壓鑄件的精度要求和加工余量課件

項(xiàng)目３壓鑄件結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)

項(xiàng)目導(dǎo)入一相關(guān)知識(shí)

二項(xiàng)目實(shí)施

三

【能力目標(biāo)】能夠根據(jù)壓鑄工藝和結(jié)構(gòu)要求，合理設(shè)計(jì)壓鑄件的結(jié)構(gòu)。【知識(shí)目標(biāo)】

1.壓鑄工藝對(duì)壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求；2.壓鑄件的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求；3.壓鑄件的精度要求和加工余量。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：根據(jù)壓鑄工藝要求，合理確定壓鑄件的結(jié)構(gòu)。難點(diǎn):如何將壓鑄件工藝的理論知識(shí)應(yīng)用在壓鑄件結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)中。壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)

一、項(xiàng)目導(dǎo)入

下面四種壓鑄件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有什么問題？怎樣改進(jìn)？件1件2件3件4二、相關(guān)知識(shí)（一）壓鑄工藝對(duì)壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求壓鑄件結(jié)構(gòu)的合理性和工藝適應(yīng)性決定了后序工作能否順利進(jìn)行。簡化模具，延長模具使用壽命改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)、減少抽芯部位方便壓鑄件脫模和抽芯防止變形簡化模具，延長模具使用壽命壓鑄件的分型面上，應(yīng)盡量避免帶有圓角避免模具局部過薄避免在壓鑄件上設(shè)計(jì)互相交叉的盲孔避免內(nèi)側(cè)凹改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)、減少抽芯部位減少不與分型面垂直的抽芯部位，對(duì)降低模具的復(fù)雜程度和保證壓鑄件的精度是有好處的。方便壓鑄件脫模和抽芯防止變形1、壁厚與肋壓鑄件壁厚增加，內(nèi)部氣孔、縮孔等缺陷也隨之增加，故在保證鑄件有足夠強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)盡量減少厚度并保持各截面的厚薄均勻一致。對(duì)鑄件的厚壁處，為了避免縮松等缺陷，應(yīng)通過減薄厚度并增設(shè)加強(qiáng)肋來解決。設(shè)計(jì)肋來增加零件的強(qiáng)度和剛性，同時(shí)也改善了壓鑄的工藝，使金屬的流路順暢，消除單純依靠加大壁厚而引起的氣孔和收縮缺陷。（二）壓鑄件基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壁厚處的面積a×bcm2鋅合金鋁合金鎂合金銅合金壁厚h／mm最小正常最小正常最小正常最小正常~25>25~100>100~500>5000.51.01.52.01.51.82.22.50.81.21.82.52.02.53.04.00.81.21.82.522.534.00.81.52.02.51.52.02.53.0鑄件的壁厚壓鑄件適宜的壁厚：鋁合金為1~6mm，鋅合金為l~4mm，鎂合金為1.5~5mm，銅合金為2~5mm。塑件的肋肋的作用除了增加剛性和強(qiáng)度外，還能使金屬流動(dòng)暢通，消除由于金屬過分集中而引起的縮孔、氣孔與裂紋等缺陷。肋的位置應(yīng)是鑄件受力較大處，而且要對(duì)稱布置；厚度要均勻，方向與料流方向一致。肋的厚度一般不應(yīng)當(dāng)超過與其相連的壁的厚度，可取設(shè)肋處壁厚2/3～3/4。當(dāng)鑄件壁厚小于2mm時(shí)，容易在肋處蹩氣，故不宜設(shè)肋。如必須設(shè)肋，則可使肋與壁相連處加厚。肋的尺寸結(jié)構(gòu)2、鑄孔的設(shè)計(jì)壓鑄法的特點(diǎn)之一是能夠鑄出小而深的圓孔、長方形孔和槽。合金種類最小孔徑d/mm深度為孔徑d的倍數(shù)經(jīng)濟(jì)合理技術(shù)可能不通孔通孔d>5d<5d>5d<5鋅合金鋁合金鎂合金銅合金1.52.52.04.00.82.01.52.56d4d5d3d4d3d4d2d12d8d10d5d8d6d8d3d零件上壓鑄出的孔的直徑及其深度有一定的關(guān)系，較小的孔只能壓鑄較淺的深度。一般孔徑不小于2.0mm，孔深不大于孔徑的4～8倍，孔間距在110mm以上。3、鑄造圓角鑄造圓角有助于金屬液的流動(dòng)，減少渦流，氣體容易排出，有利于成形；可避免尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中而開裂。對(duì)需要進(jìn)行電鍍和涂覆的壓鑄件更為重要，圓角是獲得均勻鍍層和防止尖角處鍍層沉積不可缺少的條件。對(duì)于模具來講，鑄造圓角能延長模具的使用時(shí)間。沒有鑄造圓角會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，模具容易崩角，這一現(xiàn)象對(duì)熔點(diǎn)高的合金（如銅合金）尤其顯著。圓角結(jié)構(gòu)兩壁水平連接s1/s2≤2時(shí)，R=(0.2~0.25)(s1十S2)；s1/s2＞2時(shí)，L≥4(S1—S2)。兩壁垂直連接

