2.2 压铸件的结构单元的设计_压铸模具与工艺设计要点-QQ阅读男生历史网

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2.2　压铸件的结构单元的设计

2.2.1　壁厚及圆角

（1）壁厚

压铸件设计的特点之一是壁厚设计。厚壁会使压铸件的力学性能明显下降，图2-2表示出了锌合金、铝合金、镁合金的抗拉强度增减百分比与铸件壁厚的关系。不同壁厚的铝合金压铸件的密度和抗拉强度见表2-17。

图2-2　压铸件壁厚对抗拉强度的影响

表2-17　不同壁厚时铝合金压铸件的密度和强度

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、模型温度梯度的分析、压力（最终比压）的作用、留型时间的长短、铸件顶出温度的高低及操作效率等。表2-18为压铸件的合理厚度，表2-19为推荐压铸件表面积相应的最小厚度。

表2-18　压铸件的合理厚度

注：1.在比较优越的条件下，合理壁厚范围可取括号内数值。
　　2.根据不同使用要求，压铸件壁厚可以增厚到12mm。

表2-19　推荐压铸件表面积相应的最小壁厚　　mm

（2）圆角

对于不等壁厚的铸件，圆角（参见图2-3）可按下式计算：

R=A+B/3　　或　　R=A+B/4 （2-1）

对于等壁厚的铸件，圆角（参见图2-4）可按下式计算：

Rf（min）=0.5S；　Rf（max）=S；　Ra≤Rf+S （2-2）

上述公式对铝合金和镁合金较适宜。当零件的使用要求选用更小圆角时，则圆角半径应不小于连接的最薄壁厚的一半（见表2-20）。即：r1>0.5b1。对于特殊的要求，在工艺条件允许的情况下，可以选用更小的圆角，即r1=0.3～0.5mm。

图2-3　不等壁厚

图2-4　等壁厚

表2-20　圆角参数的选择　　mm

2.2.2　筋及嵌件

（1）筋

筋的作用是壁厚改薄后，用以提高零件的强度和刚性，防止或减少铸件收缩变形，避免工件从模型内顶出时发生变形，填充时用作辅助回路（金属流动的通路）。筋的厚度应小于所在壁的厚度，一般取该处壁的厚度的2/3～3/4。筋的厚度及斜度见表2-21。

表2-21　筋的厚度和斜度　　mm

（2）嵌件

铸件上采用嵌件的目的：

①消除压铸件的局部热节，减小壁厚，防止产生缩孔。

②改善和提高铸件局部性能，如强度、硬度、耐蚀性、耐磨性、焊接性、导电性、导磁性和绝缘性等，以扩大压铸件的应用范围。

③对于具有侧凹、深孔、曲折孔道等结构的复杂铸件，因无法抽芯而导致压铸困难，使用嵌件则可以顺利压出。

④可将许多小铸件合铸在一起，代替装配工序或将复杂件转化为简单件。

注意事项：

①嵌件在铸件内必须稳固牢靠，故其铸入部分应制出直纹、斜纹、滚花、凹槽、凸起或其他结构，以增强嵌件与压铸合金的结合程度。轴类和套类嵌件的固定方法见表2-22和表2-23。

表2-22　轴类嵌件的固定方法

表2-23　套类嵌件的固定方法

②嵌件周围应有一定厚度的金属层，以提高铸件与嵌件的包紧力，并防止金属层产生裂纹。金属层厚度可按嵌件直径选取，参见表2-24。

表2-24　嵌件直径及其周围金属层最小厚度　　mm

③嵌件包紧部分不允许有尖角，以免铸件发生开裂。设计铸件时要考虑到嵌件在模具中的定位和各种公差配合的要求，要保证嵌件在受到金属液冲击时不脱落、不偏移。嵌件应有倒角，以便安放并避免铸件裂纹。同一铸件上嵌件数不宜太多，以免压铸时因安放嵌件而降低生产率和影响正常工作循环。

④带嵌件的压铸件最好不要进行热处理和表面处理，以免两种金属的相变不同而造成体积的变化不同，导致嵌件在铸件中松动和产生腐蚀。

⑤嵌件在压铸前最好能镀以防蚀性保护层，以防止嵌件与铸件本身产生电化学腐蚀。

⑥嵌件的形状和在铸件上所处的位置应使压铸生产时放置方便。

2.2.3　出型斜度

斜度的作用是减少铸件与模型的摩擦，容易取出铸件；保证铸件表面不拉伤；延长模型使用寿命。铸造斜度可按图2-5选取。当零件设计未考虑斜度时，应另行按最小的铸造斜度选取。一般最小的铸造斜度见表2-25。只有在特殊要求和工艺条件许可的情况下，才选用比表2-25更小的斜度值。

图2-5　铸造斜度

表2-25　一般最小铸造斜度

各类合金压铸件的铸孔直径与最大深度和斜度的关系，见表2-26。

表2-26　铸孔直径与最大深度和斜度的关系

注：1.当D>25mm时，锌合金、铝合金压铸孔深为孔径的6倍。

2.螺纹底孔允许按上表铸造斜度铸出，扩孔达到螺纹尺寸。

3.对孔径小、收缩应力很大的铸孔，表中深度可适当减小。

2.2.4　孔和槽

（1）孔

铸件上的孔、槽应尽量铸出，这不仅使壁厚尽量均匀，减少热节，节省金属材料，而且减少机加工工时。压铸零件的孔，一般是指紧固连接用的圆形孔，也包括相似于这一类型的孔，至于零件整体结构本身形状的孔不属于这个类型范围。铸孔最小孔径以及孔径与深度的关系如表2-27所示。

表2-27　铸孔最小孔径以及孔径与深度的关系

注：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。

（2）槽

槽的形状及相关尺寸如表2-28所示。

表2-28　槽的形状及相关尺寸　　mm

2.2.5　螺纹及压铸齿

（1）螺纹

在一定的工艺条件下，锌、铝及镁等合金的压铸件，可以直接压铸出螺纹。铜合金只是在个别情况下才压铸出螺纹。压铸螺纹一般为国家标准规定的3级精度。螺纹分为外螺纹和内螺纹两大类。外螺纹的压铸方式分两种，一种是由可分开的两半螺纹型腔压铸，另一种是由螺纹型环压铸。内螺纹由螺纹型芯制成，其特点是螺纹型芯的螺纹在轴方向上要有斜度，通常为10'～15'。压铸螺纹的牙形，应是平头或圆头的。平头螺纹见图2-6。