壓鑄件設計的合理性和工藝性將會(huì )影響到后續工作的順利進(jìn)行,如分型面選擇、內澆口開(kāi)設、推出機構布置、模具結構及制造難易、合金凝固收縮規律、產(chǎn)品精度保證、缺陷的種類(lèi)等,都會(huì )以壓鑄件本身的結構設計的好壞作為基本前提。
壓鑄件結構的設計要遵循以下基本原則:
① 模具要設計的結構簡(jiǎn)單,產(chǎn)品內部盡量不要有側凹。
② 壁厚應該設計的均勻,多利用薄壁加強筋來(lái)提高壓鑄件的強度和剛性,防止變形,減少鑄件氣孔、縮孔、變形等缺陷。
③ 深孔、深腔不宜出現在鑄件上,這類(lèi)設計會(huì )有彎曲、折斷,填充和排氣不良等缺陷。
④ 設計出來(lái)的鑄件能夠順利脫模,減少推出力、抽芯力,減少模具損耗。
1. 壁厚
壓鑄件的壁厚最終會(huì )關(guān)系其性能,影響產(chǎn)品表面的質(zhì)量,厚度過(guò)大還會(huì )增加原料的消耗,增加成本。壓鑄件并不是壁越厚越好,相反,過(guò)厚的壁,會(huì )造成產(chǎn)品力學(xué)性能、機械性能下降。在壓鑄過(guò)程中,當液體合金在高壓、高速的狀態(tài)下進(jìn)入型腔,與型腔表面接觸后迅速冷卻。迅速冷卻的壓鑄件表面形成一層細晶組織,厚度約為0.3毫米,這層細晶組織會(huì )使薄壁的壓鑄件有優(yōu)秀的機械性能。相反,厚壁壓鑄件中心層晶粒較大,很容易在內部產(chǎn)生缺陷,如縮孔、氣孔。有的還會(huì )造成外表面凹陷,壓鑄件的機械性能并沒(méi)有隨著(zhù)壁的厚度增加而提高,反而降低了。
2. 加強筋
壓鑄件的設計應該采用適當、均勻的壁厚加上加強筋來(lái)提高產(chǎn)品的強度和剛性,防止其變形。加強筋在設計時(shí)應對稱(chēng)布局,厚度均勻,還應該有一定的鑄造斜度,斜度在0°30′~1°30′。以更加利于壓鑄時(shí)產(chǎn)品的脫模。
3. 圓角
壓鑄產(chǎn)品在設計時(shí),應盡量避免尖角,尖角會(huì )造成力的幾種而導致裂紋等缺陷。產(chǎn)品設計時(shí)應該多用圓角,圓角可以使合金液態(tài)在壓鑄時(shí)流動(dòng)順暢,順暢的排出氣體。特別是圓角的設計利于電鍍,對于需要電鍍的產(chǎn)品是十分必要的。
4. 斜度
斜度的設計主要是為了產(chǎn)品在壓鑄時(shí)容易脫模,減少推出力和抽芯力,也減少模具的損耗。容易脫模的壓鑄件在取出產(chǎn)品時(shí),可以保持產(chǎn)品表面的光滑度,避免拉傷。
5. 收縮率
收縮率是指金屬由液態(tài)冷卻凝固為固態(tài)時(shí),達到常溫狀態(tài)下尺寸縮小的百分比,通常稱(chēng)為縮水。收縮率的大小與壓鑄件的結構特點(diǎn)、壁厚、合金的化學(xué)成分和工藝等因素有關(guān)。對于高精密要求的鑄件,產(chǎn)品設計時(shí)也要考慮到收縮率。
6. 螺紋
壓鑄件的外螺紋是可以壓鑄出來(lái)的,但需要留出0.2mm~0.3mm的加工余量。而內螺紋一般先鑄出底孔,然后由轉孔機加工為內螺紋。
7. 功能組合
功能組合就是將幾個(gè)零件設計為一個(gè)壓鑄件,這樣可以有效減少加工工藝,提高產(chǎn)品的性能,降低成本。