压铸件的结构要素.docx
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压铸件的结构要素
压铸件的结构要素
3.1壁厚
压铸件的合理壁厚取决于铸件的具体结构、合金性能和压铸工艺等许多因素,为了满足各方面的要求,以正常、均匀壁厚为佳。
大面积的薄壁成型比较困难;壁厚过大或严重不均匀则易产生缩陷及裂纹。
随着壁厚的增加,压铸件材料力学性能明显下降(图2-4)。
推荐采用的正常壁厚及
最小壁厚见表2-20。
对大型铝合金压铸件,壁厚也不宜超过6mm。
图2-4压铸件壁厚对抗拉强度的影响表2-20压铸件的最小壁厚和正常壁厚
锌合金
铝合金
镁合金
铜合金
壁的单面面积
a*b(cm2)
壁厚h(mm)
最小
正常
最小
正常
最小
正常
最小
正常
<25
0.5
1.5
0.8
2.0
0.8
2.0
0.8
1.5
>25〜100
1.0
1.8
1.2
2.5
1.2
2.5
1.5
2.0
>100〜500
1.5
2.2
1.8
3.0
1.8
3.0
2.0
2.5
>500
2.0
2.5
2.5
4.0
2.5
4.0
2.5
3.0
3.2肋
设计肋来增加零件的强度和刚性,同进也改善了压铸的工艺性,使金属的流路顺畅,消除单纯依靠加大壁厚而过分聚焦引起的气孔、裂纹和收缩缺陷。
一般采用的肋结构和铸件壁厚的关系,见表2-21.肋hl,斜度a和肋顶端圆角半径r1的关系见表2-22。
表2-22肋高度hi、斜度a和圆角半径ri的关系
h1/mm
a
r1/mm
h1/mm
a
r1/mm
h1<20
3°
0.527b-0.055h
30vh<40
2°
0.518b-0.036h
20vh<30
2°30'
0.522b-0.046h
40vh<60
1°30'
0.513b-0.027h
注:
h为铸件壁厚,b为肋的根部宽度。
3.3铸孔
压铸工艺的特点之一,是能直接铸出比较深的小孔。
小孔直径、孔径与深度的关系见表2-23。
选用表2-23应同时考虑孔径和孔距的关系,其范围如图2-5所示。
当孔径与孔距不相适应时,可采取阻碍收缩的措施以减少收缩力(图2-6),或将型芯延伸到相对型壁的方法(图2-7),消除悬臂状受力。
表2-23铸孔最小孔径以及孔径与深度的关系
合金
最小孔径d/mm
深度为孔径d的倍数
经济上合理的
技术上可能的
不通孔
通孔
d>5
dv5
d>5
dv5
锌合金
1.5
0.5
6d
4d
12d
8d
铝合金
2.5
2.0
4d
3d
8d
6d
镁合金
2.0
1.5
5d
4d
10d
8d
铜合金
4.0
2.5
3d
2d
5d
3d
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能适当增加
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。
孔的直径/mm
图2-5在自由收缩条件下孔径与孔距的关系
图2-6将型芯延伸到相对型壁内消除悬臂状受力
力
s与深度h的关系,
3.4铸件外侧边缘的最小壁厚为了保证铸件良好的成型条件,铸件的外侧边缘应保持一定的壁厚,边缘壁厚
见表2-24
3.5铸造圆角半径
铸造圆角半径可使金属液流畅,气体容易排出,并可避免因锐角而产生裂纹。
铸造圆角半径的计算见表2-25
表2-24边缘壁厚与深度的关系
壁厚范围(mm)
s>(1〜1)h
当hv4.5时,s>1.5
表2-25铸造圆角半径的计算
相连接两壁的厚度
图例
圆角半径
说明
相等壁厚
1沖
*-1WhlL耳
1t
r最小=Khr最大=hR^+h
对锌合金铸年K=£;
铝、镁、铜合金铸件
K=4
不同壁厚
!
