压铸件设计工艺.docx

压铸件设计工艺1.1 压铸工艺成型原理及特点压铸，即压力铸造，是将液态金属或半液态金属，在高压作用下，以高的速度填充到压铸模的 型腔中，并在压力下快速凝固而获得铸件的一种方法压铸时常用压力是从几兆帕至几十兆帕，填充起始速度在0.5-70m/s ；压铸时的熔料温度，铝 合金一般是610-670°C，锌合金一般是400-450°C，模具温度一般为合金温度的三分之一注：本章节只涉及锌铝合金压铸件的讨论1.2 压铸件的设计要求1.2.1 压铸件设计的形状结构要求合理的压铸件结构不仅能简化压铸模具的结构，降低制造成本，同时也能改善压铸件的质量应注意如下要求：a、 避免内部侧凹或盲孔结构；b、 避免或减少垂直于分型面的孔或外部盲孔结构；1.2.2 压铸件设计的壁厚要求压铸件壁厚度（通常称壁厚）是压铸工艺中的关键因素，如熔料填充时间的计算、凝固时间 的计算、模具温度梯度的分析、压力（最终比压）的作用、留模时间的长短、压铸件顶出温 度的高低及操作效率等等，都与壁厚有着直接的联系应注意如下要求：a、 压铸件壁厚偏厚会使压铸件的力学性能明显下降，薄壁压铸件致密性好，相对提高了铸 件强度及耐压性；b、 压铸件壁厚不能太薄，太薄会造成铝合金熔液填充不良，成型困难，使铝合金熔液熔接 不好，并给压铸工艺带来困难；c、 压铸件随壁厚的增加，其内部气孔、缩孔等缺陷也随之增加；d、 应尽量保持壁厚截面的厚薄均匀一致。

根据压铸件的表面积大小划分，锌铝合金压铸件的合理壁厚如下表3-1 所示：表 3-1 锌铝合金压铸件的合理壁厚压铸件表面积h （mm2）壁厚t (mm)h <251.0 〜3.025 < h <1001.5 〜4.5100< h <4002.5 〜5.0h >4003.5 〜6.01.2.3 压铸件的加强筋/肋的设计要求加强筋/肋的作用是增加压铸件的强度和刚性，减少铸件收缩变形，避免工件从模具内顶出时发 生变形，作为熔料填充时的辅助回路（熔料流动的通路）应注意如下要求：a.压铸件的加强筋/肋的厚度应小于所在壁的厚度，一般取该处壁厚的2/3〜3/4；1.2.4 压铸件的圆角设计要求设计适当的工艺圆角，有利于压铸成型，避免应力及产生裂纹，并可延长压铸模具的寿命； 当压铸件需要进行电镀或涂覆时，圆角处可防止镀（涂）料沉积，获得均匀镀（涂）层 应注意如下要求：a. 压铸件上凡是壁与壁的连接处（模具分型面的部位除外）都应设计成圆角；b. 压铸件圆角一般取：1/2壁厚WRW壁厚；1.2.5 压铸件设计的铸造斜度要求铸造斜度是在脱模时，减少压铸件与模具型腔的摩擦，使压铸件容易被取出；减少铸件表面 被划伤；延长压铸模使用寿命。

锌铝合金压铸件的一般最小铸造斜度如下表3-2 所示：表 3-2 锌铝合金压铸件的一般最小铸造斜度锌铝合金压铸件最小的铸造斜度外表面内表面型芯孔（单边）1°1° 30’2°1.2.6 压铸件的常用材料常用压铸铝合金一般有： ADC12、YL113、YL102、A380、A360 等； 常用压铸锌合金一般有： 3#Zn；目前，珠江三角洲地区比较普遍的铝合金材料是ADC12，它在压铸成型性、切削性、机械性 能等各方面均有较好的表现1.2.7 压铸模具的常用材料压铸模具型腔材料要求具有较高的冷热疲劳抗力、良好的断裂韧性及热稳定性表 3-3 常用压铸模具型腔材料牌号材料标准AISI （美国）DIN （德国）JIS（日本）ASSAB （瑞典）GB 仲国）热作模具钢H131.2344SKD6184074Cr5MoSiVi2 第四章 铝型材零件设计工艺铝型材是通过把加热到一定温度的铝坯锭放在挤压机的挤压筒中，挤压机的压力通过挤压杆、垫片作用在坯锭上，迫使金属流出挤压模，从而获得所需形状、尺寸、性能的制品2.1 型材挤压加工的基本常识2.1.1 铝型材的生产工艺流程铝型材成型加工中的主要工序是挤压，其它工序与供货状态有关，流程见图4-12.1.2 常见型材挤压方法按照挤压型材的类型，可分为实心型材挤压和空心型材挤压等。

