压铸设计论文.docVIP

压铸设计和工艺要素 陈璐 内容提要：随着我厂新产品的研制，铝压铸件已成为我厂产品中必不可少的材料之一，但由于近年来我厂的铝压铸产品质量一直没有达到理想的水平，因此，在这里我就大家简单介绍一下压铸知识。希望能购作为提升我厂铝压铸产品质量的参考要点。 关键词：压铸件设计的工艺性 压铸工艺参数 压力铸造技术简介 压力铸造技术是在普通铸造技术基础上发展起来的一种先进工艺，已有很长的发展历史。它是将熔融的液态金属注入压铸机的压室，通过压射冲头（活塞）的运动，使液态金属在高压作用下高速通过模具浇注系统并充填模具型腔，在压力下金属开始结晶，迅速冷却凝固成铸件。和普通铸件相比，压铸件内部组织致密，力学性能优良，尺寸精度高，表面质量好。压铸工艺在机械工业、航天工业、汽车制造业和日用轻工业中，都占有重要地位。 一、压铸的基本原理和特点 压铸是指在高压作用下，将液态或半液态金属以较高的速度充填压铸模具型腔，并在压力状态下结晶凝固，获得压铸件的工艺方法。 压铸生产具有高速、高压、充填时间短，并在高压状态下凝固成形的特点，因此压铸工艺具有以下优点：1）压铸件的尺寸精度高、表面质量好；2）可以生产出形状复杂、轮廓清晰、深腔薄壁的压铸件；3）压铸件组织致密，具有较高的强度和硬度；4）材料利用率高；5）生产效率高；6）经济效益好。 同样，压铸生产也存在以下缺点：1）压铸件易出现气孔和缩松；2）不适合小批量生产；3）模具的寿命低；4）受压铸件结构和合金种类所限。 二、压铸件设计的工艺性 压铸件设计的工艺性好，可以简化模具结构，保证压铸件的质量，降低成本，提高经济效益。压铸件的工艺性包括三方面的内容：压铸件的精度、压铸件的表面质量和压铸件的结构工艺性。 压铸件能获得较高的精度，而且稳定性也很好。影响压铸件精度的主要因素有：模具的精度及工作情况、压铸机的精度及刚度、合金成分及性能、压铸件的结构、尺寸、压铸工艺参数等。 压铸件的表面粗糙度值，一般比模具成形表面的粗糙度值低两级。 当压铸件的尺寸精度、形位精度达不到设计要求时，应优先考虑采用精整加工方法，如矫正、拉光、挤光等，以便保留强度较高的致密层。必须采用机械加工时，应选用较小的余量，并以不受分型面及活动成形部分影响的表面为基准进行加工。 我厂产品中压铸件涉及到的结构工艺性包括：壁厚、孔和槽隙、脱模斜度、圆角半径、加强筋、螺纹等。 压铸件的壁厚对压铸件质量有很大影响，压铸件的壁厚超过某一数值时，其强度和致密性随壁厚的增大而下降。这是因为厚壁压铸件中心层的晶粒较大，易产生气孔、缩孔等缺陷，压铸件的力学性能和气密性明显降低。在保证其强度和刚度的前提下，压铸件应尽量减小其壁厚，通常工艺条件下不超过4.5mm为宜。在壁厚相差较大时，应尽可能使各截面的壁厚均匀，在较厚部位可采用减薄壁厚增设加强筋的方法，以防压铸件产生外表凹陷、内部缩松和裂纹等。但压铸件的壁厚也不能太薄，以免产生欠铸、冷隔的现象。 压铸可以直接铸出比较深的小孔和较窄的槽隙。其孔径和深度与形成孔的槽的型芯在模腔中的分布位置有关。合金收缩时向着两型芯中心方向进行，对型芯产生很大的包紧力，型芯抽出时容易弯曲、折断或破坏铸件。因此，对压铸件的孔径、孔深和孔与孔之间的距离应加以限制，应在10mm以上。压铸件的最小孔径以及孔径与深度之间的关系如下（针对铝合金）：经济上合理的最小孔径为2.5mm；技术上可行的最小孔径为2mm；盲孔时当d＞5时孔深度为孔径的4倍，d＜5时孔深度为孔径的3倍；通孔时当d＞5时孔深度为孔径的8倍，d＜5时孔深度为孔径的6倍。 为便于压铸件脱模，防止表面划伤，延长模具寿命，压铸件应有合理的脱模斜度。脱模斜度与压铸件的高度（或深度）、壁厚及模具型腔（或型芯）的表面状态、合金的种类等有关。压铸件壁厚越厚，合金对型芯的包紧力越大，脱模斜度就越大。收缩率越大，熔点越高的合金，脱模斜度也越大。此外，压铸件内表面或孔比外表面的脱模斜度要大。在允许范围内，采用较大的脱模斜度，可减少推件力和抽芯力。在我厂的实际生产中推荐的脱模斜度如下：配合面的最小脱模斜度：外表面0°15′，内表面0°30′；非配合面的最小脱模斜度：外表面0°30′，内表面1°。 在压铸件壁与壁连接处都应设计成圆角，它不仅有利于气体的排出、熔融合金的流动，减少涡流，而且可以防止在尖角处产生应力集中，有利于保证压铸件的质量。对模具来说，可以避免尖角处产生应力集中和裂纹，延长模具的使用寿命。压铸件圆角半径的计算见表1。 表1 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 r最小=Kt r最大=t R=r+t t、t1—铸件的壁厚 对于铝合金压铸件K=1/2 不同壁厚 r≥(t+t1)/3 R=r+(t+t1)/2 在压铸件上设计加强筋可提高其强度和刚度，同时也改