壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

1、實用文檔.壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計是壓鑄工作的第一步。設(shè)計的合理性和工藝適應(yīng)性將會影響到后續(xù)工作的順利進(jìn)行， 如分型面選擇、內(nèi)澆口開設(shè)、推出機(jī)構(gòu)布置、模具結(jié)構(gòu)及制造難易、合金凝固收縮規(guī)律、鑄件精度保證、缺陷的種類等，都會以壓鑄件本身工藝性的優(yōu)劣為前提。1、壓鑄件零件設(shè)計的考前須知a、即壓力鑄造對零件形狀結(jié)構(gòu)的要求；c、壓鑄件的尺寸精度及外表要求；壓鑄件的零件設(shè)計是壓鑄生產(chǎn)技術(shù)中的重要局部，設(shè)計時必須考慮以下問題：模具分型面的選擇、澆 收縮變形的有關(guān)要求以及加工余量的大小等方面；b、合理確定壓鑄件的尺寸精度；d、各轉(zhuǎn)角處增加工藝園角，防止尖角。按使用要求可分為兩大類，一類承受較大載荷的零件或有較高相對運(yùn)動

2、速度的零件，檢查的工程有尺 寸、外表質(zhì)量、化學(xué)成分、力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度、伸長率、硬度；另一類為其它零件，檢查的工程有尺 寸、外表質(zhì)量及化學(xué)成分。在設(shè)計壓鑄件時，還應(yīng)該注意零件應(yīng)滿足壓鑄的工藝要求。壓鑄的工藝性從分型面的位置、頂面推桿 的位置、鑄孔的有關(guān)要求、收縮變形的有關(guān)要求以及加工余量的大小等方面考慮。合理確定壓鑄面的分型 面，不但能簡化壓鑄型的結(jié)構(gòu)，還能保證鑄件的質(zhì)量。1)盡量消除鑄件內(nèi)部側(cè)凹，使模具結(jié)構(gòu)簡單。 2)盡量使鑄件壁厚均勻，可利用筋減少壁厚，減少鑄件氣孔、縮孔、變形等缺陷。 3)盡量消除鑄件上深孔、深腔。因為細(xì)小型芯易彎曲、折斷，深腔處充填和排氣不良。4)設(shè)計的鑄件要便于脫模、抽

3、芯。5肉厚的均一性是必要的。8注意產(chǎn)品之公差標(biāo)注。9太厚太薄皆不宜。10防止死角倒角(能少那么少)。13防止有半島式的局部太弱的形狀。14太長的成形孔，或太長的成形柱皆不宜。2、壓鑄件零件設(shè)計 c、防止型芯交叉；合理的壓鑄件結(jié)構(gòu)不僅能簡化壓鑄型的結(jié)構(gòu)，降低制造本錢，同時也改善鑄件質(zhì) 因此，在保證鑄件有足夠的強(qiáng)度和剛性的條件下，應(yīng)盡可能減少其壁厚，并保持壁厚均勻一致。實用文檔.鑄件壁太薄時，使金屬熔接不好，影響鑄件的強(qiáng)度，同時給成型帶來困難；壁厚過大或嚴(yán)重不均勻那 么易產(chǎn)生縮癟及裂紋。隨著壁厚的增加，鑄件內(nèi)部氣孔、縮松等缺陷也隨之增多，同樣降低鑄件的強(qiáng)度。壓鑄件的壁厚一般以4mm為宜，壁厚超過6

4、mm的零件不宜采用壓鑄。推薦采用的最小壁厚和正常壁 表1 壓鑄件的最小壁厚和正常壁厚bbah鋁合金 鎂合金 銅合金 壁厚處的面積abcm2 鋅合金 壓鑄件壁厚度通常稱壁厚是壓鑄工藝中一個具有特殊意義的因素，壁厚與整個工藝標(biāo)準(zhǔn)有著密切 關(guān)系，如填充時間的計算、內(nèi)澆口速度的選擇、凝固時間的計算、模具溫度梯度的分析、壓力最終比壓 的作用、留模時間的長短、鑄件頂出溫度的上下及操作效率；a、零件壁厚偏厚會使壓鑄件的力學(xué)性能明顯下降，薄壁鑄件致密性好，相對提高了鑄件強(qiáng)度及耐壓 b、鑄件壁厚不能太薄，太薄會造成鋁液填充不良，成型困難，使鋁合金熔接不好，鑄件外表易產(chǎn)生 冷隔等缺陷，并給壓鑄工藝帶來困難；壓鑄件

