压铸设计知识培训课件

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CompanyBriefing压铸设计知识培训Customer:东骅Preparedby:肖成功Date:2011.05.251ShenzhenLiDeBao

CompanyBrie课程简介一.压铸原理二.压铸机简介三.常用压铸合金四.压铸件工艺及常见缺陷五.压铸件结构设计及优化六.压铸件公差设计2课程简介一.压铸原理2一.压铸原理1.1什么是铸造石英砂

树脂砂

金属型铸造(永久性金属模铸造---多用于有色件＞100pcs)熔模铸造（也称消失模铸造/蜡模铸造/精密铸造）挤压铸造

连续铸造离心铸造压力铸造(简称压铸)普通压铸（锌合金铝合金镁合金铜合金）（本次教程的主题）铸造分类（砂型铸造）普通铸造特殊铸造一次性，效率低（铸铁、铸钢、铸铝、铸铜）真空压铸（抽除空气）加氧压铸（用氧气取代压室及型腔中空气）抽气+加氧压铸特殊压铸半固态压铸(40﹪液态+60﹪固态)特殊压铸3一.压铸原理1.1什么是铸造石英砂普通压铸（锌合金铝合一.压铸原理1.2压力铸造2.1压力铸造的概念：(锌，镁，铝，铜，铅，锡合金）将溶融合金在高压，高速条件下充型并在高压下冷却凝固成型而获得铸件的方法，简称压铸。2.2压力铸造的特点

a.高速充填：通常浇口速度在30-60m/sb.充填时间短：0.02-0.2sc.高压充填：压射比压在几千至几万KPae.溶汤冷却速度快4一.压铸原理1.2压力铸造2.1压力铸造的概念：(锌，镁一.压铸原理1.3压铸件的特点

1.3.1压铸件的优点与其它铸造方法相比，压铸有以下三方面优点：

1.产品质量好

铸件尺寸精度高，一般相当于6-7级，甚至可达4级；表面光洁度好，一般相当于5-8级；强度和硬度较高，强度一般比砂型铸造提高25-30％，但延伸率降低约70％；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm；铝合金铸件可达0.5mm；最小铸出孔径为0.7mm；最小螺距为0.75mm。

2.生产效率高

机器生产率高，例如国产JⅢ3型卧式冷空压铸机平均八小时可压铸600～700次，小型热室压铸机平均每八小时可压铸3000-7000次；压铸型寿命长，一付压铸型，压铸钟合金，寿命可达几十万次，甚至上百万次；易实现机械化和自动化。

3.经济效果优良

由于压铸件尺寸精确，表面光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金属利用率(材料利用率60~80％；毛胚利用率90％)，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便易；可以采用组合压铸以其它金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。

5一.压铸原理1.3压铸件的特点1.3.1压铸件的优点5一.压铸原理1.3压铸件的特点1.3.2压铸件的缺点压铸虽然有许多优点，但也有一些缺点，尚待解决。如：

1.压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸法，铸件易产生气孔，不能进行热处理；

2.对内凹复杂的铸件，压铸较为困难；

3.高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低；

4.不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。6一.压铸原理1.3压铸件的特点1.3.2压铸件的缺点6一.压铸原理1.4压铸件循环图7一.压铸原理1.4压铸件循环图7二.压铸机简介压铸机冷室压铸机热室压铸机立式（全）卧式2.1压铸机的分类8二.压铸机简介压铸机冷室压铸机热室压铸机立式（全）卧式2.12.2.1热压室压铸机（简称热室压铸机）

压室浸在保温溶化坩埚的液态金属中，压射部件不直接与机座连接，而是装在坩埚上面。这种压铸机的优点是生产工序简单，效率高；金属消耗少，工艺稳定。但压室，压射冲头长期浸在液体金属中，影响使用寿命。并易增加合金的含铁量。热压室压铸机目前大多用于压铸锌合金等低熔点合金铸件，但也有用于压铸小型铝、镁合金压铸件。2.2.2冷室压铸机：

