压铸件结构设计规范.doc

资源描述

压铸件结构设计规范.doc

《压铸件结构设计规范.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压铸件结构设计规范.doc（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

压铸件结构设计规范.doc

压铸件结构设计

压铸件结构设计是压铸工作的第一步。

设计的合理性和工艺适应性将会影响到后续工作的顺利进行，如分型面选择、内浇口开设、推出机构布置、模具结构及制造难易、合金凝固收缩规律、铸件精度保证、缺陷的种类等，都会以压铸件本身工艺性的优劣为前提。

1、压铸件零件设计的注意事项

⑴、压铸件的设计涉及四个方面的内容：

a、即压力铸造对零件形状结构的要求；

b、压铸件的工艺性能；

c、压铸件的尺寸精度及表面要求；

d、压铸件分型面的确定；

压铸件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分，设计时必须考虑以下问题：

模具分型面的选择、浇口的开设、顶杆位置的选择、铸件的收缩、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺陷的防范、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面；

⑵、压铸件的设计原则是：

a、正确选择压铸件的材料；

b、合理确定压铸件的尺寸精度；

c、尽量使壁厚分布均匀；

d、各转角处增加工艺园角，避免尖角。

⑶、压铸件分类

按使用要求可分为两大类，一类承受较大载荷的零件或有较高相对运动速度的零件，检查的项目有尺寸、表面质量、化学成分、力学性能（抗拉强度、伸长率、硬度）；另一类为其它零件，检查的项目有尺寸、表面质量及化学成分。

在设计压铸件时，还应该注意零件应满足压铸的工艺要求。

压铸的工艺性从分型面的位置、顶面推杆的位置、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面考虑。

合理确定压铸面的分型面，不但能简化压铸型的结构，还能保证铸件的质量。

⑷、压铸件结构的工艺性：

1）尽量消除铸件内部侧凹，使模具结构简单。

2）尽量使铸件壁厚均匀，可利用筋减少壁厚，减少铸件气孔、缩孔、变形等缺陷。

3）尽量消除铸件上深孔、深腔。

因为细小型芯易弯曲、折断，深腔处充填和排气不良。

4）设计的铸件要便于脱模、抽芯。

5）肉厚的均一性是必要的。

6）避免尖角。

7）注意拔模角度。

8）注意产品之公差标注。

9）太厚太薄皆不宜。

10）避免死角倒角（能少则少）。

11）考虑后加工的难易度。

12）尽量减少产品内空洞。

13）避免有半岛式的局部太弱的形状。

14）太长的成形孔，或太长的成形柱皆不宜。

2、压铸件零件设计

⑴、压铸件的形状结构

a、消除内部侧凹；

b、避免或减少抽芯部位；

c、避免型芯交叉；合理的压铸件结构不仅能简化压铸型的结构，降低制造成本，同时也改善铸件质量。

⑵、壁厚

压铸件的壁厚对铸件质量有很大的影响。

以铝合金为例，薄壁比厚壁具有更高的强度和良好的致密性。

因此，在保证铸件有足够的强度和刚性的条件下，应尽可能减少其壁厚，并保持壁厚均匀一致。

铸件壁太薄时，使金属熔接不好，影响铸件的强度，同时给成型带来困难；壁厚过大或严重不均匀则易产生缩瘪及裂纹。

随着壁厚的增加，铸件内部气孔、缩松等缺陷也随之增多，同样降低铸件的强度。

压铸件的壁厚一般以2.5～4mm为宜，壁厚超过6mm的零件不宜采用压铸。

推荐采用的最小壁厚和正常壁厚见表1。

表1压铸件的最小壁厚和正常壁厚

壁厚处的面积a×b（cm2）

锌合金

铝合金

镁合金

铜合金

壁厚h（mm）

最小

正常

最小

正常

最小

正常

最小

正常

≤25

0.5

1.5

0.8

2.0

0.8

2.0

0.8

1.5

＞25～100

1.0

1.8

1.2

2.5

1.2

2.5

1.5

2.0

＞100～500

1.5

2.2

1.8

3.0

1.8

3.0

2.0

2.5

＞500

2.0

2.5

4.0

2.5

4.0

2.5

3.0

最大壁厚与最小壁厚之比不要大于3：

1（应设计壁厚均匀，保证足够强度与刚度的前提）。

压铸件壁厚度（通常称壁厚）是压铸工艺中一个具有特殊意义的因素，壁厚与整个工艺规范有着密切关系，如填充时间的计算、内浇口速度的选择、凝固时间的计算、模具温度梯度的分析、压力（最终比压）的作用、留模时间的长短、铸件顶出温度的高低及操作效率；