:
■命
Iw
4
hh1r>T
R^+学
3.6脱模斜度
脱模斜度大小与铸件几何开关如高度或深度、壁厚及型腔或型芯表面状态如粗糙度、加工纹路方向等有关。
在允许范围内,宜采用圈套的脱模斜度,以减小所需要的推出力或抽芯力。
推荐的脱模斜度见表2-26。
注:
1.由此斜度而引起的铸件尺寸的偏差,不计入尺寸公差值内。
2.表中数值仅适用于型腔深度或型芯高度w50mm,表面粗糙度在Ra0.1。
但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,则脱模斜度可适当减小。
3.7螺纹
压铸外螺纹时,由于铸件或模具结构的需要,采用两半分型的螺纹型环时,需考虑留有0.2〜
0.3mm加工余量。
内螺纹虽可铸出,但需要螺纹型芯旋出装置,模具结构复杂,所以一般先铸出底孔,再由机械加工成内螺纹。
可压铸的螺纹尺寸见表2-27.
表2-27可压铸的螺纹尺寸
合金
最小螺距
最小螺纹外径
最大螺纹长度(螺距的倍数)
外螺纹
内螺纹
外螺纹
内螺纹
锌合金
0.75
6
10
8
5
铝合金
1.0
10
20
6
4
镁合金
1.0
6
14
6
4
铜合金
1.5
12
-
6
注:
压铸铝合金螺纹须留有0°30'的出模斜度,铜合金压铸件螺纹一般不铸出。
压铸出的螺纹牙应成平头或圆头,图2-8为平头螺纹牙形。
3.8齿轮
压铸齿轮最小模数可按表2-28选取,其出模斜度按表2-26中B值选取。
对要求精度高的齿轮,齿面应留有0.2-0.3mm的加工余量。
3.9凸纹与直纹
压铸凸纹或直纹,其纹路一般应平行于出模方向,并具有一定的出模斜度,其值按表2-26中B值选取•推荐的凸纹或直纹的结构尺寸见表2-29.
3.10槽隙
槽隙的结构见图2-9,其尺寸见表2-30.表中的厚度h与深度H是当宽度b为最小极限时的值.当宽度b大于表中数值时,深度与厚度可适当增加.
表2-29凸纹与直纹结构尺寸
2-30槽隙尺寸(mm)
图2-10
,其铆钉头可在压铸时与压铸件同时铸出.压铸铆钉头的尺寸见表2-31.表2-31铆钉头尺寸
尺寸
合金
铝合金
锌、锡合金
最小直径d
1.5
1
外圆角半径r
0.25
0.2
内圆角半径r
0.3
0.2
最大高度h
6d
8d
最小岀模斜度a
1°
15'
注:
d的尺寸精度按IT12级精度偏差之半选取,并加以“土”。
3.12网纹
对于较大面积平板状零件或其他开关零件,为减少或消除表面上的流痕或花班等缺陷,常在表面上设置网纹或网点。
网络的造型以有利于模具制造和铸件出模为原则,平板状零件的网纹结构和尺寸见图2-10.
3.13文字、标志和图案
在铸件上设计文字、标志和图案时,为了适应模具制造的特点,应采用凸纹。
文字大小一般不小于GB126-74规定的5号字,文字凸出高度大于0.3mm,—般取0.5mm,线条最小宽度一般为凸出高度的1.5倍,常取
0.8mm,线条最小间隔距离大于0.3mm,出模斜度为10°〜15°,线端应避免锐角。
图案设计国求简单,美观大方。
丨
平板状零件的网纹结构和尺寸
3.14嵌件
铸件上采用嵌件的目的
1)使铸件局部具有某些特殊性能,如强度、硬度、耐蚀性、耐磨性、导磁性、导电性、绝缘性、焊接性等,以扩大压铸件的应用范围。
2)改善压铸件的工艺性,如消除局部热节、消除侧凹、细长孔、曲折腔道等阻碍抽芯或出模的部位。
2)嵌件周围应包有一定的金属层,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(表2-34)
3)设计铸件时要考虑到嵌件在模具中的定位,要保证嵌件在受到金属液冲击时不脱落、不偏
3)以压铸件本身作为嵌件,可以代替部分装配工序或达到将复杂件转化为简单件的目的。
设计带嵌件的压铸件注意事项
1)为使嵌件可靠地与铸件相结合,防止径向或轴向移动,应在嵌件表面或端部滚花、开槽或采
取其他相应措施。
对于轴类嵌件的结构形式按表2-32选用,对于套类嵌件按表2-33选用
表2-32轴类嵌件的结构形式
形式
螺头钉
螺栓
开槽
凸台滚花
十字销
十字头
图例
具;
1
VvMI
J
|卜.|
畀
€
r
卜
1
移。
4)嵌件应有倒角,以利安放并避免铸件裂纹。
5)除有特殊安放嵌件的措施外,一般在同一铸件上嵌件数不宜大多,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。
6)带有嵌件的铸件一般应避免热处理和表面处理,以免嵌件在铸件中松动和产生腐蚀。
7)嵌件在压铸前最好能镀以防蚀性保护层,以防嵌件与铸件金属本身产生电化学腐蚀。
表2-36推荐的加工余量及其偏差(mm
基本尺寸
<100
>100〜250
>250〜400
>400〜630
>630〜1000
每面余量
0.50;
0.750.;
1.00.3
1.5o,6
2(L
当铸件由于尺寸精度或形位公差达不到产品图的要求时,应首先考虑采用精整加工方法,如校正、拉光、
挤压、整形等。
必须采用机械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。
推荐采用的机械加工余量及其偏差值如表2-36中的偏差范围。
当加工余量
受脱模斜度影
响时,一般应尽可能控制大端和小端的余量值都符合表2-36中的偏差范围。
过大的加工余量
往往导致暴露
不够致密的内部组织。
加工余量在毛坯图上的习惯画法,见图2-11,铰孔余量见表2-37.
