压铸件设计规范

Q/********公司企业技术规范Q/**-JS**.***-2010压铸件设计规范2010-**-**发布2010-**-**实施******公司发布Q/**-JS**.***-20102签署页编制：标准化：会签(开发、品质、工艺)：审核（开发负责人）：审批（副总经理）：批准（总经理）：Q/**-JS**.***-20103前言本规范所有内容应符合强制性国家标准、行业标准及地方标准，若与其相抵触时，以国家标准、行业标准、地方标准为准。本规范是第一次发布。一些典型的数据主要来源于参考资料，一些工艺上的极限尺寸，主要来源于加工厂家提供的数据，是我们应尽可能遵照的。有些正在生产的零件，一些尺寸超出了规范中给出的极限尺寸，但并不能就能说明这些设计是有良好的工艺性，原则上是在满足产品性能的条件下，尽可能达到昀好的加工工艺性。由于时间和实际经验有限，规范中错误在所难免，恳请大家批评指正，希望经过一定时间的实践检验，经过将来补充、修改、完善之后，对我们的设计工作起到很好的指导作用。与规范前一版本相比的升级更改内容：第一版，无升级更改信息。————本规范的其他系列规范：无与对应的国家标准或其他文件的一致性程度：无规范代替或作废的全部或部分其他文件：无与其他规范或文件的关系：无本规范由开发部提出。本规范主要起草和解释部门：开发部。本规范主要起草人：本规范由开发部标准化室归口。参考文献：制定本规范参考的一些文献，但没有直接引用里面的条文：《金属压铸工艺与模具设计》清华大学出版社Q/**-JS**.***-20104压铸件设计规范1目的和范围本设计规范规定了产品开发设计中压铸件设计的一般要求和需注意的事项。本设计规范适用于压铸件设计过程中必须遵守的要求。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的昀新版本。凡是不注日期的引用文件，其昀新版本适用于本规范。GB/T1175铸造锌合金GB/T16746锌合金铸件3压铸件压铸件是一种压力铸造的零件，是使用装好铸件模具的压力铸造机械压铸机，将加热为液态的铜、锌、铝或铝合金等金属浇入压铸机的入料口，经压铸机压铸，铸造出模具限制的形状和尺寸的铜、锌、铝零件或铝合金零件，这样的零件通常就被叫做压铸件。我司现使用的绝大多数为锌铝合金压铸件。压铸锌合金的牌号、化学成分、力学性能及用途见下表：表1压铸锌合金牌号、化学成分、力学性能及用途合金牌号4号铸锌4-1铸锌4-0.5铸锌4-3铸锌合金代号ZZnAl4ZZnAl4-1ZZnAl4-0.5ZZnAl4-3化学成分/%主要成分铝3.5～4.33.5～4.53.5～4.53.9～4.3铜—0.73～1.250.5～0.92.5～3.5镁0.03～0.080.03～0.080.08～0.150.03～0.1锌其余其余其余其余杂质（不大于）铁0.20.20.20.1铅0.0150.0150.0150.07锡0.0030.0030.0050.005镉0.0050.0050.010.005硅0.05铜0.25总和0.40.20.2力学性能（不低于）抗拉强度δb/MPa250280280320～380延伸率δ/%522～3布氏硬度/HB65807580～120用途尺寸稳定的合金，用于高精度零件中强度合金，用于镀铬及不镀铬各种零件压铸各种小型薄壁零件高强度合金，用于不镀铬的各种小型、薄壁零件Q/**-JS**.***-201054压铸件的设计要求4.1壁厚4.1.1压铸件的壁厚对铸件质量有很大的影响。压铸件表面约0.8～1.2mm的表层由于快速冷却而晶粒细小、组织致密，因为它的存在使压铸件的强度较高。而若是厚壁压铸件，其壁中心层的晶粒粗大，易产生缩孔、缩松等缺陷。通常，压铸件的力学性能随着壁厚增加而降低，而且也增加了材料的用量和压铸件的重量。图1为铸件壁厚对抗拉强度的影响。4.1.2铸件壁太薄时，造成金属溶液填充不良，成型困难，使金属溶液熔接不好，可能出现欠铸、冷隔等缺陷，影响铸件的强度，同时给压铸工艺带来困难；壁厚过大或严重不均匀则易产生内部七孔、缩孔、缩瘪及裂纹等缺陷。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，以薄壁和均匀壁厚为佳。图2为铝合金压铸件壁厚与抗拉强度及比重的关系。4.1.3压铸件的壁厚一般以2.5～4mm为宜，同一压铸件内昀大壁厚与昀小壁厚之比不要大于3∶1。壁厚超过6mm的零件不宜采用压铸。推荐采用的昀小壁厚和适宜壁厚见表2。压铸件总体尺寸越大，壁厚也应越厚。而壁厚一定时，该壁厚的面积也应受到一定的限制。压铸件的昀小壁厚与适宜壁厚见表2。表2压铸件的昀小壁厚和适宜壁厚Q/**-JS**.***-20106壁厚处的面积a×b（cm2）壁厚h（mm）锌锌合合金金铝铝合合金金镁镁合合金金铜铜合合金金昀昀小小正正常常昀昀小小正正常常昀昀小小正正常常昀昀小小正正常常≤≤225511..003.000..8822..0000..8822..0000..8811..55＞＞2255～～1100001.54.511..2222..5511..2222..5511..5522..00＞＞110000～～5500002.55.011..8833..0011..8833..0022..0022..55＞＞5500003.56.022..5544..0022..5544..0022..5533..00我司现使用的绝大多数为锌铝合金压铸件，其合理壁厚如上表所示。4.2铸造工艺圆角和壁的连接形式及连接处的圆角4.2.1铸造圆角4.2.1.1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以及内部应力集中，并可延长压铸模具的寿命。对于需要进行电镀和涂饰的压铸件，圆角可以均匀镀层，防止尖角处镀（涂）料堆积。4.2.1.2压铸件的圆角半径R一般不宜小于1mm，昀小圆角半径为0.5mm，见表3。