面向制造和装配的产品设计-第四部分-压铸件的设计
DFMA面向制造和装配的产品设计压铸件的设计 2023 ChiShui.DFMA目录压铸件概念及优缺点材料类型压铸件设计u零件壁厚u最小孔u加强筋u脱模斜度和圆角u支柱u字符u螺纹u飞边和浇口u公差u简化设计u机械加工u简化产品结构，降低产品成本DFMA七、压铸件设计-概念及优缺点概念：在高压作用下，使液态金属或半液态金属以极高的速度充填到压铸型腔内，并在压力下成形和凝固。特点：高压、高速、高温优点：u效率高，易于实现机械化、自动化u尺寸精度高，表面质量高u力学性能较高u可压铸复杂薄壁零件u压铸件中可嵌塑其他材料的零件独特优势：u相比塑胶件：强度高，具有导电性、热传导性和防电磁辐射型u相比板件件：零件形状更加复杂，壁厚可以变化，一个压铸件可以代替几个钣金件，可简化产品结构u相比机加工件：压铸件质量轻、加工成本低u相比其他铸造件：尺寸精度高、表面质量好、生产效率高缺点：u压铸件中易产生气孔u不适宜小批量生产u压铸高熔点合金时，模具寿命较低DFMA七、压铸件设计-材料常用压铸材料：铝合金、锌合金、镁合金铝合金的应用产品种类应用汽车、摩托车汽车发动机缸体、缸盖、化油器壳体、齿轮泵、轮毂、汽车底盘、制动器踏板等电工工具配件电钻外壳、电机转子、保护罩、机头等电子电器配件微型马达座、手机外壳、电脑外壳、散热器、光驱架、电视接线盒等其他铝锅、机械连接件、电梯、装饰品锌合金的应用产品种类应用结构用途：作为结构零件，用于对机械强度、尺寸精度、铸件内部质量等要求较高的场合汽车化油器、支柱、门铰链、齿轮、框架和锁具等装饰用途：作为装饰零件，用于铸件表面质量要求高、表面光洁和造型美观的场合玩具、灯饰、金属扣、浴室配件、照相器材等镁合金的应用产品种类应用汽车引擎盖、避震器、齿轮笔记本电脑机壳、散热组件、机构件手机外壳、支架数码相机机壳DFMA七、压铸件设计-零件壁厚合适的零件壁厚：太薄：填充困难，容易出现充填不良太厚：内部晶粒粗大，产生缩孔、气孔等缺陷；外表面缺陷，机械性能下降；增加重量，成本高均匀壁厚设计，壁厚变化处做过渡铝合金、锌合金、镁合金的最小壁厚和合适壁厚避免零件局部太厚壁面积/cm2铝、镁合金锌合金最小推荐(合适)最小推荐(合适)0.82.00.5251.5251001.22.51.01.82.21.53.01.81005005002.53.52.02.5DFMA七、压铸件设计-最小孔压铸件最小孔：u孔太小，型芯易受冲击而变形或折断，缩短模具寿命避免局部过薄：u局部过薄，模具强度低，高温下易变形、折断，缩短模具寿命合金类型最小孔径d孔深为孔径d倍数经济上合理的技术上可行的盲孔通孔d5d5d5d5铝合金2.52.04d3d8d6d镁合金2.01.51.55d4d10d8d12d8d6d4d0.8锌合金DFMA七、压铸件设计-加强筋加强筋的尺寸：根部厚度t：t=（0.61）T，一般不大于此处壁的厚度脱模斜度：13根部圆角R：tR1.25t，避免截面急剧变化，辅助流动，减少应力集中，提高零件强度高度H：H5T，不超过加强筋厚度的5倍避免平板式设计，易变形，增加加强筋提高零件强度增加加强辅助熔化金属的流动，加强筋的方向与熔化金属的流向一致，提高充填性能加强筋的分布位置合理，尽量对称、均匀加强筋连接处避免局部太厚DFMA七、压铸件设计-脱模斜度和圆角脱模斜度：铝合金、锌合金、镁合金因为与压铸模不同的黏着度，具有不同的脱模斜度：u铝合金与压铸模的黏着度较大，内表面脱模斜度一般取1;u镁合金与压铸模的黏着度略小于铝合金，内表面脱模斜度一般取0.75；u锌合金与压铸模的黏着度最小，内表面脱模斜度一般取0.5;u压铸件外表面的脱模斜度可以取内表面脱模斜度的2倍，以保证零件脱模时留在公模侧。