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鎂合金壓鑄成型設計要點 2002

鎂合金壓鑄成型設計要點 2002. 報告大綱. 壓鑄機之選擇 熱室壓鑄機構造 鎂合金壓鑄件成品設計要點 壓鑄方案設計程序 壓鑄條件之決定 ( 充填時間及澆口速度 ) 澆、流道系統設計 模具分割面設定要因 鎂壓鑄品尺寸公差. 壓鑄機之選擇 (1/2). 選擇壓鑄機. A: 成品投影面積 (cm 2 ). 1.3A: 成品投影面積 + 流道 & 溢流井等鑄件 投影面積 (cm 2 ). 鎖模力 ( 噸 ) T=1.3AP/1000. P: 鑄造壓力 (Kg/cm 2 ) 熱室機鎂合金壓鑄壓力 約為 200~350 Kg/cm 2. 鎖模力.

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鎂合金壓鑄成型設計要點 2002

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Presentation Transcript

  1. 鎂合金壓鑄成型設計要點 2002

  2. 報告大綱 • 壓鑄機之選擇 • 熱室壓鑄機構造 • 鎂合金壓鑄件成品設計要點 • 壓鑄方案設計程序 • 壓鑄條件之決定(充填時間及澆口速度) • 澆、流道系統設計 • 模具分割面設定要因 • 鎂壓鑄品尺寸公差

  3. 壓鑄機之選擇 (1/2) • 選擇壓鑄機 A: 成品投影面積(cm2) 1.3A: 成品投影面積+ 流道&溢流井等鑄件 投影面積(cm2) 鎖模力(噸) T=1.3AP/1000 P: 鑄造壓力(Kg/cm2) 熱室機鎂合金壓鑄壓力 約為200~350 Kg/cm2

  4. 鎖模力 拉桿直徑 (mm) 拉桿間隔 (mm) 模具行程(mm) 模具高度(最大~最小) (mm) 最大射出力(噸) 柱塞行程(mm) 柱塞直徑(Φmm) 可鑄重量(g) 鑄造壓力(Kg/cm2) 射出噴嘴位置(mm) 押出力(噸) 押出行程(mm) 噴嘴最大凸出量(Φmm) 壓鑄機之選擇(2/2) • 熱室壓鑄機之模具安裝關係規範

  5. 熱室壓鑄機構造

  6. 鎂合金壓鑄件成品設計要點 (1/4) • 壁厚須力求平均 • 孔徑與深度關係 • 肋與壁厚關係 • D≦4~5t在此比例下應不會產生縮水痕，但非必要還是以力求壁厚平均為佳。

  7. 鎂合金壓鑄件成品設計要點(2/4) • 圓角 • 當T1=T2時；若R2=R1+T1則 R1=T1 ，若R2=0則 R1=1~1.25 T1

  8. 鎂合金壓鑄件成品設計要點(3/4) • 圓角 • 當T1=最小壁厚時 • 當T型相交時，則R1=1~1.25 T1 • 當T2 > T1時，則R1=2/3( T1+T2) & R2=0~(R1+T2) • 當十字或Y型相接時 • 當Θ=90°時，則 R1= T1 • 當Θ=45°時，則 R1= 0.7 T1 & R2= 1.5 T1 • 當Θ=30°時，則 R1= 0.5 T1 & R2= 2.5 T1

  9. 鎂合金壓鑄件成品設計要點(4/4) • 拔模角(依ADAC建議) • 一般拔模角 , 度 • 精級拔模角 , 度

  10. 壓鑄方案設計程序 (1/2) • 選擇壓鑄機 • 決定壓鑄條件 • 決定充填時間 • 決定澆口速度 • 模具分割面 • 鑄口 • 流道 • 澆口 • 湯井 • 排氣溝 • 冷卻水孔 • 押出銷 Remark:鎂合金縮水率約為 5~7/1000

  11. 壓鑄方案設計程序(2/2)

  12. 壓鑄條件之決定 (1/2) • 決定充填時間 • 鑄件平均壁厚薄者宜短 • 鑄件厚度不均形狀複雜者宜長 • 鑄件表面光滑度好者宜短 • 鑄件模具溫度低者宜短 • 鑄件重量重者宜長(反之，輕者宜短) Remark:鎂合金壓鑄充填時間依平均厚度(mm)參考值如下表

