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%是在設計階段決定的,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。結合幾個零件來降低裝配成本,因為現(xiàn)有幾個零件的裝配已被一個壓鑄件代替了。改變另一個制程需要重新設計,如此才能從壓鑄制程得到最經(jīng)濟的解決辦法。重新設計零件,考慮壓鑄制程、模具制造,影響模具壽命的特點的設計,以及修整和結合要求,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)域改進零件的設計和品質(zhì)。應小心避免可能會導致模具過早失效或大量維修的較小的構件。采用均勻一致的壁厚,因為不同的厚度會由于金屬在充填時變化的速度和產(chǎn)生的湍流對壓鑄件產(chǎn)生負面影響。在較大的結構零件中考慮肋條的設計能減少總材料用量,同時保持零件結構的完整性。
避免倒鉤。倒鉤會使零件和相關模具加工成本相對地增加。
避免尖角。因為它對模具壽命有害并會使零件成本增加。
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。應當著重在完全分析后,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)常會導致成本相對地增加,因為需要使用側(cè)面滑塊或進行另外的機械加工。
避免機械加工可消除產(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成本。壓鑄制程的經(jīng)濟性在重大程度上是生產(chǎn)效率的一個因子,是由諸如材料、機器規(guī)模、零件重量、周期時間、模腔數(shù)、模具壽命和廢品率這些獨立的因素決定的。
在確定產(chǎn)品功能之后,必須制定出一個與壓鑄制程相配的構造,并選定合金。選擇合金主要根據(jù)所需的機械、物理和化學性能。在可以選擇一種以上的壓鑄合金時,相對經(jīng)濟性一般都會比較好。
經(jīng)過最佳化處理的壓鑄制程的零件設計將以促成一個完好鑄件的方式完全用金屬進行填充。這既是零件設計的一個機能,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器參數(shù)的設計。凝固迅速,而且沒有缺陷。這也是設計和上述制程參數(shù)的一個函數(shù)。能容易從模具中取出而不會損壞壓鑄件。
應用以下6個原則設計壓鑄件,能獲得較好結果。
(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。如此能增強零件的強度,改善金屬流動性,減少模具的維護保養(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行壓鑄是可行的。然而,這需要仔細考慮。
(4)尖銳的外角應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。應當記住,零件上的一個外角是模具中的一個內(nèi)角,如果沒有倒圓角,會產(chǎn)生一個很高的應力梯度,這個應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)應盡可能避免倒鉤,因為它們會要求對零件進行加工,或者需要在模具中使用往復性的模芯滑塊。
(6)讓主要尺寸與壓鑄模構件有關,而不要越過分模線。由于零件在頂出模和固定模的兩處構件不對稱,要使得壓鑄模分界線兩邊達到同樣精度是不太可能的。