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压铸件设计师必读——压铸件设计规范
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一、 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
≤250.51.50.82.00.82.00.81.5
>25~1001.01.81.22.51.22.51.52.0
>100~5001.52.21.83.01.83.02.02.5
>5002.02.52.54.02.54.02.53.0
现使用的绝大多数为铝压铸件,其壁厚一般控制在2.0~2.5mm。
二、铸造圆角和脱模斜度
1)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0.5 mm,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
现采用的圆角一般取R1.5。
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。
2) 脱模斜度
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°15′0°45′
铝、镁合金0°15′0°30′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。
现采用的脱模斜度一般取1.5°。
三、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图1选取:
t1=2 t /3~t;t2=3 t /4~t;
R≥t/2~t;
h≤5t; r≤0.5mm
(t—压铸件壁厚,最大不超过6~8mm)。
四、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
合金 径
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>5d<5d>5d<5
锌合金1.50.86d4d12d8d0~0.3%
铝合金2.52.04d3d8d6d0.5 % ~1%
镁合金2.01.55d4d10d8d0~0.3%
铜合金4.02.53d2d5d3d2 % ~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。
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dM2.5M3M3.5M4M5M6M8
d22.30~ 2.402.75~ 2.853.18~ 3.303.63~ 3.754.70~ 4.855.58~ 5.707.45~ 7.60
d32.20~ 2.302.60~ 2.703.08~ 3.203.48~ 3.604.38~ 4.505.38~ 5.507.15~ 7.30
d4≥4.2≥5.0≥5.8≥6.7≥8.3≥10≥13.3
旋入深度tt≥1.5d
现较为常用的自攻螺钉规格为M4与M5,其采用的底孔直径如下表:
d2d3t
M43.840
-0.13.59+0.1
010
M54.840
-0.14.54+0.1
020
2) 铸孔到边缘的最小距离
为了保证铸件有良好的成型
条件,铸孔到铸件边缘应保
持一定的壁厚,见图2。
b≥(1/4~1/3)t
当t<4.5时,b≥1.5mm
五、压铸件上的长方形孔和槽
压铸件上的长方形孔和槽的设计推荐按表7 采用。
表7 长方形孔和槽(mm)
合金类别铅锡合金锌合金铝合金镁合金铜合金
最小宽度b0.80.81.21.01.5
最大深度H≈10≈12≈10≈12≈10
厚度h≈10≈12≈10≈12≈8
说明:宽度b在具有铸造斜度时,表内值为小端部位值。
六、压铸件内的嵌件
压铸件内采用嵌件的目的:
① 改善和提高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、内侧凹等无法脱出型芯而采用嵌件;
③ 可以将几个部件铸成一体。
设计带嵌件的压铸件的注意事项:
① 嵌件与压铸件的连接必须牢固,要求在嵌件上开槽、凸  起、滚花等;
② 嵌件必须避免有尖角,以利安放并防止铸件应力集中;
③ 必须考虑嵌件在模具上定位的稳固性,满足模具内配合要求;
④ 外包嵌件的金属层不应小于1.5~2mm;
⑤ 铸件上的嵌件数量不宜太多;
⑥ 铸件和嵌件之间如有严重的电化腐蚀作用,则嵌件表面需要镀层保护;
⑦ 有嵌件的铸件应避免热处理,以免因两种金属的相变而引起体积变化,使嵌件松动。
七、压铸件的加工余量
压铸件由于尺寸精度或形位公差达不到产品图纸要求时,应首先考虑采用精整加工方法,如校正、拉光、挤压、整形等。必须采用机加工时应考虑选用较小的加工余量,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。
推荐采用的机加工余量及其偏差值见表8。铰孔余量见表9。
表8 推荐机加工余量及其偏差(mm)
基本尺寸≤100>100~250> 250 ~400> 400 ~630> 630 ~1000
每面余量0.5+0.4
-0.10.75+0.5
-0.21.0+0.5
-0.31.5+0.6
-0.42.0+1
-0.4
表9 推荐铰孔加工余量(mm)
公称孔径D≤6>6~10> 10 ~18>18 ~30>30 ~50>50 ~60
铰孔余量0.050.10.150.20.250.3
现采用的机加工余量一般取0.3~0.5mm。
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