合金压铸件设计规范.ppt

铝合金压铸的设计和质量要求，学习内容1，压铸工艺和压铸铝合金材料常识2，铝合金压铸的设计3，铝合金压铸的质量要求，1，压铸工艺和压铸铝材料常识，第一，压铸工艺简介压铸(压铸)是现代金属成型工艺中更快的发展，压铸过程的本质是在高压作用下液体或半液体金属以更高的速度填充压铸型腔，在压力下成型和凝固以获得铸件的方法。工艺动画压铸工艺的特点：高速高压是压铸的主要特点。常用工作压力约为1680m/s的充填速度，充填模具母模仁的金属液体的时间非常短，约为0.010.2s。与其他铸造方法相比，压铸有三个优点：1.产品质量好的铸造尺寸精度一般相当于67级或4级。表面光洁度很好，通常对应于5-8标高。强度和硬度较高，一般强度比砂纸铸件提高25%到30%，但延伸率减少了约70%。尺寸稳定，兼容性好；可以压铸薄壁复杂铸件。例如，目前锌合金压铸件的最小壁厚最高为0.3mm是。铝合金铸件最大值为0.5mm是。最小铸造孔径为0.7mm是。最小螺距为0.75mm。2 .国内J1113水平冷压铸机平均8小时压铸600 700次，小型热室压铸机平均8小时压铸30007000次等生产效率高的机器生产率；压铸类型长寿命，压铸类型，压铸钟合金，寿命数十万次，甚至数百万次；易于实现机械化和自动化。3 .经济效果是压铸的准确尺寸，所以餐桌泛光清洁等优点。一般不再加工直接使用或加工量小，提高了金属利用率，减少了许多加工设备和工作时间。铸件价格很容易。可以用压铸其他金属或非金属材料。节约组装工，节约金属。压铸是最先进的金属成型方法之一，为了实现芯片少、非芯片有效的方法，得到了广泛应用和快速发展。目前，压铸合金不再局限于有色金属锌、铝、镁、铜，并逐步扩大为压铸铸铁和铸件。压铸件的大小和重量取决于压铸机的功率。随着压铸机动力的不断增加，铸造尺寸可以从几毫米到1 2米。重量可达几克到几十公斤。海外可压铸直径2米，重量50公斤的铝铸件。第二，压铸合金主要是铝合金、纯铝、锌合金、铜合金、镁合金、铅合金、锡合金等有色金属，黑色金属很少使用。压铸合金的基本要求：第三，压铸铝合金材料常识我公司常用的压铸材料是YL102(国家标准材料)和ADC12(日本标准材料)。GB/T15115和日本标准JISH5302分别规定了压铸铝合金的等级、代码、化学成分、检验方法和检验规则。ADC12与YL104相同，但性能参数、化学成分等不统一，性能差异特别大。压铸铝合金各元素的作用和影响1。硅(Si)硅是大多数压铸铝合金的主要元素。可以提高合金的铸造性能。硅和铝可以构成固溶体。在577 时硅的铝溶解度为1.65%，室温为0.2%，硅含量为11.7%时硅形成铝和微晶。提高合金的高温建模性，降低收缩率，消除热裂纹倾向。合金中硅超过共晶成分，而铜、铁等杂质长时间发生，由于游离硅的坚硬点，加工困难，硅铝合金熔化到铸件的坩埚中的效果可能很严重。2 .由铜(Cu)铜和铝构成固溶体，温度为548 时，铝对铜的溶解度必须为5.65%，在室温下下降到0.1%左右，铜的含量可以提高合金的流动性、抗拉强度和硬度，但耐蚀性和塑性减少，热裂纹倾向增加。3.镁(Mg)在高硅铝合金中添加少量镁(约0.2%到0.3%)可以提高强度和屈服极限，从而提高合金的可加工性。8%的含镁铝合金具有良好的耐蚀性，但铸造性能差，高温下强度和塑性低，冷却时收缩大，容易发生热裂纹和松弛。4 .锌(Zn)锌在铝合金中可以提高流动性，增加热脆性，降低耐蚀性，因此必须在指定范围内控制锌含量。铁(Fe)含有对所有铝合金有害的杂质。铝合金中的铁过高时，存在于合金中作为FeAl3、Fe2Al7和Al-Si-Fe片状或针状组织，并降低机械性能。该组织降低了合金的流动性，提高了热降解性，但铝合金对模具的附着力很强，铁含量在0.6%以下时特别强。超过0.6%的话，粘着现象会大幅减少，所以要在0.6%到1%的范围内控制铁，对压铸件有利，但不能超过1.5%。6 .锰(Mn)锰可以减少铝合金中铁的有害影响，将铝合金中铁形成的片状组织或针状组织变成致密的结晶组织，因此普通铝合金中可能存在不到0.5%的锰。锰含量过高会发生分离。7.镍(Ni)镍可以提高铝合金中合金的强度和硬度，降低耐蚀性。镍和铁一样，可以减少合金对模具的熔化，同时中和铁的有害影响，提高合金的焊接性能。