5、隨壁厚的增加，其內(nèi)部氣孔、縮孔等缺陷增加，故在保證鑄件有足夠強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng) 盡量減小鑄件壁厚并保持截面的厚薄均勻一致，為了防止縮松等缺陷，對鑄件的厚壁處應(yīng)減厚減料， 增加筋；對于大面積的平板類厚壁鑄件,設(shè)置筋以減少鑄件壁厚。2)壓鑄件壁厚影響金屬液填充型腔狀態(tài)，最終影響鑄件外表質(zhì)量。3)壓鑄件壁厚影響金屬料消耗及本錢。在設(shè)計壓鑄件時，往往為保證強(qiáng)度和剛度的可靠性，以為壁越厚性能越好；實際上對于壓鑄件來說， 隨著壁厚增加，力學(xué)性能明顯下降。原因是在壓鑄過程中，當(dāng)金屬液以高壓、高速的狀態(tài)進(jìn)入型腔，與型 腔外表接觸后很快冷卻凝固。受到激冷的壓鑄件外表形成一層細(xì)晶粒組織。這層致密的細(xì)晶粒組織的

6、厚度 氣孔，外外表凹陷等缺陷，使壓鑄件的機(jī)械性能隨著壁厚的增加而降低。隨著壁厚的增加，金屬料消耗多，本錢也增加。但如果單從結(jié)構(gòu)性計算出最小壁厚，而忽略了鑄件的 復(fù)雜程度時，也會造成液態(tài)金屬充填型腔狀態(tài)不理想，產(chǎn)生缺陷。在滿足產(chǎn)品使用功能要求前提下，綜合考慮各后工序過程的影響，以最低的金屬消耗取得良好的成型 性和工藝性，以采取正常、均勻的壁厚為佳。、鑄造圓角壓鑄件各局部相交應(yīng)有圓角分型面處除外，使金屬填充時流動平穩(wěn)，氣體容易排出，并可防止因 銳角而產(chǎn)生裂紋。對于需要進(jìn)行電鍍和涂飾的壓鑄件，圓角可以均勻鍍層，防止尖角處涂料堆積。壓鑄件的圓角半徑R一般不宜小于1mm，最小圓角半徑為0.5 mm，見表

7、2。鑄造圓角半徑的計算見表 表2 壓鑄件的最小圓角半徑mm壓鑄合金壓鑄合金壓鑄合金鋅合金鋁、鎂合金.實用文檔.鋁錫合金相連接兩壁的厚度相等壁厚r鋁錫合金相連接兩壁的厚度相等壁厚rh不等壁厚銅合金鑄造圓角半徑的計算mm hrmin=Khrmax=KhR=rhR 、計算后的最小圓角應(yīng)符合表2的要求。壓鑄件上但凡壁與壁的連接，不管直角、銳角或鈍角、盲孔和凹槽的根部，都應(yīng)設(shè)計成圓角，只有當(dāng) 預(yù)計確定為分型面的部位上，才不采用圓角連接，其余部位一般必須為圓角，圓角不宜過大或過小，過小 圓角的作用是有助于金屬的流動，減少渦流或湍流；防止零件上因有圓角的存在而產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo) 致開裂；當(dāng)零件要進(jìn)行電鍍或涂覆

