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壓鑄模具設計注意事項 

發布時間:2021/08/01
壓鑄模具設計注意事項

材料

壓鑄通常使用有色合金。四種最常見的壓鑄合金如下所示,并簡要說明了它們的特性。(按照鏈接搜索材料庫)。


材料特性
鋁合金
  • 低密度

  • 良好的耐腐蝕性

  • 高導熱性和導電性

  • 高尺寸穩定性

  • 比較容易投

  • 需要使用冷室機

銅合金
  • 高強度和韌性

  • 高耐腐蝕性和耐磨性

  • 高尺寸穩定性

  • 最高成本

  • 熔化溫度高導致模具壽命低

  • 需要使用冷室機

鎂合金
  • 極低密度

  • 高強度重量比

  • 鑄造后優良的可加工性

  • 同時使用熱室和冷室機器

鋅合金
  • 高密度

  • 高延展性

  • 良好的沖擊強度

  • 出色的表面光滑度,可用于噴漆或電鍍

  • 由于對腐蝕的敏感性需要這種涂層

  • 最容易投

  • 可以形成非常薄的壁

  • 由于熔點低,模具壽命長

  • 熱室機的使用


壓鑄材料的選擇基于幾個因素,包括密度、熔點、強度、耐腐蝕性和成本。材料也可能影響零件設計。例如,使用鋅是一種高延展性金屬,與許多其他合金相比,可以實現更薄的壁和更好的表面光潔度。材料不僅決定最終鑄件的性能,而且影響機器和工具。具有低熔點的材料,例如鋅合金,可以在熱室機中進行壓鑄。但是,熔化溫度較高的材料,如鋁和銅合金,則需要使用冷室機。熔化溫度也會影響模具

可能的缺陷

缺點原因
閃光
  • 注射壓力過高

  • 夾緊力過低

未填寫部分
  • 量不足

  • 緩慢注入

  • 澆注溫度低

泡泡
  • 注射溫度過高

  • 冷卻速度不均勻

熱撕
  • 冷卻速度不均勻

彈出標記
  • 冷卻時間太短

  • 頂出力太高


上述許多缺陷都是由于冷卻速度不均勻造成的。不均勻的壁厚或不均勻的模具溫度會導致冷卻速度的變化。


設計規則

最大壁厚



不正確的 厚壁零件
厚壁部分

使用薄壁重新設計的正確部件
用薄壁重新設計的零件


  • 均勻的壁厚將確保均勻冷卻并減少缺陷


不正確 的非均勻的壁厚(T 1 ≠噸2)
壁厚不均勻

正確的 均勻壁厚 (t 1 = t 2 )
壁厚均勻


角落


  • 圓角以減少應力集中和斷裂

  • 內半徑應至少為墻壁的厚度


不正確的 尖角
尖角

正確的
圓角 圓角


草案


  • 施加草案角度所有壁平行于分模方向,以促進去除所述部分從模具。

  • 鋁:1° 用于墻壁,2° 用于內芯

  • 鎂:壁面 0.75°,內芯 1.5°

  • 鋅:壁面 0.5°,內芯 1°


不正確 不拔模斜度
無拔模角度

正確的
角度 ( q ) 拔模斜度


咬邊


  • 盡量減少外部咬邊的數量

  • 外部底切需要側芯,這會增加模具成本

  • 可以通過重新定位分型線來鑄造一些簡單的外部底切


簡單的外部底切
簡單的外部底切
死不能分離
死不能分離
新的分型線允許咬邊
新的分型線允許咬邊


  • 重新設計特征可以去除外部底切


帶鉸鏈的零件
帶鉸鏈的零件
鉸鏈需要側芯
鉸鏈需要側芯


重新設計的鉸鏈
重新設計的鉸鏈
可鑄造新鉸鏈
可鑄造新鉸鏈


  • 去除所有需要 升降器的內部底切- 這些設備在壓鑄中經常發生卡住

  • 在零件側面設計開口可以讓側芯形成內部底切


可從側面進入內部底切

從側面進入內部底切


  • 重新設計零件可以去除內部底切


帶內部底切的零件
帶內部底切的零件
死不能分離
死不能分離

重新設計的帶插槽的零件
重新設計的帶插槽的零件
可以鑄造新零件
可以鑄造新零件


  • 最小數邊行動方向

  • 額外的側向作用方向將限制模具中可能的腔數


付費司機

材料成本


材料成本由所需材料的重量和該材料的單價決定。材料的重量顯然是零件體積和材料密度的結果;然而,零件的最大壁厚也能發揮作用。所需材料的重量包括填充模具通道的材料。壁較薄的零件將需要更大的通道系統以確保整個零件快速均勻地填充,因此會增加所需材料的數量。然而,這種額外的材料通常少于因零件體積減少而節省的材料量,這是薄壁的結果。因此,盡管通道較大,但使用較薄的壁通常會降低材料成本。


生產成本


生產成本主要根據小時費率周期時間計算。每小時費率與所用壓鑄機的尺寸成正比,因此了解零件設計如何影響機器選擇非常重要。壓鑄機通常以其提供的鎖模力的噸位來指代。所需的夾緊力由投影面積決定零件的形狀和注入熔融金屬的壓力。因此,更大的零件將需要更大的夾緊力,因此機器也更昂貴。此外,某些需要高注射壓力的材料可能需要更高噸位的機器。零件的尺寸還必須符合其他機器規格,例如夾緊行程、 壓板尺寸和注射量。除了機器的大小,機器的 類型 (熱室與冷室)也會影響成本。使用具有高熔化溫度的材料,例如鋁,將需要通常更昂貴的冷室機器。

循環時間可分解為注射時間、冷卻時間和復位時間。通過減少這些時間中的任何一個,生產成本都會降低??梢酝ㄟ^減小零件的最大壁厚來減少注射時間。此外,某些材料的注射速度比其他材料快,但注射時間太短,節省的成本可以忽略不計。使用熱室機可以節省大量時間,因為在冷室機中,必須將熔融金屬倒入機器中。該澆包時間取決于注射重量。壁厚較低的冷卻時間也減少了,因為它們需要更少的時間來冷卻。材料的幾種熱力學特性也會影響冷卻時間。最后,復位時間取決于機器尺寸和零件尺寸。較大的零件將需要機器進行更大的運動來打開、關閉和彈出零件,而較大的機器需要更多時間來執行這些操作。此外,使用任何側核會減慢這個過程。


加工成本


模具成本有兩個主要組成部分 - 模具組和型腔的加工 。模具組的成本主要由零件外殼的尺寸控制。更大的零件需要更大、更昂貴的模具組。加工腔體的成本幾乎受零件幾何形狀的每個方面的影響。主要成本驅動因素是必須加工的型腔尺寸,通過型腔的投影面積(等于零件和投影孔的投影面積)及其深度來衡量 。任何其他需要額外加工時間的元素都會增加成本,包括特征數量、分型面、 側芯、公差和 表面粗糙度。

使用的零件和材料的數量會影響 工具壽命,從而影響成本。鑄造溫度高的材料,例如銅,會導致模具壽命短。鋅可在較低溫度下鑄造,可延長模具壽命。隨著生產量的增加,這種影響變得更加成本高昂。

最后一個考慮因素是副作用的數量方向,這可以間接影響成本。側核的額外成本取決于使用的數量。然而,方向的數量會限制可以包括在模具中的腔的數量。例如,需要 3 個側芯方向的零件的模具只能包含 2 個腔。沒有直接增加成本,但使用更多型腔可能會進一步節省成本。



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