压铸件结构设计及压铸工艺

表5-5 镶嵌件滚花尺寸 表5-6 包住镶嵌件的金属最小厚度
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采用铸入嵌件时应注意以下几点：
嵌件与压铸件本体的金属之间不产生严重的电化学腐蚀，必要时嵌件 外表可镀层。 嵌件不应离浇口太远，以免熔接不牢，如必须远离者，应适当提高浇 注温度。 有嵌件的压铸件应避免热处理，以免因两种合金的相变而产生不同的 体积变化后，件在压铸件内松动。 嵌件铸入后，被基体金属所包紧，不应在任意方向上松动，这可以通 过将嵌件进行波花、液纹、切槽、铣扁以及挤压出凸体(点状和键形) 等加工方法来达到这一要求。 嵌件应进行清理，去污秽，并预热，预热温度与模具温度相近。
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5、孔中心距尺寸
孔中心距尺寸公差按表5-12选取。若受模具分 型面和活动部分影响，在基本尺寸公差上也应加附 加公差。
表5-12 孔中心距尺寸公差
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（二）表面形状和位置
对于压铸件来说，变形是一个不可忽视的问题 ，其公差值应控制在一定的范围内，整形前和整形 后的平面度和直线度公差，平行度、垂直度和倾斜 度公差，同轴度和对称度公差分别按表5-13，表 5-14和表5-15选取。
2、常用的方法
真空加压法。
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真空加压法的处理工艺
压铸件洗净、烘干，装入浸渗罐，用真 空泵抽真空，使罐内真空度高于80kPa，然 后吸入预热到50~70℃的浸渗剂液体，待完 全覆盖压铸件后，关闭阀门并加0.5~1.0MPa 气压，保持10~15min后除去浸渗液，取出铸 件洗净，经8~24h干燥即成。
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表5-18 常用的充填速度
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三、温度参数的选择
（一）合金浇注温度
合金浇注温度是指金属液从压室进入型腔的平 均温度，通常用保温炉内的温度表示，一般高于合 金液相线20~30℃。
浇注温度过高，合金收缩大，使铸件容易产生
裂纹，铸件晶粒粗大，还能造成脆性；
浇注温度过低，易产生冷隔、表面流纹和浇不
足等缺陷；
表5-13 压铸件平面度和直线度公差
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表5-14 压铸件平行度、垂直度和倾斜度公差 表5-15 压铸件同轴度和对称度公差
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（三）表面粗糙度
在填充条件良好的情况下，压铸件表面粗糙度 一般比模具成型表面的粗糙度低两级。
若是新模具，压铸件上可衡量的表面粗糙度应 达到相当于国标GB13l—1989的Ra2.5~6.3mm，也 可能达到Ra0.32mm。
三、涂料的使用
使用涂料时应特别注意用量，不论是涂刷还是喷涂， 要避免厚薄不均或者太厚； 当采用喷涂时，涂料浓度要加以控制。用毛刷涂刷时 ，在刷后应用压缩空气吹匀； 喷涂或涂刷后，应待涂料中的稀释剂挥发后才能合模 浇注； 喷涂涂料后，应特别注意压铸模排气道的清理、避免 因被涂料堵塞而起不到排气作用。对于转折、凹角部位应 避免涂料沉积，以免造成压铸件的轮廓不清晰。
表5-8 线性尺寸受分型面和压铸模活动部分影响附加的公差
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2、壁厚、肋厚、法兰或凸缘厚度等尺寸
壁厚、肋厚、法兰或凸缘厚度等尺寸公差按表5-9选取。 表5-9 厚度尺寸公差
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3、圆角半径尺寸
圆角半径尺寸公差按表5-10选取。
表5-10 园角半径尺寸公差
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4、角度和锥度尺寸
自由角度和自由锥度尺寸公差按表5-11选取。 表5-11 自由角度和自由锥度公差
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压铸件适宜的壁厚：铝合金为1~6mm，锌合金 为l~4mm，镁合金为1.5~5mm，铜合金为2~5mm。
表5-1 压铸件最小和正常壁厚
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2、铸造圆角
铸造圆角有助于金属液的流动，减少涡流，气体容易 排出，有利于成形； 可避免尖角处产生应力集中而开裂。 对需要进行电镀和涂覆的压铸件更为重要，圆角是获 得均匀镀层和防止尖角处镀层沉积不可缺少的条件。 对于模具来讲，铸造圆角能延长模具的使用时间。没 有铸造圆角会产生应力集中，模具容易崩角，这一现 象对熔点高的合金（如铜合金）尤其显著。
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二、对涂料的要求
在高温状态下具有良好的润滑性； 挥发点低，在100~150℃，稀释剂能很快挥发； 涂敷性好； 对压铸模和压铸件无腐蚀作用； 性能稳定，在空气中稀释剂不应挥发过快而变稠 ，存放期长； 高温时不分解出有害气体，并不会在压铸模型腔 表面产生积垢； 配制工艺简单，来源丰富，价格便宜。
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第四节 压铸件的清理、浸渗、后处理 和表面处理
一、压铸件的清理
压铸件的清理包括取出浇口、排气槽、溢流槽、 飞边及毛刺等，有时还需要修整经上述工序后留 下的痕迹。 压铸机的生产效率很高，因此，在大量生产时实 现铸件清理工作机械化和自动化是非常重要的。
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二、压铸件的浸渗处理
