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压铸件构造设计规范
压铸件构造设计规范

压铸件构造设计
压铸件构造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、推出机构部署、模具构造及制造难易、合金凝结缩短规律、铸件精度保证、
缺点的种类等,都会以压铸件自己工艺性的好坏为前提。
1、压铸件零件设计的注意事项
⑴、压铸件的设计波及四个方面的内容:
a、即压力锻造对零件形状构造的要求;
b、压铸件的工艺性能;
、压铸件的尺寸精度及表面要求;
d、压铸件分型面确实定;
压铸件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分,设计时一定考虑以下问题:模具分型面的选择、浇
口的开设、顶杆地点的选择、铸件的缩短、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺点的防备、铸孔的相关要求、
缩短变形的相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、正确选择压铸件的资料;
b、合理确立压铸件的尺寸精度;
、尽量使壁厚散布平均;
d、各转角处增添工艺园角,防止尖角。
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);另一类为其他零件,检查的项目有尺
寸、表面质量及化学成分。
在设计压铸件时,还应当注意零件应知足压铸的工艺要求。压铸的工艺性从分型面的地点、顶面推杆
的地点、铸孔的相关要求、缩短变形的相关要求以及加工余量的大小等方面考虑。合理确立压铸面的分型
面,不只能简化压铸型的构造,还可以保证铸件的质量。
⑷、压铸件构造的工艺性:
尽量除去铸件内部侧凹,使模具构造简单。
尽量使铸件壁厚平均,可利用筋减少壁厚,减少铸件气孔、缩孔、变形等缺点。
尽量除去铸件上深孔、深腔。因为渺小型芯易曲折、折断,深腔处充填和排气不良。
设计的铸件要便于脱模、抽芯。
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5)肉厚的均一性是必需的。
6)防止尖角。
7)注意拔模角度。
8)注意产品之公差标明。
9)太厚太薄皆不宜。
10)防止死角倒角(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)防止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、压铸件的形状构造
a、除去内部侧凹;
b、防止或减少抽芯部位;
、防止型芯交错;合理的压铸件构造不单能简化压铸型的构造,降低制造成本,同时也改良铸件质
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,薄壁比厚壁拥有更高的强度和优秀的致密性。
所以,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,并保持壁厚平均一致。
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;壁厚过大或严重不平均则
易产生缩瘪及裂纹。跟着壁厚的增添,铸件内部气孔、缩松等缺点也随之增加,相同降低铸件的强度。
压铸件的壁厚一般以~4mm为宜,壁厚超出6mm的零件不宜采纳压铸。介绍采纳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
b
a
h
壁厚处的面积a×
锌合金
铝合金
镁合金
铜合金
b(cm2)
壁
厚h
(mm)
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最小
正常
最小
正常
最小
正常
最小
正常
≤25
>25~100
>100~500
>500
最大壁厚与最小壁厚之比不要大于
3:1(应设计壁厚平均,保证足够强度与刚度的前提)。
