作者:網絡投稿 發(fa)布時(shi)間(jian):2022-03-03 00:00 閱讀次數:50
網上(shang)有很多關(guan)于(yu)物超(chao)所值的(de)(de)sfp外(wai)(wai)殼(ke)壓(ya)鑄供銷,「2.1」壓(ya)鑄件的(de)(de)設計—DFM要點的(de)(de)知識,也(ye)有很多人(ren)為大家(jia)解答關(guan)于(yu)物超(chao)所值的(de)(de)sfp外(wai)(wai)殼(ke)壓(ya)鑄供銷的(de)(de)問(wen)題,今天瑞(rui)達豐光(guang)模塊外(wai)(wai)殼(ke)加工廠(chang)(9songs.com.cn)為大家(jia)整(zheng)理了(le)關(guan)于(yu)這(zhe)方面的(de)(de)知識,讓我(wo)們一(yi)起(qi)來(lai)看(kan)下吧!
【關于DFM注塑件的知識請參考之前的文章】
1.基礎閱讀:①進階篇:1)DFMA方法的(de)運(yun)用(yong);
2.壓鑄的概念2.1 壓鑄定義壓(ya)(ya)(ya)力(li)鑄(zhu)造(簡稱壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu))是(shi)(shi)鑄(zhu)造的(de)一(yi)種,壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)是(shi)(shi)在(zai)(zai)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)作用下,使液態金(jin)屬(shu)或半液態金(jin)屬(shu)以極高(gao)(gao)的(de)速(su)度充填壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)型腔(qiang)內(nei),并(bing)在(zai)(zai)壓(ya)(ya)(ya)力(li)下成形和凝(ning)固(gu)而獲(huo)得鑄(zhu)件的(de)方(fang)法(fa)。壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)工(gong)藝的(de)顯著特點(dian)是(shi)(shi)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)、高(gao)(gao)速(su)和高(gao)(gao)溫(wen)。它(ta)常用的(de)壓(ya)(ya)(ya)射(she)壓(ya)(ya)(ya)力(li)從幾十到幾百兆帕。充填速(su)度約為10~50m/s,有(you)時甚至(zhi)可達100m/s以上,充填時間很短(duan),一(yi)般在(zai)(zai)0.01~0.2s。壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)熔化金(jin)屬(shu)的(de)溫(wen)度很高(gao)(gao),鋅合金(jin)的(de)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)溫(wen)度為400℃,銅合金(jin)的(de)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)溫(wen)度可達1000℃。理(li)解壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)工(gong)藝的(de)特點(dian)有(you)助于設計壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)件來滿(man)足壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)工(gong)藝的(de)要(yao)求(qiu)。
//就作(zuo)者看(kan)來,壓(ya)鑄和(he)塑(su)膠(jiao)注射工(gong)藝很(hen)(hen)像(xiang),不同點在于注射液(ye)從(cong)塑(su)膠(jiao)換(huan)成了金屬,因此(ci)設備(bei)的(de)要(yao)求也(ye)需(xu)要(yao)變更(geng)。但壓(ya)鑄件(jian)設計和(he)工(gong)藝上很(hen)(hen)多可以參(can)考注塑(su)件(jian)。
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2.2 壓鑄的優點1)生產效率高,生產過程容易實現機械化和自動化。一般冷室壓鑄機平均每小時壓鑄50~90次,而熱室壓鑄機平均每小時壓鑄400~900次,生產效率高。2)壓鑄件的尺寸精度高,表面質量高。壓鑄件的一般公差等級為GB 1800-2009中的IT13~IT15,較高的精度能達到IT10~IT11,表面粗糙度Ra為3.2~1.6μm,局部可達0.8μm。正因為壓鑄件的高尺寸精度和高的表面質量,要求不高的壓鑄件可以直接使用,避免機械加工或者少采用機械加工,提高了合金的利用。率,節省了大量的機械加工成本。3)壓鑄件的力學性能較高。金屬熔體在壓鑄型內冷卻速度快,又在壓力下結晶,因此在壓鑄件靠近表面的一層晶粒較細、組織致密,強度和硬度都較高。4)可壓鑄復雜薄壁零件。壓鑄件可以具有復雜的零件形狀,同時零件的壁厚可以較小,鋁合金壓鑄件的最小壁厚為0.5mm,鋅合金壓鑄件可以達到0.3mm。5)壓鑄件中可嵌鑄其他材料的零件。這樣可以節省貴重材料和加工成本,并可以獲得形狀復雜的零件和提高零件性能,減少裝配工作量。2.3 壓鑄缺點1)壓鑄件中容易產生氣孔。由于壓鑄時金屬熔體以非常高的速度充填模具型腔,而且模具材料又沒有透氣性,一般的壓鑄方法生產的壓鑄件容易產生氣孔。由于氣孔的存在使得壓鑄件不能通過熱處理的方法提高強度以及在高溫下使用;同時零件的加工余量不能太大,否則會去掉壓鑄件表面的硬化層,使得表層附近的氣孔露出壓鑄件表面。【//氣孔是壓鑄的固有缺點,幾乎無法避免,設計之初就要考慮。】2)不適宜小批量生產。壓鑄型復雜、成本大,所以一般僅適合于較大批量的生產。3)壓鑄高熔點合金時模具壽命較低。有的金屬(如銅合金)熔點很高,對壓鑄型材料的抗熱變形和熱疲勞強度的要求很高,模具使用的壽命比較低。目前壓鑄件的材料主要是鋁合金、鋅合金和鎂合金等,黑色金屬很少使用壓鑄的方法加工。2.4 壓鑄獨特優勢與其他制造方法(fa)加工(gong)的零件相比,壓鑄件具有其獨特的優勢:
1)與鈑金件相比,壓鑄件的零件形狀可以更加復雜,零件的壁厚可以變化個壓鑄件可以代替幾個鈑金件,從而簡化產品結構。2)與塑膠件相比,壓鑄件在強度、導電性、熱傳導性和防電磁輻射等方面均有優勢。3)與機械加工零件相比,壓鑄件重量輕、加工成本低。4)與其他鑄造方法相比,壓鑄件產品尺寸精度高、表面質量好、生產效率高。正因為上述壓鑄件的優點和獨特的優勢,使得壓鑄件目前應用越來越廣泛,在筆記本電腦、手機、照相機、汽車、摩托車等很多產品中扮演著很重要的角色。在這些產品中,壓鑄件作為時尚、環保、人性化和創新的賣點出現在消費者面前,消費者也非常認可這樣的產品。隨著壓鑄技術的發展,壓鑄件一定會得到更為廣泛的應用。2.5 壓鑄(Die Casting)工藝Die casting is a metal casting process that is characterized by forcing molten metal under high pressure into a mold cavity.
