Konstruktionsrichtlinien für Präzisionsteile aus Zinkdruckguss
zamak 5, ZinkdruckgussZinkdruckguss ist ein flexibles Produktionsverfahren, bei dem die geschmolzene Zinklegierung unter hohem Druck in eine speziell entwickelte Form gespritzt wird, um komplexe und hochpräzise Teile herzustellen. Ein solches Verfahren eignet sich besonders für Präzisionsteile, da Zink eine hohe Fließfähigkeit und einen niedrigen Schmelzpunkt hat und ohne große Nachbearbeitung mit engen Toleranzen bearbeitet werden kann. Zinkdruckguss wird in Branchen wie der Automobil-, Elektronik-, Konsumgüter- und Medizintechnik für Teile wie Steckverbinder, Zahnräder, Gehäuse und komplexe Mechanismen verwendet, die Maßtoleranzen und Langlebigkeit erfordern. Die meisten Zinklegierungen werden mit Warmkammermaschinen verarbeitet, die schnelle Zykluszeiten und eine gleichbleibende Qualität ermöglichen. Präzise Teile profitieren von der Fähigkeit des Zinks, dünne Wände, komplexe Geometrien und Net-Shape-Teile herzustellen, wodurch Materialabfall und Montagezeit reduziert werden. Dennoch werden hohe Erfolgsquoten erzielt, wenn bestimmte Konstruktionsregeln befolgt und Materialeigenschaften, Form, Gestalt und Verarbeitungsparameter berücksichtigt werden. Diese Regeln helfen, Fehler zu reduzieren, die Herstellbarkeit zu verbessern und die Präzision zu erhöhen. In diesem Artikel werden die wichtigsten Richtlinien genannt, die sich auf die von den Organisationen festgelegten Industrienormen stützen und die Ingenieure bei der Konstruktion von Präzisionsteilen aus Zinkdruckguss unterstützen. Vorteile des Zinkdruckgusses für Präzisionsteile Die Verwendung von Zinkdruckguss bietet mehrere Vorteile, die ihn zu einem der besten Werkstoffe für Präzisionsanwendungen machen. Auswahl Material: Zinklegierungen Die Auswahl der richtigen Zinklegierung ist für Präzisionsteile wichtig, da sie die mechanischen Eigenschaften, die Gießbarkeit und die Toleranzen beeinflusst. Die Zamak-Druckgussserien (2, 3, 5, 7) und die ZA-Serien (8, 12, 27) haben spezifische Zusammensetzungen und Leistungseigenschaften. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Arten von Zinklegierungen, die bei der Herstellung von Präzisionsteilen verwendet werden: Arten von Zinklegierungen Zugfestigkeit (ksi/MPa) Dehnung % Härte (BHN) Dichte g/cm³ Streckgrenze (MPa) Schmelzpunkt °C Zamak 2 52/359 7 100 6,6 283 379-390 Zamak 3 41/283 10 82 6,6 269 381-387 Zamak 5 48/328 7 91 6,6 283-269 380-386 Zamak 7 41/283 13 80 6.6 310-331 381-387 ZA 8 54/372 6-10 100-106 6,3 359-379 375-404 ZA-12 59/400 4-7 95-105 6,03 145 377-432 ZA-27 62/426 2,0-3,5 116-122 5,3 N/A 372-484 Diese Eigenschaften können verwendet werden, um sicherzustellen, dass Zinklegierungen die Präzisionsspezifikationen erfüllen und dass komplexe Teile hohe Fließfähigkeitswerte haben (1-2 auf einer Skala von 1-4; 1 am besten). Um genauer zu sein, sollten Hersteller Legierungen wie Zamak 3 oder ZA-8 aufgrund ihrer Stabilität und ihrer Fähigkeit, engen Toleranzen standzuhalten, wählen. Wichtige Konstruktionsrichtlinien Ein guter Zinkdruckguss ist so konzipiert, dass er das Fließen und Ausstoßen erleichtert und gleichzeitig die Festigkeit bei minimalen Kosten beibehält. Wanddicke Die Wanddicke sollte gleichmäßig sein, um Porosität und Verzug zu vermeiden. Bei Präzisionsteilen sollte sie innerhalb von +/-10% liegen und für eine gute Oberflächengüte mindestens 1 mm (0,040 Zoll) betragen, bei Miniaturmodellen sogar nur 0,5 mm (0,020 Zoll). Das Verhältnis von dicken zu dünnen Abschnitten sollte weniger als 3:1 betragen, um das Risiko von Porosität zu minimieren; vorzugsweise sollte das Verhältnis der Durchmesser