压铸件壁厚度(往常称壁厚)是压铸工艺中一个拥有特别意义的要素,壁厚与整个工艺规范有着亲密关系,如填补时间的计算、内浇口速度的选择、凝结时间的计算、模具温度梯度的剖析、压力(最后比压)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显然降落,薄壁铸件致密性好,相对提升了铸件强度及耐压
性;
b、铸件壁厚不可以太薄,太薄会造成铝液填补不良,成型困难,使铝合金熔接不好,铸件表面易产生
冷隔等缺点,并给压铸工艺带来困难;
压铸件随壁厚的增添,其内部气孔、缩孔等缺点增添,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平均一致,为了防止缩松等缺点,对铸件的厚壁处应减厚(减料),
增添筋;关于大面积的平板类厚壁铸件,设置筋以减少铸件壁厚。
压铸件壁厚与性能相关。
压铸件壁厚影响金属液填补型腔状态,最后影响铸件表面质量。
压铸件壁厚影响金属料耗费及成本。
在设计压铸件时,常常为保证强度和刚度的靠谱性,认为壁越厚性能越好;实质上关于压铸件来说,
跟着壁厚增添,力学性能显然降落。原由是在压铸过程中,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结。遇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
,所以薄壁压铸件拥有更高的机械性能。相反,厚壁压铸件中心层的晶粒较大,易产生内
部缩孔、气孔,表面面凹陷等缺点,使压铸件的机械性能跟着壁厚的增添而降低。
跟着壁厚的增添,金属料耗费多,成本也增添。但假如单从构造性计算出最小壁厚,而忽视了铸件的
复杂程度时,也会造成液态金属充填型腔状态不理想,产生缺点。
在知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,以最低的金属耗费获得优秀的成型
性和工艺性,以采纳正常、平均的壁厚为佳。
⑶、锻造圆角
压铸件各部分订交应有圆角(分型面处除外),使金属填补时流动安稳,气体简单排出,并可防止因
锐角而产生裂纹。关于需要进行电镀和涂饰的压铸件,圆角能够平均镀层,防备尖角处涂料聚积。
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压铸件的圆角半径R一般不宜小于1mm,,见表2。锻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
锌合金铝、镁合金
铝锡合金铜合金
表3锻造圆角半径的计算(mm)
相连结两壁的厚度图例圆角半径
h
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相等壁厚
rh
R
不等壁厚

rmin=Kh
rmax=Kh
R=r+h
≥(h+h1)/3R=r+(h+h1)/2
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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切合表2的要求。
压铸件上凡是壁与壁的连结,无论直角、锐角或钝角、盲孔和凹槽的根部,都应设计成圆角,只有当估计确立为分型面的部位上,才不采纳圆角连结,其他部位一般一定为圆角,圆角不宜过大或过小,过小
压铸件易产生裂纹,过大易产生分松缩孔,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;防止零件上因有圆角的存在而产生应力集中而致使开裂;当零件要进行电镀或涂覆时,圆角可获取平均镀层,防备尖角处堆积;能够延长压铸模的使用寿命,不致因模具型腔尖角的存在而致使崩角或开裂。
圆角可使金属液流动顺畅,改良充型持性,气体简单排出。同时,防止尖角产生应力集中而致使裂纹缺点。
特别是压铸件需要电镀办理时,圆角关于保证其优秀的电镀成效是十分必需的。
⑷、拔模斜度
设计压铸件时,就应在构造上留有构造斜度,无构造斜度时,在需要之处,一定有脱模
的工艺斜度。斜度的方向,一定与铸件的脱模方向一致。介绍的脱模斜度见表4。
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表4
脱模斜度
配合面的最小脱模
非配合面的最小脱
合金
斜度
模斜度
α