压室与保温炉是分开的,压铸时从保温炉中舀取液态金属浇入压室后进行压铸.。(压室充满度为30~60﹪，理想取45~50﹪。最佳方式为空气在前，合金液在后地往前推进)二.压铸机简介热室压铸机成型原理冷室压铸机成型原理92.2.1热压室压铸机（简称热室压铸机）二.压铸机简介热室压2.3压铸吨位选择

2.3.1F(锁)=K(F主+F分)式中F(锁)=压铸机应有的锁模力

K=安全系数

F主=主胀型力

F分=分胀型力主涨型力计算公式为:F主=0.1AP式中F主=主胀型力(单位KN)

P=压射比压(MPa)A=铸件在分型面上的投影面积(cm^2),多腔模则为各腔投影面积之和,一般加30%作为浇注系统与排溢排气系统的面积。F分=∑0.1A芯tanā(适用斜销抽芯和斜滑块抽芯)F分=分胀型力P=压射比压A芯=侧向活动型芯成形端面的投影面积(cm^2)ā=斜抽芯的角度二.压铸机简介压射比压推荐值类别锌铝镁铜一般件13-2030-5030-5040-50承载件20-3050-8050-8050-80耐气密件或大平面薄壁件25-4080-12080-10060-100电镀件20-30

MPA2.3.2另需结合产品重量，充满度，外形尺寸及模具尺寸来综合考量选用机台102.3压铸吨位选择二.压铸机简介压射比压推荐值类别锌铝镁铜2.4LDB现有压铸设备二.压铸机简介伊之密112.4LDB现有压铸设备二.压铸机简介伊之密113.1.1铝合金材料对照三.压铸合金压铸铝合金密度约为2.7g/cm3,可将它们列为轻量结构性金属，世界上大多数的压铸件生产都是由铝合金制成铝压铸合金系统是由六个主要元素所组成：硅，铜，镁，铁，锰和锌。每个元素皆独立地与相互地影响着合金123.1.1铝合金材料对照三.压铸合金压铸铝合金密度约为2.3.1.2铝合金成分对照三.压铸合金A380合金是铝压铸中最广泛的材料，它使材料特性达到最好的结合，也提供了生产的容易性，A380合金的一些用途范围包含了电子通信设备，汽车零件，引擎托座，转动装置，器具，除草机盖，家俱零件及动力工具。对需要较好的压铸模充填特性的复杂零件来说，383与384合金是除A380之外另一选择。LDB目前使用量最大的铝压铸合金材料为ADC12，同383近似133.1.2铝合金成分对照三.压铸合金A380合金是铝3.1.3铝合金物理特性三.压铸合金熔点比热热传导系数传热性导电性抗拉强度弯曲强度延展性硬度抗剪强度冲击度疲乏度杨氏模数密度143.1.3铝合金物理特性三.压铸合金熔点抗拉强度143.1.4铝合金综合特性三.压铸合金热裂抵抗能力耐压能力充填能力防烧腐防侵蚀机加性能抛光性能及品质电镀性能及品质阳极化学氧化保护层温度变化下的强度差异特性评估是从1到5,1是可取特性，而5是表示较差或制造困难153.1.4铝合金综合特性三.压铸合金热裂抵抗能力特性评估是3.2.1锌合金材料对照三.压铸合金锌合金压铸提供一广泛等级的良好物理和机械性特性，压铸能力和表面处理。在北美3#Zn合金被应用的的最广泛，它提供了极佳的机械特性，压铸能力和最经济的结合。2#Zn和5#Zn含有较高的铜成分，有更多的抗磨损强度。然而提供在尺寸上和耐久的特质上有一定费用。ZA-8铝成分上占有8.4%，具有高的强度，也是锌合金中具有最高潜变的强度163.2.1锌合金材料对照三.压铸合金锌合金压铸提供一广泛等3.2.2锌合金成分对照三.压铸合金173.2.2锌合金成分对照三.压铸合金173.2.3锌合金物理特性三.压铸合金熔点比热热传导系数传热性导电性抗拉强度弯曲强度延展性硬度抗剪强度冲击度疲乏度杨氏模数密度183.2.3锌合金物理特性三.压铸合金熔点抗拉强度183.2.4锌合金综合特性三.压铸合金热裂抵抗能力耐压能力充填能力零件难度尺寸精确性尺寸稳定性防腐蚀抗冷凝成型能力机加性能及品质抛光性能及品质电镀性能及品质阳极化学氧化保护层特性评估是从1到5,1是可取特性，而5是表示较差或制造困难193.2.4锌合金综合特性三.压铸合金热裂抵抗能力特性评估是4.1压铸件生产工艺四.压铸件工艺及常见缺陷压铸成型冲水口渣包二次加工机加工表面处理整啤铸件图铸件图片去孔位，合模线披锋加工螺纹，铣边表面处理（震动研磨，铬化，阳极，抛丸，喷砂，烤漆，喷粉，抛光电镀）204.1压铸件生产工艺四.压铸件工艺及常见缺陷压铸成型冲水口四.压铸件工艺及常见缺陷4.2压铸件常见缺陷21四.压铸件工艺及常见缺陷4.2压铸件常见缺陷21四.压铸件工艺及常见缺陷4.2压铸件常见缺陷22四.压铸件工艺及常见缺陷4.2压铸件常见缺陷22五.压铸件结构设计及优化5.1压铸件的设计要求设计阶段需考虑压铸工艺基本要求:并非是任何一个产品零件都适用于压铸来达至成品.因而大多数情况下，根据产品图===>压铸毛胚图+后机械加工需考虑该件：1.尽量消除侧凹深腔

