鋅合金壓鑄時(shí),首先要根據(jù)鋅合金壓鑄件的結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件等因素,確定壓鑄工藝方案。其主要內(nèi)容包括澆注位置、分型面、壓鑄工藝參數(shù)(機(jī)械加工余量、起模斜度、鑄造圓角、收縮率、芯頭等)的確定,然后用規(guī)定的工藝符號(hào)或文字繪制成壓鑄工藝圖。壓鑄工藝圖是指導(dǎo)鋅合金壓鑄的技術(shù)文件,也是驗(yàn)收鋅合金壓鑄件的主要依據(jù)。
一、澆注位置的確定
澆注時(shí)鋅合金壓鑄件在鑄型中所處的位置稱(chēng)為澆注位置。鑄件的澆注位置對(duì)鑄件的質(zhì)量、尺寸精度、造型工藝的難易程度都有很大的影響。通常按下列基本原則確定澆注位置。
(1)鑄件的重要工作面或主要加工面朝下或位于側(cè)面。澆注時(shí)金屬液中的氣體、熔渣及鑄型中的砂粒會(huì)上浮,有可能使鑄件的上部出現(xiàn)氣孔、夾渣、砂眼等缺陷,而鑄件下部出現(xiàn)缺陷的可能性小,組織較致密。如圖所示機(jī)床床身的澆注位置,應(yīng)將導(dǎo)軌面朝下,以保證該重要工作面的質(zhì)量。如圖所示的卷?yè)P(yáng)筒,其圓周面的質(zhì)量要求較高,采用立澆方案,可使圓周面處于側(cè)面,保證質(zhì)量均勻一致。
(2)鑄件的大平面朝下或傾斜澆注。由于澆注時(shí)熾熱的金屬液對(duì)鑄型的上部有強(qiáng)烈的熱輻射,引起頂面型砂膨脹拱起甚至開(kāi)裂,使大平面出現(xiàn)夾砂、砂眼等缺陷。大平面朝下或采用傾斜澆注的方法可避免大平面產(chǎn)生鑄造缺陷。
(3)鑄件的薄壁朝下、側(cè)立或傾斜。為防止鑄件的薄壁部位產(chǎn)生冷隔、澆不到缺陷,應(yīng)將面積較大的薄壁置于鑄件的下部,或使其處于側(cè)壁或傾斜位置,如圖所示。
(4)鑄件的厚大部分應(yīng)放在頂部或在分型面的側(cè)面。主要目的是便于在厚處安放冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。
二、分型面的選擇
分型面是鑄型組元間的接合面。為便于起模,一般分型面選擇在鑄件的最大截面處。分型面的選定應(yīng)保證起模方便、簡(jiǎn)化鑄造工藝、保證鑄件的質(zhì)量。確定分型面應(yīng)遵循如下原則。
(1)分型面應(yīng)選擇在模樣最大截面處,以便于起模。
(2)盡量減少分型面。分型面少則容易保證鑄件的精度,并可簡(jiǎn)化造型工藝。對(duì)機(jī)器造型來(lái)說(shuō),一般只能有一個(gè)分型面,。當(dāng)然在單件生產(chǎn)時(shí),采用手工造型時(shí),為減少工裝的制造,二個(gè)分型面也是合理的。
(3)盡量使分型面平直。為了使模樣制造和造型工藝簡(jiǎn)便,不應(yīng)采用彎曲的分型面,而應(yīng)采用平直的分型面。
(4)盡量使鑄件的全部或大部分位于同一砂箱中。鑄件處于同一砂箱中,既便于合型,又可避免錯(cuò)型,以保證鑄件的精度。使基準(zhǔn)面與加工面位于同一砂箱中,鑄件的精度易保證。
(5)盡量使型芯位于下箱,并注意減低砂箱的高度。這樣可簡(jiǎn)化造型工藝、方便下芯和合型、便于起模和修型。使型腔和型芯大部分處于下箱中,便于起模、下芯、合型。
三、壓鑄工藝參數(shù)的選定
(1)機(jī)械加工余量和公差
機(jī)械加工余量是指鋅合金壓鑄件加工面上預(yù)留的、準(zhǔn)備切除的金屬層厚度。加工余量取決于鑄件的精度等級(jí),與鑄件材料、鑄造方法、生產(chǎn)批量、鑄件尺寸、澆注位置等因素有關(guān)。