表3压铸件的昀小圆角半径（mm）压压铸铸合合金金圆圆角角半半径径RR压压铸铸合合金金圆圆角角半半径径RR锌锌合合金金00..55铝铝、、镁镁合合金金11..00铝铝锡锡合合金金00..55铜铜合合金金11..55我司现采用的圆角一般取R0.5。4.2.2壁的连接形式及连接处的圆角为有利于金属液流动和压铸件成型，避免压铸件和压铸模产生应力集中和裂纹，压铸件壁与壁的连接通常采用国内外设计标准推荐的圆角和隅部加强渐变过渡连接。各种过渡连接形式及尺寸计算见表4（见下页）。Q/**-JS**.***-20107Q/**-JS**.***-201084.3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。由脱模斜度而引起的铸件尺寸偏差，一般不计入公差范围内，其大小根据合金性质、脱模深度、形状复杂程度以及壁厚而定。一般高熔点合金压铸件的脱模斜度大于低熔点合金压铸件；脱模深度浅的大于深的；形状复杂的大于形状简单的；厚壁的大于薄壁的；内孔的大于外壁的。一般在满足压铸件使用要求的前提下，脱模斜度应尽可能取大值。推荐的脱模斜度见表5。表5脱模斜度αβ合合金金配合面的昀小脱模斜度非配合面的昀小脱模斜度外外表表面面αα内内表表面面ββ外外表表面面αα内内表表面面ββ锌锌合合金金11°°11°°3300′′11°°11°°3300′′铝铝、、镁镁合合金金00°°1155′′00°°3300′′00°°3300′′11°°铜铜合合金金00°°3300′′00°°4455′′11°°11°°3300′′说明：①、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昀小值为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。我司现采用的脱模斜度一般取1.5°。4.4铸孔和孔到边缘的昀小距离4.4.1圆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6。表6昀小孔径和昀大孔深孔径合金类别昀小孔径d（mm）昀大孔深（mm）孔的昀小斜度一般的技术上可能的盲孔通孔dd＞＞55dd＜＜55dd＞＞55dd＜＜55锌锌合合金金11..5500..8866dd44dd1122dd88dd00°°～～00°°1155′′铝铝合合金金22..5522..0044dd33dd88dd66dd00°°1155′′～～00°°4455′′镁镁合合金金22..0011..5555dd44dd1100dd88dd00°°～～00°°3300′′铜铜合合金金44..0022..5533dd22dd55dd33dd11°°3300′′～～22°°3300′′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7。表7自攻螺钉用底孔直径（mm）Q/**-JS**.***-20109螺纹规格dMM22..55MM33MM33..55MM44MM55MM66MM88d222..3300～～22..440022..7755～～22..885533..1188～～33..330033..6633～～33..775544..7700～～44..885555..5588～～55..770077..4455～～77..6600d322..2200～～22..330022..6600～～22..770033..0088～～33..220033..4488～～33..660044..3388～～44..550055..3388～～55..550077..1155～～77..3300d4≥≥44..22≥≥55..00≥≥55..88≥≥66..77≥≥88..33≥≥1100≥≥1133..33旋入深度tt≥1.5d4.4.2长方形孔和槽压铸件上的长方形孔和槽的设计推荐按表8采用。表8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昀小宽度b0.80.81.21.01.5昀大深度H≈10≈12≈10≈12≈10厚度h≈10≈12≈10≈12≈8昀小脱模斜度00°°1155′′～～00°°4455′′00°°1155′′～～00°°4455′′00°°1155′′～～00°°4455′′00°°1155′′～～00°°4455′′11°°1155′′～～22°°3300′′说明：宽度b在具有铸造斜度时，表内值为小端部位值。4.4.3铸孔到边缘的昀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，见右图。4.4.3.1b≥(1/4～1/3)t4.4.3.2当t＜4.5时，b≥1.5mm4.5加强筋/肋加强筋的设置可以增加零件的强度和刚性，减少铸件收缩变形，避免工件从模具内顶出时发生变形，同时改善了压铸的工艺性。应注意如下要求：①应当布置在铸件受力较大处，分布要均匀对称；②与铸件连接的根部要有圆角；Q/**-JS**.***-201010③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。压铸件上的加强筋/肋的设计推荐按表9采用。表9肋的结构及参考尺寸。4.6嵌件4.6.1压铸件内镶入金属或非金属制件，与压铸件形成牢固不可分开的整体，此镶入的制件称为嵌件。压铸件内镶入嵌件的目的是使压铸件的某一部位能够具有特殊的性能，如强度、硬度、耐蚀性、耐磨性、导磁性、导电性、绝缘性等，或代替部分装配工序，或者将复杂件转化为简单件，如孔深、内侧凹等无法脱出型芯而采用嵌件，也可以将几个部件铸成一体。4.6.2设计带嵌件的压铸件的注意事项：4.6.2.1嵌件与压铸件的连接必须牢固。为防止嵌件受力时在压铸件内移动、旋