2.壁厚要均匀

3.消除尖角及减少铸造应力23五.压铸件结构设计及优化5.1压铸件的设计要求设计阶段需考五.压铸件结构设计及优化5.2面积与壁厚面积锌合金铝合金镁合金铜合金axb(cm2)最小正常最小正常最小正常最小正常<250.3/0.51.50.5/0.820.5/0.820.81.525~1000.8/1.01.81.01.02.51.0/1.22.51.52100~5001.52.21.831.8322.5>5002.02.52.53.52.53.52.5324五.压铸件结构设计及优化5.2面积与壁厚面积锌合金铝合金镁五.压铸件结构设计及优化5.3孔径与孔深最小孔径深度（孔径倍数）经济上合理技术上可达到盲孔通孔d<5d>5d<5d>5鋅1.50.84d6d8d12d鋁2.52.03d4d6d8d鎂2.01.54d5d8d10d銅4.02.52d3d3d5d25五.压铸件结构设计及优化5.3孔径与孔深最小孔径深度（孔径五.压铸件结构设计及优化5.4压铸件结构优化压铸件结构优化1.pdf压铸件结构优化2.pdf26五.压铸件结构设计及优化5.4压铸件结构优化压铸件结构优化五.压铸件结构设计及优化5.5压铸件外观等级27五.压铸件结构设计及优化5.5压铸件外观等级27五.压铸件结构设计及优化5.6毛边残留之标准要求28五.压铸件结构设计及优化5.6毛边残留之标准要求28六.压铸件公差设计6.1研究对象PL滑块成型面定模成型面动模成型面29六.压铸件公差设计6.1研究对象PL滑块成型面定模成型面动六.压铸件公差设计6.2.1线性尺寸：标准公差30六.压铸件公差设计6.2.1线性尺寸：标准公差30六.压铸件公差设计6.2.1线性尺寸：精密公差31六.压铸件公差设计6.2.1线性尺寸：精密公差31六.压铸件公差设计6.3.1分模线：标准公差由压铸件的投影面积决定32六.压铸件公差设计6.3.1分模线：标准公差由压铸件的投影六.压铸件公差设计6.3.2分模线：精密公差由压铸件的投影面积决定33六.压铸件公差设计6.3.2分模线：精密公差由压铸件的投影六.压铸件公差设计6.4.滑块（活动中子）6.4.1滑块：标准公差6.4.2滑块：精密公差由滑块的投影面积决定34六.压铸件公差设计6.4.滑块（活动中子）6.4.1滑块：六.压铸件公差设计6.5同心度：标准公差6.5.1同一分模面6.5.2跨越分模面两圆最大直径决定铸件投影面积决定35六.压铸件公差设计6.5同心度：标准公差6.5.1同一分六.压铸件公差设计6.6分模线错模：标准公差铸件投影面积决定36六.压铸件公差设计6.6分模线错模：标准公差铸件投影面积决六.压铸件公差设计6.7.1拔模角：标准公差特征的高度及类型决定37六.压铸件公差设计6.7.1拔模角：标准公差特征的高度及类六.压铸件公差设计6.7.2拔模角：精密公差38六.压铸件公差设计6.7.2拔模角：精密公差38六.压铸件公差设计6.8.1平面度：标准公差6.8.2平面度：精密公差铸件的最大空间对角线决定39六.压铸件公差设计6.8.1平面度：标准公差6.8.2平参考文献1.《铸造手册》2.《压铸模具设计手册》3.《NADCA》北美压铸协会40参考文献1.《铸造手册》40LIDEBAOENGINNERINGDEPTTEL204THEENDTHANKYOU!41LIDEBAOENGINNERINGDEPT41演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！ShenzhenLiDeBao