鑄件的尺寸公差CT,其精度等級(jí)從高到低有1、2、3......16共16個(gè)等級(jí);加工余量等級(jí)MA,從精到粗可分為A、B、C、D、E、F、G、H、J共9個(gè)級(jí)別。
鑄件的公差等級(jí)和加工余量等級(jí)確定后,加工余量數(shù)值可根據(jù)GB/T11350-1989選??;公差的數(shù)值可按GB6414—86選取。
為簡(jiǎn)化鑄造工藝,鑄件上的小孔和槽可以不鑄出,而采用機(jī)械加工。一般鑄件上直徑<30mm、特殊鑄件上直徑<40mm的孔可以不鑄出。
(2)起模斜度
起模斜度為使模樣(或型芯)易從鑄型(或芯盒)中取出,在模樣(或芯盒)上與起模方向平行的壁的斜度稱(chēng)為起模斜度,可用角度α或?qū)挾萢表示,提倡使用寬度a。模樣的起模斜度可采用增加壁厚、加減壁厚、減小壁厚三種取法。對(duì)于需要機(jī)械加工的壁必須采用增加壁厚法。
起模斜度需要增減的數(shù)值可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取,采用粘土砂造型時(shí)的起模斜度可按JB/T5105—1991確定。一般木模的斜度α=0.3°~3°,a=0.6~3.0mm;金屬模的斜度α=0.2°~2°,a=0.4~2.4mm。模樣越高,斜度越小。當(dāng)鑄件上的孔高度與直徑之比小于1(H/D<1)時(shí),可用自帶芯子的方法鑄孔,用自帶芯子的起模斜度一般應(yīng)大于外壁斜度。
(3)收縮率
為補(bǔ)償鑄件在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的收縮,使冷卻后的鑄件符合圖樣的要求,需要放大模樣的尺寸,放大量取決于鑄件的尺寸和該合金的線(xiàn)收縮率。
(4)鑄造圓角
鑄造圓角模樣壁與壁的連接和轉(zhuǎn)角處要做成圓弧過(guò)渡,稱(chēng)為鑄造圓角。鑄造圓角可減少或避免砂型尖角損壞,防止產(chǎn)生粘砂、縮孔、裂紋。但鑄件分型面的轉(zhuǎn)角處不能有圓角。鑄造內(nèi)圓角的大小可按相鄰兩壁平均壁厚的1/3~1/5選取,外圓角的半徑取內(nèi)圓角的一半。
(5)芯頭
芯頭是指砂芯的外伸部分,用來(lái)定位和支承砂芯。如圖所示。芯頭有垂直和水平芯頭兩種。芯座是指鑄型中專(zhuān)為放置芯頭的空腔。芯頭和芯座尺寸主要有芯頭長(zhǎng)度L(高度H)、芯頭斜度α、芯頭與芯座裝配隙s等,其數(shù)值與型芯的長(zhǎng)度(高度)和直徑有關(guān),應(yīng)查閱相關(guān)資料后確定。
四、澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是為填充型腔和冒口而開(kāi)設(shè)于鑄型中的一系列通道。
(1)澆注系統(tǒng)的組成與作用 通常有澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道和冒口等組成。合理地設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng),可使金屬液平穩(wěn)地充滿(mǎn)鑄型型腔;控制金屬液的流動(dòng)方向和速度;調(diào)節(jié)鑄件上各部分的溫度,控制冷卻凝固順序;阻擋夾雜物進(jìn)入鑄型型腔。冒口起補(bǔ)縮、排氣和集渣作用。
(2)澆注系統(tǒng)的類(lèi)型 按金屬液導(dǎo)入型腔的位置,澆注系統(tǒng)可分為底注式、頂注式、中注式、階梯式等。
五、鑄件圖
鑄件圖是反映鑄件實(shí)際尺寸、形狀和技術(shù)要求的圖形,是鑄造生產(chǎn)驗(yàn)收和檢驗(yàn)的主要依據(jù)。鑄件圖應(yīng)在完成鑄造工藝圖的基礎(chǔ)上繪制。