不同于塑膠件和鈑金件,壓鑄工藝并沒有歧義。
塑(su)(su)膠件(jian)可(ke)以是(shi)(shi)注塑(su)(su)、吸塑(su)(su)、吹(chui)塑(su)(su)等工藝制(zhi)成,設計(ji)時需要依據工藝的(de)不同而采取對應的(de)設計(ji)規范。通(tong)常(chang)我們(men)說的(de)塑(su)(su)膠件(jian),一般是(shi)(shi)注塑(su)(su)件(jian)。
同(tong)理,鈑金件的工藝更多,稍微復雜一點(dian)的鈑金件都是由沖裁、折彎、拉深等工藝綜合制(zhi)造,對應的設備及模(mo)具也需要(yao)很多套(tao)。
但壓(ya)鑄(zhu)件就只是由(you)壓(ya)鑄(zhu)而成(cheng)的,其(qi)工藝的圖解如下:
1.Aluminum Cold Chamber Die Casting Machine
2.Zinc Hot Chamber Die Casting Machine
3.壓鑄件設計指南本(ben)章將詳細介紹壓(ya)(ya)鑄(zhu)件設計指(zhi)南,在滿足產品功能的前提下(xia),應(ying)合理設計壓(ya)(ya)鑄(zhu)件,簡化壓(ya)(ya)鑄(zhu)型(xing)結構,降低壓(ya)(ya)鑄(zhu)成本(ben),減少壓(ya)(ya)鑄(zhu)件缺陷(xian)和(he)提高壓(ya)(ya)鑄(zhu)件零件質量(liang)。由于注射加工(gong)工(gong)藝來源于鑄(zhu)造(zao)工(gong)藝,因(yin)此壓(ya)(ya)鑄(zhu)件設計指(zhi)南在某些(xie)方面(mian)和(he)塑(su)膠(jiao)件設計指(zhi)南非常相似。
3.1 零件壁厚3.1.1 合適的零件壁厚
壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚是(shi)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)設計時(shi)最(zui)重要的(de)(de)(de)參數(shu)之一。壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚與熔(rong)化金屬的(de)(de)(de)流動性(xing)、壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)質量(liang)、力(li)學性(xing)能(neng)以及(ji)成(cheng)本都有很大的(de)(de)(de)關系。壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚太薄,壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)時(shi)充(chong)填困(kun)難,容易(yi)出現(xian)充(chong)填不良。壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚太厚,容易(yi)出現(xian)內部晶粒粗(cu)大,產生(sheng)縮孔(kong)、氣孔(kong)等缺陷(xian),同(tong)時(shi)外(wai)表面產生(sheng)凹(ao)陷(xian),使得壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)力(li)學性(xing)能(neng)下(xia)降。薄壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)致密性(xing)好,相對提(ti)高了鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)強度(du)及(ji)耐壓(ya)(ya)(ya)性(xing)。另外(wai),壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚太厚增加(jia)零(ling)(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)重量(liang)和浪費過多金屬,造成(cheng)成(cheng)本增加(jia)。一般來說,壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)零(ling)(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚不應該(gai)超過5mm。合(he)適的(de)(de)(de)零(ling)(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚是(shi)指(zhi)零(ling)(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚不能(neng)太薄,同(tong)時(shi)零(ling)(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚不能(neng)太厚。這里的(de)(de)(de)零(ling)(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚是(shi)指(zhi)在零(ling)(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)上(shang)任一區域的(de)(de)(de)壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚。鋁合(he)金、鋅合(he)金、鎂合(he)金所能(neng)達到的(de)(de)(de)最(zui)小壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚和合(he)適壁(bi)(bi)(bi)(bi)(bi)厚推薦(jian)值(zhi)見表5-4。
如果(guo)零件(jian)(jian)(jian)局部區(qu)域(yu)壁厚(hou)(hou)太厚(hou)(hou),應當(dang)使用掏空的(de)設計使得零件(jian)(jian)(jian)整體壁厚(hou)(hou)均勻,這樣既(ji)避免壁厚(hou)(hou)區(qu)域(yu)出現縮孔等缺陷(xian),又減輕了零件(jian)(jian)(jian)重量,一舉兩(liang)得,如圖5-1所示。
3.1.2 零件壁厚均勻,壁厚變化處均勻過渡
在壓鑄件(jian)的(de)各個截面,壁(bi)厚(hou)(hou)應當均(jun)勻(yun)(yun)。例(li)如(ru)(ru),零(ling)件(jian)壁(bi)厚(hou)(hou)設(she)計是2.5mm,那么在零(ling)件(jian)的(de)任(ren)一截面區(qu)域零(ling)件(jian)壁(bi)厚(hou)(hou)都(dou)應該是2.5mm或接近2.5mm。如(ru)(ru)果(guo)因為功能等其(qi)他要求,零(ling)件(jian)壁(bi)厚(hou)(hou)不能均(jun)勻(yun)(yun),那么零(ling)件(jian)中壁(bi)厚(hou)(hou)處(chu)與壁(bi)薄處(chu)的(de)壁(bi)厚(hou)(hou)比例(li)不應超過3倍。零(ling)件(jian)均(jun)勻(yun)(yun)壁(bi)厚(hou)(hou)的(de)設(she)計如(ru)(ru)圖(tu)5-1、圖(tu)5-2所示。
如果零(ling)件(jian)中出現(xian)壁厚不(bu)均勻(yun),應(ying)當避免零(ling)件(jian)壁厚的(de)(de)(de)急(ji)劇變(bian)(bian)化。零(ling)件(jian)壁厚急(ji)劇變(bian)(bian)化,會(hui)(hui)影(ying)響熔化金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)流動(dong)性,成為(wei)發生(sheng)熔化金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)流動(dong)不(bu)良(liang)以及(ji)熔化金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)折皺等缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)原因(yin)。另(ling)外(wai),由于壁厚壁薄處(chu)凝固時間(jian)的(de)(de)(de)不(bu)同,會(hui)(hui)產生(sheng)不(bu)均勻(yun)的(de)(de)(de)應(ying)力,容易造成零(ling)件(jian)發生(sheng)龜(gui)裂以及(ji)變(bian)(bian)形。所(suo)以,如果零(ling)件(jian)中出現(xian)壁厚急(ji)劇變(bian)(bian)化的(de)(de)(de)情況,應(ying)當考慮增加(jia)斜(xie)度減緩變(bian)(bian)化,使之(zhi)均勻(yun)過渡,如圖(tu)5-3所(suo)示。