3.16压铸件的表面质量
用新模具压铸可获得Ra0.8um表面粗糙度的压铸件。
在模具的正常使用寿命内,锌合金压铸件能保持在艮1.6〜3.2范围;铝合金压铸件能大致在艮3.2〜6.3范围;铜合金压铸件表面最差,受
模具龟裂的影响很大。
以表面粗糙度为依据的压铸件表面质量分级见表2-38.
对于允许的压铸件各类表面缺陷不同级别的要求如表2-39.压铸件经机械加工后,加工表上允
许存在的缺陷如表2-40,加工后螺纹的表面质量要求见表2-41.
表2-38压铸件表面质量分级
级别
使用范围
备注
1级
要求咼的表面,需镀铬、抛光、研磨的表面,相对运动的配合面,危险应力区表面
一般当于Ra1.6um
2级
涂装要求一般或要求密封的表面、镀锌、阳极化、油漆、不打腻、以及装配接触面
一般当于Ra3.2um
3级
保护性涂装表面及紧固接触面,油漆打腻表面,其他表面
一般当于Ra6.3um
表2-39各类压铸件的表面缺陷(JB2702-80)
称名陷缺
围范陷缺
别级量质面表
注备
级
1
22
33
m
z(\、匱深
5Oa
0
a
5
1a
5
5
o
3
隔
m
z(\、匱深
不允许
1壁厚
厚壁
1-4
应流对陷的缺位指立口非-度同长1.2
大最/度长
13
2
2
4
4
m
O
1
o
1
m
z(\、匱深
5Oa
1a
5
2a
倍立口口浇外m表级
一
除
3
5
o
1
陷凹
m
z(\
1a
o
3
a
o
5a
一不允许
处
1
22
5
o
1
气
泡
™均-
2e」
o釦
处z(\数陷缺
不允许一
1
2
3
7
3
3
\17
I
2a
3a
径5mm
2m
o
不允许
1
1
个z/(\过超许允不件铸个每
1
3
5
5
I
3a
5a
奸m
Z/IX
3a
5a
1
5a
8a
.2
1
注:
对于1级及有特殊要求的面,只允许有经抛光或研磨能去除的缺陷
表2-40机械加工后加工表面上允许孔穴缺陷的规定(JB2702-80)
1级
2级
3级
加工面面积
(cn)2
最大直径
(mm)
最大深度
(mm)
最多个数
至边缘最小距离
(mm)
最大直径
(mm)
最大深度
(mm)
最多个数
至边缘最小距离
(mm)
最大直径
(mm)
最大深度
(mm)
最多个数
至边缘最小距离
(mm)
〜25
0.8
0.5
3
4
1.5
1.0
3
4
2.0
1.5
3
3
>25〜60
0.8
0.5
4
6
1.5
1.0
4
6
2.0
1.5
4
4
>60〜150
1.0
0.5
4
6
2.0
1.5
4
6
2.5
1.5
5
4
表2-41机械加工后螺纹允许孔穴的规定(JB2702-80)
螺距(mr)
平均直径三(mr)
深度w(mr)
螺纹工作长度内缺陷总数不超过
两个孔边缘之间距离》(mr)
<0.75
1
1
2
2
>0.75
1.5
(不超过2倍螺距)
(vJ壁厚)
2
5
注:
螺纹的最前面两扣上不允许缺陷
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