นทุนของการหล่อ ข้อกำหนดพื้นฐานมีดังนี้:
1. ปรับปรุงโครงสร้างพื้นผิวของการหล่อเพื่ออำนวยความสะดวกในการวาดและการขึ้นรูป
ออกแบบบอส หน้าแปลน และซี่โครงบนผนังหล่ออย่างสมเหตุสมผลเพื่อหลีกเลี่ยงการบั่นทอน มิฉะนั้นอาจต้องเพิ่มแกนทรายเพิ่มเติมในระหว่างการขึ้นรูปด้วยเครื่องจักร หรือในระหว่างการขึ้นรูปด้วยมือ บอสและซี่โครงที่เป็นอุปสรรคต่อการวาดลวดลายอาจจำเป็นต้องทำให้เป็นชิ้นที่หลวม ทั้งสองสถานการณ์จะเพิ่มภาระงานในการขึ้นรูป (การผลิตแกน) และการผลิตลวดลายในระดับที่แตกต่างกัน การจัดเรียงซี่โครงควรเอื้อต่อการวาดลวดลาย ซี่โครงที่สามารถตั้งฉากกับเส้นแยกควรได้รับการออกแบบเช่นนี้ บนพื้นผิวที่ไม่ได้-กลึง ผนังด้านในและด้านนอกของการหล่อที่ตั้งฉากกับเส้นแยกควรมีมุมร่างเพื่อช่วยให้วาดลวดลายได้ง่ายขึ้น มุมร่างที่เหมาะสมควรได้รับการออกแบบตามทิศทางของการวาดลวดลาย (เช่น ตั้งฉากกับเส้นแยก) สำหรับหัวบังคับที่ตั้งฉากกับเส้นแยกส่วนและตั้งอยู่ใกล้กับหน้าแปลน ควรเชื่อมต่อกับหน้าแปลนเพื่ออำนวยความสะดวกในการถอดชิ้นส่วนที่หลวมและทำให้การวาดลวดลายระหว่างการขึ้นรูปทำได้ง่ายขึ้น
2. ปรับปรุงโครงสร้างช่องภายในของการหล่อเพื่อลดแกนทราย
โดยทั่วไปช่องภายในของการหล่อจะต้องถูกสร้างขึ้นด้วยแกนทราย ซึ่งจะเพิ่มชั่วโมงแรงงานในการผลิตแกน ข้อกำหนดด้านเครื่องมือ ต้นทุนการผลิต และปริมาณงานในการทำความสะอาด การออกแบบโครงสร้างซี่โครง บอส และหน้าแปลนในช่องหล่อที่ไม่สมเหตุสมผลมักเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้แกนทรายมีจำนวนเพิ่มขึ้นและความซับซ้อนของกระบวนการ
3. ลดความซับซ้อนหรือลดจำนวนเส้นแยก
หากการหล่อใช้โครงสร้างที่แสดงในรูปที่ 2-18a จะต้องใช้กระบวนการแยกส่วนแบบไม่ระนาบ (พื้นผิวการแยกส่วนโค้ง) ซึ่งจะทำให้ต้นทุนการผลิตรูปแบบและแผ่นแม่พิมพ์เพิ่มขึ้น รูปที่ 2-18b แสดงโครงสร้างการหล่อที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ซึ่งช่วยให้สามารถขึ้นรูปโดยใช้เส้นแยกแบนตรงกลางที่เรียบง่าย
โครงสร้างการหล่อแบบปลอกที่แสดงในรูปที่ 2-19a ต้องใช้การขึ้นรูปสาม-ด้วยเส้นแยกสองเส้น ทำให้กระบวนการขึ้นรูปยากขึ้น ยากต่อการดำเนินการอัตโนมัติ และส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตต่ำ รูปที่ 2-19b แสดงโครงสร้างการหล่อแบบปลอกที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งต้องใช้สายการผลิตเพียงเส้นเดียวและการขึ้นรูปแบบสองส่วน ทำให้กระบวนการขึ้นรูปง่ายขึ้น ปรับปรุงประสิทธิภาพการขึ้นรูป และทำให้การผลิตอัตโนมัติง่ายขึ้น
4. อำนวยความสะดวกในการยึดและระบายอากาศแกนทราย
รูปที่ 2-20a แสดงการออกแบบดั้งเดิมของการหล่อโครงรองรับ แกนทราย No. 2 มีคานยื่น ทำให้การวางตำแหน่งและการยึดทำได้ยาก บางครั้งอาจจำเป็นต้องใช้ส่วนรองรับหลักในการซ่อม และการระบายอากาศไม่ราบรื่น