镍含量为1 1.5%时，铸件可以抛光，得到光泽表面。由于镍来源不足，可能的话，应少用含镍铝合金。8.在钛(Ti)铝合金中添加微量钛，可以显着细化铝合金的晶粒组织，提高合金的机械性能，减少合金的变质倾向。2，铝合金压铸的设计，压铸的压铸工艺符合，防止次品发生，确保低成本批量生产。良好的压铸设计保证了模具的寿命、生产的可靠性和高产率。压铸的设计原则是正确选择压铸的材料。合理确定压铸件的尺寸精度。尽可能均匀地分布壁厚。避开尖角。压铸件可以分为两类：根据使用要求承受大载荷的零件或相对运动速度高的零件，检查的项目包括尺寸、表面质量、化学成分和机械特性(拉伸强度、拉伸率、硬度)。其他类别是检查大小、表面质量和化学成分的其他零件。首先，压铸的结构要素合理的压铸结构可以简化压铸的结构，降低制造成本，同时提高铸件的质量。1，铸造设计结构要求(1)消除内部侧凹(例如，(2)，防止或减少抽芯部分，压铸抽芯工艺示意图，防止和减少抽芯方法：不重要部分，压铸完成后由后续工艺完成；为了满足功能，牺牲外观，改善结构设计。例如，(3)防止型芯相交(例如，2)，铸造设计的壁厚要求，压铸设计的特征之一是壁厚设计。合理的壁厚取决于铸件的特定结构、合金特性和压铸工艺等因素。为了满足各方面的要求，最好采用普通的均匀壁厚。薄壁铸件致密性好，铸件的强度和耐压性较高。但是壁不能太薄，如果太薄，合金焊接不好，容易产生缺陷，特别是大部分薄壁成型更困难。厚壁或壁厚的严重不均匀性容易发生收缩、气孔等缺陷，因此压铸件的机械特性明显减少，图3-2显示了锌合金、铝合金、镁合金的强度增减百分比与铸造壁厚的关系。图3-2，因此，为了保证铸件的充分强度和刚度，必须最小厚度，保持截面厚度均匀。为了防止收缩等缺陷，必须减少铸件厚壁的厚度，增加加强材料。压铸的壁厚一般为2 4mm。相同压铸件的最大壁厚与最小壁厚之比不应大于3: 1。壁厚大于6mm的铝合金零件不应使用压铸。建议的最小壁厚和合适的壁厚见表1。压铸的整体尺寸越大，壁厚也应越厚。当墙厚度固定时，还必须限制墙厚度的面积。，对表1压铸的最小壁厚和常规壁厚，对宽板厚壁铸件，设置筋以减小壁厚。示例：3，铸件设计筋中的必需筋是提高铸件的强度和刚度(如果壁厚变薄)、防止或减少铸件的收缩变形、防止工件在模型内顶出时变形、增强铸件的各种常规截面形式(用作填充时的辅助回路金属流动路径)的示例。加强筋的厚度必须小于放置的壁的厚度，通常使用壁厚的2/3到3/4。表3-1-4是筋的剖面尺寸。肌腱设置原则：第一，应尽可能对称；二是避免在同一部分加强和相交加强筋和加强筋，以避免加强筋的放置。第三，肌腱定位应考虑避免零件模具。第四，考虑设置防止零件变形的加强筋。4，铸造设计的圆角要求，压铸的每个部分交点都必须有圆角(分型面除外)，以使金属充填时流动顺畅，气体容易排出，避免锐角产生的裂纹。对于需要电镀和抛光的压铸，圆角均匀涂层，防止尖角上积有油漆。圆角不当会对模具的强度、寿命和应力集中产生不利影响。如下图所示。铸造圆角对质量的影响，压铸圆角与应力集中的关系，表2压铸的最小圆角半径(mm)，铝合金压铸的圆角半径r通常小于1mm，最小圆角半径为0.5mm。请参阅表2。铸造圆角半径如图3所示。图3:铸造圆角半径的计算(mm)，说明：计算的最小圆角必须满足表2中的要求。选择压铸的典型结构圆角参数，如下所示：必须对直角连接、t形连接、相交连接、铸件的尖角、直角、盲孔和槽的管线拉伸部分进行圆角。铸件的内角必须清除时，应参照下图设计。考虑到模型型腔的方便性，也可以在同一零件上选取相同尺寸的圆角。5，如果铸件设计的铸造斜度必须设计压铸，则必须保持结构的斜度，如果没有结构斜度，则必须具有脱模过程斜度。坡度的方向必须与铸件的脱模方向一致。建议的脱模斜度见表4。各种尺寸与深度和拔模角度之间的关系在表4的模具设计指南中，该拔模导致的铸造尺寸偏差不包含在尺寸公差值中。表格中的数值仅适用于母模仁深度或公模仁高度50mm，表面粗糙度位于Ra0.1，大端与小端大小剖面差异的最小值为0.03mm。剥离坡度可以相应地增加，如果深度或高度 50mm或表面粗糙度大于Ra0.1。高熔点合金比低熔点合金大。壁比薄壁厚。内部比外部大。一般来说，理想的外部是内部的1/2。