按照坯料相对挤压筒的移动特点，可分为正挤压和反挤压等一、实心型材挤压 实心型材挤压采用两种基本方法，即金属正向流动的挤压、金属反向流动的挤压，分别如图 4-2和图4-3所示F1 21•挤压杆2•挤压筒3•挤压垫4•坯锭5•挤压模6•制成品图4-2实心型材正向挤压1 2 3 4 5 6— — — —. — —1.堵头 2.坯锭 3.挤压筒 4.挤压模 5.制成品 6.挤压杆图 4-3 实心型材反向挤压、空心型材挤压根据空心型材的外形、孔的数目、尺寸形状、孔对型材断面中心位置的非对称分布程度等， 空心型材挤压常采用两种基本方法：a. 挤压针管材挤压法：可对空心或实心坯锭进行挤压，当采用实心坯锭时，在挤压之前先进 行穿孔这种方法挤压的空心型材没有接逢，一般用于形状简单、内孔直径较大的异形断面 管材，如图 4-4 所示1.挤压杆 2.挤压筒 3.挤压垫 4.坯锭 5.挤压针 6.挤压模 7.制成品图 4-4 无逢管材正向挤压b. 组合模焊合挤压：挤压时采用实心坯锭，组合针和模子是一个整体或装成一个刚性结构 坯料 4放入挤压筒2中，在挤压杆1通过挤压垫片3 所传递的力的作用下，坯料金属在高压 作用下被模子 5分成两股或两股以上的金属流，在模子的焊合室内被重新焊合。

最终在模孔 和组合针的逢数之数目等于被分开的金属流股数，如图4-5 所示213465F87（坯料开始填充挤压）（挤压过程）1.挤压杆 2.挤压筒 3.挤压垫 4.坯锭 5.模子 6.模套 7.组合针 8.制成品图 4-5 组合模焊合挤压2.1.3 空心型材挤压模具简单介绍如上节所述空心型材有两种挤压方式，这里介绍后一种组合模，组合模是将模心置于模孔中与模子 组合成一个整体，模孔的形状和尺寸决定了型材的外形和尺寸，而模芯的形状和尺寸则决定着型材 内孔的形状和尺寸常见的组合模有舌形模和平面分流模等舌形模又称桥式模，如图（a）所示；主要缺点是挤压压 余大，强度较差，且制造加工困难平面分流模可用于舌形模无法生产的，双孔、多孔或内腔复杂 的空心型材，如图4-6（b）所示图 4-6 空心型材模具示意2.2 铝型材常用材料及供货状态1. 根据 GB/T 6892-2000《工业用铝及铝合金热挤压型材》，常见铝及铝合金牌号、状态如下表 4-1 所示：表 4-1 型材的合金牌号、供货状态合金牌号供货状态1060、 1100、 3A21、 3003、 5A02、 5A03、 5A05、 5A060、 H112、 F2A11、 2A12、 20170、 H112、 T4、 F20240、 H112、 F50520、F6005、 6060H112、 T5、 F6061、 6A02、 60820、 H112、 T4、 T6、 F6063、 6063A0、 H112、 T4、 T5、 T6、 F7A04、 70750、 H112、 T6、 F注：1.需方需求其他合金或状态时由供需双方协商确定；2•表中加粗牌号6063、6005为公司常用型材材料。

