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压铸技术 胡向东 AbeHu 压铸概述 压铸零件设计规范 压铸零件的缺陷及分析 压力铸造指金属液在其他外力 不含重力 作用下注入铸型的工艺 真空铸造低压铸造离心铸造重力铸造指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺 也称浇铸 砂型浇铸金属型浇铸熔模铸造泥模铸造 压铸概述 铸造类型 2020 2 19 2 压铸技术 生产效率高 生产过程容易实现机械化和自动化压铸件的尺寸精度高 一般相当于6 7级 甚至可达4级 表面粗糙度值低 一般相当于5 8级压铸件的力学性能高 强度一般比砂型铸造砂型铸造提高25 30 但延伸率降低约70 砂型浇铸可压铸复杂薄壁零件 例如 当前锌合金压铸件压铸件最小壁厚可达0 3mm 铝合金铸件可达0 5mm 最小铸出孔径为0 7mm 最小螺距0 75mm压铸件中可嵌铸其他材料的零件压铸件中易产生气孔不适宜小批量生产压铸高熔点合金时模具寿命较低 压铸概述 压力铸造特点 2020 2 19 3 压铸技术 压铸概述 材料 B D压铸件常用材料牌号铝合金 A380 0PERASTMB85 镁合金 AM60BPERASTMB94 锌合金 ZA 8PERASTMB86 ASTMB791 2020 2 19 4 压铸技术 冷压室压铸机压室与保温炉是分开的 卧式冷室压铸机立式冷室压铸机热压室压铸机压室浸在保温溶化坩埚的液态金属中 压射部件不直接与机座连接 而是装在坩埚上面 压铸概述 压铸机 2020 2 19 5 压铸技术 压铸概述 卧式冷室压铸机 2020 2 19 6 压铸技术 压铸概述 立式冷室压铸机 2020 2 19 7 压铸技术 压铸概述 卧式热室压铸机 2020 2 19 8 压铸技术 压铸概述 压铸过程 给汤完毕 开始压射 低速压射 压室充填 低速压射 浇道充填 增压位置 产品未充填完 进入减速位置 高速切换位置 2020 2 19 9 压铸技术 压铸概述 压铸机工作原理 2020 2 19 10 压铸技术 成型零件浇注系统导准零件推出机构抽芯机构排溢系统冷却系统支撑零件 压铸概述 压铸模 型腔 型芯 料饼 直浇道 横浇道 内浇口 导柱 导套 推杆 复位杆 推杆 限位弹簧 溢流槽 排气槽 定模板 动模板 垫块 2020 2 19 11 压铸技术 压铸概述 压铸模 2020 2 19 12 压铸技术 压铸概述 压铸模 2020 2 19 13 压铸技术 压铸概述 压铸填充理论 喷射填充理论的填充形态 全壁厚 填充理论的填充形态 2020 2 19 14 压铸技术 压铸概述 模流分析及软件 模流分析流动分析填充分析冷却分析翘曲分析流道 同模异穴产品 平衡分析最佳浇口位置分析最佳成型工艺分析应力分析收缩分析模流分析软件Flow3D Anycast Procast Magmasoft 2020 2 19 15 压铸技术 压铸概述 压铸原零件 真空接口 内浇口 溢流槽 横流道 直流道 料饼 零件 2020 2 19 16 压铸技术 压铸概述 切边模 2020 2 19 17 压铸技术 压铸概述 切边模 2020 2 19 18 压铸技术 压铸概述 切边后的零件 2020 2 19 19 压铸技术 压铸概述 思考题 说出所指部位名称 2020 2 19 20 压铸技术 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下表 压铸零件设计规范 壁厚 2020 2 19 21 压铸技术 压铸零件设计规范 壁厚 2020 2 19 22 压铸技术 压铸零件设计规范 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 5mm 铸造圆角半径的计算 见下表 2020 2 19 23 压铸技术 压铸零件设计规范 铸造圆角 压铸件的最小圆角半径 mm 2020 2 19 24 压铸技术 压铸零件设计规范 铸造圆角 对锌合金铸件 K 1 4 对铝 镁合金铸件 K 1 2 计算后的最小圆角应符合表2的要求 2020 2 19 25 压铸技术 压铸零件设计规范 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 推荐的脱模斜度见下表 2020 2 19 26 压铸技术 压铸零件设计规范 脱模斜度 由此斜度而引起的铸件尺寸偏差 不计入尺寸公差值内 建议脱模斜度一般取1 5 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 2020 2 19 27 压铸技术 压铸零件设计规范 加强筋 加强筋可以增加零件的强度和刚性 同时改善了压铸的工艺性 但须注意分布要均匀对称与铸件连接的根部要有圆角避免多筋交叉筋宽不应超过其相连的壁的厚度 当壁厚小于1 5mm时 不宜采用加强筋加强筋的脱模斜度应大于铸件内腔所允许的铸造斜度 2020 2 19 28 压铸技术 一般采用的加强筋的尺寸按右图选取t1 2 3t t t2 3 4t t R 1 2t t h 5t r 0 5mm t 压铸件壁厚 最大不超过6 8mm 压铸零件设计规范 加强筋 2020 2 19 29 压铸技术 压铸零件设计规范 压铸孔 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 最小孔径和最大孔深 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 2020 2 19 30 压铸技术 压铸零件设计规范 压铸孔 自攻螺钉用底孔直径 mm 2020 2 19 31 压铸技术 压铸零件设计规范 压铸孔 建议较为常用的自攻螺钉规格M3 M4与M5 其采用的底孔直径 2020 2 19 32 压铸技术 压铸零件设计规范 压铸孔 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 见下图b 1 4 1 3 t当t 4 5时 b 1 5mm 2020 2 19 33 压铸技术 压铸零件设计规范 压铸孔 注 宽度b在具有铸造斜度时 表内值为小端部位值 2020 2 19 34 压铸技术 压铸零件设计规范 内嵌件 压铸件内采用嵌件的目的改善和提高铸件上局部的工艺性能 如强度 硬度 耐磨性等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可以将几个部件铸成一体 2020 2 19 35 压铸技术 压铸零件设计规范 内嵌件 设计带嵌件的压铸件的注意事项嵌件与压铸件的连接必须牢固 要求在嵌件上开槽 凸起 滚花等嵌件必须避免有尖角 以利安放并防止铸件应力集中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外包嵌件的金属层不应小于1 5 