3.2 壓鑄件最小孔3.2.1 孔的深度不能太深(若太深,采用階梯孔成型)
壓(ya)鑄(zhu)(zhu)成(cheng)形(xing)(xing)能夠(gou)直接壓(ya)鑄(zhu)(zhu)出(chu)比較(jiao)深而小(xiao)(xiao)的(de)(de)孔(kong)(kong),但并(bing)不是所(suo)有的(de)(de)孔(kong)(kong)都能壓(ya)鑄(zhu)(zhu)出(chu),太小(xiao)(xiao)和(he)(he)太深的(de)(de)孔(kong)(kong)就很難壓(ya)鑄(zhu)(zhu)出(chu)。因為(wei)孔(kong)(kong)是通過壓(ya)鑄(zhu)(zhu)型(xing)的(de)(de)內型(xing)芯鑄(zhu)(zhu)出(chu),細而長(chang)的(de)(de)型(xing)芯在承受高(gao)溫(wen)熔(rong)化金屬的(de)(de)沖擊和(he)(he)嚴重的(de)(de)熱應力作(zuo)用下,很容易發生變形(xing)(xing)、彎曲甚至(zhi)折(zhe)斷。即使最(zui)小(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)能順利鑄(zhu)(zhu)出(chu),模(mo)具的(de)(de)維護費用會比較(jiao)高(gao),模(mo)具壽命短。各種壓(ya)鑄(zhu)(zhu)合(he)金所(suo)能鑄(zhu)(zhu)出(chu)的(de)(de)最(zui)小(xiao)(xiao)孔(kong)(kong)徑和(he)(he)最(zui)大孔(kong)(kong)深見表(biao)5-5。
如(ru)果壓(ya)鑄件的(de)(de)孔太小和(he)孔的(de)(de)深度(du)超過表中(zhong)的(de)(de)值,可以壓(ya)鑄出定位痕后再(zai)使用機械加(jia)工(gong)方法(fa)加(jia)工(gong),但這會增加(jia)零件的(de)(de)成(cheng)本。或改(gai)用階梯孔的(de)(de)設計方法(fa),如(ru)圖 3-38所(suo)示。
3.2.2 孔與孔,孔與槽,孔與邊緣距離不能太小(S≥1.5t或S≥1.5d)
另外(wai),需要考慮孔(kong)(kong)與(yu)(yu)孔(kong)(kong)的(de)距離(li)(li)、孔(kong)(kong)與(yu)(yu)槽的(de)距離(li)(li)、孔(kong)(kong)與(yu)(yu)邊緣的(de)距離(li)(li)等,以(yi)保證(zheng)壓(ya)鑄型具有足夠的(de)強度(du)承受高溫熔化金屬的(de)沖擊和嚴重的(de)熱應力(li)作(zuo)用。
孔與孔之間、孔與零件邊緣(yuan)之間的(de)距離應至少大(da)于孔徑或零件壁厚的(de)1.5倍(bei)以上,即(ji)S≥1.5t或1.5d,取二者的(de)最大(da)值,如圖3-40所示。(參(can)考(kao)注塑件的(de)值,視合理情況而定(ding))
3.3 避免壓鑄模局部過薄
同壓(ya)(ya)鑄件(jian)最小孔的(de)(de)道理(li)一(yi)樣,在(zai)壓(ya)(ya)鑄件(jian)的(de)(de)任一(yi)位置,其對應的(de)(de)壓(ya)(ya)鑄型的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)都應該足夠(gou)大(da)。在(zai)進(jin)行壓(ya)(ya)鑄件(jian)設計時,工程師很容易(yi)忽略(lve)這一(yi)點。如圖5-4所示,在(zai)原始的(de)(de)設計中,支柱與壁的(de)(de)距(ju)(ju)離太近,造成(cheng)此(ci)處(chu)模具很薄,強(qiang)度(du)(du)低,在(zai)高溫高壓(ya)(ya)下很容易(yi)變形、彎曲和(he)折斷;改進(jin)的(de)(de)設計中,支柱離壁的(de)(de)距(ju)(ju)離至少(shao)大(da)于3mm,模具強(qiang)度(du)(du)高,穩定性好(hao)。
3.4 加強筋的設計加(jia)(jia)(jia)強(qiang)(qiang)(qiang)筋主要兩個作用,其一是(shi)增強(qiang)(qiang)(qiang)產品(pin)的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)、防止零件(jian)變(bian)形(為了提高(gao)零件(jian)的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du),正確的(de)方法是(shi)合理設(she)置零件(jian)的(de)加(jia)(jia)(jia)強(qiang)(qiang)(qiang)筋,而不是(shi)增加(jia)(jia)(jia)零件(jian)壁厚(hou));其二是(shi)輔助熔化金屬的(de)流動。
3.4.1 加強筋的尺寸
加強(qiang)筋(jin)的(de)(de)設計(ji)需要符合相(xiang)關的(de)(de)壁厚原(yuan)則。如果加強(qiang)筋(jin)的(de)(de)尺寸(cun)設計(ji)不合理,造成零件局部厚度太厚或零件截面急劇變化(hua),就(jiu)容易使得零件局部產生氣(qi)孔、縮孔和外表面凹(ao)陷(xian)等(deng)缺陷(xian),或者引起(qi)應力(li)集中,導致(zhi)零件龜(gui)裂。加強(qiang)筋(jin)的(de)(de)設計(ji)參考尺寸(cun)見表5-6。
1)加(jia)強筋(jin)(jin)(jin)的(de)根部厚(hou)(hou)度(du)(du)一般不(bu)大于此處壁的(de)厚(hou)(hou)度(du)(du)。2)加(jia)強筋(jin)(jin)(jin)的(de)脫模斜度(du)(du)為1°~3°。3)加(jia)強筋(jin)(jin)(jin)的(de)根部應(ying)當添(tian)加(jia)圓角,以避免零件截面急(ji)劇(ju)變化(hua),同時輔助熔化(hua)金(jin)屬(shu)流(liu)動,減少零件應(ying)力集(ji)中,提高(gao)零件強度(du)(du)。圓角半徑(jing)一般接近于此處零件壁厚(hou)(hou)。4)加(jia)強筋(jin)(jin)(jin)高(gao)度(du)(du)不(bu)超過加(jia)強筋(jin)(jin)(jin)厚(hou)(hou)度(du)(du)的(de)5倍。
3.4.2 避免平板式設計,通過添加加強筋提高零件強度
加強(qiang)(qiang)(qiang)筋(jin)是(shi)提(ti)(ti)高(gao)零(ling)件(jian)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)最好的(de)方法。壓鑄零(ling)件(jian)應避免平板(ban)式(shi)的(de)設計。平板(ban)式(shi)零(ling)件(jian)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)低(di)、容易(yi)變(bian)形,合(he)理的(de)加強(qiang)(qiang)(qiang)筋(jin)的(de)設置可(ke)以(yi)(yi)提(ti)(ti)高(gao)零(ling)件(jian)的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du),同時(shi)可(ke)以(yi)(yi)減小零(ling)件(jian)的(de)變(bian)形。通過添加加強(qiang)(qiang)(qiang)筋(jin)來提(ti)(ti)高(gao)零(ling)件(jian)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)的(de)設計如圖(tu)5-5所示。
3.4.3 添加加強筋輔助熔化金屬的流動,