形状比简单的要复杂。6、铸造孔和从孔到边的最小距离，1)铸造孔：压铸件的光圈和孔深度，可以直接对不需要的孔按表关系。2.在实际生产中，直径小于2mm的针容易变形，针容易折断，因此，小于2mm的针最好用直接进近孔针制作，然后保证加工。对于压铸自攻螺钉的底部孔，建议的底部孔直径见表6。表6自攻螺钉底部孔直径(mm)、2)到铸件和边缘的最小距离，以及到铸件边缘的固定壁厚，以确保铸件良好的成型条件(见图2)。B (1/4 1/3) t 4.5时，b1.5mm，7，建议根据表7设计压铸件的矩形孔和插槽、压铸件的矩形孔和插槽。表7矩形孔和槽(mm)，说明：宽度b是具有铸造坡度的表内值较小的末端值。在特定工艺条件下，锌、铝、镁等合金压铸件可以直接推动螺纹。铜合金仅在个别情况下压铸螺纹。压铸螺纹一般是国家标准中规定的3级精度。压铸螺纹通常具有更多的外螺纹。如果需要，还可以压铸内螺纹。外螺纹可分为两种，一种由两个可分离的螺纹型腔组成，这种方式容易产生错误的扣，圆度稍低，但可达到精度，使用前经过简单的裁剪加工。另一个由螺纹方式环组成，不产生错误的扣，圆度好，但具有生产效率低，操作不安全的特点。内螺纹方法由螺纹核心组成，其特点是螺纹核心中的螺纹必须沿轴方向倾斜，通常为10-15 ，螺纹长度有限。必须是压铸螺纹齿、平头或圆头。扁平螺纹参照下图，压铸螺纹极限尺寸和斜度见表3-1-13和表3-1-14。8，铸造设计压铸螺纹和齿轮、压铸齿轮的最小模块见表3-1-17，压铸凸台必须有足够的高度，以便在不将刀具切削到铸件壁的情况下留下切削馀量。凸毂的最小高度h=2-2.5mm。如果结件的孔中心距离l等于或小于表格3-1-19中列示的值，则必须将类似的凸毂括在一起(请参阅图3-1-22)。9，铸造设计中的凸柱、凹凸和文本和图案；表3-1-19紧固件中心距离mm；凹凸和直纹直接压力；该线通常与凹模方向平行，具有一定的脱模斜度(根据内表面选择)，其结构大小见表3-1-20，压铸件尺寸参考表3-35，铸件中直线的拉伸高度和宽度的比例约为3: 2，最小高度为0.3mm。字体越大越好，通常不能小于10。铸造一般分为图3-9所示的三种，图3-9(c)有特殊原因，可以使用。10，可以在铸造设计铸造镶件压铸零件内铸造金属或非金属镶件。镶件上铸造的材料主要有铜、钢、纯铁等。铸件的作用有很多方面。加强强度、耐磨性、导电、绝缘体等压铸特定部分的强度，提高强度，铸造蓝宝石提高耐磨性，铸造隔热材料降低成本，提高绝缘性，赋予芯材加强材料等。移除压铸太复杂的型腔和内部凹型压铸不可行的型腔。去掉热节，避免松弛。用高硅铝代替青铜等贵金属，使用低熔点金属压铸。可以铸造很多小铸件代替部分组装。铸造后，包裹在基体金属中，不得松动；镶件周围的铸造基体金属必须小于1.52mm，大铸件必须加厚。插入物和铸件金属基体之间不应发生电腐蚀。此时，可以向镶件的表面添加保护层。镶件包围的部分必须没有明确的角度、边，以免铸件开裂。有镶件的铸件应避免热处理，如果两种金属的相变不同，铸件内镶件不要松动。有关使用镶件设计压铸模的注意事项：镶件必须满足放置在模型中的位置要求和各种公差配合。镶件的形状和铸件上的位置必须易于在压铸生产中放置。嵌件不能离浇口太远，以免焊缝牢固，如果需要远离，必须适当提高铸件温度。整理镶嵌，去除油、灰、铁锈等污物，进行预热(见表3-1-26)。有螺纹的镶嵌只剩下1.5到2毫米(图3-1-28)。如果镶嵌按直线或网格等图案，则沟槽宽度不应小于2mm，深度不应小于1.5mm(图3-1-29)。滚动大小，请参阅表3-1-27。插入常用的固定方法，11，铆钉头设计，压铸等零件铆接时，铆钉头可与压铸同时铸造。压铸模铆钉头的大小应参考图表2-31，12、压模铸造，以最小化加工区域，13、压模铸造的加工裕量，如果压模铸造因尺寸精度或几何公差而无法达到产品图面需求，则应考虑加工方法，例如修正、拉、挤压、成型等。使用加工时，应考虑选取较小的加工馀量，分型面和不受活动铸模影响的面将成为加工基准。建议的加工毛利和偏差见表8。李明空闲见表9。，表8建议的加工裕量及其偏差(mm)，表9建议的扩孔加工裕量(mm)，14，压铸模收缩率铸造收缩率K=(L -L零件)/l-零件中心：L-模具为模穴尺寸，L-零