一、 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2.5~4mm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
|
壁厚处的面积a×b(cm2) |
锌合金 |
铝合金 |
镁合金 |
铜合金 |
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 |
现使用的绝大多数为铝压铸件,其壁厚一般控制在2.0~2.5mm。
二、铸造圆角和脱模斜度
1)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)
压铸合金 |
圆角半径R |
压铸合金 |
圆角半径R |
锌合金 |
0.5 |
铝、镁合金 |
1.0 |
铝锡合金 |
0.5 |
铜合金 |
1.5 |
现采用的圆角一般取R1.5。
表3 铸造圆角半径的计算(mm)
相连接两壁的厚度 |
图例 |
圆角半径 |
相等壁厚 |
|
rmin=Kh
rmax=Kh
R=r+h |
不等壁厚 |
|
r≥(h+h1)/3
R= r+(h+h1)/2 |
说明:①、对锌合金铸件,K=1/4;对铝、镁、合金
铸件, K=1/2。
②、计算后的最小圆角应符合表2的要求。
2) 脱模斜度
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。
表4 脱模斜度
|
合金 |
配合面的最小脱模斜度 |
非配合面的最小脱模斜度 |
外表面α |
内表面β |
外表面α |
内表面β |
锌合金 |
0°10′ |
0°15′ |
0°15′ |
0°45′ |
铝、镁合金 |
0°15′ |
0°30′ |
0°30′ |
1° |
铜合金 |
0°30′ |
0°45′ |
1° |
1°30′ |
说明:①、由此斜度而引起的铸件尺寸偏差,不计入尺寸公差值内。
②、表中数值仅适用型腔深度或型芯高度≤50mm,表面粗糙度在Ra0.1,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,则脱模斜度可适当增加。
现采用的脱模斜度一般取1.5°。
三、加强筋
加强筋的设置可以增加零件的强度和刚性,同时改善了压铸的工p性。
但须注意:
① 分布要均匀对称;
② 与铸件连接的根部要有圆角;
③ 避免多筋交叉;
④ 筋宽不应超过其相连的壁的厚度。当壁厚小于 1.5mm时,不宜采用加强筋;
⑤ 加强筋的脱模斜度应大于铸件内腔所允许的铸造斜度。
一般采用的加强筋的尺寸按图1选取:
t1=2 t /3~t;t2=3 t /4~t;
R≥t/2~t;
h≤5t; r≤0.5mm
(t—压铸件壁厚,最大不超过6~8mm)。
四、铸孔和孔到边缘的最小距离
1)铸孔
压铸件的孔径和孔深,对要求不高的孔可以直接压出,按表5。
表5 最小孔径和最大孔深
孔
合金 径
类别 |
最小孔径 d(mm) |
最大孔深(mm) |
孔的最
小斜度 |
一般的 |
技术上
可能的 |
盲孔 |
通孔 |
d>5 |
d<5 |
d>5 |
d<5 |
锌合金 |
1.5 |
0.8 |
6d |
4d |
12d |
8d |
0~0.3% |
铝合金 |
2.5 |
2.0 |
4d |
3d |
8d |
6d |
0.5 % ~1% |
镁合金 |
2.0 |
1.5 |
5d |
4d |
10d |
8d |
0~0.3% |
铜合金 |
4.0 |
2.5 |
3d |
2d |
5d |
3d |
2 % ~4% |
说明: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。
对于压铸件自攻螺钉用的底孔,推荐采用的底孔直径见表6。
表6 自攻螺钉用底孔直径(mm)
|
螺纹规格d |
M2.5 |
M3 |
M3.5 |
M4 |
M5 |
M6 |
M8 |
d2 |
2.30~ 2.40 |
2.75~ 2.85 |
3.18~ 3.30 |
3.63~ 3.75 |
4.70~ 4.85 |
5.58~ 5.70 |
7.45~ 7.60 |
d3 |
2.20~ 2.30 |
2.60~ 2.70 |
3.08~ 3.20 |
3.48~ 3.60 |
4.38~ 4.50 |
5.38~ 5.50 |
7.15~ 7.30 |
d4 |
≥4.2 |
≥5.0 |
≥5.8 |
≥6.7 |
≥8.3 |
≥10 |
≥13.3 |
旋入深度t |
t≥1.5d |
现较为常用的自攻螺钉规格为M4与M5,其采用的底孔直径如下表:
|
d2 |
d3 |
t |
M4 |
3.84 |
0
-0.1 |
3.59 |
+0.1
0 |
10 |
M5 |
4.84 |
0
-0.1 |
4.54 |
+0.1
0 |
20 |
2) 铸孔到边缘的最小距离
为了保证铸件有良好的成型
条件,铸孔到铸件边缘应保
持一定的壁厚,见图2。
b≥(1/4~1/3)t
当t<4.5时,b≥1.5mm
五、压铸件上的长方形孔和槽
压铸件上的长方形孔和槽的设计推荐按表7 采用。
表7 长方形孔和槽(mm)
|
合金类别 |
铅锡合金 |
锌合金 |
铝合金 |
镁合金 |
铜合金 |
最小宽度b |
0.8 |
0.8 |
1.2 |
1.0 |
1.5 |
最大深度H |
≈10 |
≈12 |
≈10 |
≈12 |
≈10 |
厚度h |
≈10 |
≈12 |
≈10 |
≈12 |
≈8 |
说明:宽度b在具有铸造斜度时,表内值为小端部位值。
六、压铸件内的嵌件
压铸件内采用嵌件的目的:
① 改善和提高铸件上局部的工艺性能,如强度、硬度、耐磨性等;
② 铸件的某些部分过于复杂,如孔深、内侧凹等无法脱出型芯而采用嵌件;
③ 可以将几个部件铸成一体。
设计带嵌件的压铸件的注意事项:
① 嵌件与压<件的连接必须牢固,要求在嵌件上开槽、凸 起、滚花等;
② 嵌件必须避免有尖角,以利安放并防止铸件应力集中;
③ 必须考虑嵌件在模具上定位的稳固性,满足模具内配合要求;
④ 外包嵌件的金属层不应小于1.5~2mm;
⑤ <件上的嵌件数量不宜太多;
⑥ 铸件和嵌件之间如有严重的电化腐蚀作用,则嵌件表面需要镀层保护;
⑦ 有嵌件的铸件应避免热处理,以免因两种金属的相变而引起体积变化,使嵌件松动。
七、压铸件的加工余量
压铸件由于尺寸精度<形位公差达不到产品图纸要求时,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。
推荐采用的机加工余量及其偏差值见表8。铰孔余量见表9。
表8 推荐机加工余量及其偏差(mm)
基本尺寸 |
≤100 |
>100~250 |
> 250 ~400 |
> 400 ~630 |
> 630 ~1000 |
每面余量 |
0.5 |
+0.4
-0.1 |
0.75 |
+0.5
-0.2 |
1.0 |
+0.5
-0.3 |
1.5 |
+0.6
-0.4 |
2.0 |
+1
-0.4 |
表9 推荐铰孔加工余量(mm)
公称孔径D |
≤6 |
>6~10 |
> 10 ~18 |
>18 ~30 |
>30 ~50 |
>50 ~60 |
铰孔余量 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
0.25 |
0.3 |
现采用的机加工余量一般取0.3~0.5mm。