等壁厚（圖a)

：Ra＝Rf十S，Rf=S；不等壁厚（圖b）：Rd＝(Rf+S2)，Rf=0.6(S1十S2)。

兩壁丁字形連接

S1/S2＜1.75時(shí)，R=0.25(S1+S2)；

S1/S2＞1.75時(shí)，加強(qiáng)部位在一壁，加強(qiáng)部位在兩壁，h=0.5(S1+S2)。交叉連接的壁(壁厚不相等時(shí)，選最薄的壁厚代入公式)當(dāng)當(dāng)當(dāng)4、脫模斜度脫模斜度又稱鑄造斜度。為了便于從壓鑄模內(nèi)取出壓鑄件和從壓鑄件內(nèi)抽出型芯，壓鑄件應(yīng)具有足夠的和盡可能大的鑄造斜度。脫模斜度的選用原則：壓鑄件的壁厚越厚，合金對(duì)型芯的包緊力也越大，脫模斜度就越大。合金的收縮率越大，熔點(diǎn)越高，脫模斜度也越大。壓鑄件內(nèi)表面或孔比外表面的脫模斜度要大。

合金配合面的最小脫模斜度非配合面的最小脫模斜度外表面α內(nèi)表面β外表面α內(nèi)表面β鋅合金10′15′15′45′鋁合金15′

30′30′1°鎂合金15′30′30′1°銅合金30′45′1°1°30′5、螺紋與齒輪鋅、鋁、鎂合金的鑄件可以直接壓鑄出螺紋。熔點(diǎn)高的合金（如銅合金），則因其對(duì)模具的螺紋型腔和型芯的熱損壞十分劇烈，螺牙峰谷熱裂、崩損過早，故一般不壓鑄出螺紋。壓鑄螺紋的成型方法外螺紋的壓鑄常采用兩種方式。由可分開的兩半螺紋型腔構(gòu)成，是最常見且較經(jīng)濟(jì)的壓鑄方式。采用螺紋型環(huán)來壓鑄。但壓鑄生產(chǎn)時(shí)，效率很低壓鑄內(nèi)螺紋只是在十分必要的情況下才加以采用。螺紋不宜過長，牙形應(yīng)是圓頭或平頭。壓鑄齒輪的成型方法項(xiàng)目鉛錫合金鋅合金鋁合金鎂合金銅合金模數(shù)0.30.30.5

