技术资料——模具行业从业者必备知识手册
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第四章 压铸件结构设计及压铸工艺
§1. 压铸件结构设计
一、压铸工艺对压铸件结构的要求
压铸件结构设计的工艺性能是一个十分重要的因素，其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。如分型面的选择，浇道的设计，推出机构的布置，收缩规律的掌握、精度的保证，缺陷的种类等都与压铸件本身的压铸工艺性的优劣相关。
压铸件的结构设计直接影响压铸模的结构设计和制造的难易程度、生产率和模具的使用寿命等。（一）从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑
铸件的分型面上应尽量避免圆角；
如图4-1a中的圆角不仅增加了模具的加工难度，而且使圆角处的模具强度和寿命有所下降。若动模与定模稍有错位，压铸圆角部分易形成台阶，影响外观（一）从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑
铸件的分型面上应尽量避免圆角；
如果将结构改为如图4-1b所示的结构，则分型面平整，加工简便，避免了上述缺点。（一）从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑
避免模具局部过薄；
如下图a所示的压铸件，因孔边离凸缘距离过小，易使模具镶块在a处断裂。若将压铸件改为如下图b所示的a≥3mm的结构，则使镶快具有足够的强度，延长了模具的使用寿命。（一）从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑
避免压铸件上互相交叉的不通孔；
交叉的盲孔必须使用公差配合较高的互相交叉的型芯（如图4-3a），这既增加了模具的加工的量，又要求严格控制抽芯的次序。一旦金属液窜入型芯交叉的间隙中，便会使抽芯发生困难。若将交叉的盲孔改为图中b所示的结构，即可避免型芯的交叉，消除了上述的缺点。（一）从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑
避免压铸件上互相交叉的不通孔；
1)又如下图所示，左图为抽芯C的型芯与型芯G交叉，右图将型芯G分为相对的两部分，在抽芯C的轴线处结合，避免了型芯交叉。避免压铸件上互相交叉的不通孔
2)抽、拔的型芯C1和C2交叉，可将C2半圆部分改由C1构成，避免C1插到C2内，零件左端的端部形状亦做相应更新（见下图b)。避免压铸件上互相交叉的不通孔
3)将型芯B分为两部分，从两侧抽出（见下图c)。（一）从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑
避免内侧凹
针对要求采取的措施有：
1)外形不加大，内部形状凸出至底部（见下图a)。2)局部加厚，内形加至底部，外形加至分型面处，从而消除侧凹（见下图b) 。
3)原凸台形状不改变，在零件底部开出通孔，模型成型镶件可以从通孔处插入形成台阶（见下图c)。4)外形适当加大，保护内部尺寸和形状（见图d)。
5)内部形状改成便于脱型，外部加凹窝，使壁厚趋于均匀（见下图e)。避免内侧凹
下图a所示的压铸件内法兰和轴承孔改为内侧凹，抽芯困难，或需设置复杂的抽芯机构，或需设置可溶型芯，这既增加了模具的加工量，有降低了生产率。若将压铸件改为图b所示结构，既可简化模具，又克服了图a所示压铸件带来的缺点。（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，可以降低模具的复杂程度，容易保证压铸件的精度。避免或减少抽芯部位主要注意以下两个问题：
1)当斜度较小时，侧孔采用抽芯的方法。当斜度加大后，侧孔端与能够在动型与定型的形成部分构成，侧孔便可以不用抽芯方法也能压铸出。（二）改进模具结构，减少抽芯部位
2)对非配合的孔，为了避免采用抽芯C的方法(见右图)，可采用底部通槽，侧面增加幅板B连接成构架形。（二）改进模具结构，减少抽芯部位
下图中a所示压铸件，中心方孔深度深，抽芯距离长，需设专用抽芯机构，模具复杂；加上悬臂式型芯伸入型腔，易变形，难以控制侧壁壁厚均匀。而采用下图中b所示的H形断面结构就不需抽芯，简化了模具结构。（三）方便压铸件脱模和抽芯