避免外部尖角：u外部尖角太薄，易发生充填不良，金属组织不致密，强度低；u外部尖角易带来安全问题内部圆角设计：圆角对零件的性能和质量、模具寿命有非常大作用u辅助熔化金属的流动，改成充填，利于气体排出；u避免产生应力集中，提高压铸件强度；u提高压铸模具寿命；u当压铸件需要电镀时，圆角可获得均匀镀层，防止尖角处沉积DFMA七、压铸件设计-支柱避免支柱离壁太近或柱之间距离太近：u太近，易造成壁厚太大，零件产生凹陷、气孔、缩孔等缺陷u使模具局部太薄、强度低、寿命短尽量降低支柱的高度：太高，强度低、不易充填支柱四周增加加强筋：重新设计支柱以简化模具结构：当支柱是倾斜的时候，合理的设计可以简化模具结构，节省模具成本DFMA七、压铸件设计-字符字符凸出与零件的表面较优：字符的相关尺寸：DFMA七、压铸件设计-螺纹外螺纹避免全螺纹设计：全螺纹设计，分模线处很难对齐内螺纹不宜直接铸出：u直接铸出特殊结构，模具费用高u内螺纹一般使用机加工DFMA七、压铸件设计-为飞边和浇口的去除提供方便避免零件壁与分型面呈锐角：简化零件，避免复杂的分型面形状：避免严格的飞边和浇口的去除要求：减少工序，降低成本u分边产生于分模线附近，复杂的分模线会造成飞边难去除，零件成本增加u通过简化零件形状、避免复杂的分模线形状，可使零件的飞边易去除u零件壁与分模线呈锐角，分别难去除u增加一段1.5mm的平面，飞边和浇口易去除DFMA七、压铸件设计-公差压铸件公差：在满足零件使用性能的情况下，尽量使用宽松的公差，严格的公差会增加零件成本过高的公差，会缩短压铸模寿命为维持严格的零件公差，压铸模须经常性维护、替换使用更多的压铸模零件合高频率的压铸模尺寸检验，会增加零件成本过高的公差，压铸件不良率高合理选择分模线，提高重要零件尺寸的精度：如D1、D2的同心度很重要，则选择C-C为分模线如D1、D3的同心度很重要，则选择B-B为分模线如需要保证D1在左端或右端直径的一直，则选择A-A为分模线DFMA七、压铸件设计-简化模具结构避免零件内部凹陷：避免零件外部凹陷：避免抽芯机构受阻：避免压铸分型面带圆角：合理选择分型面：u内部侧凹需要通过抽芯机构或二次贾工来获得，增加模具或零件成本u合理的零件内部侧凹，可以降低模具或零件成本u分型面带圆角，压铸模较复杂，模具加工难，圆角处模具强度低、寿命下降u内部侧凹也需要通过抽芯机构或二次贾工来获得，增加模具或零件成本u合理的零件外部侧凹，可以降低模具或零件成本DFMA七、压铸件设计-机械加工避免机械加工：u压铸件能够达到较高的尺寸精度和外观表面质量，在设计时，可通过对压铸件提出宽松的尺寸和表面质量要求，从而避免机加工u压铸件表面坚实致密，具有较高的机械性能，机加工可能会破坏压铸件的表面致密层u压铸件内部有时会有气孔存在，机械加工后气孔外露，会影响零件的应用u机械加工会大幅增加零件成本压铸件设计便于机械加工和减少机械加工面积：u应当设计压铸件使其便于机械加工和减少机械加工面积，从而减少加工成本机械加工余量越小越好：压铸件的表面是致密层，而呢不则相对比较疏松，同时存在气孔和针孔，故压铸件的机械加工余量越少越好，防止破坏致密层加工面最大尺寸5050120120260260400400630单面加工余量0.30.50.40.70.61.00.81.41.21.8表面机械加工余量孔径66101018183030505080加工余量0.050.100.150.200.250.30表面机械加工余量DFMA七、压铸件设计-使用压铸件简化产品结构，降低产品成本使用压铸件代替机械加工零件：u利用压铸工艺成本低于机加工工艺成本低特点，在满足零件强度及尺寸精度等前提下，使用压铸件代替机械加工零件，可大幅降低零件成本使用压铸件减少零件数量，简化产品结构：u利用压铸件的防电磁辐射性能使用压铸件代替钣金件：u利用压铸件的复杂结构性DFMA谢谢