a、零件壁厚偏厚会使压铸件的力学性能明显下降，薄壁铸件致密性好，相对提高了铸件强度及耐压性；

b、铸件壁厚不能太薄，太薄会造成铝液填充不良，成型困难，使铝合金熔接不好，铸件表面易产生冷隔等缺陷，并给压铸工艺带来困难；

压铸件随壁厚的增加，其内部气孔、缩孔等缺陷增加，故在保证铸件有足够强度和刚度的前提下，应尽量减小铸件壁厚并保持截面的厚薄均匀一致，为了避免缩松等缺陷，对铸件的厚壁处应减厚（减料），增加筋；对于大面积的平板类厚壁铸件,设置筋以减少铸件壁厚。

1）压铸件壁厚与性能有关。

2）压铸件壁厚影响金属液填充型腔状态，最终影响铸件表面质量。

3）压铸件壁厚影响金属料消耗及成本。

在设计压铸件时，往往为保证强度和刚度的可靠性，以为壁越厚性能越好；实际上对于压铸件来说，随着壁厚增加，力学性能明显下降。

原因是在压铸过程中，当金属液以高压、高速的状态进入型腔，与型腔表面接触后很快冷却凝固。

受到激冷的压铸件表面形成一层细晶粒组织。

这层致密的细晶粒组织的厚度约为0.3m左右，因此薄壁压铸件具有更高的机械性能。

相反，厚壁压铸件中心层的晶粒较大，易产生内部缩孔、气孔，外表面凹陷等缺陷，使压铸件的机械性能随着壁厚的增加而降低。

随着壁厚的增加，金属料消耗多，成本也增加。

但如果单从结构性计算出最小壁厚，而忽略了铸件的复杂程度时，也会造成液态金属充填型腔状态不理想，产生缺陷。

在满足产品使用功能要求前提下，综合考虑各后工序过程的影响，以最低的金属消耗取得良好的成型性和工艺性，以采取正常、均匀的壁厚为佳。

⑶、铸造圆角

压铸件各部分相交应有圆角（分型面处除外），使金属填充时流动平稳，气体容易排出，并可避免因锐角而产生裂纹。

对于需要进行电镀和涂饰的压铸件，圆角可以均匀镀层，防止尖角处涂料堆积。

压铸件的圆角半径R一般不宜小于1mm，最小圆角半径为0.5mm，见表2。

铸造圆角半径的计算见表3。

表2压铸件的最小圆角半径（mm）

压铸合金

圆角半径R

压铸合金

圆角半径R

锌合金

0.5

铝、镁合金

1.0

铝锡合金

0.5

铜合金

1.5

表3铸造圆角半径的计算（mm）

相连接两壁的厚度

图例

圆角半径

相等壁厚

rmin=Kh

rmax=Kh

R=r＋h

不等壁厚

r≥（h＋h1）/3

R=r＋（h＋h1）/2

说明：

①、对锌合金铸件，K=1/4；对铝、镁、合金铸件，K=1/2。

②、计算后的最小圆角应符合表2的要求。

压铸件上凡是壁与壁的连接，不论直角、锐角或钝角、盲孔和凹槽的根部，都应设计成圆角，只有当预计确定为分型面的部位上，才不采用圆角连接，其余部位一般必须为圆角，圆角不宜过大或过小，过小压铸件易产生裂纹，过大易产生疏松缩孔，压铸件圆角一般取：

1/2壁厚≤R≤壁厚。

圆角的作用是有助于金属的流动，减少涡流或湍流；避免零件上因有圆角的存在而产生应力集中而导致开裂；当零件要进行电镀或涂覆时，圆角可获得均匀镀层，防止尖角处沉积；可以延长压铸模的使用寿命，不致因模具型腔尖角的存在而导致崩角或开裂。

