壓鑄產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是:
①更大的零件;②更薄的壁厚;③更復(fù)雜的形狀;④更精確的尺寸。
考慮以上因素,使用高壓鑄造比使用低壓鑄造的重力鑄造法更有利。
影響單一零件和顧客最后產(chǎn)品的成本的因素有很多。這些因素的90%是在設(shè)計(jì)階段決定的,而不是在選定的制造過程中提高效率可以奏效的。有些因素比較容易辨別,例如原材料和加工成本,但這些很難大幅度降低。其它因素雖然不太明顯,卻能對降低成本具有很多的影響。結(jié)合幾個(gè)零件來降低裝配成本,因?yàn)楝F(xiàn)有幾個(gè)零件的裝配已被一個(gè)壓鑄件代替了。改變另一個(gè)制程需要重新設(shè)計(jì),如此才能從壓鑄制程得到最經(jīng)濟(jì)的解決辦法。重新設(shè)計(jì)零件,考慮壓鑄制程、模具制造,影響模具壽命的特點(diǎn)的設(shè)計(jì),以及修整和結(jié)合要求,經(jīng)常是有益的。
重量減輕降低了原材料直接成本,而且還提高了生產(chǎn)效率。重量節(jié)省降低了總材料用量,經(jīng)常透過消除潛在的收縮孔隙區(qū)域改進(jìn)零件的設(shè)計(jì)和品質(zhì)。應(yīng)小心避免可能會導(dǎo)致模具過早失效或大量維修的較小的構(gòu)件。采用均勻一致的壁厚,因?yàn)椴煌暮穸葧捎诮饘僭诔涮顣r(shí)變化的速度和產(chǎn)生的湍流對壓鑄件產(chǎn)生負(fù)面影響。在較大的結(jié)構(gòu)零件中考慮肋條的設(shè)計(jì)能減少總材料用量,同時(shí)保持零件結(jié)構(gòu)的完整性。
避免倒鉤。倒鉤會使零件和相關(guān)模具加工成本相對地增加。
避免尖角。因?yàn)樗鼘δ>邏勖泻Σ沽慵杀驹黾印?/span>
不必要過緊的公差會相對地增加壓鑄件的成本。要獲得壓鑄件適用公差決定于整個(gè)制程,而不只是模腔。必須避免使用零件
不必要的幾何公差。應(yīng)當(dāng)著重在完全分析后,再對功能性的特征加注幾何公差,以確保不使用過緊的公差。
拔模斜度是壓鑄件的一個(gè)重要要求,它能確保零件從模具中取出而不會受損。壓鑄件中不垂直于分模線的地方經(jīng)常會導(dǎo)致成本相對地增加,因?yàn)樾枰褂脗?cè)面滑塊或進(jìn)行另外的機(jī)械加工。
避免機(jī)械加工可消除產(chǎn)生廢品率增加外表缺陷的可能性。
允許的澆口殘跡和分模線,以及它們的位置,會影響到成本。要求越高,修整加工作業(yè)和費(fèi)用的程度也越高。
使用自攻螺絲或螺紋成形螺釘能消除所需的攻牙作業(yè)以及固定的必要性,從而相對地降低修整加工零件的成本。適用于自攻螺絲或螺紋成形螺釘?shù)男托究啄鼙昏T造出來,因此減少了鉆孔作業(yè)的必要性。
壓鑄合金的成本會有變動,無法完整地說明修整加工零件的相關(guān)成本。壓鑄制程的經(jīng)濟(jì)性在重大程度上是生產(chǎn)效率的一個(gè)因子,是由諸如材料、機(jī)器規(guī)模、零件重量、周期時(shí)間、模腔數(shù)、模具壽命和廢品率這些獨(dú)立的因素決定的。
在確定產(chǎn)品功能之后,必須制定出一個(gè)與壓鑄制程相配的構(gòu)造,并選定合金。選擇合金主要根據(jù)所需的機(jī)械、物理和化學(xué)性能。在可以選擇一種以上的壓鑄合金時(shí),相對經(jīng)濟(jì)性一般都會比較好。
經(jīng)過最佳化處理的壓鑄制程的零件設(shè)計(jì)將以促成一個(gè)完好鑄件的方式完全用金屬進(jìn)行填充。這既是零件設(shè)計(jì)的一個(gè)機(jī)能,也是模具使用的澆口、料道和溢流系統(tǒng),以及在壓鑄制程中使用的機(jī)器參數(shù)的設(shè)計(jì)。凝固迅速,而且沒有缺陷。這也是設(shè)計(jì)和上述制程參數(shù)的一個(gè)函數(shù)。能容易從模具中取出而不會損壞壓鑄件。
應(yīng)用以下6個(gè)原則設(shè)計(jì)壓鑄件,能獲得較好結(jié)果。
(1)使用一致的壁厚。
(2)在諸如側(cè)壁、肋條、凸起物部等交合部分采用較大的圓角。如此能增強(qiáng)零件的強(qiáng)度,改善金屬流動性,減少模具的維護(hù)保養(yǎng)并延長模具壽命。
(3)必須確定拔模斜度。在有些情況下,為了排除修整加工,以最小或甚至零拔模斜度進(jìn)行壓鑄是可行的。然而,這需要仔細(xì)考慮。
(4)尖銳的外角應(yīng)用倒圓或倒角來消除,以減少模具失效的可能性及減少維修。應(yīng)當(dāng)記住,零件上的一個(gè)外角是模具中的一個(gè)內(nèi)角,如果沒有倒圓角,會產(chǎn)生一個(gè)很高的應(yīng)力梯度,這個(gè)應(yīng)力梯度會由于在制程和熱循環(huán)中使用的高壓力下而失效。
(5)應(yīng)盡可能避免倒鉤,因?yàn)樗鼈儠髮α慵M(jìn)行加工,或者需要在模具中使用往復(fù)性的模芯滑塊。
(6)讓主要尺寸與壓鑄模構(gòu)件有關(guān),而不要越過分模線。由于零件在頂出模和固定模的兩處構(gòu)件不對稱,要使得壓鑄模分界線兩邊達(dá)到同樣精度是不太可能的。