CompanyBriefing压铸设计知识培训Customer:东骅Preparedby:肖成功Date:2011.05.2543ShenzhenLiDeBao

CompanyBrie课程简介一.压铸原理二.压铸机简介三.常用压铸合金四.压铸件工艺及常见缺陷五.压铸件结构设计及优化六.压铸件公差设计44课程简介一.压铸原理2一.压铸原理1.1什么是铸造石英砂

树脂砂

金属型铸造(永久性金属模铸造---多用于有色件＞100pcs)熔模铸造（也称消失模铸造/蜡模铸造/精密铸造）挤压铸造

连续铸造离心铸造压力铸造(简称压铸)普通压铸（锌合金铝合金镁合金铜合金）（本次教程的主题）铸造分类（砂型铸造）普通铸造特殊铸造一次性，效率低（铸铁、铸钢、铸铝、铸铜）真空压铸（抽除空气）加氧压铸（用氧气取代压室及型腔中空气）抽气+加氧压铸特殊压铸半固态压铸(40﹪液态+60﹪固态)特殊压铸45一.压铸原理1.1什么是铸造石英砂普通压铸（锌合金铝合一.压铸原理1.2压力铸造2.1压力铸造的概念：(锌，镁，铝，铜，铅，锡合金）将溶融合金在高压，高速条件下充型并在高压下冷却凝固成型而获得铸件的方法，简称压铸。2.2压力铸造的特点

a.高速充填：通常浇口速度在30-60m/sb.充填时间短：0.02-0.2sc.高压充填：压射比压在几千至几万KPae.溶汤冷却速度快46一.压铸原理1.2压力铸造2.1压力铸造的概念：(锌，镁一.压铸原理1.3压铸件的特点

1.3.1压铸件的优点与其它铸造方法相比，压铸有以下三方面优点：

1.产品质量好

铸件尺寸精度高，一般相当于6-7级，甚至可达4级；表面光洁度好，一般相当于5-8级；强度和硬度较高，强度一般比砂型铸造提高25-30％，但延伸率降低约70％；尺寸稳定，互换性好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁厚可达0.3mm；铝合金铸件可达0.5mm；最小铸出孔径为0.7mm；最小螺距为0.75mm。

2.生产效率高

机器生产率高，例如国产JⅢ3型卧式冷空压铸机平均八小时可压铸600～700次，小型热室压铸机平均每八小时可压铸3000-7000次；压铸型寿命长，一付压铸型，压铸钟合金，寿命可达几十万次，甚至上百万次；易实现机械化和自动化。