2mm铸件上的嵌件数量不宜太多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 2020 2 19 36 压铸技术 压铸零件设计规范 加工余量 压铸件由于尺寸精度或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 铰孔余量见下表 2020 2 19 37 压铸技术 压铸零件设计规范 加工余量 推荐铰孔加工余量 mm 推荐机加工余量及其偏差 mm 2020 2 19 38 压铸技术 结构设计是否合理 压铸零件设计规范 思考题 2020 2 19 39 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 冷隔 冷隔 coldshut 2020 2 19 40 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 冷隔 冷隔特征 温度较低的金属流互相对接但未熔合而出现的缝隙 呈现不规则的线形 有穿透的和不穿透的两种 在外力作用下有发展趋势 2020 2 19 41 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 气孔 气孔 gasporosity blowholes 2020 2 19 42 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 气孔 气孔特征 卷入压铸件内部的气体所形成的形状较为规则 表面较为光滑的空洞 2020 2 19 43 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 缩孔 缩孔 shrinkageporosity 2020 2 19 44 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 缩孔 缩孔特征 压铸件在冷凝过程中 由于内部补偿不足所造成的形状不规则 表面较粗糙的孔洞 2020 2 19 45 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 气泡 气泡 blisters 2020 2 19 46 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 气泡 气泡特征 铸件表皮下 聚集气体鼓胀所形成的泡 2020 2 19 47 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 缩凹 缩凹 sinks 2020 2 19 48 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 缩凹 缩凹特征 铸件平滑表面上出现凹瘪的部分 其表面呈自然冷却状态 2020 2 19 49 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 裂纹 裂纹 cracks 2020 2 19 50 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 裂纹 裂纹特征 铸件上合金基体被破坏或断开形成细丝状的缝隙有穿透的和不穿透的两种 有发展趋势 裂纹可以分为冷裂纹和热裂纹两种 他们的主要区别是冷裂纹铸件开裂处金属未被氧化 热裂纹铸件开裂处金属被氧化 2020 2 19 51 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 烧模 烧模 soldering 2020 2 19 52 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 烧模 烧模特征 表面粗糙不光滑 表皮凹凸不平 少肉 严重时甚至有表皮撕裂现象 2020 2 19 53 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 顶凸 顶凸 pushedpins 2020 2 19 54 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 顶凸 顶凸特征 局部表面凸起 严重时出现撕裂 2020 2 19 55 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 分层 分层 laminations 2020 2 19 56 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 分层 分层特征 铸件上局部存在有明显的金属层次 2020 2 19 57 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 龟裂 龟裂 turtlecracks 2020 2 19 58 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 龟裂 龟裂特征 压铸件表面有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹 随压铸次数增加而不断扩大和延伸 2020 2 19 59 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 拉伤 拉伤 dragmark 2020 2 19 60 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 拉伤 拉伤特征 沿开模方向铸件表面呈现条状的拉伤痕迹 有一定深度 严重时为一面状伤痕 另一种是金属液与模具产生焊合 粘附而拉伤 以致铸件表面多肉或缺肉 2020 2 19 61 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 夹杂 夹杂 inclusions 2020 2 19 62 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 夹杂 夹杂特征 压铸件外表或内部出现夹杂物 这些夹杂物多为金属氧化物 涂料残留物等 夹杂既影响外观 还会使铸件内部组织不致密 2020 2 19 63 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 欠铸 欠铸 shortfill 2020 2 19 64 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 欠铸 欠铸特征 金属液未充满型腔 铸件上出现填充不完整的部位 2020 2 19 65 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 飞边 飞边 flash 2020 2 19 66 压铸技术 压铸零件的缺陷及分析 飞边 飞边特征 铸件边缘上出现的金属薄片 2020 2