影响压铸件尺寸精度的因素分析与优化

影响压铸件尺寸精度的因素主要有压铸件收缩率偏差、成形零部件的制造偏差、成形零部件的磨损、模具的结构以及压铸工艺等。

1.压铸件收缩率偏差的影响

压铸件压铸后的冷却收缩是影响压铸件尺寸的主要因素，对合金冷却收缩在各种情况下的规律及收缩量的大小把握得越准确，成形尺寸的准确程度就越高。

合金收缩过程一般可分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩3个阶段。压铸时，一般金属液的过热度（超过液相线的温度）不高，在高压下，液态收缩能被从浇口进入的金属液补缩，所以它对压铸件尺寸精度的影响不大。在第2阶段的凝固收缩中，虽然收缩量较大，而且补缩较为困难，但这时的收缩受到模具的限制，所以自由收缩很困难，其收缩量的比例仍不是压铸件收缩值中最大的。在第3阶段的固态收缩中，自由收缩所占的比例较大，从这个阶段开始，收缩仍在模具内产生直至压铸件从模具内脱出为止。其后，压铸件就处于自由收缩状态，收缩量的大小与脱模时压铸件温度与室温的差值、合金的种类、压铸件的大小、壁厚等因素有关。

压铸件收缩率的大小与合金种类、收缩受阻的情况及压铸件壁厚等因素有关，一般规律如下。

（1）合金的原材料不同，收缩率也不同。收缩率从大到小的顺序依次是铜合金、镁合金、铝合金、锌合金、铅合金和铅锡合金。

（2）当压铸件包住型芯的径向尺寸处于受阻方向时，收缩率较小；当与型芯轴线平行方向的尺寸处于自由收缩方向时，收缩率较大。

（3）形状复杂、型芯多的压铸件收缩率较小；形状简单、无型芯的压铸件收缩率较大。

（4）薄的压铸件收缩率较小，厚的压铸件收缩率较大。

（5）脱模时压铸件的温度与室温的差值愈大，收缩率愈大。

（6）压铸件收缩率也受模具热平衡的影响，同一压铸件的不同部位，在收缩受阻条件相同的情况下，模温不同，收缩率也不一致。例如，离浇口近的一端收缩率大，远离浇口的一端收缩率小，这对于尺寸较大的压铸件尤为显著。

在计算成形零部件工作尺寸时所采用的收缩率称为计算收缩率，其表达式为

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式中　k——计算收缩率；

Lm——室温下模具成形零件的尺寸；

Lz——室温下压铸件的尺寸。

常用压铸合金的计算收缩率如表7-1所示，压铸件实际收缩率与计算收缩率不一定完全符合，两者之间的误差必然会使工作尺寸的计算精度受到影响，因此由于收缩率不准确而产生的压铸件尺寸偏差一般需要控制在该产品尺寸公差Δ的1/5以内。

2.成形零部件制造偏差的影响

无论采用何种方法加工制造成形零部件，它们的工作尺寸总会存在一定的制造偏差。工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差两个方面。加工偏差与工作尺寸的大小、加工方法及其加工设备有关；装配偏差主要存在于镶拼尺寸段或一些活动成形结构的装配尺寸中。工作尺寸的制造偏差必然会使压铸件产品产生尺寸偏差，因此设计制造成形零部件时，一定要根据压铸件产品的尺寸精度要求，选择比较合理的成形零部件结构及加工制造方法，以便将制造偏差引起的压铸件产品尺寸偏差保持在尽可能小的范围内，在通常情况下，工作尺寸的制造偏差δz不应超过压铸件产品尺寸公差Δ的1/4。具体选取规定如下。

当压铸件为GB1800—1979的IT11～IT12级精度时，；当压铸件为GB1800—1979的IT13～IT15级精度时，。

表7-1　各种合金压铸件计算收缩率的推荐值

3.成形零部件磨损的影响

成形零部件的磨损主要来自金属熔体对它产生的冲击和摩擦，以及脱模时压铸件对它的刮磨，尤其后者的影响最大。压铸件对成形零部件的刮磨一般只发生在与脱模方向平行的部位，而与脱模方向垂直部位上的磨损在设计成形零部件时通常可以不予考虑。成形零部件的磨损与合金的种类、模具材料、模具成形部分的表面状态、模具使用时间及压铸件产品的结构形状等许多因素有关。成形零部件工作尺寸磨损后，成形出的压铸件尺寸将与磨损前成形出的尺寸存在着偏差。通常，工作尺寸的最大磨损量δc（亦即磨损引起压铸件的尺寸偏差）在压铸件产品公差Δ的1/6左右选取。

4.模具结构及压铸工艺的影响

对于同一个压铸件，分型面的选取不同，其在模具中的位置不同，压铸件上同一部位的尺寸精度就有差异。另外，选用活动型芯还是固定型芯，抽芯部位及滑动部位的形式与配合精度等对该处压铸件的尺寸精度也有影响。在压射过程中，采用较大的压射比压时，有可能使分型面胀开而出现微小的缝隙，因而从分型面算起的尺寸会增大。另外，涂料涂刷的方式、涂料涂刷的量及其均匀程度也会影响压铸件的尺寸精度。