3.经济效果优良

由于压铸件尺寸精确，表面光洁等优点。一般不再进行机械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金属利用率(材料利用率60~80％；毛胚利用率90％)，又减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便易；可以采用组合压铸以其它金属或非金属材料。既节省装配工时又节省金属。

47一.压铸原理1.3压铸件的特点1.3.1压铸件的优点5一.压铸原理1.3压铸件的特点1.3.2压铸件的缺点压铸虽然有许多优点，但也有一些缺点，尚待解决。如：

1.压铸时由于液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，故采用一般压铸法，铸件易产生气孔，不能进行热处理；

2.对内凹复杂的铸件，压铸较为困难；

3.高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低；

4.不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。48一.压铸原理1.3压铸件的特点1.3.2压铸件的缺点6一.压铸原理1.4压铸件循环图49一.压铸原理1.4压铸件循环图7二.压铸机简介压铸机冷室压铸机热室压铸机立式（全）卧式2.1压铸机的分类50二.压铸机简介压铸机冷室压铸机热室压铸机立式（全）卧式2.12.2.1热压室压铸机（简称热室压铸机）

压室浸在保温溶化坩埚的液态金属中，压射部件不直接与机座连接，而是装在坩埚上面。这种压铸机的优点是生产工序简单，效率高；金属消耗少，工艺稳定。但压室，压射冲头长期浸在液体金属中，影响使用寿命。并易增加合金的含铁量。热压室压铸机目前大多用于压铸锌合金等低熔点合金铸件，但也有用于压铸小型铝、镁合金压铸件。2.2.2冷室压铸机：

压室与保温炉是分开的,压铸时从保温炉中舀取液态金属浇入压室后进行压铸.。(压室充满度为30~60﹪，理想取45~50﹪。最佳方式为空气在前，合金液在后地往前推进)二.压铸机简介热室压铸机成型原理冷室压铸机成型原理512.2.1热压室压铸机（简称热室压铸机）二.压铸机简介热室压2.3压铸吨位选择

2.3.1F(锁)=K(F主+F分)式中F(锁)=压铸机应有的锁模力

K=安全系数

F主=主胀型力

F分=分胀型力主涨型力计算公式为:F主=0.1AP式中F主=主胀型力(单位KN)

P=压射比压(MPa)A=铸件在分型面上的投影面积(cm^2),多腔模则为各腔投影面积之和,一般加30%作为浇注系统与排溢排气系统的面积。F分=∑0.1A芯tanā(适用斜销抽芯和斜滑块抽芯)F分=分胀型力P=压射比压A芯=侧向活动型芯成形端面的投影面积(cm^2)ā=斜抽芯的角度二.压铸机简介压射比压推荐值类别锌铝镁铜一般件13-2030-5030-5040-50承载件20-3050-8050-8050-80耐气密件或大平面薄壁件25-4080-12080-10060-100电镀件20-30