0.51.5精度33

333斜度在寬度小于20mm時(shí)，每面至少有0.05~0.2mm，而銅合金應(yīng)為0.1~0.2mm壓鑄齒輪的最小模數(shù)6、嵌件嵌鑄也稱鑲鑄，它是把金屬或非金屬的零件（嵌件）先嵌放在壓鑄模內(nèi)，再與壓鑄件鑄合在一起。這樣既可充分利用各種材料的性能（如強(qiáng)度、硬度、抗蝕性、耐磨性、導(dǎo)磁性、導(dǎo)電性等）以滿足不同條件下使用的要求，又可彌補(bǔ)因鑄件結(jié)構(gòu)工藝性差而帶來的缺點(diǎn)以解決具有特殊技術(shù)要求零件的壓鑄問題。嵌件的主要作用：消除壓鑄件的局部熱節(jié)，減小壁厚，防止產(chǎn)生縮孔。改善和提高鑄件局部性能，如強(qiáng)度、硬度、耐蝕性、耐磨性、焊接性、導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性和絕緣性等，以擴(kuò)大壓鑄件的應(yīng)用范圍。對(duì)于具有側(cè)凹、深孔、曲折孔道等結(jié)構(gòu)的復(fù)雜鑄件，因無法抽芯而壓鑄困難，使用嵌鑄，可以順利壓出。可將許多小鑄件合鑄在一起，代替裝配工序或?qū)?fù)雜件轉(zhuǎn)化為簡單件。嵌鑄設(shè)計(jì)的要求：嵌件在鑄件內(nèi)必須穩(wěn)固牢靠，故其鑄入部分應(yīng)制出直紋、斜紋、滾花、凹槽、凸起或其它結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)嵌件與壓鑄合金的結(jié)合。軸類嵌件的固定方法形式螺釘頭螺栓開槽凸臺(tái)滾花十字銷十字頭圖例套類嵌件的固定方法形式平槽凸緣削平

六角環(huán)槽尖錐銷槽

滾花環(huán)槽

圖例嵌件周圍應(yīng)有一定厚度的金屬層，以提高鑄件與嵌件的包緊力，并防止金屬層產(chǎn)生裂紋，金屬層厚度可按嵌件直徑選取。

周圍金屬層外徑D嵌件直徑d包住嵌件金屬層最小厚度s2.50.51311631.59521382.516112.519332216325183.5嵌件包緊部分不允許有尖角，以免鑄件發(fā)生開裂。嵌件應(yīng)有倒角，以利安放并避免鑄件裂紋。同一鑄件上嵌件數(shù)不宜太多，以免壓鑄時(shí)因安放嵌件而降低生產(chǎn)率和影響正常工作循環(huán)。帶嵌件的壓鑄件最好不要進(jìn)行熱處理和表面處理，以免兩種金屬的相變不同而產(chǎn)生體積的變化不同，導(dǎo)致嵌件在鑄件中松動(dòng)和產(chǎn)生腐蝕。嵌件在壓鑄前最好能鍍以防蝕性保護(hù)層，以防止嵌件與鑄件本身產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。嵌件的形狀和在鑄件上所處的位置應(yīng)使壓鑄生產(chǎn)時(shí)放置方便。7、凸紋、網(wǎng)紋、文字、標(biāo)志設(shè)計(jì)文字與圖案最好是凸體，以便模具加工。文字大小一般不小于GB4457.3—84規(guī)定的5號(hào)字文字凸出高度大于0.3mm，一般取0.5mm。線條最小寬度為凸出高度的1.5倍，常取0.8mm。線條最小間距大于0.3mm，脫模斜度為10°～15°。線端應(yīng)避免尖角，圖案應(yīng)盡量簡單。鑄件上的凸紋、網(wǎng)紋、文字標(biāo)記設(shè)計(jì)應(yīng)注意：1、壓鑄件的尺寸公差壓鑄件能達(dá)到的尺寸精度比較高，穩(wěn)定性好，具有很好的互換性。壓鑄件的尺寸精度不僅與其尺寸大小有關(guān)，而且受其結(jié)構(gòu)和形狀的影響。壓鑄件的輪廓尺寸大小以空間對(duì)角線來表示?？臻g對(duì)角線取自外切鑄件最大外廓的四方體。（三）壓鑄件的精度、表面要求及加工余量影響壓鑄件尺寸精度的主要因素：模具的制造精度開模和抽芯以及推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的穩(wěn)定程度模具使用過程中的磨損量引起的誤差模具的修理的次數(shù)及其使用期限。合金本身化學(xué)成分的偏差工作環(huán)境溫度的高低合金收縮率的波動(dòng)壓鑄工藝參數(shù)的偏差壓鑄機(jī)精度和剛度引起的誤差通常按壓鑄所達(dá)到的尺寸公差數(shù)值等級(jí)，將壓鑄件的尺寸分為三種：一般尺寸、嚴(yán)格尺寸和高精度尺寸。高精度尺寸是特殊零件上的個(gè)別尺寸。這類尺寸不僅要求在模具結(jié)構(gòu)上消除分型面、活動(dòng)成型及收縮率選用誤差等的影響，而且要求在模具維修、壓鑄工藝及尺寸檢測等方面嚴(yán)格控制。嚴(yán)格尺寸要求在模具結(jié)構(gòu)上消除分型面及活動(dòng)成型的影響。一般尺寸為未注公差尺寸。尺寸公差帶位置如下：