除了增(zeng)加(jia)壓鑄件的(de)(de)(de)(de)強度之外(wai),加(jia)強筋的(de)(de)(de)(de)另外(wai)一個作用是輔(fu)助熔(rong)化金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong),提高零(ling)件的(de)(de)(de)(de)充填性能。加(jia)強筋的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)應當與(yu)(yu)熔(rong)化金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)方向(xiang)一致。如果加(jia)強筋的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)與(yu)(yu)熔(rong)化金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)方向(xiang)垂直(zhi),可能會(hui)造成金(jin)屬流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)紊(wen)亂。如圖5-5所示(shi)改進的(de)(de)(de)(de)設計中,加(jia)強筋既增(zeng)加(jia)了零(ling)件的(de)(de)(de)(de)強度,又可輔(fu)助熔(rong)化金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)。
3.4.4 加強筋的位置分布要合理,盡量做到對稱、均勻
加強筋的位置(zhi)分(fen)布(bu)需要(yao)合理,盡(jin)量(liang)做(zuo)到對(dui)稱、均勻(yun)如圖(tu)5-6所示
3.4.5 加強筋連接處避免局部壁太厚
加(jia)(jia)強筋與加(jia)(jia)強筋的(de)(de)連接處(chu)、加(jia)(jia)強筋與主壁的(de)(de)連接處(chu)等位置容易出(chu)現(xian)局(ju)部(bu)壁厚太(tai)厚的(de)(de)情況(kuang),合理的(de)(de)零件設計(例(li)如使(shi)用掏空的(de)(de)設計)可以避(bi)免出(chu)現(xian)這種情況(kuang),如圖(tu)5-7所示。
3.5 脫模斜度熔化金屬被注射到壓(ya)(ya)鑄(zhu)型后,在凝固的(de)(de)時候由于收縮會產生對壓(ya)(ya)鑄(zhu)型的(de)(de)抱(bao)緊力。為了順利脫(tuo)模,減小脫(tuo)模阻力、推出(chu)力和抽芯力,以及減少(shao)對模具的(de)(de)損耗和提高(gao)壓(ya)(ya)鑄(zhu)件(jian)(jian)表面(mian)質量,在設(she)(she)計壓(ya)(ya)鑄(zhu)件(jian)(jian)時,壓(ya)(ya)鑄(zhu)件(jian)(jian)應當(dang)設(she)(she)置(zhi)一定(ding)的(de)(de)脫(tuo)模斜度(du)。如圖(tu)5-8所示(shi),原始的(de)(de)設(she)(she)計中零(ling)件(jian)(jian)沒有脫(tuo)模斜度(du),零(ling)件(jian)(jian)很難脫(tuo)模;改進(jin)的(de)(de)設(she)(she)計中零(ling)件(jian)(jian)具有脫(tuo)模斜度(du),零(ling)件(jian)(jian)能夠順利脫(tuo)模。
脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)設計(ji)原則是在允許的(de)(de)(de)范圍(wei)內(nei),盡(jin)量取(qu)較大的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度(du)(du)(du),因為(wei)(wei)脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度(du)(du)(du)不(bu)足容易發生粘模(mo)(mo)以及拉(la)模(mo)(mo),造成零件外觀表面(mian)(mian)缺(que)陷。需(xu)要注意的(de)(de)(de)是壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)件與注射零件不(bu)同(tong),因為(wei)(wei)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)件沒有彈性,壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)件不(bu)能強行脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)。常(chang)用的(de)(de)(de)三種壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)材料鋁合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)、鋅合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)、鎂合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)因為(wei)(wei)與壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)黏(nian)(nian)著(zhu)度(du)(du)(du)不(bu)同(tong),脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度(du)(du)(du)分別為(wei)(wei):鋁合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)與壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)黏(nian)(nian)著(zhu)度(du)(du)(du)較大,內(nei)表面(mian)(mian)脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度(du)(du)(du)一(yi)般取(qu)1°。鎂合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)與壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)黏(nian)(nian)著(zhu)度(du)(du)(du)略(lve)小于(yu)鋁合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin),內(nei)表面(mian)(mian)脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度(du)(du)(du)一(yi)般取(qu)0.75°。鋅合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)與壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)黏(nian)(nian)著(zhu)度(du)(du)(du)最小,內(nei)表面(mian)(mian)脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度(du)(du)(du)一(yi)般取(qu)0.5°。壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)件外表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度(du)(du)(du)可(ke)以取(qu)內(nei)表面(mian)(mian)脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)斜(xie)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)2倍,以保證(zheng)零件脫(tuo)(tuo)模(mo)(mo)時留在凸(tu)模(mo)(mo)側。
3.6 圓角的設計3.6.1 避免外部尖角
