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    3. 鋅合金壓鑄件結構設計

      2021-05-07 15:14:36 佛山市彼岸五金制品有限公司 閱讀

      要求:設計者對壓鑄機、壓鑄工藝、模具設計及制造過程有基本的認識和了解。

      達到:設計的合理性、工藝性、可制造性、經濟性。

      壓鑄件結構設計是壓鑄工作的第一步。設計的合理性和工藝適應性將會影響到后續工作的順利進行,如分型面選擇、內澆口開設、推出機構布置、模具結構及制造難易、合金凝固收縮規律、鑄件精度保證、缺陷的種類等,都會以壓鑄件本身工藝性的優劣為前提。

      壓鑄件結構的工藝性:

      1)      盡量消除鑄件內部側凹,使模具結構簡單。

      2)      盡量使鑄件壁厚均勻,可利用筋減少壁厚,減少鑄件氣孔、縮孔、變形等缺陷。

      3)      盡量消除鑄件上深孔、深腔。因為細小型芯易彎曲、折斷,深腔處充填和排氣不良。

      4)      設計的鑄件要便于脫模、抽芯。

      1.     壁厚

      1)      壓鑄件壁厚與性能有關。

      2)      壓鑄件壁厚影響金屬液填充型腔狀態,最終影響鑄件表面質量。

      3)      壓鑄件壁厚影響金屬料消耗及成本。

      在設計壓鑄件時,往往為保證強度和剛度的可靠性,以為壁越厚性能越好;實際上對于壓鑄件來說,隨著壁厚增加,力學性能明顯下降。原因是在壓鑄過程中,當金屬液以高壓、高速的狀態進入型腔,與型腔表面接觸后很快冷卻凝固。受到激冷的壓鑄件表面形成一層細晶粒組織,這層致密的細晶粒組織的厚度約為0.3 左右,因此薄壁壓鑄件具有更高的機械性能。相反,厚壁壓鑄件中心層的晶粒較大,易產生內部縮孔、氣孔,外表面凹陷等缺陷,使壓鑄件的機械性能隨著壁厚的增加而降低。

      隨著壁厚的增加,金屬料消耗多,成本也增加。但如果單從結構性計算出最小壁厚,而忽略了鑄件的復雜程度時,也會造成液態金屬充填型腔狀態不理想,產生缺陷。在滿足產品使用功能要求前提下,綜合考慮各后工序過程的影響,以最低的金屬消耗取得良好的成型性和工藝性,以采取正常、均勻的壁厚為佳。

      2. 加強筋

      壓鑄件傾向采用均勻的薄壁,為了提高其強度和剛性,防止變形,不應單純用增加壁厚的方法,而應采用適當的薄壁加強筋達此目的。

      加強筋應對稱布置,厚度均勻,避免新的金屬堆聚。其厚度一般取壓鑄件壁厚的2/3 – 3/4。為減少脫模時的阻力,加強筋應有鑄造斜度。

      3. 圓角

      圓角可使金屬液流動順暢,改善充型特性,氣體容易排出。同時,避免尖角產生應力集中而導致裂紋缺陷。特別是壓鑄件需要電鍍處理時,圓角對于保證其良好的電鍍效果是十分必要的。

      4. 斜度

      為了順利脫模,減少推出力、抽芯力,減少模具損耗,在設計壓鑄件時,應在結構上留有盡可能大的斜度。從而減少壓鑄件與模具的摩擦,容易取出鑄件,也使鑄件表面不被拉傷,保證表面光潔。

      5. 文字、標志、圖案

      1)          用壓鑄鑄出,應采用凸紋。凸紋高度大于0.3 mm,以適應模具制造的特點。

      2)          采用目前開始流行的新技術:“轉移彩膜”,可以將彩色的文字、標志、圖案彩膜轉印到壓鑄件表面。

      3)          壓鑄出鑄件后,用激光在鑄件表面打出文字、標志、圖案,可以打出非常細微的文字。

      6. 收縮率

      收縮率通常稱為縮水。它是指合金由液態凝固為固態,并冷卻至室溫時尺寸縮小的百分數,可用下式表示:

      K={L模-L件}/L件

      式中:L模為模腔尺寸,I件為鑄件尺寸。

      收縮率的大小與壓鑄件的結構特點、壁厚、合金的化學成分和工藝因素等有關。鋅合金的線收縮率一般為:自由收縮時取0.6% -0.8%,受阻收縮時取0.396 -0. 696。

      7.壓鑄孔和槽

      鑄件的孑L、槽應盡量鑄出,這不僅可使壁厚均勻,減少熱節,節約金屬,而且可節省機加工工時。

      壓鑄件可壓鑄出的孔和槽的最小尺寸和深度,受到形成孔、槽的型芯在型腔中的分布位置的制約。細型芯在抽出時易彎曲或折斷,因此孔和槽的最小尺寸和深度受到一定限制。其深度應帶有一定斜度,以便于抽芯。

      8.螺紋

      1)      外螺紋可以鑄出,由于鑄件或模具結構的需要,采用兩半分型的螺紋型環時,需留有0.2-0.3加工余量??设T出的最小螺距為0.75 ,最小螺紋外徑mm6,最大螺紋長度為螺距的8倍。

      2)      內螺紋雖然可以鑄出,但要通過使用機械裝置轉動壓鑄模中的型芯,使模具結構更復雜,而增加成本。所以一般先鑄出底孔,再由機械加工成內螺紋。

      9,齒輪

      齒輪可以鑄出,鋅合金壓鑄齒輪最小模數m為0.3。對要求高的齒輪齒面應留有0.2-0.3mm的加工余量。

      10.表皮

      鑄態零件其外表面有致密的激冷表皮層,比鑄件其他部分有較高的力學性能。因此設計者應避免機械加工去掉鑄件表皮致密層,尤其是對要求耐磨的鑄件。

      11.嵌件

      當設計要求將不同材料的零件組合成一個部件時,可采用插入件壓鑄,先把嵌件裝放到壓鑄模型腔內,然后在嵌件周圍壓鑄成形鋅合金部件。

      12.功能組合

      在進行產品設計中,降低成本最有效的方法是將幾個零件組合成一個壓鑄件。一個設計典范是,原設計的部件由一個鋼沖壓件和兩個帶螺紋的機加工鋼件組成。新設計是一個壓鑄件。


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