der eingeschriebenen Kugeln 6:1 nicht überschreiten. Eine Verdickung der Wände verbessert den Durchfluss, erhöht aber die Zykluszeit und den Verbrauch. Bei Abständen vom Anschnitt ändert sich die Mindestdicke: unter 0,5 mm in Bereichen von weniger als 50 mm, bis zu 2 mm bei 200 mm. Verschiedene Simulationen können zur Überprüfung von Entwürfen verwendet werden. Beim Zinkguss ist eine Mindestdicke von 0,635 mm (0,025 Zoll) an ausgewählten Stellen, aber 0,016 mm (0,040 Zoll) an den Stellen, an denen der Guss am besten ist, anzugeben. Entformungsschrägen Entformungsschrägen helfen beim Auswerfen der Teile und verhindern Schäden an der Form. Für Zink beträgt der Mindestverzug 0,5 ° -1 an Außenflächen, 1 -1 an Innenflächen und 0,1 ° -1 an runden Bohrungen. Kurze Merkmale, die bewegliche Teile verwenden (Matrizenelemente), können in Null gedruckt werden, was jedoch teurer ist. Für Rippen wird eine 5-10 Konizität verwendet, wenn sie nicht parallel zur Schrumpfung ist. Es gibt verschiedene Normen für die Berechnung des Verzugs: Die Standardtoleranzen betragen 50 (Verzugswinkel von etwa 1,9 Grad bei einer Tiefe von 1 Zoll) für Innenwände und 100 für Außenwände. Es gibt auch Präzisionstoleranzen, die konstante Verzüge von 60 und 120 zulassen. Verrundungen und Radien Verrundungen und Radien sollten immer hinzugefügt werden, da scharfe Kanten zu Spannungskonzentrationen und Werkzeugerosion führen. Der Mindestradius der Innenrundung beträgt 0,016 Zoll (0,4 mm), der Außenradius 0,031 Zoll (0,8 mm). Größere Radien (bis zu 0,063 Zoll oder 1,6 mm) verbessern den Fluss und die Festigkeit. Es sollten Mindestradien verwendet werden (0,060 Zoll (1,5 mm) für Naben und Rippen). Der Radius sollte bei hoher Beanspruchung nicht weniger als 1 mm betragen; die Normen empfehlen ±0,08/±0,04 Zoll (±2/±1 mm) bei Verrundungen. Dies erhöht die Lebensdauer des Teils und verringert die Rissbildung. Rippen und Aufsätze Rippen verbessern die Verstärkung, ohne das Bauteil zu vergrößern. Legen Sie flache, abgerundete Rippen an (Verhältnis von Höhe zu Dicke nicht mehr als 3:1) und platzieren Sie sie gleichmäßig, damit sie nicht verzogen werden. Kleben Sie die Rippen mit Hohlkehlen an die Wände an, um Porosität in den Übergängen zu vermeiden. Die Höhe der Vorsprünge, die zum Befestigen oder Gewindeschneiden verwendet werden, muss ihrem Durchmesser entsprechen, und wenn der Durchmesser groß ist, müssen sie Rippen haben. Halten Sie einen Abstand von 6,5 mm (0,25 Zoll) zwischen den Vorsprüngen ein. Toleranzen von kritischen Höhen können in Rippen enthalten sein, wie z. B. in den Präzisionsausführungen von ±0,001 Zoll (±0,025 mm) Rippen. Kernbohrungen und Gewinde Bohrungen im Kern machen ihn leichter und ermöglichen Elemente wie Gewinde. Die maximale Tiefe liegt bei 3 mm Durchmesser, 9 mm blind oder 24 mm durchgehend; bei größeren Öffnungen bis zu 12 mm Durchmesser. Der Durchmesser beträgt mindestens 6 mm (0,25 Zoll), das L/D-Verhältnis bei kleinen Löchern nicht mehr als 4:1. Überlegungen zur Trennlinie Am besten ist es, die Trennlinie in einem möglichst großen Abschnitt zu platzieren, um möglichst wenig Grat zu erzeugen und ein einfaches Beschneiden zu ermöglichen. Senkrechte oder komplizierte Linien sollten vermieden werden; am besten ist eine rechtwinklige Bewegungsebene. Die Toleranzen an den Trennebenen sind die Summe der linearen Toleranzen, geteilt durch die projizierte Fläche. Projizierte Fläche Toleranz (+in) Bis 10 +0,0045 11-20 +0,005 21-50 +0,006 51-100 +0,009 Toleranzen von Präzisionsteilen Zinkdruckguss hat noch höhere Präzisionstoleranzen als der Standard, und manchmal sind 65% dieser speziellen Kontrollen