壓鑄件應當避免外(wai)部尖(jian)(jian)角(jiao)(jiao),外(wai)部尖(jian)(jian)角(jiao)(jiao)處不(bu)但因為太薄易(yi)發生充填不(bu)良、金屬組織不(bu)致(zhi)密、強(qiang)度低,而且鋒利的(de)尖(jian)(jian)角(jiao)(jiao)容(rong)易(yi)帶來安全(quan)問題,對操作(zuo)人員和(he)消費者造成人身傷害(hai),因此(ci),外(wai)部尖(jian)(jian)角(jiao)(jiao)處應當添(tian)加一定的(de)圓角(jiao)(jiao),如圖5-9所示。
3.6.2 內部圓角設計
壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)應(ying)當(dang)避免內部(bu)任意(yi)壁(bi)與(yu)壁(bi)的(de)(de)連接處(chu)(chu)產(chan)生(sheng)尖(jian)(jian)(jian)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),尖(jian)(jian)(jian)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)處(chu)(chu)應(ying)當(dang)設計成一定的(de)(de)圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。壁(bi)與(yu)壁(bi)連接處(chu)(chu)的(de)(de)圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)對零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)性能(neng)與(yu)質量以(yi)及模(mo)具的(de)(de)壽(shou)命具有非(fei)常(chang)大的(de)(de)作用(yong):1)輔助熔化(hua)金(jin)屬的(de)(de)流動(dong),減少渦流或湍流,改善充(chong)填性能(neng),有利于氣體排出(chu)。2)尖(jian)(jian)(jian)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)容易(yi)使得壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)產(chan)生(sheng)應(ying)力(li)集(ji)中而(er)(er)導致(zhi)裂紋缺(que)陷,即使在(zai)成形過(guo)程中避免了裂紋缺(que)陷,應(ying)力(li)集(ji)中也會使得零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)在(zai)受力(li)作用(yong)下而(er)(er)失效。壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)設計避免產(chan)生(sheng)應(ying)力(li)集(ji)中,從而(er)(er)提高壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)強度(du)。3)提高壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)模(mo)具的(de)(de)使用(yong)壽(shou)命,因為(wei)(wei)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)上(shang)的(de)(de)尖(jian)(jian)(jian)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)在(zai)模(mo)具對應(ying)處(chu)(chu)也是(shi)尖(jian)(jian)(jian)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),很(hen)容易(yi)在(zai)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)過(guo)程中發生(sheng)損壞。4)當(dang)壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)需要進(jin)行電鍍(du)時,圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)可(ke)獲(huo)得均勻鍍(du)層,防止尖(jian)(jian)(jian)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)處(chu)(chu)沉積(ji)。圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)大小(xiao)一般如圖5-10所示,內圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)大小(xiao)一般取零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)壁(bi)厚,外(wai)圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)半(ban)(ban)徑(jing)的(de)(de)大小(xiao)為(wei)(wei)零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)壁(bi)厚加上(shang)內圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)半(ban)(ban)徑(jing)。圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)半(ban)(ban)徑(jing)不能(neng)過(guo)大,圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)半(ban)(ban)徑(jing)過(guo)大,零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)局部(bu)區(qu)域太厚,容易(yi)產(chan)生(sheng)縮孔、氣孔和零(ling)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)外(wai)表面(mian)凹陷等缺(que)陷。一個壓(ya)(ya)(ya)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)內部(bu)圓(yuan)角(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)典(dian)型設計如圖5-11所示。
3.7 支柱的設計3.7.1 避免支柱離壁太近或者支柱之間太近
支(zhi)(zhi)柱(zhu)的設(she)(she)計需要遵循均(jun)勻(yun)壁厚(hou)(hou)和(he)避免局部(bu)壁厚(hou)(hou)太厚(hou)(hou)等原(yuan)則。支(zhi)(zhi)柱(zhu)不能離(li)零(ling)件壁太近,兩個(ge)支(zhi)(zhi)柱(zhu)之間距離(li)不能太近,以造成零(ling)件局部(bu)壁厚(hou)(hou)太厚(hou)(hou),從而(er)使得零(ling)件產(chan)生凹陷、氣(qi)孔和(he)縮(suo)孔等缺陷,或者使得模具岀現局部(bu)太薄(bo)、模具強度低、壽命(ming)短等問題。支(zhi)(zhi)柱(zhu)的設(she)(she)計如圖5-12所示(shi)。
3.7.2 盡量降低支柱的高度
支柱的(de)高(gao)(gao)(gao)度(du)不能太高(gao)(gao)(gao),支柱的(de)高(gao)(gao)(gao)度(du)太高(gao)(gao)(gao),支柱強度(du)低,而(er)且不易充填。
可參考塑膠件(jian)和壓鑄加強(qiang)筋的要求:H≤5t。
3.7.3 支柱四周添加加強筋
支柱(zhu)(zhu)四周增加加強筋,可以(yi)提高支柱(zhu)(zhu)的強度和輔助支柱(zhu)(zhu)的充填,避(bi)免(mian)孤零(ling)零(ling)的支柱(zhu)(zhu)設計,如圖5-13所示。
3.7.4 重新設計傾斜支柱以簡化模具結構
當支柱(zhu)是(shi)傾斜的(de),合(he)理的(de)設(she)計優(you)化可以簡化模(mo)具結構,降低模(mo)具成本,如圖5-14所示。
