Linii directoare pentru proiectarea pieselor de precizie turnate sub presiune din zinc
zamak 5, Zinc turnat sub presiuneTurnarea sub presiune a zincului este o metodă de producție flexibilă care presupune injectarea cu presiune ridicată a materiei topite din aliaj de zinc într-o matriță special concepută pentru a crea piese complexe și de înaltă precizie. O astfel de abordare este potrivită în special pentru piesele de precizie, deoarece zincul are o fluiditate ridicată, un punct de topire scăzut și poate fi prelucrat la toleranțe strânse fără prea multă postprocesare. Turnarea sub presiune a zincului este utilizată în industrii precum automobile, electronică, bunuri de consum și dispozitive medicale pentru piese, inclusiv conectori, angrenaje, carcase și mecanisme complexe care necesită toleranțe dimensionale și longevitate. Majoritatea aliajelor de zinc sunt prelucrate cu ajutorul mașinilor cu cameră fierbinte, care permit cicluri rapide și o calitate constantă. Piesele precise beneficiază de capacitatea zincului de a produce pereți subțiri, geometrii complexe și piese de formă netă, reducând risipa de material și timpul de asamblare. Cu toate acestea, se obțin rate ridicate de succes atunci când sunt respectate reguli specifice de proiectare și sunt luate în considerare proprietățile materialelor, forma, forma și parametrii de prelucrare. Aceste reguli contribuie la reducerea defectelor, la îmbunătățirea fabricabilității și la sporirea preciziei. Acest articol identifică principalele orientări susținute de standardele industriale stabilite de organizații pentru a ajuta inginerii să proiecteze piese de precizie turnate sub presiune cu zinc. Avantajele turnării sub presiune a zincului pentru piese de precizie Utilizarea zincului turnat sub presiune oferă mai multe beneficii, făcându-l unul dintre cele mai bune materiale pentru aplicații de precizie. Material de selecție: Aliaje de zinc Selectarea aliajului de zinc corect este importantă pentru piesele de precizie, deoarece afectează proprietățile mecanice, capacitatea de turnare și toleranțele. Seria Zamak pentru turnare sub presiune (2, 3, 5, 7) și seria ZA (8, 12, 27) au compoziții și proprietăți de performanță specifice. Tabelul de mai jos va rezuma tipurile de aliaj de zinc utilizate în fabricarea pieselor de precizie: Tipuri de aliaje de zinc Rezistența la tracțiune (ksi/MPa) Alungire % Duritate (BHN) Densitate g/cm³ Limita de curgere (MPa) Punct de topire °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 Aceste proprietăți pot fi utilizate pentru a se asigura că aliajele de zinc îndeplinesc specificațiile de precizie și că piesele complexe au scoruri de fluiditate ridicate (1-2 pe o scară 1-4; 1 cel mai bun). Pentru a fi mai exacți, producătorii ar dori să aleagă aliaje precum Zamak 3 sau ZA-8 datorită stabilității și capacității lor de a rezista toleranțelor strânse. Orientări cheie de proiectare O bună turnare sub presiune a zincului este concepută pentru a facilita curgerea și ejecția, menținând în același timp rezistența la costuri minime. Grosimea peretelui Grosimea peretelui trebuie să fie uniformă pentru a evita porozitatea și deformarea. Pentru piesele de precizie, păstrați-o în limitele +/-10% și utilizați o grosime minimă de 0,040 inci (1 mm) pentru un finisaj bun al suprafeței, și la fel de fină ca 0,020 inci (0,5 mm) în cazul modelelor miniaturale. Raportul dintre secțiunile groase și cele subțiri trebuie să fie mai mic de 3:1 pentru a minimiza riscul de porozitate; de preferință, raportul dintre diametrele