圆角可使金属液流动顺畅，改善充型持性，气体容易排出。

同时，避免尖角产生应力集中而导致裂纹缺陷。

特别是压铸件需要电镀处理时，圆角对于保证其良好的电镀效果是十分必要的。

⑷、拔模斜度

设计压铸件时，就应在结构上留有结构斜度，无结构斜度时，在需要之处，必须有脱模的工艺斜度。

斜度的方向，必须与铸件的脱模方向一致。

推荐的脱模斜度见表4。

表4脱模斜度

合金

配合面的最小脱模斜度

非配合面的最小脱模斜度

外表面α

内表面β

外表面α

内表面β

锌合金

0°10′

0°15′

0°45′

铝、镁合金

0°15′

0°30′

1°

铜合金

0°30′

0°45′

1°

1°30′

说明：

①、由此斜度而引起的铸件尺寸偏差，不计入尺寸公差值内。

②、表中数值仅适用型腔深度或型芯高度≤50mm，表面粗糙度在Ra0.1，大端与小端尺寸的单面差的最小值为0.03mm。

当深度或高度＞50mm，或表面粗糙度超过Ra0.1时，则脱模斜度可适当增加。

斜度作用是减少铸件与模具型腔的摩擦，容易取出铸件；保证铸件表面不拉伤；延长压铸模使用寿命，铝合金压铸件一般最小铸造斜度如下：

铝合金压铸件最小的铸造斜度

外表面

内表面

型芯孔（单边）

1°

1°30′

2°

为了顺利脱模，减少推出力、抽芯力，减少模具损耗，在设计压铸件时，应在结构上有尽可能大的斜度。

从而减少压铸件与模具的摩擦，容易取出铸件，也使铸件表面不被拉伤，保证表面光洁。

⑸、加强筋

加强筋的设置可以增加零件的强度和刚性，同时改善了压铸的工艺性。

但须注意：

①分布要均匀对称；

②与铸件连接的根部要有圆角；

③避免多筋交叉；

④筋宽不应超过其相连的壁的厚度。

当壁厚小于1.5mm时，不宜采用加强筋；

⑤加强筋的脱模斜度应大于铸件内腔所允许的铸造斜度。

一般采用的加强筋的尺寸按表5选取：

壁厚

t≤3

t＞3

t1=0.6t～t

t2=0.75t～t

（0.4～0.7）t

高度h

h≤5t

（0.6～1）t

最小圆角r

r≤0.5mm

最小圆角R

R≥0.5t～t

（t—压铸件壁厚，最大不超过6～8mm）

大于或等于2.5㎜，会降低抗拉强度，易产生气孔，缩孔。

设计原则：

1、受力大，减小壁厚，改善强度。

2、对称布置，壁厚均匀，避免缩孔气孔。

3、与料流方向一致，避免乱流。

4、避免在肋上设置任何零部件。

筋的作用是壁厚改薄后，用以提高零件的强度和刚性，防止减少铸件收缩变形，以及避免工件从模具内顶出时发生变形，填充时用以作用辅助回路（金属流动的通路），压铸件筋的厚度应小于所在壁的厚度，一般取该处的厚度的2/3~3/4。

压铸件倾向采用均匀的薄壁，为了提高其强度和刚性，防止变形，不应单纯用增加壁厚的方法，而应采用适当的薄壁加强筋达此目的。

加强筋应对称布置，厚度均匀，避免新的金属堆聚。

为减少脱模时的阻力，加强筋应有铸造斜度。

⑹、压铸孔和孔到边缘的最小距离

1）铸孔

压铸件的孔径和孔深，对要求不高的孔可以直接压出，按表5。

表5最小孔径和最大孔深

孔径

合金

类别

最小孔径d（mm）

最大孔深（mm）

孔的最小斜度

一般的

技术上可能的

盲孔

通孔

d＞5

d＜5

d＞5

d＜5

锌合金

1.5

0.8

12d

0～0.3%

铝合金

2.5

2.0

0.5%～1%

镁合金

2.0

1.5

10d

0～0.3%

铜合金

4.0

2.5

2%～4%

说明：

①、表内深度系指固定型芯而言，,对于活动的单个型芯其深度还可以适当增加。

②、对于较大的孔径，精度要求不高时，孔的深度亦可超出上述范围。

铸件的孔应尽量铸出，这不仅可使壁厚均匀，减少热节，节约金属，而且可节省机加工工时。

压铸件可压铸出的孔的最小尺寸和深度，受到形成孔的型芯在型腔中的分布位置的制约。

细型芯在抽出时易弯曲或折断，因此孔的最小尺寸和深度受到一定限制。

其深度应带有一定斜度，以便于抽芯。

对于压铸件自攻螺钉用的底孔，推荐采用的底孔直径见表6。

表6自攻螺钉用底孔直径（mm）

螺纹规格d

M2.5

M3.5

展开阅读全文