  13. 壓鑄條件之決定(2/2) • 決定澆口速度 • 鑄件平均壁厚薄者宜快 • 鑄件厚度不均形狀複雜者宜快 • 鑄件表面光滑度好者宜快 • 鑄件充填長度長者宜快 Remark:鎂合金壓鑄澆口速度40~75 m/s (參考值)

  14. 澆、流道系統設計(1/10) • 一般通則 • 澆口應在充填困難地方優先設置 • 各澆口大小應依其主要充填區、鑄件體積比例分配設置 • 各澆口設置應在最小阻抗位置 • 分流道與主流道必須維持平衡及漸縮 • 流道轉彎處應設凸出部以吸收雜質(如鑄液之前端固化物) • 流道轉彎及截面積避免突然改變(因尖角易造成亂流及捲入空氣) • 流道轉彎時，截面積應適度減小才不會捲入空氣

  15. 澆、流道系統設計(2/10) • 流道轉彎截面積漸縮一般原則如下圖:

  16. 澆、流道系統設計(3/10) • 充填模式 • 橫越式充填模式 (常用於平板充填) • 漩渦式充填模式 (常用於中間有孔鑄件充填) • 決定充填模式的原則 • 各個充填區域儘量能同時充填完畢 • 非直接充填區域越小越好 • 金屬流動路徑越短越好

  17. 澆、流道系統設計(4/10) • 扇形澆口系統設計 • 扇形澆口系統適用於澆口長度受限的鑄件 • 扇形澆口其特性中央速度高，兩端速度較小 • 扇形澆口兩端夾角應小於90°，如開的太大兩側並無熔湯射出 • 扇形澆口其特性就是由較窄的流道轉變到較寬的澆口 • 扇形澆口截面積由進口到出口其截面的寬與深建議比例如下: • 流道面積:澆口面積 = 1.5: 1 • 流道厚度:澆口厚度 = 3: 1 • 扇形長度:澆口寬度 = 1.34: 1

  18. 澆、流道系統設計(5/10) • 錐形流道系統設計 • 錐形流道適用於澆口長度較長的鑄件其流道所佔體積較小 • 錐形流道其特性是藉改變流道入口面積與澆口面積比，來控制流動角的大小 • 錐形流道藉控制流動角的大小，便可控制充填模式

  19. 澆、流道系統設計(6/10) • 澆口設計 • 澆口面積計算公式 V:壓鑄件體積(含溢流井體積)(cm3) Vg:澆口速度 (m/s) t:充填時間 (s) Ag:澆口面積(mm2) • 舉例說明:鑄件(含溢流井)重400g,平均壁厚1.4mm, V=400/1.8=222.22 cm3 (鎂鑄件比重為1.8) 假設Vg=55m/s, t=0.03 則Ag=222.22/(55*0.03)=134.68 mm2 ,另澆口厚度不得超出鑄件厚度的一半，因而在此定為0.55mm ，故澆口寬度=134.68/0.55=245mm ，但澆口形狀計算值應為實際生產時的75~85% ，以利試鑄後之修正

  20. 澆、流道系統設計(7/10) • 澆口與鑄件接合之方式 • 側向充填:使熔湯進入模穴時有特定角度

  21. 澆、流道系統設計(8/10) • 澆口與鑄件接合之方式 • 端部充填:使熔湯容易往上充填，適用於深槽壓鑄件

  22. 澆、流道系統設計(9/10) • 澆口與鑄件接合之方式 • 對合充填:適用於圓筒形壓鑄件

  23. 澆、流道系統設計(10/10) • 澆口與鑄件接合之方式 • 墊形充填:適用於平板壓鑄件及整緣容易要求鑄件

  24. 模具分割面設定要因(1/7) • 熔液流動性 • 尺寸精度 • 模具構造

  25. 模具分割面設定要因(2/7) • 模具分割面選定原則 • 無死角 • 製品須卡在可動模 • 符合壓鑄品的品質要求 • 必須利於對熔液有流動影響的鑄口、 流道、澆口與湯井等位置及面積設立 • 壓鑄後半成品須無去邊、修飾、機械加工上的問題 • 應利於模具製造加工及模具壽命 • 應利於鑄造生產性