6063和6005为公司Q/ZX 28.007.2 - 2004标准推荐使用材料：6063 是镁系列铝合金，具有良好的可挤压性，可以挤压各种截面复杂的型材；中等强度，可以满足 各种机械加工的技术要求；适宜的物理特性，内部组织致密、具有良好的导电、导热性能；较好的耐蚀 性、及接受阳极氧化的良好能力主要用于插箱横梁、小面板、散热器、把手、导轨等6005 是镁系列铝合金，强度和硬度高于6063；适宜的物理特性，内部组织致密、具有良好的导电、 导热性能；较好的耐触性、及接受阳极氧化的良好能力6005主要用于6063 无法满足强度和硬度要求 的场合，如插箱横梁，可减轻扳手啃咬型材现象，但6005 型材加工的成型非常困难，一般的型材厂家 不能加工，只有少数厂家能加工，且尺寸精度不易控制两种材料具体参数见公司《结构材料手册——有色金属材料》Q/ZX 28.007.2 - 2004标准2. 根据 GB/T 16475-1996《变形铝及铝合金状态代号》，铝合金的状态如下表4-2表 4-2 铝合金基础状态代号、名称及说明与应用代号名称说明与应用F自由加工状态适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件无特殊 要求的产品，该状态产品的化学性能不作规定。

O退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品H加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后 可经过（也可不经过）使强度有所下降的附加处理H代 号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字W固溶热处理状 态一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然 时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段T热处理状态 （不同于F、0、H、状态）适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状 态的产品T代号后面必须跟一位或多位阿拉伯数字铝型材的热处理，参见公司《结构型材设计手册》Q/ZX28.005-2001标准中铝合金型材热处理一节2.3 铝型材零件的加工及表面处理2.3.1 铝合金型材零件的加工2.3.1.1 铝合金型材零件的加工精度： 铝合金型材零件一般情况下，根据《铝及铝合金挤压型材尺寸偏差》 GB/T 14846-93标准中的高 精度要求加工，有特殊要求可按超高精度要求进行加工2.3.1.2 铝合金型材零件的表面粗糙度：型材表面（氧化处理前表面）粗糙度，一般情况下，装饰面表面粗糙度Ra取0.8p m；非装饰面 表面粗糙度Ra取1.6p m2.3.1.3 铝合金型材零件的切削加工： 根据铝合金型材的形状，型材后续一般进行铣削、车削加工和钻削加工，对于一些面板、横梁型 材上方孔和异形孔需要进行模具冲压加工（批量大时）或线切割加工。

型材切削面的粗糙度应根 据设计需要一般Ra取6.3p m或3.2p m2.3.2 铝合金型材零件的表面处理2.3.2.1 铝合金型材零件的非喷涂的表面处理 对于铝合金型材零件的非喷涂表面，在加工、装夹、和搬运途中产生的磕碰划伤等，为了 掩饰这些轻微的划伤，没有喷粉处理的铝合金型材表面一般要进行喷砂处理，否则，难以通过 产品的质量检验喷砂按纹理粗细分为两种：ZX-SBlOO（Al）粗纹和ZX-SB150（Al）细纹，一般 选用 150 号3 第五章 金属的焊接设计工艺焊接是制造金属制品的一项重要工艺和技术，被广泛应用于机械制造、电讯和家用电器的各个行业 焊接的方法分类方法有很多种，不同的焊接方法其焊接工艺有所不同本章主要介绍金属的焊接性能及 我们的结构设计中常用的几种焊接方法3.1 金属的可焊性在设计金属材料之间的焊接结构时，首先要考虑要焊接的金属之间的可焊性，不同的金属进行焊接 和相同的金属进行焊接，其可焊性都是不一样的特别是重要的焊接结构时，要仔细检查焊接材料之间 的可焊性3.1.1 不同金属材料之间焊接及其焊接性能不同金属材料之间焊接及其焊接性能各不相同，具体见下表5-1：表 5-1 异种金属的焊接性钨钼铬钛铍铁镍铜金银镁铝锌镉铅。