MPA2.3.2另需结合产品重量，充满度，外形尺寸及模具尺寸来综合考量选用机台522.3压铸吨位选择二.压铸机简介压射比压推荐值类别锌铝镁铜2.4LDB现有压铸设备二.压铸机简介伊之密532.4LDB现有压铸设备二.压铸机简介伊之密113.1.1铝合金材料对照三.压铸合金压铸铝合金密度约为2.7g/cm3,可将它们列为轻量结构性金属，世界上大多数的压铸件生产都是由铝合金制成铝压铸合金系统是由六个主要元素所组成：硅，铜，镁，铁，锰和锌。每个元素皆独立地与相互地影响着合金543.1.1铝合金材料对照三.压铸合金压铸铝合金密度约为2.3.1.2铝合金成分对照三.压铸合金A380合金是铝压铸中最广泛的材料，它使材料特性达到最好的结合，也提供了生产的容易性，A380合金的一些用途范围包含了电子通信设备，汽车零件，引擎托座，转动装置，器具，除草机盖，家俱零件及动力工具。对需要较好的压铸模充填特性的复杂零件来说，383与384合金是除A380之外另一选择。LDB目前使用量最大的铝压铸合金材料为ADC12，同383近似553.1.2铝合金成分对照三.压铸合金A380合金是铝3.1.3铝合金物理特性三.压铸合金熔点比热热传导系数传热性导电性抗拉强度弯曲强度延展性硬度抗剪强度冲击度疲乏度杨氏模数密度563.1.3铝合金物理特性三.压铸合金熔点抗拉强度143.1.4铝合金综合特性三.压铸合金热裂抵抗能力耐压能力充填能力防烧腐防侵蚀机加性能抛光性能及品质电镀性能及品质阳极化学氧化保护层温度变化下的强度差异特性评估是从1到5,1是可取特性，而5是表示较差或制造困难573.1.4铝合金综合特性三.压铸合金热裂抵抗能力特性评估是3.2.1锌合金材料对照三.压铸合金锌合金压铸提供一广泛等级的良好物理和机械性特性，压铸能力和表面处理。在北美3#Zn合金被应用的的最广泛，它提供了极佳的机械特性，压铸能力和最经济的结合。2#Zn和5#Zn含有较高的铜成分，有更多的抗磨损强度。然而提供在尺寸上和耐久的特质上有一定费用。ZA-8铝成分上占有8.4%，具有高的强度，也是锌合金中具有最高潜变的强度583.2.1锌合金材料对照三.压铸合金锌合金压铸提供一广泛等3.2.2锌合金成分对照三.压铸合金593.2.2锌合金成分对照三.压铸合金173.2.3锌合金物理特性三.压铸合金熔点比热热传导系数传热性导电性抗拉强度弯曲强度延展性硬度抗剪强度冲击度疲乏度杨氏模数密度603.2.3锌合金物理特性三.压铸合金熔点抗拉强度183.2.4锌合金综合特性三.压铸合金热裂抵抗能力耐压能力充填能力零件难度尺寸精确性尺寸稳定性防腐蚀抗冷凝成型能力机加性能及品质抛光性能及品质电镀性能及品质阳极化学氧化保护层特性评估是从1到5,1是可取特性，而5是表示较差或制造困难613.2.4锌合金综合特性三.压铸合金热裂抵抗能力特性评估是4.1压铸件生产工艺四.压铸件工艺及常见缺陷压铸成型冲水口渣包二次加工机加工表面处理整啤铸件图铸件图片去孔位，合模线披锋加工螺纹，铣边表面处理（震动研磨，铬化，阳极，抛丸，喷砂，烤漆，喷粉，抛光电镀）624.1压铸件生产工艺四.压铸件工艺及常见缺陷压铸成型冲水口四.压铸件工艺及常见缺陷4.2压铸件常见缺陷63四.压铸件工艺及常见缺陷4.2压铸件常见缺陷21四.压铸件工艺及常见缺陷4.2压铸件常见缺陷64四.压铸件工艺及常见缺陷4.2压铸件常见缺陷22五.压铸件结构设计及优化5.1压铸件的设计要求设计阶段需考虑压铸工艺基本要求:并非是任何一个产品零件都适用于压铸来达至成品.因而大多数情况下，根据产品图===>压铸毛胚图+后机械加工需考虑该件：1.尽量消除侧凹深腔

2.壁厚要均匀

3.消除尖角及减少铸造应力65五.压铸件结构设计及优化5.1压铸件的设计要求设计阶段需考五.压铸件结构设计及优化5.2面积与壁厚面积锌合金铝合金镁合金铜合金axb(cm2)最小正常最小正常最小正常最小正常<250.3/0.51.50.5/0.820.5/0.820.81.525~1000.8/1.01.81.01.02.51.0/1.22.51.52100~5001.52.21.831.8322.5>5002.02.52.53.52.53.52.5366五.压铸件结构设计及优化5.2面积与壁厚面积锌合金铝合金镁五.压铸件结构设计及优化5.3孔径与孔深最小孔径深度（孔径倍数）经济上合理技术上可达到盲孔通孔d<5d>5d<5d>5鋅1.50.84d6d8d12d鋁2.52.03d4d6d8d鎂2.01.54d