1、定义
压铸件内部缺陷如气孔、针孔等可压入密封 剂（浸渗剂），使其具有耐压性（气密性、防水 性），这种方法叫浸渗处理。
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一、压铸涂料的作用
✓ 为压铸合金和模具之间提供有效的隔离保护层，避免金
属液直接冲刷型腔和型芯表面，改善模具的工作条件； ✓ 降低模具热导率，保持金属液的流动性，提高金属的成
型性；
✓ 高温时保持良好的润滑性能，减少压铸件与模具成型部
分尤其是型芯之间的摩擦，便于推出，延长模具寿命， 提高压铸件的表面质量； ✓ 预防粘模（对铝、锌合金而言）。
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表5-18 各种压铸合金浇注温度
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（二）压铸模具的温度
压铸模预热的作用有两个方面：
避免高温液体金属对冷压铸模的“热冲击”，以 延长压铸模使用寿命； 避免液体金属在模具中因激冷而很快失去流动 性，使铸件不能顺利充型，造成浇不足、冷隔 、“冰冻”等缺陷，或即使成形也因激冷增大线 收缩，引起铸件产生裂纹或表面粗糙度增加等 缺明。
当压铸件体积确定后，填充时间与内浇口速度 和内浇口截面积之乘积成反比。
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表5-20 铸件的平均壁厚与充填时间的推荐值
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（二）持压时间和留模时间
1、持压时间
• 从液态金属充填型腔到内浇道完全凝固时，继 续在压射冲头下的持续时间称为持压时间。
• 持压时间长短取决于压铸件的材料和壁厚。 • 对于熔点高、结晶温度范围大的厚壁压铸件，
压铸件结构设计及压铸工艺
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第一节 压铸件结构设计
一、压铸工艺对压铸件结构的要求
压铸件结构的合理性和工艺适应性决定了 后序工作能否顺利进行。
分型面的选择 浇道的设计 推出机构的布置 收缩规律的掌握、精度的保证 缺陷的种类及其程度
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（一）简化模具，延长模具使用寿命
压铸件的分型面上，应尽量避免带有圆角
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两壁水平连接
s1/s2≤2时，R=(0.2~0.25)(s1十S2)； s1/s2＞2时，L≥4(S1—S2)。
图5-9 两壁水平连接
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两壁垂直连接
等壁厚（图a) ：Ra＝Rf十S，Rf=S； 不等壁厚（图b）：Rd＝(Rf+S2)，Rf=0.6(S1十S2)。
图5-10 两壁垂直连接
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图5-5 压铸件支承部位形状与抽芯
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图5-6 孔的结构与抽芯
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（三）方便压铸件脱模和抽芯
图5-7 压铸件形状与抽芯
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（四）防止变形
图5-8 压铸件结构与变形
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二、压铸件基本结构的设计
1、壁厚与肋
压铸件壁厚增加，内部气孔、缩孔等缺陷也随之增加， 故在保证铸件有足够强度和刚度的前提下应尽量减少厚 度并保持各截面的厚薄均匀一致。 对铸件的厚壁处，为了避免缩松等缺陷，应通过减薄厚 度并增设加强肋来解决。 设计肋来增加零件的强度和刚性，同时也改善了压铸的 工艺，使金属的流路顺畅，消除单纯依靠加大壁厚而引 起的气孔和收缩缺陷。
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综上所述，压铸工艺参数中压力、速度、温度 及时间的选择应遵循以下原则：
结构复杂的厚壁压铸件压射力要大； 结构复杂的薄壁压铸件压射速度要快，浇注 温度和模具温度要高； 形状一般的厚壁压铸件持压时间和留模时间 要长。
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第三节 压铸用涂料
压铸过程中对模具型腔、型芯表面、 滑块、推出元件、压铸机的冲头和压室等 所喷涂的润滑材料和稀释剂的混合物，通 称为压铸涂料。
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1、长度尺寸
压铸件线性尺寸公差及选用见表5-7。公差带
应对称分布，即合公金差的一半取正值公，差等另级一C半T 取负值
。采用非对称锌设合置金，应在图样上注明4。-6
表铝5（-7镁压）铸合件金基本尺寸公差等级5-7
铜合金
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压铸件受分型面或压铸模活动部分影响的尺寸、 应按表5-8规定在基本尺寸公差上再加附加公差。
两壁丁字形连接
S1/S2＜1.75时，R=0.25(S1+S2)；
S1/S2＞1.75时，加强部位在一壁，
，

加强部位在两壁，h = 0.5(S1+S2)。
图5-11 两壁丁字形连接
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交叉连接的壁(壁厚不相等时，选最薄的壁厚代入公式) 当
当 当
图5-12 交叉连接时的园角
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3、铸造斜度