8、時，圓角可獲得均勻鍍層，防止尖角處沉積；可以延長壓鑄模的使用壽 命，不致因模具型腔尖角的存在而導(dǎo)致崩角或開裂。圓角可使金屬液流動順暢，改善充型持性，氣體容易排出。同時，防止尖角產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂紋特別是壓鑄件需要電鍍處理時，圓角對于保證其良好的電鍍效果是十分必要的。 表4 脫模斜度配合面的最小脫模配合面的最小脫模 非配合面的最小脫 斜度 模斜度鋅合金 010 015 015 045 h鋁、 鎂合金015 030 030 1 H說明：、由此斜度而引起的鑄件尺寸偏差，不計入尺寸公差值內(nèi)。、表中數(shù)值僅適用型腔深度或型芯高度50mm，外表粗糙度在Ra0.1，大端與小端尺寸的單 面差的最小值為。當(dāng)深度

9、或高度50mm，或外表粗糙度超過Ra0.1時，那么脫模斜度可適當(dāng)增加。 鋁合金壓鑄件一般最小鑄造斜度如下：外外表外外表鋁合金壓鑄件最小的鑄造斜度 實用文檔.為了順利脫模，減少推出力、抽芯力，減少模具損耗，在設(shè)計壓鑄件時，應(yīng)在結(jié)構(gòu)上有盡可能大的斜 度。從而減少壓鑄件與模具的摩擦，容易取出鑄件，也使鑄件外表不被拉傷，保證外表光潔。加強(qiáng)筋的設(shè)置可以增加零件的強(qiáng)度和剛性，同時改善了壓鑄的工藝性。 筋寬不應(yīng)超過其相連的壁的厚度。當(dāng)壁厚小于時，不宜采用加強(qiáng)筋； 加強(qiáng)筋的脫模斜度應(yīng)大于鑄件內(nèi)腔所允許的鑄造斜度。一般采用的加強(qiáng)筋的尺寸按表5選?。篽Rt壁厚最小圓角r最小圓角Rt壓鑄件壁厚，最大不超過68mm

10、t1=tt t2=tt h5t rRtt 2、對稱布置，壁厚均勻，防止縮孔氣孔。3、與料流方向一致，防止亂流。4、防止在肋上設(shè)置任何零部件。筋的作用是壁厚改薄后，用以提高零件的強(qiáng)度和剛性，防止減少鑄件收縮變形，以及防止工件從模具 一般取該處的厚度的2/33/4。壓鑄件傾向采用均勻的薄壁，為了提高其強(qiáng)度和剛性，防止變形，不應(yīng)單純用增加壁厚的方法，而應(yīng) 采用適當(dāng)?shù)谋”诩訌?qiáng)筋達(dá)此目的。加強(qiáng)筋應(yīng)對稱布置，厚度均勻，防止新的金屬堆聚。為減少脫模時的阻力，加強(qiáng)筋應(yīng)有鑄造斜度。壓鑄件的孔徑和孔深，對要求不高的孔可以直接壓出，按表5。 類別鋅合金鋁合金鎂合金銅合金 技術(shù)上可 最大孔深mm 通孔 孔的最小斜度0

11、0.3%0.5 % 1%00.3% 一般的 、對于較大的孔徑，精度要求不高時，孔的深度亦可超出上述范圍。鑄件的孔應(yīng)盡量鑄出，這不僅可使壁厚均勻，減少熱節(jié)，節(jié)約金屬，而且可節(jié)省機(jī)加工工時。壓鑄件可壓鑄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約。細(xì)型芯在抽 出時易彎曲或折斷，因此孔的最小尺寸和深度受到一定限制。其深度應(yīng)帶有一定斜度，以便于抽芯。對于壓鑄件自攻螺釘用的底孔，推薦采用的底孔直徑見表6。 .實用文檔.螺紋規(guī)格螺紋規(guī)格d旋入深度tM3M4M6 M8M5鑄件較為常用的自攻螺釘規(guī)格為M4與M5，其采用的底孔直徑如下表： 0000tM4M52) 鑄孔到邊緣的最小距離為了保證

