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公司新闻

锌合金压铸件结构设计

2018/8/18

在铸件生产过程中,锌合金压铸零件的设计影响着铸件的生产效率和质量。


要求:设计者对压铸机、压铸工艺、模具设计及制造过程有基本的认识和了解。


达到:设计的合理性、工艺性、可制造性、经济性。


压铸件结构设计是压铸工作的第一步。设计的合理性和工艺适应性将会影响到后续工作的顺利进行,如分型面选择、内浇口开设、推出机构布置、模具结构及制造难易、合金凝固收缩规律、铸件精度保证、缺陷的种类等,都会以压铸件本身工艺性的优劣为前提。


压铸件结构的工艺性:


1)尽量消除铸件内部侧凹,使模具结构简单。


2)尽量使铸件壁厚均匀,可利用筋减少壁厚,减少铸件气孔、缩孔、变形等缺陷。


3)尽量消除铸件上深孔、深腔。因为细小型芯易弯曲、折断,深腔处充填和排气不良。


4)设计的铸件要便于脱模、抽芯。


1.壁厚


1)压铸件壁厚与性能有关。


2)压铸件壁厚影响金属液填充型腔状态,最终影响铸件表面质量。


3)压铸件壁厚影响金属料消耗及成本。


在设计压铸件时,往往为保证强度和刚度的可靠性,以为壁越厚性能越好;实际上对于压铸件来说,随着壁厚增加,力学性能明显下降。原因是在压铸过程中,当金属液以高压、高速的状态进入型腔,与型腔表面接触后很快冷却凝固。受到激冷的压铸件表面形成一层细晶粒组织,这层致密的细晶粒组织的厚度约为0.3 左右,因此薄壁压铸件具有更高的机械性能。相反,厚壁压铸件中心层的晶粒较大,易产生内部缩孔、气孔,外表面凹陷等缺陷,使压铸件的机械性能随着壁厚的增加而降低。


随着壁厚的增加,金属料消耗多,成本也增加。但如果单从结构性计算出最小壁厚,而忽略了铸件的复杂程度时,也会造成液态金属充填型腔状态不理想,产生缺陷。在满足产品使用功能要求前提下,综合考虑各后工序过程的影响,以最低的金属消耗取得良好的成型性和工艺性,以采取正常、均匀的壁厚为佳。


2. 加强筋


压铸件倾向采用均匀的薄壁,为了提高其强度和刚性,防止变形,不应单纯用增加壁厚的方法,而应采用适当的薄壁加强筋达此目的。


加强筋应对称布置,厚度均匀,避免新的金属堆聚。其厚度一般取压铸件壁厚的2/3 – 3/4。为减少脱模时的阻力,加强筋应有铸造斜度。


3. 圓角


圆角可使金属液流动顺畅,改善充型特性,气体容易排出。同时,避免尖角产生应力集中而导致裂纹缺陷。特别是压铸件需要电镀处理时,圆角对于保证其良好的电镀效果是十分必要的。


4. 斜度


为了顺利脱模,减少推出力、抽芯力,减少模具损耗,在设计压铸件时,应在结构上留有尽可能大的斜度。从而减少压铸件与模具的摩擦,容易取出铸件,也使铸件表面不被拉伤,保证表面光洁。


5. 文字、标志、图案


1)用压铸铸出,应采用凸纹。凸纹高度大于0.3 mm,以适应模具制造的特点。


2)采用目前开始流行的新技术:“转移彩膜”,可以将彩色的文字、标志、图案彩膜转印到压铸件表面。


3)压铸出铸件后,用激光在铸件表面打出文字、标志、图案,可以打出非常细微的文字。


6. 收缩率


收缩率通常称为缩水。它是指合金由液态凝固为固态,并冷却至室温时尺寸缩小的百分数,可用下式表示:


K={L模-L件}/L件


式中:L模为模腔尺寸,I件为铸件尺寸。


收缩率的大小与压铸件的结构特点、壁厚、合金的化学成分和工艺因素等有关。锌合金的线收缩率一般为:自由收缩时取0.6% -0.8%,受阻收缩时取0.396 -0. 696。


7.压铸孔和槽


铸件的孑L、槽应尽量铸出,这不仅可使壁厚均匀,减少热节,节约金属,而且可节省机加工工时。


压铸件可压铸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约。细型芯在抽出时易弯曲或折断,因此孔和槽的最小尺寸和深度受到一定限制。其深度应带有一定斜度,以便于抽芯。


8.螺纹


1)外螺纹可以铸出,由于铸件或模具结构的需要,采用两半分型的螺纹型环时,需留有0.2-0.3加工余量。可铸出的最小螺距为0.75 ,最小螺纹外径mm6,最大螺纹长度为螺距的8倍。


2)内螺纹虽然可以铸出,但要通过使用机械装置转动压铸模中的型芯,使模具结构更复杂,而增加成本。所以一般先铸出底孔,再由机械加工成内螺纹。


9,齿轮


齿轮可以铸出,锌合金压铸齿轮最小模数m为0.3。对要求高的齿轮齿面应留有0.2-0.3mm的加工余量。


10.表皮


铸态零件其外表面有致密的激冷表皮层,比铸件其他部分有较高的力学性能。因此设计者应避免机械加工去掉铸件表皮致密层,尤其是对要求耐磨的铸件。


11.嵌件


当设计要求将不同材料的零件组合成一个部件时,可采用插入件压铸,先把嵌件装放到压铸模型腔内,然后在嵌件周围压铸成形锌合金部件。


12.功能组合


在进行产品设计中,降低成本最有效的方法是将几个零件组合成一个压铸件。一个设计典范是,原设计的部件由一个钢冲压件和两个带螺纹的机加工钢件组成。新设计是一个压铸件。


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