sferelor înscrise nu trebuie să depășească 6:1. Îngroșarea pereților sporește debitul, dar crește durata ciclului și consumul. La distanțe depărtate de lingou, grosimea minimă se modifică: sub 0,5 mm în zone mai mici de 50 mm, până la 2 mm la 200 mm. Pot fi utilizate diferite simulări pentru a verifica proiectele. În cazul turnării zincului, specificați o grosime minimă de 0,635 mm (0,025 inch) în locurile selectate, dar de 1,016 mm (0,040 inch) în locurile cele mai bune ca turnare. Unghiuri de tragere Unghiurile de tragere ajută la ejectarea pieselor și previn deteriorarea matriței. Pentru zinc, unghiurile minime sunt de 0,5 ° -1 pe suprafețele exterioare, 1 ° -1 pe suprafețele interioare și 0,1 ° -1 pe găurile rotunde. Elementele scurte care utilizează părți mobile (elemente ale matriței) pot fi imprimate în zero, dar sunt mai scumpe. Pentru nervuri, se utilizează o conicitate de 5-10 atunci când nu este paralelă cu contracția. Diferite standarde oferă calcule de tiraj: toleranțele standard sunt de 50 (unghi de tiraj de aproximativ 1,9 grade la o adâncime de 1 inch) pentru pereții interiori și 100 pentru pereții exteriori. Există, de asemenea, toleranțe de precizie care permit un tiraj constant de 60 și 120. Filete și raze Filetele și razele trebuie adăugate întotdeauna, deoarece marginile ascuțite duc la concentrarea tensiunilor și la eroziunea matriței. Raza minimă a filetului interior este de 0,016 inci (0,4 mm), iar cea exterioară de 0,031 inci (0,8 mm). Razele de dimensiuni mai mari (până la 0,063 inci sau 1,6 mm) îmbunătățesc curgerea și rezistența. Trebuie utilizate raze minime (0,060 inci (1,5 mm) pentru bosaje și nervuri). Raza la solicitări mari nu trebuie să fie mai mică de 1 mm; standardele sugerează ±0,08/±0,04 inci (±2/±1 mm) în filete. Acest lucru îmbunătățește durata de viață a piesei și reduce fisurarea. Nervuri și bosaje Nervurile sporesc ranforsarea fără a adăuga volum. Creați nervuri puțin adânci, rotunjite (raportul înălțime/grosime nu mai mare de 3:1) și spațiați-le uniform, astfel încât să nu fie distorsionate. Lipiți nervurile de pereți cu filete pentru a evita porozitatea în intersecție. Înălțimea bosajelor utilizate pentru montare sau filetare trebuie să fie egală cu diametrul acestora, iar atunci când diametrul este mare, acestea trebuie să aibă nervuri. Păstrați o distanță de 0,25 inci (6,5 mm) între bosaje. Toleranțele de înălțimi critice pot fi conținute în nervuri, cum ar fi în cazul modelelor de precizie cu nervuri de ±0,001 inci (±0,025 mm). Găuri în miez și filete Găurile realizate în miez îl fac mai ușor și permit elemente precum filetele. Adâncimile maxime sunt de aproximativ 3 mm diametru, 9 mm orb sau 24 mm prin; până la 12 mm diametru cu deschideri mai mari. Cel puțin 6 mm (0,25 inch) în diametru, raportul L/D nu mai mare de 4:1 în găurile mici. Considerații privind linia de separație Cel mai bine este să plasați linia de separație în cea mai mare secțiune posibilă pentru a produce cea mai mică cantitate de sclipire și pentru a permite o tăiere ușoară. Trebuie evitate liniile verticale sau complicate; unghiurile drepte ale planului de mișcare al matriței sunt cele mai bune. Toleranțele la liniile de separare sunt suma celor liniare, în funcție de suprafața proiectată. Suprafața proiectată Toleranță (+in) Până la 10 +0.0045 11-20 +0.005 21-50 +0.006 51-100 +0.009 Toleranțe ale pieselor de precizie Turnarea sub presiune a zincului are toleranțe de precizie chiar mai mari decât cele standard și, uneori, 65% din aceste controale speciale sunt