表面面α内表面β表面面α内表面β
H
h
锌合金
0°10′0°15
′
0°15′0°45′
铝、镁合金0°15′0°30
′
0°30′1°
β
铜合金
0°30′0°45
′
1°
1°30′
说明:①、由此斜度而惹起的铸件尺寸误差,不计入尺寸公差值内。
②、表中数值仅合用型腔深度或型芯高度≤50mm,表面粗拙度在,。当深度或高度>50mm,或表面粗拙度超出时,则脱模斜度可适合增添。
斜度作用是减少铸件与模具型腔的摩擦,简单拿出铸件;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锻造斜度以下:
铝合金压铸件最小的锻造斜度
表面面内表面型芯孔(单边)
1°1°30′2°
为了顺利脱模,减少推卖力、抽芯力,减少模具消耗,在设计压铸件时,应在构造上有尽可能大的斜
度。进而减少压铸件与模具的摩擦,简单拿出铸件,也使铸件表面不被拉伤,保证表面光洁。
⑸、增强筋
增强筋的设置能够增添零件的强度和刚性,同时改良了压铸的工艺性。
但须注意:
①散布要平均对称;
②与铸件连结的根部要有圆角;
③防止多筋交错;
④筋宽不该超出其相连的壁的厚度。当壁厚小于
,不宜采纳增强筋;
⑤增强筋的脱模斜度应大于铸件内腔所同意的锻造斜度。
一般采纳的增强筋的尺寸按表
5选用:
t1
壁厚
t≤3
t>3
t1
t1=~t
h
t2
t2=~t
(~)t
R
高度h
h≤5t
(~1)t
t
t2
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图1
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最小圆角
最小圆角

r
R

≤≥~t
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(t—压铸件壁厚,最大不超出6~8mm)
大于或等于㎜,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,改良强度。
、对称部署,壁厚平均,防止缩孔气孔。
、与料流方向一致,防止乱流。
、防止在肋上设置任何零零件。
筋的作用是壁厚改薄后,用以提升零件的强度和刚性,防备减少铸件缩短变形,以及防止工件从模具
内顶出时发生变形,填补时用以作用协助回路(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。
压铸件偏向采纳平均的薄壁,为了提升其强度和刚性,防备变形,不该纯真用增添壁厚的方法,而应
采纳适合的薄壁增强筋达此目的。
增强筋应付称部署,厚度平均,防止新的金属堆聚。为减少脱模时的阻力,增强筋应有锻造斜度。
⑹、压铸孔和孔到边沿的最小距离
1)铸孔
压铸件的孔径和孔深,对要求不高的孔能够直接压出,按表5。
表5最小孔径和最大孔深
孔径
最小孔径d(mm)
最大孔深(mm)
合金
技术上可
盲孔
通孔
孔的最小斜度
类型
一般的
d>5
d<5
d>5
d<5
能的
锌合金
6d
4d
12d
8d
0~%
铝合金
4d
3d
8d
6d
%~1%
镁合金
5d
4d
10d
8d
0~%
铜合金
3d
2d
5d
3d
2%~4%
说明:①、表内深度系指固定型芯而言,,关于活动的单个型芯其深度还可以够适合增添。
②、关于较大的孔径,精度要求不高时,孔的深度亦可高出上述范围。
铸件的孔应尽量铸出,这不单可使壁厚平均,减少热节,节俭金属,并且可节俭机加工工时。
压铸件可压铸出的孔的最小尺寸和深度,遇到形成孔的型芯在型腔中的散布地点的限制。细型芯在抽出时易曲折或折断,所以孔的最小尺寸和深度遇到必定限制。其深度应带有必定斜度,以便于抽芯。
关于压铸件自攻螺钉用的底孔,介绍采纳的底孔直径见表6。
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表6
自攻螺钉用底孔直径(
mm)
螺纹规格d
M3
M4
M5
M6
M8
d2
~
~
~
~
~
~
~
d3
~
~
~
~
~
~
~
d4
≥
≥
≥
≥
≥
≥10
≥
旋入深度t
t
≥
铸件较为常用的自攻螺钉规格为
M4与M5,其采纳的底孔直径以下表:
d2
d3
t
M4
0
+
10
0