(1)非加工的配合尺寸，孔?。ǎ┕?，軸?。èD）公差。

(2)加工的配合尺寸，孔取（―）公差，軸?。ǎ┕睿换蚩缀洼S均?。ā溃┢?，其偏差值為表3-26～表3-33中公差值的二分之一。

(3)非配合尺寸，按鑄件結(jié)構(gòu)確定公差帶位置取單向或雙向，必要時(shí)調(diào)整其基本尺寸。

2、壓鑄件的角度公差角度公差一般要求選用Ⅱ級(jí)精度。

圖3-3角度公差示意圖

(a)錐體

(b)夾角3、壓鑄件的形位公差(1)壓鑄件的表面形狀主要是由壓鑄模的成型表面所決定的，而模具的成型表面可以達(dá)到較高的精度，因此，對(duì)壓鑄件的表面形狀不作另行規(guī)定，其公差值包括在有關(guān)尺寸的公差范圍內(nèi)。

(2)壓鑄件的表面位置公差由該表面在模具內(nèi)所處的位置所決定。鑄件的平行度和垂直度的公差名義尺寸同一半型內(nèi)的公差兩個(gè)半型內(nèi)的公差同一半型內(nèi)兩個(gè)活動(dòng)部位間公差~25>25~63>63~160>160~250>250~400>4000.10.150.200.300.450.750.150.200.300.450.651.000.200.300.450.701.20鑄件的同軸度和對(duì)稱度公差名義尺寸同一半型內(nèi)的公差兩個(gè)半型內(nèi)的公差名義尺寸同一半型內(nèi)的公差兩個(gè)半型內(nèi)的公差~18>18~50>50~1200.100.150.250.200.250.35>120~260>260~5000.350.650.500.804、鑄件的表面要求壓鑄件的表面要求分為鑄造痕跡和表面粗糙度兩種。鑄件的表面質(zhì)量分級(jí)：級(jí)別使用范圍備注1級(jí)要求高的表面，需鍍鉻、拋光、研磨的表面，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的配合面，危險(xiǎn)應(yīng)力區(qū)表面一般相當(dāng)于Ra1.6μm2級(jí)涂裝要求或要求密封的表面，鍍鋅、陽極化、油漆、不打膩，以及裝配接觸面一般相當(dāng)于Ra3.2μm3級(jí)保護(hù)性涂裝表面及緊固接觸面，油漆打膩表面，其它表面一般相當(dāng)于Ra6.3μm5、壓鑄件的加工余量逐漸上需留加工余量的情況：(1)去除脫模斜度，以滿足該表面和該部位裝配要求。(2)達(dá)到更高精度的尺寸。(3)鑄件未壓鑄出的一些形狀。(4)去除澆口或因工藝需要而增加的多余部分。(5)模具的成型零件因磨損或掉塊，造成鑄件的表面或形狀不符合要求。

機(jī)械加工余量鉸孔的加工余量基本尺寸≤100>100~250>250~400>400~630>630~1000每面余量0.50.751.01.52.0圖例孔徑D加工余量δ≤6>6~10>10~18>18~30>30~50>50~800.