3.8 字符很多壓(ya)鑄(zhu)件在(zai)其表面上需(xu)要添加諸如商標、零件料號等字符,這些字符均可在(zai)壓(ya)鑄(zhu)件表面直接鑄(zhu)出,字符的設計需(xu)要符合(he)以下原則(ze)。
3.8.1 字符凸出與零件表面較好
字(zi)符(fu)(fu)(fu)凸出于(yu)(yu)壓(ya)鑄(zhu)件(jian)表(biao)(biao)面(mian)比(bi)字(zi)符(fu)(fu)(fu)凹陷于(yu)(yu)壓(ya)鑄(zhu)表(biao)(biao)面(mian)好。字(zi)符(fu)(fu)(fu)凸出于(yu)(yu)壓(ya)鑄(zhu)件(jian)表(biao)(biao)面(mian),對(dui)應(ying)于(yu)(yu)模(mo)(mo)具(ju)上(shang)就是(shi)凹陷,這樣模(mo)(mo)具(ju)加(jia)(jia)工費用(yong)比(bi)較(jiao)低,模(mo)(mo)具(ju)維護費用(yong)低。如(ru)果(guo)字(zi)符(fu)(fu)(fu)是(shi)凹陷于(yu)(yu)壓(ya)鑄(zhu)件(jian)表(biao)(biao)面(mian),對(dui)應(ying)于(yu)(yu)模(mo)(mo)具(ju)上(shang)就是(shi)凸出,模(mo)(mo)具(ju)上(shang)字(zi)符(fu)(fu)(fu)周圍的(de)金屬(shu)都(dou)需要去(qu)除,模(mo)(mo)具(ju)加(jia)(jia)工費用(yong)比(bi)較(jiao)高,模(mo)(mo)具(ju)維護費用(yong)高。字(zi)符(fu)(fu)(fu)的(de)設計如(ru)圖(tu)(tu)5-15所示。如(ru)果(guo)字(zi)符(fu)(fu)(fu)要求(qiu)凹陷于(yu)(yu)零(ling)件(jian)表(biao)(biao)面(mian),但是(shi)又(you)不希望增加(jia)(jia)模(mo)(mo)具(ju)加(jia)(jia)工費用(yong),那(nei)么可以(yi)通過增加(jia)(jia)一個(ge)凸臺來實現,見(jian)圖(tu)(tu)5-15c。
3.8.2 字符的相關尺寸
字(zi)(zi)符的(de)大小需要能夠保證(zheng)字(zi)(zi)符能夠順利充填,最小的(de)字(zi)(zi)符寬度(du)W為0.25mm,高度(du)H為0.25~0.50mm,以及10°的(de)脫模斜度(du)θ,如圖5-16所示(shi)。而(er)字(zi)(zi)符一般不放置(zhi)于(yu)側壁,這樣會造成(cheng)字(zi)(zi)符倒扣,無法脫模。
3.9 螺紋3.9.1 外螺紋避免全螺紋設計
設(she)(she)計外(wai)螺(luo)紋(wen)時(shi),避免全(quan)螺(luo)紋(wen)的(de)設(she)(she)計而是在分型面(mian)處設(she)(she)計一個小的(de)平面(mian),如(ru)圖(tu)5-17所示。全(quan)螺(luo)紋(wen)設(she)(she)計容易造成分型面(mian)兩側的(de)螺(luo)紋(wen)對齊困難,因為在分型面(mian)處凸、凹模不可能完全(quan)對齊。
3.9.2 內螺紋避免直接鑄出
內螺(luo)紋(wen)可以鑄(zhu)岀,但這需要特(te)殊的(de)壓鑄(zhu)型結構,使得其能(neng)夠旋(xuan)轉從(cong)模具(ju)中(zhong)脫出,這會(hui)造成(cheng)模具(ju)和零件費用的(de)增加,內螺(luo)紋(wen)一般使用機械加工。
//內螺紋用機械加工時,容易破壞壓鑄表面,導致內部氣孔的暴露,注意點。
3.10 為飛邊和澆口的去除提供方便壓鑄件飛邊(bian)(bian)和澆(jiao)口(kou)(kou)需(xu)要(yao)通過操作(zuo)人員的(de)手工操作(zuo)、機械加(jia)工或者購買昂貴的(de)專用設備來去(qu)除,成本(ben)較高。壓鑄件的(de)設計(ji)需(xu)要(yao)考(kao)慮飛邊(bian)(bian)和澆(jiao)口(kou)(kou)去(qu)除的(de)方便性,不合理的(de)零件設計(ji)會造(zao)成飛邊(bian)(bian)和澆(jiao)口(kou)(kou)的(de)去(qu)除成本(ben)大幅提高,甚(shen)至超過壓鑄加(jia)工的(de)成本(ben)。
3.10.1 避免嚴格的飛邊和澆口的去除要求
飛邊和澆(jiao)(jiao)口去(qu)除要求越(yue)嚴格(ge),去(qu)除的成(cheng)本就(jiu)越(yue)高,零件(jian)的成(cheng)本也越(yue)高,因此在(zai)不影響零件(jian)的功能及外觀等前提下,應(ying)盡量避免嚴格(ge)的飛邊和澆(jiao)(jiao)口去(qu)除要求。
同時,合理(li)設(she)置零件的(de)分型面(mian),把飛邊隱藏在零件的(de)不重要的(de)外觀面(mian)和非功(gong)能配合面(mian)上(shang),從而可以允許寬松的(de)飛邊去除要求。
3.10.2 避免零件壁與分模線呈銳角
在零件(jian)(jian)型(xing)面(mian)線上,避免零件(jian)(jian)壁與分(fen)型(xing)面(mian)呈銳角。如(ru)(ru)果在連接處增加(jia)一段(duan)約1.5mm的平(ping)面(mian),在飛邊和澆口的去除過程中,飛邊和澆口很容易被去除,如(ru)(ru)圖5-18所示。
3.10.3 簡化零件,避免復雜的分模線形狀
飛(fei)(fei)邊(bian)產生于分(fen)型面(mian)附近,復(fu)雜的(de)分(fen)型面(mian)會(hui)造成飛(fei)(fei)邊(bian)的(de)去(qu)除困難(nan),零件(jian)成本增(zeng)加(jia)。通(tong)過簡(jian)化零件(jian)形(xing)狀(zhuang)、避免復(fu)雜的(de)分(fen)型面(mian)形(xing)狀(zhuang),可以使得(de)零件(jian)的(de)飛(fei)(fei)邊(bian)去(qu)除容(rong)易。如圖5-19所示(shi),在(zai)原始的(de)設計中(zhong),飛(fei)(fei)邊(bian)存在(zai)于鋸齒形(xing)的(de)四周,很難(nan)去(qu)除;而在(zai)改進的(de)設計中(zhong),飛(fei)(fei)邊(bian)存在(zai)于圓周形(xing)的(de)一(yi)周,很容(rong)易通(tong)過手工或者機械(xie)加(jia)工去(qu)除。
3.11 壓鑄件的公差及標準“面向裝配(pei)的設計DFA”一章中我們討(tao)論了(le)公差(cha)(cha),在塑膠件(jian)、鈑金件(jian)中也反復(fu)地(di)討(tao)論了(le)公差(cha)(cha)。公差(cha)(cha)對于產品設計非常重要(yao),因為(wei)(wei)公差(cha)(cha)就(jiu)(jiu)(jiu)等于成(cheng)本(ben)(ben)(ben),公差(cha)(cha)越嚴格,成(cheng)本(ben)(ben)(ben)就(jiu)(jiu)(jiu)越高。對壓鑄件(jian)也是(shi)如此。不過因為(wei)(wei)壓鑄件(jian)會涉及二次(ci)加(jia)工即機械加(jia)工,而機械加(jia)工的成(cheng)本(ben)(ben)(ben)比壓鑄工藝高,情況(kuang)就(jiu)(jiu)(jiu)變得較為(wei)(wei)復(fu)雜。但有一點是(shi)不變的,那就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)在滿足零件(jian)使(shi)用(yong)性能的要(yao)求下(xia),合理地(di)設置零件(jian)公差(cha)(cha),降低零件(jian)的總體成(cheng)本(ben)(ben)(ben)。
3.11.1 壓鑄件公差尺寸精度
壓鑄件(jian)的(de)尺(chi)寸(cun)公差(cha)精(jing)度(du)受到分(fen)型面和抽芯機(ji)構的(de)影響(xiang),在同一型腔內(nei),壓鑄件(jian)的(de)尺(chi)寸(cun)公差(cha)精(jing)度(du)較(jiao)(jiao)高;在不同型腔內(nei),壓鑄件(jian)的(de)尺(chi)寸(cun)公差(cha)精(jing)度(du)較(jiao)(jiao)低。同時抽芯機(ji)構對壓鑄件(jian)的(de)尺(chi)寸(cun)影響(xiang)也較(jiao)(jiao)大。