12、鑄件有良好的成型條件,鑄孔到鑄件邊緣應(yīng)保持一定的壁厚，見圖2。b(1/41/3)t 3) 長方形孔和槽壓鑄件上的長方形孔和槽的設(shè)計推薦按表7 采用。表7 長方形孔和槽mm合金類別合金類別最小寬度b最大深度H鉛錫合金鋅合金鋁合金鎂合金銅合金說明：寬度b在具有鑄造斜度時，表內(nèi)值為小端部位值。1)用壓鑄鑄出，應(yīng)采用凸紋。凸紋高度大于，以適應(yīng)模具制造的特點(diǎn)。 3)壓鑄出鑄件后，用激光在鑄件外表打出文字、標(biāo)志、圖案，可以打出非常細(xì)微的文字。 收縮率通常稱為縮水。它是指合金由液態(tài)凝固為固態(tài)，并冷卻至室溫時尺寸縮小的百分?jǐn)?shù)，可用下式 K=(L模-L件)/L件 收縮率的大小與壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、壁厚、合金的化學(xué)

13、成分和工藝因素等有關(guān)。鋅合金的線收縮率一 般為：自由收縮時取，受阻收縮時取。表5為有型芯的鋅合金壓鑄件不同壁厚時的線收縮率參考 鋅鋁外6鋅鋁外6 可鑄出的最小螺距為，最小螺紋外徑6mm，最大螺紋長為螺距的8倍。2)內(nèi)螺紋雖然可以鑄出，但要通過使用機(jī)械裝置轉(zhuǎn)動壓鑄模中的型芯，使模具結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，而增加本錢。所以一般先鑄出底孔，再由機(jī)械加工成內(nèi)螺紋。內(nèi)齒輪可以鑄出，鋅合金壓鑄齒輪最小模數(shù)m為。對要求高的齒輪齒面應(yīng)留有0.2的加工余量。鑄態(tài)零件其外外表有致密的激冷表皮層比鑄件其它局部有較高的力學(xué)性能。因此設(shè)計者應(yīng)防止機(jī)械加 工去掉鑄件表皮致密層，尤其是對要求耐磨的鑄件。 改善和提高鑄件上局部的工藝性能

14、，如強(qiáng)度、硬度、耐磨性等； 鑄件的某些局部過于復(fù)雜，如孔深、內(nèi)側(cè)凹等無法脫出型芯而采用嵌件； 可以將幾個部件鑄成一體。設(shè)計帶嵌件的壓鑄件的考前須知： 嵌件與壓鑄件的連接必須牢固，要求在嵌件上開槽、凸起、滾花等； 嵌件必須防止有尖角，以利安放并防止鑄件應(yīng)力集中； 必須考慮嵌件在模具上定位的穩(wěn)固性，滿足模具內(nèi)配合要求； 外包嵌件的金屬層不應(yīng)小于2mm； 鑄件和嵌件之間如有嚴(yán)重的電化腐蝕作用，那么嵌件外表需要鍍層保護(hù)； 有嵌件的鑄件應(yīng)防止熱處理，以免因兩種金屬的相變而引起體積變化，使嵌件松動。 然后在嵌件周圍壓鑄成形鋅合金部件。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計中，降低本錢最有效的方法是將幾個零件組合成一個壓鑄件。圖4

15、是一個設(shè)計典范， 原設(shè)計的部件由一個鋼沖壓件和兩個帶螺紋的機(jī)加工鋼件組成。新設(shè)計是一個壓鑄件。壓鑄件由于尺寸精度或形位公差達(dá)不到產(chǎn)品圖紙要求時，應(yīng)首先考慮采用精整加工方法，如校正、拉 光、擠壓、整形等。必須采用機(jī)加工時應(yīng)考慮選用較小的加工余量，并盡量以不受分型面及活動成型影響 的外表為毛坯基準(zhǔn)面。推薦采用的機(jī)加工余量及其偏差值見表8。鉸孔余量見表9。表8 推薦機(jī)加工余量及其偏差mm 表9 推薦鉸孔加工余量mm 機(jī)加工余量一般取0.30.5mm。實用文檔.3、壓鑄件的公差等級與精度一般壓鑄件精度為IT11級；高精度壓鑄件為ITl3級。 精密壓鑄件的尺寸分類由產(chǎn)品圖要求的合理性，壓鑄技術(shù)保證的可能性，實現(xiàn)批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性這三 方面考慮，從壓鑄毛坯到成品零件的全過程