下图中a所示压铸件，因K处的的型芯受凸台阻碍，无法抽芯。若将压铸件的形状作一定的修改，变为下图中b所示的结构，K处的的型芯即可顺利抽出。二、压铸件基本结构的设计
1.壁厚
压铸件设计的特点之一是壁厚设计。
◆厚壁：
厚壁会使压铸件的力学性能明显下降，下图表示出锌合
金、铝合金、镁合金的强度增减百分比与铸件壁厚的关
系。二、压铸件基本结构的设计
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，应尽量减小厚度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，增加加强筋。二、压铸件基本结构的设计
◆薄壁：
薄壁铸件致密性好，相对提高了铸件强度及耐压性。但壁不能太薄，太薄使合金熔接不好，易产生缺陷，并给工艺带来困难。还会会发生填充不良，成形困难。不同壁厚的铝合金压铸件的密度和强度见下表。二、压铸件基本结构的设计
压铸件壁的厚度(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。压铸件壁厚的极限范围：
压铸件壁厚的极限范围很难加以限制。通常可按铸件各个壁厚表面积的总和来选择适宜的壁厚。在零件的工艺性能好以及压铸生产中又具备良好的工艺条件时，还可以压铸出更薄的壁。
这时，锌合金铸件最小壁厚度为0.5mm，铝合金铸件最小厚度为0.7mm，镁合金铸件最小厚度为0.8mm，铜合金铸件最小厚度为1mm。二、压铸件基本结构的设计
1.壁厚及肋二、压铸件基本结构的设计
对于大面积的平板类厚壁铸件，设置筋以减少壁厚。下图为设置筋以减少壁厚的示例。改进铸件上壁过厚的部位的示例
肋的作用是：
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，填充时用以作辅助回路(金属流动的通路)。
肋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。肋的设置原则：
下图为利用肋改变壁厚的示例：
二、压铸件基本结构的设计
2.铸造圆角
压铸零件上壁面与壁面连接处，不论是直角、还是锐角或钝角，都
应设计成圆角。
作用：有利于金属液流动和压铸件的成型，避免压铸件产生应力集中 和裂纹，延长模具的寿命。
s1/s2≤2时：
R=(0.2~0.25)(S1+S2).s1/s2>2时：作用：有利于金属液流动和压铸件的成型，避免压铸件产生应力集中和裂纹，延长模具的寿命。
L≥4(s1-s2).两壁连接时的圆角
当s1=s2时：
Ra=2s, Rf=s.
当s1≠s2时：
Ra=0~(Rf+s2),
Rf=0.6(s1+s2).两壁连接时的圆角
两壁连接时的圆角
3.脱模斜度（铸造斜度）
作用：
减少铸件与模型的摩擦，容易取出铸件；
保证铸件表面不被拉伤；
延长模型使用寿命。
压铸件上各部分所需要的斜度值是不相同的，应按金属收缩的方向来确定。当金属的收缩受到的阻力大时，斜度应大些，反之则取小些。
一般规定：脱模深度浅的大于深的；高熔点合金大于低熔点合金；形状复杂的大于形状简单的；厚壁大于薄壁；内侧大于外侧。
压铸件的脱模斜度见表4-3。
4.压铸孔、槽设计
压铸工艺的特点之一，是能直接铸出比较深的小孔。零件设计时，压铸出的孔的直径不应过小，并且还应考虑孔径与其深度符合一个适宜的比例关系，同时，孔的斜度也应稍大些。小孔直径、孔径与深度的关系见下表。
由于孔距大小、孔所在壁的壁厚以及型芯成形根部的圆角(或斜角)都对型芯的受力有很大的影响，所以，孔距愈大，孔所在的壁的厚度愈厚，型芯成形根部的圆角愈小，孔的深度亦应愈浅。这一点，对于厚壁铸件和大的铸件更应注意。4.压铸孔、槽设计
5.肋（加强筋）
作用：在薄壁的情况下，提高压铸件的强度和刚度，防止
变形和裂纹；填充时作为金属液流动的辅助通道。
肋的厚度应均匀，且布置要对称；肋的交接形式尽量不要采用交叉形式。肋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。
肋的设置原则：
下图为利用肋改变壁厚的示例：
6.压铸齿与螺纹
铜合金只能压铸外螺纹和螺纹的预制孔，
还有什么补充参数吗？一起完善。