(1)同一型腔內的推薦(jian)尺寸公(gong)差
同一型(xing)(xing)(xing)腔內的(de)尺(chi)(chi)寸是指尺(chi)(chi)寸僅僅在壓鑄型(xing)(xing)(xing)的(de)同一型(xing)(xing)(xing)腔內,即凸模或凹模內,如圖(tu)5-20所(suo)示,其推薦(jian)尺(chi)(chi)寸公(gong)差見表5-7。
(2)不同型腔(qiang)內的尺寸公(gong)差(cha)
不同(tong)型腔內的尺(chi)(chi)寸(cun),由(you)于凸、凹模分開制作和配合精度以(yi)及(ji)脹模因(yin)素等原因(yin)容易產生變化,如圖5-21所(suo)示。此時,尺(chi)(chi)寸(cun)公差除了如表(biao)5-7所(suo)示的公差之(zhi)外(wai),還(huan)需(xu)要(yao)再加上表(biao)5-8所(suo)示的尺(chi)(chi)寸(cun)公差。
(3)與抽芯(xin)機構(gou)相(xiang)關(guan)尺寸公差
由于抽芯機構的(de)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)精度(du)和配合精度(du)會(hui)影(ying)響(xiang)該尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)的(de)公差(cha),與抽芯機構相關的(de)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)如圖5-22所(suo)示(shi)(shi),尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)公差(cha)除了表5-7所(suo)示(shi)(shi)的(de)公差(cha)之外,還需要再加上表5-9所(suo)示(shi)(shi)的(de)尺(chi)(chi)寸(cun)(cun)公差(cha)。
3.11.2 在滿足零件使用性能下,盡量降低壓鑄件的公差
在滿足零件使(shi)(shi)用性能下(xia),盡量使(shi)(shi)用寬松的壓鑄件公差,因為嚴(yan)格的公差會增加零件的成本
1)嚴格(ge)的零件公(gong)差必然意味著嚴格(ge)的模具公(gong)差,模具成本必然增加。
2)壓鑄型(xing)(xing)壽(shou)命會因(yin)為(wei)過高的(de)公差要(yao)求(qiu)而縮短。隨著(zhu)時間的(de)推移,壓鑄型(xing)(xing)的(de)尺寸精度逐漸降低,當不能滿足零件嚴格的(de)公差要(yao)求(qiu)時,壓鑄型(xing)(xing)就壽(shou)終(zhong)正(zheng)寢了。
3)為了維持嚴格的零件尺(chi)寸公差,壓鑄型必須經常(chang)維護(hu)和替換(huan)。
4)使用更多(duo)的壓鑄(zhu)型零件和(he)高(gao)頻率(lv)的壓鑄(zhu)型尺寸檢驗來保證零件嚴格的公差,這會增加(jia)零件成(cheng)本。
5)更高的壓(ya)鑄(zhu)件不(bu)良率。
3.11.3 為避免機械加工,盡量提高公差要求
避免機械加工能(neng)夠降低(di)零件(jian)成本。在壓鑄(zhu)(zhu)工藝所能(neng)達到的尺寸精度(du)范(fan)圍內,如果提高壓鑄(zhu)(zhu)件(jian)的公差要求(qiu)可以避免機械加工,那就盡量提高壓鑄(zhu)(zhu)件(jian)的公差要求(qiu),從而降低(di)零件(jian)成本。
3.11.4 合理選擇分模線,提高重要零件尺寸的精度
影響壓鑄件公差的(de)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)因素是模(mo)具的(de)結(jie)構(gou),其(qi)中最(zui)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)的(de)是分(fen)型面(mian)(mian)和(he)抽芯機(ji)構(gou)的(de)位置。在模(mo)具進行裝(zhuang)配時模(mo)具的(de)凸、凹模(mo)和(he)抽芯機(ji)構(gou)不(bu)可(ke)能完(wan)全吻合,這就會影響相(xiang)關(guan)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)的(de)精(jing)度(du)。對(dui)于重要(yao)(yao)(yao)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun),可(ke)以合理選(xuan)(xuan)擇分(fen)型面(mian)(mian),避免分(fen)型面(mian)(mian)對(dui)其(qi)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)精(jing)度(du)產生影響,從而提高其(qi)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)精(jing)度(du)。如圖5-23所示的(de)零件,其(qi)分(fen)型面(mian)(mian)有(you)A、B和(he)C三種選(xuan)(xuan)擇,不(bu)同的(de)分(fen)型面(mian)(mian)對(dui)產品尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)精(jing)度(du)影響不(bu)同,應(ying)當根據產品的(de)尺(chi)寸(cun)(cun)(cun)精(jing)度(du)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)合理選(xuan)(xuan)取分(fen)型面(mian)(mian)。
1)如果D1和D2的同軸度很重要,選擇C-C為分型面,D1和D2處于同一個模具型腔中,同軸度很容易保證。但因為D1和D3處于不同的型腔中,D1和D3的同軸度很難保證,容易偏心。 2)如果D1和D3的同軸度很重要,選擇B-B為分型面,D1和D3處于同個模具型腔中,同軸度很容易保證。但因為D1和D2處于不同的型腔中,D1和D2的同軸度很難保證,容易偏心。 3)如果需要保證D在左端或右端直徑的一致,則選擇A_A為分型面。但因為D1分別處在凸、凹模中,D1的外觀在分型面處上會出現斷差和飛邊;同時D2和D3與D1處于不同的型腔中,三者的同軸度很難保證;另外,D2和D3需要抽芯機構(模具結構復雜)。3.11.5 壓鑄件尺寸公差國家標準
GB/T 6414-1999壓(ya)鑄件公差;
GB/T 15114-2009鋁合金壓鑄件(jian)。(此標準(zhun)中(zhong)有參考(kao)壓鑄件(jian)形位公差(cha))
配合壓鑄件公差(cha)要(yao)求第一(yi)條使用。
3.12 簡化模具結構,降低模具成本3.12.1 避免內部側凹
壓(ya)鑄(zhu)件的(de)內(nei)部(bu)(bu)側凹阻止(zhi)零(ling)件從壓(ya)鑄(zhu)型腔中(zhong)順利脫出,一般需要通(tong)過(guo)(guo)側抽芯機構或(huo)通(tong)過(guo)(guo)二次加工來獲得,這會大幅增加模(mo)(mo)具(ju)或(huo)零(ling)件的(de)成本(ben),因此,合理的(de)零(ling)件內(nei)部(bu)(bu)側凹可以降低模(mo)(mo)具(ju)或(huo)零(ling)件的(de)成本(ben)。如圖5-24所示,可以通(tong)過(guo)(guo)四種方法來避免零(ling)件內(nei)部(bu)(bu)側凹。
3.12.2 避免外部側凹
壓(ya)(ya)鑄件(jian)(jian)的外部側(ce)凹(ao)阻止零(ling)件(jian)(jian)從壓(ya)(ya)鑄型(xing)腔中順(shun)利(li)脫出,也需要通(tong)過側(ce)抽(chou)芯(xin)機構或二次(ci)加工來獲得,這(zhe)會大幅(fu)增加模具零(ling)件(jian)(jian)的成本,因此,應(ying)避免零(ling)件(jian)(jian)外部側(ce)凹(ao)從而降低零(ling)件(jian)(jian)成本,如(ru)圖5-25所(suo)示。
3.12.3 避免抽芯結構受阻
壓鑄件(jian)的設計需要(yao)避免抽(chou)芯機構在運動過程(cheng)中受到其他零件(jian)特征的阻(zu)擋,如圖5-26所示。