M5
0
+
20
0
2)铸孔到边沿的最小距离
为了保证铸件有优秀的成型条件,铸孔到铸件边沿应保持必定的壁厚,见图2。
图2
b≥(1/4~1/3)t
当t<时,b≥
3)长方形孔和槽
压铸件上的长方形孔和槽的设计介绍按表7采纳。
表7长方形孔和槽(mm)
合金类型
铅锡合金
锌合金
铝合金
镁合金
铜合金
最小宽度b
最大深度H
≈10
≈12
≈10
≈12
≈10
厚度h
≈10
≈12
≈10
≈12
≈8
说明:宽度b在拥有锻造斜度时,表内值为小端部位值。
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⑺、文字、标记、图案
1)用压铸铸出,应采纳凸纹。,以适应模具制造的特色。
采纳当前开始流行的新技术:“转移彩膜”,可将彩色的文字、标记、图案彩膜转印到压铸件表面。
压铸出铸件后,用激光在铸件表面打出文字、标记、图案,能够打出特别细微的文字。
例:平行纹(直纹)﹐间距1MM﹐角度。。
⑻、缩短率
缩短率往常称为缩水。它是指合金由液态凝结为固态,并冷却至室温时尺寸减小的百分数,可用下式
表示:
K=(L模-L件)/L件
式中:L模为模腔尺寸,L件为铸件尺寸。
缩短率的大小与压铸件的构造特色、壁厚、合金的化学成分和工艺要素等相关。锌合金的线缩短率一
般为:自由缩短时取%~%,受阻缩短时取%~%。表5为有型芯的锌合金压铸件不一样壁厚时的线缩短率参
考值。
⑼、螺纹
1)外螺纹能够铸出,因为铸件或模具构造的需要,采纳两半分型的螺纹型环时,需留有~
量。,最小螺纹外径6mm,最大螺纹长为螺距的8倍。
内螺纹固然能够铸出,但要经过使用机械装置转动压铸模中的型芯,使模具构造更复杂,而增添成本。所以一般先铸出底孔,再由机械加工成内螺纹。
合金
最小螺距(P)
最小螺纹外径
最大螺纹长度
外
内
外
内
锌
6
10
8P
5P
铝
1
10
20
6P
4P
⑽、齿轮
齿轮能够铸出,锌合金压铸齿轮最小模数m为。对要求高的齿轮齿面应留有~。
⑾、表皮
铸态零件其表面面有致密的激冷表皮层比铸件其他部分有较高的力学性能。所以设计者应防止机械加
工去掉铸件表皮致密层,特别是对要求耐磨的铸件。
⑿、嵌件
压铸件内采纳嵌件的目的:
①改良和提升铸件上局部的工艺性能,如强度、硬度、耐磨性等;
②铸件的某些部分过于复杂,如孔深、内侧凹等没法脱出型芯而采纳嵌件;
③能够将几个零件铸成一体。
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设计带嵌件的压铸件的注意事项:
①嵌件与压铸件的连结一定坚固,要求在嵌件上开槽、突出、滚花等;
②嵌件一定防止有尖角,以利安置并防备铸件应力集中;
③一定考虑嵌件在模具上定位的坚固性,知足模具内配合要求;
④外包嵌件的金属层不该小于~2mm;
⑤铸件上的嵌件数目不宜太多;
⑥铸件和嵌件之间若有严重的电化腐化作用,则嵌件表面需要镀层保护;
⑦有嵌件的铸件应防止热办理,免得因两种金属的相变而惹起体积变化,使嵌件松动。
当设计要求将不一样资料的零件组合成一个零件时,可采纳插入件压铸,先把嵌件装放到压铸模型腔内,
而后在嵌件四周压铸成形锌合金零件。
⒀、功能组合
在进行产品设计中,降低成本最有效的方法是将几个零件组合成一个压铸件。图4是一个设计模范,
原设计的零件由一个钢冲压件和两个带螺纹的机加工钢件构成。新设计是一个压铸件。
⒁、压铸件的加工余量
压铸件因为尺寸精度或形位公差达不到产品图纸要求时,应第一考虑采纳精整加工方法,如校订、拉
光、挤压、整形等。一定采纳机加工时应试虑采纳较小的加工余量,并尽量以不受分型面及活动成型影响
的表面为毛坯基准面。
介绍采纳的机加工余量及其误差值见表8。铰孔余量见表9。
表8介绍机加工余量及其误差(
mm)
基本尺寸
≤100
>100~250
>250
~400
>400
~630
>630
~1000
+
+
+
+
+1
每面余量
表9
介绍铰孔加工余量(
mm)
公称孔径D
≤6
>6~10
>10
~18
>18
~30>30~50
>50
~60
铰孔余量
机加工余量一般取~。
3、压铸件的公差等级与精度
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