รูปที่ 2-20b แสดงโครงสร้างที่ได้รับการปรับปรุง แกนคานยื่น No. 2 และแกนรูเพลา No. 1 ถูกรวมเข้าไว้ในแกนเดียว ปัญหาต่างๆ เช่น การวางตำแหน่งแกน การแก้ไข และการระบายอากาศได้รับการแก้ไขแล้ว ทำให้มั่นใจในคุณภาพของการหล่อได้ง่ายขึ้น
สำหรับการหล่อแบบผนังบาง-และการหล่อแบบผนังบางที่ต้องอาศัยแรงดันอากาศหรือแรงดันไฮดรอลิก การใช้ตัวรองรับแกนโดยทั่วไปมักไม่เป็นที่พึงปรารถนา หากโครงสร้างไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ สามารถออกแบบรูกระบวนการในการหล่อเพื่อเพิ่มจุดรองรับสำหรับการพิมพ์แกน ดังแสดงในรูปที่ 2-21 ด้วยการเพิ่มรูกระบวนการให้กับส่วนลูกสูบ จะทำให้แกนทรายทั้งสองสามารถยึดติดได้ดีขึ้น มั่นใจได้ว่าจะไม่เคลื่อนตัวระหว่างการเทและรักษาความแม่นยำของมิติของช่องภายใน
5. ลดภาระงานทำความสะอาดการหล่อ
การทำความสะอาดการหล่อรวมถึงการดำเนินการต่างๆ เช่น การถอดไรเซอร์และแฟลช การทำความสะอาดทรายที่ตกค้างออกจากช่องหล่อ และการระเบิดพื้นผิว เมื่อเทียบกับกระบวนการขึ้นรูปและการผลิตแกน ระดับการทำความสะอาดด้วยเครื่องจักรค่อนข้างต่ำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงงานคนจำนวนมากและสภาพการทำงานที่รุนแรง ดังนั้นควรให้ความสำคัญกับการลดภาระงานทำความสะอาดในระหว่างการออกแบบโครงสร้างการหล่อ
โครงสร้างที่ลดจำนวนเส้นแยกส่วน การออกแบบรูทำความสะอาด ลดความเครียดในการหล่อ และป้องกันการเสียรูป ล้วนเป็นประโยชน์ต่อการทำความสะอาดการหล่อ นอกจากนี้ การออกแบบโครงร่างการหล่อควรอำนวยความสะดวกในการทำความสะอาด โครงสร้างที่ทำให้ง่ายต่อการตัดไรเซอร์และลดจำนวนไรเซอร์ และอำนวยความสะดวกในการถอดแกนทราย ตัวอย่างเช่น ตัวเรือนเหล็กหล่อที่แสดงในรูปที่ 2-22 มีการปรับปรุงโครงสร้างที่อำนวยความสะดวกในการตัดและถอดไรเซอร์ สำหรับการหล่อที่แสดงในรูปที่ 2-23 โครงสร้างที่ได้รับการปรับปรุงทำให้การตัดไรเซอร์และการถอดแกนง่ายขึ้น ช่วยลดภาระงานในการทำความสะอาด
6. แยกการหล่อและการหล่อแบบรวม
การหล่อขนาดใหญ่และซับซ้อนสามารถแบ่งออกเป็นการหล่อแบบง่ายๆ หลายประเภท ซึ่งจากนั้นจะนำมาประกอบเข้าด้วยกันโดยการเชื่อมหรือการโบลต์หลังการหล่อ วิธีกระบวนการนี้เรียกว่าการหล่อแบบแยก วิธีนี้สามารถลดความซับซ้อนของกระบวนการหล่อ ทำให้องค์กรสามารถผลิตการหล่อขนาดใหญ่ได้เมื่อถูกจำกัดโดยปัจจัยต่างๆ เช่น ความสามารถในการหลอมเหลว และความสามารถในการยก/ขนส่ง
ตรงกันข้ามกับการแยกการหล่อ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและลดต้นทุนการหล่อ ชิ้นส่วนขนาดเล็กที่เรียบง่ายจำนวนมาก เช่น บูชขนาดเล็กสามารถเชื่อมต่อเป็นช่องว่างการหล่อยาวอันเดียวได้ สิ่งนี้อำนวยความสะดวกในการผลิตและการตัดเฉือนการหล่อ และปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ วิธีกระบวนการนี้เรียกว่าการหล่อแบบรวม