3.12.4 避免分模線帶圓角
如(ru)果壓鑄(zhu)件分型面帶圓角(jiao),則(ze)壓鑄(zhu)型較復雜,模(mo)具加(jia)工難(nan),圓角(jiao)處(chu)模(mo)具強(qiang)度低(di),壽命下(xia)降,如(ru)圖5-27所(suo)示 。
3.12.5 合理選擇分模線,簡化模具結構
分型面的(de)選(xuan)擇(ze)應當使(shi)得模(mo)具(ju)(ju)結(jie)構(gou)(gou)單,模(mo)具(ju)(ju)便于加(jia)工,模(mo)具(ju)(ju)費(fei)用(yong)低。在圖5-23所示(shi)的(de)零件中(zhong),選(xuan)擇(ze)A-A為分型面,則(ze)零件D1和D3處均需要抽芯機構(gou)(gou),模(mo)具(ju)(ju)結(jie)構(gou)(gou)復(fu)雜,模(mo)具(ju)(ju)費(fei)用(yong)高;選(xuan)擇(ze)B-B和C-C為分型面,則(ze)模(mo)具(ju)(ju)結(jie)構(gou)(gou)簡單,模(mo)具(ju)(ju)費(fei)用(yong)低。
3.13 機械加工3.13.1 避免機械加工
壓鑄件應當盡量避免機械加工,因為:
1)壓鑄件能夠(gou)達(da)到(dao)較高的尺(chi)寸精度和外觀表(biao)(biao)面質量(liang),在進行產品設計時,可(ke)以通過對壓鑄件提出(chu)寬松的尺(chi)寸和表(biao)(biao)面質量(liang)要求,從而避免機械加工;
2)壓鑄件表(biao)(biao)層堅實(shi)致密(mi),具有較高(gao)的(de)機械(xie)性能(neng)。機械(xie)加(jia)工可能(neng)會破壞壓鑄件的(de)表(biao)(biao)面致密(mi)層;
3) 壓鑄件內部有(you)時(shi)會有(you)氣(qi)孔(kong)存(cun)在,機械(xie)加(jia)工后氣(qi)孔(kong)外露,會影(ying)響零件的應用;
4) 機械(xie)加(jia)工(gong)會大幅增加(jia)零件成(cheng)本。
3.13.2 壓鑄件設計便于機械加工和減少機械加工面積
如(ru)果機(ji)械(xie)加工(gong)無法避免,則應當設計(ji)壓鑄件使其(qi)便于(yu)機(ji)械(xie)加工(gong)和減小機(ji)械(xie)加工(gong)面(mian)積(ji),從(cong)而減小機(ji)械(xie)加工(gong)的成本,如(ru)圖5-28所示。
3.13.3 機械加工余量越小越好
為了(le)提(ti)高(gao)壓(ya)(ya)鑄件的(de)尺寸精度和外觀表(biao)面質量,對(dui)零(ling)件的(de)某些(xie)部(bu)分可以適當(dang)進行機械(xie)加(jia)(jia)(jia)工(gong)。在上文(wen)了(le)解到壓(ya)(ya)鑄件外表(biao)層(ceng)是致(zhi)密層(ceng),而內部(bu)則(ze)相對(dui)比較疏松,同(tong)時存在氣(qi)孔和針(zhen)孔,因此壓(ya)(ya)鑄件的(de)機械(xie)加(jia)(jia)(jia)工(gong)余(yu)(yu)量越少越好,防止(zhi)破壞致(zhi)密層(ceng)。切削加(jia)(jia)(jia)工(gong)的(de)表(biao)面機械(xie)加(jia)(jia)(jia)工(gong)余(yu)(yu)量見表(biao)5-10。
孔的加工余量(liang)見表5-11。對(dui)于(yu)螺(luo)釘孔,最好是先壓鑄出孔,然后攻螺(luo)紋(wen)(wen)或者使用(yong)自攻螺(luo)釘,這樣能夠保證螺(luo)紋(wen)(wen)處在表面致(zhi)密(mi)層區域。如果直接在壓鑄件(jian)上鉆孔,螺(luo)紋(wen)(wen)容易因為內部(bu)疏松的結構而造成折斷。
3.14 使用壓鑄件簡化產品結構,降低產品成本在產(chan)品(pin)(pin)設計中,合理利(li)用壓鑄件強度高(gao)、導電性好以及可(ke)鑄出復雜結(jie)構(gou)等優(you)點(dian),可(ke)以減(jian)少產(chan)品(pin)(pin)零件數(shu)量,簡(jian)化產(chan)品(pin)(pin)結(jie)構(gou),降低產(chan)品(pin)(pin)成本以及提高(gao)產(chan)品(pin)(pin)質量等。
在面向裝(zhuang)配的設(she)計DFA章節中,最(zui)有效的簡化產品結構和降(jiang)低產品成本的方(fang)法(fa)是把多個(ge)零(ling)件(jian)合(he)并為一(yi)個(ge)零(ling)件(jian),減少零(ling)件(jian)數(shu)量。利用(yong)壓(ya)鑄件(jian)的優點,把多個(ge)由其他工(gong)藝(yi)制造(zao)的零(ling)件(jian)合(he)并成一(yi)個(ge)壓(ya)鑄件(jian)正(zheng)是這種方(fang)法(fa)的具體體現(xian)。
3.14.1 使用壓鑄件代替機械加工零件
利用壓(ya)鑄工(gong)藝(yi)成本低于機械加(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)成本的特點,在(zai)滿足零件強度及尺寸(cun)精(jing)度等(deng)的前提下,使用壓(ya)鑄件代(dai)替機械加(jia)工(gong)零件可以大幅降低零件成本,如圖5-29所示。
3.14.2 使用壓鑄件代替塑膠件
壓鑄件替代(dai)塑(su)膠件在(zai)使(shi)用塑(su)膠件的(de)(de)同時又(you)需要零件具有導電特(te)性和(he)電磁屏蔽(bi)性能時,常用的(de)(de)方法有:
1)塑膠件噴導電(dian)漆(qi)或(huo)者電(dian)鍍等(deng)(不良率高)。
2)使(shi)用(yong)導電塑膠(原料成本高)。
3)增加不銹(xiu)鋼彈(dan)片。
4)增加導電(dian)布、銅箔等導電(dian)零件。
利用壓(ya)鑄(zhu)件(jian)(jian)的(de)導(dao)電(dian)特性(xing)和優良的(de)電(dian)磁屏蔽性(xing)能(neng),可(ke)以使用壓(ya)鑄(zhu)件(jian)(jian)代替上述(shu)四種方法(fa)。如圖5-30所(suo)示,使用壓(ya)鑄(zhu)件(jian)(jian)代替塑膠件(jian)(jian)與不(bu)銹(xiu)鋼彈片的(de)組合(he),可(ke)以減少產(chan)(chan)品(pin)零件(jian)(jian)數量(liang),簡(jian)化(hua)產(chan)(chan)品(pin)設計(ji),降低產(chan)(chan)品(pin)成(cheng)本,提高產(chan)(chan)品(pin)質量(liang)。
3.14.3 使用壓鑄件代替鈑金件
利用(yong)壓(ya)(ya)鑄件(jian)具有(you)復雜零(ling)件(jian)結(jie)構的(de)特(te)點,可(ke)以使(shi)用(yong)壓(ya)(ya)鑄件(jian)代(dai)替鈑金沖壓(ya)(ya)件(jian)和機(ji)械加工件(jian)的(de)組合從(cong)而減少產(chan)品(pin)零(ling)件(jian)數量,簡化(hua)產(chan)品(pin)設(she)計(ji),降低產(chan)品(pin)成本,提高產(chan)品(pin)質量。如圖5-31所示,原(yuan)始的(de)設(she)計(ji)中包括三個零(ling)件(jian):鈑金件(jian)、定位柱和襯套(tao);改進(jin)的(de)設(she)計(ji)中使(shi)用(yong)一個壓(ya)(ya)鑄件(jian)就(jiu)代(dai)替了上述三個零(ling)件(jian)。
4.壓鑄件DFMA表格DFMA學以致(zhi)用,事前遵(zun)循,事后(hou)補缺。
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以上就(jiu)是關(guan)于(yu)物(wu)超所值的(de)sfp外(wai)殼(ke)壓(ya)鑄供銷,「2.1」壓(ya)鑄件的(de)設計—DFM要點的(de)知識,后(hou)面我(wo)們會繼續為大(da)家(jia)整(zheng)理(li)關(guan)于(yu)物(wu)超所值的(de)sfp外(wai)殼(ke)壓(ya)鑄供銷的(de)知識,希望能(neng)夠(gou)幫助(zhu)到大(da)家(jia)!