  26. 模具分割面設定要因(3/7) • 模具分割面的記號 • 分割面以此記號表示 ，此記號表示模具打開方向，此方向側通常應在可動模。 • 模具分割面設置位置對製品尺寸精度、外觀品質之探討 (參考下頁圖示) • A處設分割面，則D1, D3須有滑動模心，易造成與D2的同心精度變差，且D2的真圓度及外觀品質亦差，但熔液流動性則較B,C的分割面為佳。 • B處設分割面則D1是在可動模形成的徑，D2, D3在固定模形成的徑，因此須注意其可能因偏心所造成相對尺寸精度的偏差。 • C處設分割面則D1, D2是在可動模形成的徑，D3在固定模形成的徑，因此須注意其可能因偏心所造成相對尺寸精度的偏差。

  27. 模具分割面設定要因(4/7)

  28. 模具分割面設定要因(5/7) • 模具分割面設定例一 • 壓鑄件因熔液冷卻收縮會在鑄件內徑產生壓縮力，作用於模具而生成磨擦力，所以可利用此慣性來設定分模面並設計不同拔模角於固定模與可動模，而使壓鑄件開模時附著於可動模。

  29. 模具分割面設定要因(6/7) • 模具分割面設定例二 • 以此例設定分模面，則湯井排氣溝位置合理。因自澆口射出熔液會將氣體逼入 A部，而經由湯井及排氣溝順利排出使熔液的流動性較佳。

  30. 模具分割面設定要因(7/7) • 模具分割面設置位置對模具故障及模具壽命影響: • I處設分割面，澆口位置在I分割面上，則噴出的熔液在模具小體積A部發生激烈衝擊，易使A部因熱疲勞產生變形、龜裂及熔損等情形。 • II處設分割面，則熔液在B部位衝擊，但此部份模心體積較大故較A部的疲勞、熔損程度輕，但如C部距離短則在B部份仍會發生龜裂及熔損等現象。

  31. 鎂壓鑄品尺寸公差(1/9) • 線性尺寸公差:一般公差(ADCI-E1-65)(表1) • 線性尺寸公差:精密公差(ADCI-E1-65)(表2)

  32. 鎂壓鑄品尺寸公差(2/9) • 分模面公差: (ADCI-E2-65)(表3) • 分模面公差即是將圖1中長度A之公差，追加垂直於分模面方向的尺寸公差。 • 例如鎂合金壓鑄投影面積450cm2, A為20mm則A=20mm且為精密公差依(表2)其公差值應為± 0.10,投影面積為450cm2依(表3)其公差值應為± 0.20,故A之總公差量應為± (0.10+0.20)= ± 0.30，故A的尺寸及總公差應標記為20 ± 0.30

  33. 鎂壓鑄品尺寸公差(3/9) • 側滑模公差(ADCI-E3-65)(表4) • 側滑模公差即是將圖2中A之公差追加於表4之公差 • 例如鎂合金壓鑄活動模心投影面積450cm2, A為20mm則A=20mm且為精密公差依(表2)其公差值應為± 0.10,活動模心投影面積為450cm2依(表4)其公差值應為± 0.40,故A之總公差量應為± (0.10+0.40)= ± 0.50，故A的尺寸及總公差應標記為20 ± 0.50

  34. 鎂壓鑄品尺寸公差(4/9) • 平面度公差(ADCI-E5-65)(表5) • 模銷孔之角度公差: (ADCI-E11-65)(表6)

  35. 鎂壓鑄品尺寸公差(5/9) • M:ADCI-E6之最大孔深(表7) • 鎂壓鑄品模銷孔徑大於25mm時，直徑與深度比為1:6

  36. 鎂壓鑄品尺寸公差(6/9) • 平面之角度公差(ADCI-E11-65) • 平面和基準面在同一模穴或同一側滑模之一部份 • 面長75mm以下…………………………..0.13mm • 超過75mm每25mm追加公差……………0.025mm

  37. 鎂壓鑄品尺寸公差(7/9) • 平面之角度公差(ADCI-E11-65) • 平面和基準面不在同一模穴(分別在可動及固定模側) • 面長75mm以下…………………………..0.20mm • 超過75mm每25mm追加公差……………0.04mm

  38. 鎂壓鑄品尺寸公差(8/9) • 平面之角度公差(ADCI-E11-65) • 平面由側滑模成型而基準面和分模面平行 • 面長75mm以下…………………………..0.20mm • 超過75mm每25mm追加公差……………0.04mm

  39. 鎂壓鑄品尺寸公差(9/9) • 平面之角度公差(ADCI-E11-65) • 兩平面由側滑模成型而基準面和分模面平行 • 面長75mm以下…………………………..0.28mm • 超過75mm每25mm追加公差……………0.075mm

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