锌合金压铸件结构设计

要求：设计者对压铸机、压铸工艺、模具设计及制造过程有基本的认识和了解。

达到：设计的合理性、工艺性、可制造性、经济性。

压铸件结构设计是压铸工作的第一步。设计的合理性和工艺适应性将会影响到后续工作的顺利进行，如分型面选择、内浇口开设、推出机构布置、模具结构及制造难易、合金凝固收缩规律、铸件精度保证、缺陷的种类等，都会以压铸件本身工艺性的优劣为前提。

压铸件结构的工艺性：

1）      尽量消除铸件内部侧凹，使模具结构简单。

2）      尽量使铸件壁厚均匀，可利用筋减少壁厚，减少铸件气孔、缩孔、变形等缺陷。

3）      尽量消除铸件上深孔、深腔。因为细小型芯易弯曲、折断，深腔处充填和排气不良。

4）      设计的铸件要便于脱模、抽芯。

1．     壁厚

1）      压铸件壁厚与性能有关。

2）      压铸件壁厚影响金属液填充型腔状态，最终影响铸件表面质量。

3）      压铸件壁厚影响金属料消耗及成本。

在设计压铸件时，往往为保证强度和刚度的可靠性，以为壁越厚性能越好；实际上对于压铸件来说，随着壁厚增加，力学性能明显下降。原因是在压铸过程中，当金属液以高压、高速的状态进入型腔，与型腔表面接触后很快冷却凝固。受到激冷的压铸件表面形成一层细晶粒组织，这层致密的细晶粒组织的厚度约为0.3 左右，因此薄壁压铸件具有更高的机械性能。相反，厚壁压铸件中心层的晶粒较大，易产生内部缩孔、气孔，外表面凹陷等缺陷，使压铸件的机械性能随着壁厚的增加而降低。

随着壁厚的增加，金属料消耗多，成本也增加。但如果单从结构性计算出最小壁厚，而忽略了铸件的复杂程度时，也会造成液态金属充填型腔状态不理想，产生缺陷。在满足产品使用功能要求前提下，综合考虑各后工序过程的影响，以最低的金属消耗取得良好的成型性和工艺性，以采取正常、均匀的壁厚为佳。

2． 加强筋

压铸件倾向采用均匀的薄壁，为了提高其强度和刚性，防止变形，不应单纯用增加壁厚的方法，而应采用适当的薄壁加强筋达此目的。

加强筋应对称布置，厚度均匀，避免新的金属堆聚。其厚度一般取压铸件壁厚的2/3 – 3/4。为减少脱模时的阻力，加强筋应有铸造斜度。

3． 圓角

圆角可使金属液流动顺畅，改善充型特性，气体容易排出。同时，避免尖角产生应力集中而导致裂纹缺陷。特别是压铸件需要电镀处理时，圆角对于保证其良好的电镀效果是十分必要的。

4． 斜度

为了顺利脱模，减少推出力、抽芯力，减少模具损耗，在设计压铸件时，应在结构上留有尽可能大的斜度。从而减少压铸件与模具的摩擦，容易取出铸件，也使铸件表面不被拉伤，保证表面光洁。

5． 文字、标志、图案

1)          用压铸铸出，应采用凸纹。凸纹高度大于0.3 mm，以适应模具制造的特点。

2)          采用目前开始流行的新技术：“转移彩膜”，可以将彩色的文字、标志、图案彩膜转印到压铸件表面。

3)          压铸出铸件后，用激光在铸件表面打出文字、标志、图案，可以打出非常细微的文字。

6． 收缩率

收缩率通常称为缩水。它是指合金由液态凝固为固态，并冷却至室温时尺寸缩小的百分数，可用下式表示：

K={L模-L件}/L件

式中：L模为模腔尺寸，I件为铸件尺寸。

收缩率的大小与压铸件的结构特点、壁厚、合金的化学成分和工艺因素等有关。锌合金的线收缩率一般为：自由收缩时取0.6% -0.8%，受阻收缩时取0.396 -0. 696。

7．压铸孔和槽

铸件的孑L、槽应尽量铸出，这不仅可使壁厚均匀，减少热节，节约金属，而且可节省机加工工时。

压铸件可压铸出的孔和槽的最小尺寸和深度，受到形成孔、槽的型芯在型腔中的分布位置的制约。细型芯在抽出时易弯曲或折断，因此孔和槽的最小尺寸和深度受到一定限制。其深度应带有一定斜度，以便于抽芯。

8.螺纹

1）      外螺纹可以铸出，由于铸件或模具结构的需要，采用两半分型的螺纹型环时，需留有0.2-0.3加工余量。可铸出的最小螺距为0.75 ，最小螺纹外径mm6，最大螺纹长度为螺距的8倍。

2）      内螺纹虽然可以铸出，但要通过使用机械装置转动压铸模中的型芯，使模具结构更复杂，而增加成本。所以一般先铸出底孔，再由机械加工成内螺纹。

9，齿轮

齿轮可以铸出，锌合金压铸齿轮最小模数m为0.3。对要求高的齿轮齿面应留有0.2-0.3mm的加工余量。

10.表皮

铸态零件其外表面有致密的激冷表皮层，比铸件其他部分有较高的力学性能。因此设计者应避免机械加工去掉铸件表皮致密层，尤其是对要求耐磨的铸件。

11.嵌件

当设计要求将不同材料的零件组合成一个部件时，可采用插入件压铸，先把嵌件装放到压铸模型腔内，然后在嵌件周围压铸成形锌合金部件。

12.功能组合

在进行产品设计中，降低成本最有效的方法是将几个零件组合成一个压铸件。一个设计典范是，原设计的部件由一个钢冲压件和两个带螺纹的机加工钢件组成。新设计是一个压铸件。