铸造斜度又称脱模斜度。为了便于从压铸模内取 出压铸件和从压铸件内抽出型芯，压铸件应具有足够 的和尽可能大的铸造斜度。
图5-1 避免在分型面上有圆角
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避免模具局部过薄
图5-2 改进铸件结构保证镶块足够的厚度
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避免在压铸件上设计互相交叉的盲孔
图5-3 压铸件应避免有互相交叉的盲孔
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避免内侧凹
图5-4 内侧凹结构及消除
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（二）改进模具结构、减少抽芯部位
减少不与分型面垂直的抽芯部位，对降低模具的 复杂程度和保证压铸件的精度是有好处的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ43
表5-19 不同压铸合金的压铸模预热温度及工作温度
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图5-15 压铸件力学性能与压铸模工作温度的关系 1－ZL105 2－ZM5
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四、充填、持压和开模时间
（一）充填时间
金属液自开始进入型腔到填满所需的时间称为 填充时间。
充填时间长短取决于铸件的体积、壁厚的大小 及铸件形状的复杂程度。 对大而简单的铸件，充填时间要相对长些；对 复杂和薄壁铸件充填时间要短些。
随着模具使用次数的增加，通常压铸件的表面 粗糙度值会逐渐变大。
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（四）加工余量
当压铸件的尺寸精度与形位公差达不到设计要求而需机
械加工时，应优先考虑精整加工，以便保留其强度较高的致
密层。机械加工余量应选用较小值，见表5-16。 表5-16 机械加工余量
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第二节 压铸工艺参数的选择
一、压铸压力的选择
压射比压的选择应根据压铸件的形状、 尺寸、复杂程度、壁厚、合金的特性、温度 及排溢系统等确定，一般在保证压铸件成形
和使用要求的前提下选用较低的比压。
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表5-17 选择压射比压要考虑的主要因素
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二、压铸速度的选择
充填速度也是压铸工艺主要参数之一，
充填速度的高低直接影响压铸件的内部和外 观质量。
持压时间应长些， • 对熔点低、结晶温度范围小的薄壁压铸件、持
压时间可以短些。
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表5-21 生产中常用的持压时间
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2、留模时间
留模时间是指持压时间终了到开模推出压铸 件的时间，以推出压铸件不变形、不开裂的最短 时间为宜。
停留时间过短，由于铸件强度尚低，可能在铸件 顶出和自压铸模落下时引起变形，对强度差的合 金还可能因为内部气孔的膨胀而产生表面气泡。 停留时间太长，则铸件温度过低，收缩大，对抽 芯和顶出铸件的阻力亦大：对热脆性合金还能引 起铸件开裂，同时也会降低压铸机的效率。
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三、压铸件的精度、表面粗糙度及加工余量
（一）压铸件的尺寸精度 ➢影响压铸件尺寸精度的主要因素： 模具的制造精度 开模和抽芯以及推出机构运动状态的稳定 程度 模具使用过程中的磨损量引起的误差 模具的修理的次数及其使用期限。
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影响压铸件尺寸精度的主要因素（续）：
合金本身化学成分的偏差 工作环境温度的高低 合金收缩率的波动 压铸工艺参数的偏差 压铸机精度和刚度引起的误差
充填速度过小会使铸件的轮廓不清，甚至 不能成形。 充填速度选择过大，会引起铸件粘型并使 铸件内部气孔率增加，使力学性能下降。
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充填速度的选择，一般应遵循的原则：
对于厚壁或内部质量要求较高的铸件，应选择 较低的充填速度和高的增压比压； 对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的 铸件，应选择较高的比压和高的充填速度； 合金的浇注温度较低、合金和模具材料的导热 性能好、内浇道厚度较大时，也要选择较高的 充填速度。
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三、压铸件的后处理、表面处理
1、压铸件的后处理
表5-2 压铸件脱模斜度
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4、压铸孔和槽
压铸法的特点之一是能够铸出小而深的圆孔、长 方形孔和槽。
表5-3 铸孔最小孔径以及孔径与深度的关系
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表5-4 压铸长方形孔和槽的深度
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5、压铸镶嵌件
压铸的另一个特点是可以方便地采用嵌件。
图5-13 镶嵌件上凹槽的尺寸 图5-14 镶嵌螺纹件的尺寸
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