压铸件结构设计规范

压铸件结构设计

压铸件结构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、推出机构布置、模具结构及制造难易、合金凝固收缩规律、铸件精度保证、缺陷的种类等，都会以压铸件本身工艺性的优劣为前提。

1、压铸件零件设计的注意事项

⑴、压铸件的设计涉及四个方面的内容：

a、即压力铸造对零件形状结构的要求；

b、压铸件的工艺性能；

c、压铸件的尺寸精度及表面要求；

d、压铸件分型面的确定；

压铸件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分，设计时必须考虑以下问题：模具分型面的选择、浇口的开设、顶杆位置的选择、铸件的收缩、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺陷的防范、铸孔的有关要求、收缩变形的有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、正确选择压铸件的材料；

b、合理确定压铸件的尺寸精度；

c、尽量使壁厚分布均匀；

d、各转角处增加工艺园角，避免尖角。

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）；另一类为其它零件，检查的项目有尺寸、表面质量及化学成分。

在设计压铸件时，还应该注意零件应满足压铸的工艺要求。压铸的工艺性从分型面的位置、顶面推杆的位置、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面考虑。合理确定压铸面的分型面，不但能简化压铸型的结构，还能保证铸件的质量。

⑷、压铸件结构的工艺性：

1)尽量消除铸件内部侧凹，使模具结构简单。

2)尽量使铸件壁厚均匀，可利用筋减少壁厚，减少铸件气孔、缩孔、变形等缺陷。

3)尽量消除铸件上深孔、深腔。因为细小型芯易弯曲、折断，深腔处充填和排气不良。

4)设计的铸件要便于脱模、抽芯。

5）肉厚的均一性是必要的。

6）避免尖角。

7）注意拔模角度。

8）注意产品之公差标注。

9）太厚太薄皆不宜。

10）避免死角倒角(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）避免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、压铸件的形状结构

a、消除内部侧凹；

b、避免或减少抽芯部位；

c、避免型芯交叉；合理的压铸件结构不仅能简化压铸型的结构，降低制造成本，同时也改善铸件质量。

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～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

压铸件壁厚度（通常称壁厚）是压铸工艺中一个具有特殊意义的因素，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、模具温度梯度的分析、压力（最终比压）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明显下降，薄壁铸件致密性好，相对提高了铸件强度及耐压性；

b、铸件壁厚不能太薄，太薄会造成铝液填充不良，成型困难，使铝合金熔接不好，铸件表面易产生冷隔等缺陷，并给压铸工艺带来困难；

压铸件随壁厚的增加，其内部气孔、缩孔等缺陷增加，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均匀一致，为了避免缩松等缺陷，对铸件的厚壁处应减厚（减料），增加筋；对于大面积的平板类厚壁铸件,设置筋以减少铸件壁厚。

1)压铸件壁厚与性能有关。

2)压铸件壁厚影响金属液填充型腔状态，最终影响铸件表面质量。

3)压铸件壁厚影响金属料消耗及成本。

在设计压铸件时，往往为保证强度和刚度的可靠性，以为壁越厚性能越好；实际上对于压铸件来说，随着壁厚增加，力学性能明显下降。原因是在压铸过程中，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固。受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约为0.3m左右，因此薄壁压铸件具有更高的机械性能。相反，厚壁压铸件中心层的晶粒较大，易产生内部缩孔、气孔，外表面凹陷等缺陷，使压铸件的机械性能随着壁厚的增加而降低。

随着壁厚的增加，金属料消耗多，成本也增加。但如果单从结构性计算出最小壁厚，而忽略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，产生缺陷。

在满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，以最低的金属消耗取得良好的成型性和工艺性，以采取正常、均匀的壁厚为佳。

⑶、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）

圆角的作用是有助于金属的流动，减少涡流或湍流；避免零件上因有圆角的存在而产生应力集中而导致开裂；当零件要进行电镀或涂覆时，圆角可获得均匀镀层，防止尖角处沉积；可以延长压铸模的使用寿命，不致因模具型腔尖角的存在而导致崩角或开裂。

圆角可使金属液流动顺畅，改善充型持性，气体容易排出。同时，避免尖角产生应力集中而导致裂纹缺陷。

特别是压铸件需要电镀处理时，圆角对于保证其良好的电镀效果是十分必要的。

⑷、拔模斜度

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。