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模具设计：压铸件的设计影响压铸件质量的因素

学技术的发展，对压铸件产品的安全性和造型美观的要求不断提高。压铸件的设计，如何精准确定？

今天小编来给大家讲讲模具设计是怎么影响铝压铸件质量的。如何生产出高质量的零件，对节约材料、能源和缩短制造工时，提高经济效益都有很大的意义。

一、影响压铸件质量的因素

影响压铸件质量的因素很多，如压铸机类型及质量、压铸件几何结构及技术要求的合理性、模具的结构及操作人员的技术水平等。

(一)、压铸件的设计

设计者应首先充分了解用户的使用要求及工作条件，压铸件的受力情况，然后根据使用要求及工作环境选择适当的材质，了解其材质压铸性能等。在设计时，要特别注意在满足使用要求的前提下，尽量使压铸件结构简单。壁厚适当均匀，且留有必要的出模斜度，否则会导致压铸件上出现凹坑、气孔、缩松、欠铸、拉痕、裂纹、变形等缺陷。

压铸件尺寸精度的要求应合理，否则会对模具设计、模具加工、工艺条件的制定和管理造成不必要的麻烦，又会造成大量的不合格产品。

1、压铸件的设计涉及四个方面的内容：

a、即压力铸造对零件形状结构的要求；

b、压铸件的工艺性能；

c、压铸件的尺寸精度及表面要求；

d、压铸件分型面的确定；

压铸件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分，设计时必须考虑以下问题：模具分型面的选择、浇口的开设、顶杆位置的选择、铸件的收缩、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺陷的防范、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面；

2、压铸件的设计原则是：

a、正确选择压铸件的材料，

b、合理确定压铸件的尺寸精度；

c、尽量使壁厚分布均匀；

d、各转角处增加工艺园角，避免尖角。

3、压铸件的分类：

按使用要求可分为两大类，一类承受较大载荷的零件或有较高相对运动速度的零件，检查的项目有尺寸、表面质量、化学成分、力学性能(抗拉强度、伸长率、硬度)；

另一类为其它零件，检查的项目有尺寸、表面质量及化学成分。在设计压铸件时，还应该注意零件应满足压铸的工艺要求。

压铸的工艺性从分型面的位置、顶面推杆的位置、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面考虑。合理确定压铸面的分型面，不但能简化压铸型的结构，还能保证铸件的质量。压铸件零件设计的要求。

4、压铸件的设计要求：

a.压铸件的形状结构要求：

a)、消除内部侧凹；

b)、避免或减少抽芯部位；

c)、避免型芯交叉；

合理的压铸件结构不仅能简化压铸型的结构，降低制造成本，同时也改善铸件质量，

b.铸件设计的壁厚要求：压铸件壁厚度(通常称壁厚)是压铸工艺中一个具有特殊意义的因素，壁厚与整个工艺规范有着密切关系，如填充时间的计算、内浇口速度的选择、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、铸件顶出温度的高低及操作效率；

a)、零件壁厚偏厚会使压铸件的力学性能明显下降，薄壁铸件致密性好，相对提高了铸件强度及耐压性；

b)、铸件壁厚不能太薄，太薄会造成铝液填充不良，成型困难，使铝合金熔接不好，铸件表面易产生冷隔等缺陷，并给压铸工艺带来困难；压铸件随壁厚的增加，其内部气孔、缩孔等缺陷增加，故在保证铸件有足够强度和刚度的前提下，应尽量减小铸件壁厚并保持截面的厚薄均匀一致，为了避免缩松等缺陷，对铸件的厚壁处应减厚(减料)，增加筋；对于大面积的平板类厚壁铸件,设置筋以减少铸件壁厚；根据压铸件的表面积，铝合金压铸件的合理壁厚如下：压铸件表面积/mm2壁厚S/mm≤251.0～3.0＞25~1001.5～4.5＞100~4002.5～5.0＞4003.5～6.0

c.铸件设计筋的要求：

筋的作用是壁厚改薄后，用以提高零件的强度和刚性，防止减少铸件收缩变形，以及避免工件从模具内顶出时发生变形，填充时用以作用辅助回路(金属流动的通路)，压铸件筋的厚度应小于所在壁的厚度，一般取该处的厚度的2/3~3/4；

d.铸件设计的圆角要求：

压铸件上凡是壁与壁的连接，不论直角、锐角或钝角、盲孔和凹槽的根部，都应设计成圆角，只有当预计确定为分型面的部位上，才不采用圆角连接，其余部位一般必须为圆角，圆角不宜过大或过小，过小压铸件易产生裂纹，过大易产生疏松缩孔，压铸件圆角一般取：1/2壁厚≤R≤壁厚；圆角的作用是有助于金属的流动，减少涡流或湍流；避免零件上因有圆角的存在而产生应力集中而导致开裂；当零件要进行电镀或涂覆时，圆角可获得均匀镀层，防止尖角处沉积；可以延长压铸模的使用寿命，不致因模具型腔尖角的存在而导致崩角或开裂；

e.压铸件设计的铸造斜度要求：

斜度作用是减少铸件与模具型腔的摩擦，容易取出铸件；保证铸件表面不拉伤；延长压铸模使用寿命，铝合金压铸件一般最小铸造斜度如下：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°

2.模具结构、加工精度及模具材料的选择

压铸件是由模具压铸的，无疑模具的设计、加工、模具材料的选择等与产品质量有密切关系。模具结构不合理，无论从工艺上采取何种措施，都很难使产品合格。

此外，模具材料、模具的加工精度、表面粗糙度、加工痕迹、热处理的微小裂口、氮化层厚度以及模具装配不当等，都会影响产品的质量及模具寿命。

3.铸件材料的收缩率

铸件材料的收缩率，一般以平均百分率或以有一定变化范围的百分率形式给出时，通常选用材料的平均收缩率。对于高精度的压铸件，设计模具时，选用材料收缩率应特别注意，必要时，可以先作试验模具，在试验模具上取得需要的数据之后，再着手设计和制造用于大量生产的模具。

4.压铸工艺的制定和执行

压铸工艺的制定和执行，与模具、压铸设备的质量、操作人员的技术水平有关。在国内现有压铸设备条件下，对压铸工艺参数还难于实现稳定、可靠、精确的控制。实现基本控制压铸工艺是将压铸设备、压铸材料和模具等要素组合并加以运用的过程。对工艺及主要参数不严执行，会使压铸件发生缩松、变形、欠铸、尺寸不合格等。

二、压铸件质量与模具设计的关系

模具是压铸件的主要工具，因此，在设计模具时，应尽量注意使模具总体结构及模具零件结构合理，便于制造，便于使用，安全可靠。要使模具在压铸中不变形，金属液在模内流动稳定，能均匀地使铸件冷却，能全自动压铸而无故障。此外，要根据生产批量、材质情况等合理地选用适宜的模具材料。

1.模具及模具零件的结构要合理

从强度的观点来看，把模具零件设计成整体的好，坚固耐用，在使用中不易损坏，不易变形。但是，如果压铸件形状复杂，模具零件也复杂，会使模具加工困难，加工的精度不高。若把模具零件做成组合式，则加工大为简化，易获得高的加工精度，进而可获得高质量的压铸件。

2.型腔数的决定

决定型腔数，要考虑设备能力、模具加工的难易、生产批量大小、铸件的精度要求等。特别是多型腔模具，由于模具加工难度大，尺寸精度误差大，流道配置不易取得均衡，各型腔铸件性能就不一致。压铸件要求精度高、几何形状复杂时，最好一模一腔。小型铸件根据情况而定。

3.浇注系统的设计

浇注系统不仅是液体金属充填压铸型的通道，还对熔体的流动速度和压力的传递以及排气条件、压铸型热平稳等因素有调节作用，所以，设计浇注系统必须分析铸件的结构特点、技术要求、合金种类及其特性，还要考虑压铸机的类型及特点等，这样才能设计合理的浇注系统。

4.排气系统设计

模具应设有足够溢流范围的溢流槽和排气通道，这对保证产品质量很重要。人们常常忽视溢流通道由进来的金属液过早堵死的现象。要采用合理的结构，使金属液先流进溢流槽的较深的部位，保证排气孔在最长时间内一直是通的。此外，溢流槽应设有顶料杆，以排除溢流槽中的金属。

5.模具温度

压铸模的温度是影响铸件质量的一个重要因素。模温不当，不但影响压铸件的内外质量(如铸件产生气孔、缩孔、疏松、粘膜、晶粒粗大等缺陷)，还影响铸件尺寸精度，甚至铸件变形，使压铸模出现龟裂，使铸件表面形成难以清除的网状毛刺，影响压铸件的外观质量。以铝合金为例，合金温度在670-710℃浇入铸型。在长期生产实践中，总结得出模具最佳温度应控制在浇入铸型温度的40%。铝合金压铸模温度为230-280℃，模具温度在这一范围内有利于获得优质高产铸件。

模具一般都不用气体或电加热，而采用预热冷却装置，这些装置是按照要求用油作介质，对模具进行预热和冷却的。

6.成型零件尺寸的决定

计算压铸零件尺寸时，选用压铸材料的收缩率要符合实际，不然会导致生产的产品不合格。必要时，通过试验模具实测之后，再计算压铸件的尺寸。对于高精度的产品，甚至要把模具压铸零件材料的热膨胀以及产品压铸后保存、使用环境对产品尺寸精度的影响考虑在内。

7.分型面位置的决定

分型面的位置，会影响到模具加工、排气、产品脱模等。通常，分型面会在产品上留下一条痕迹线，影响产品的表面质量及尺寸精度。因此，设计分型面位置时，除考虑到产品脱模、模具加工、排气等问题外，可把分型面位置放在产品表面质量要求不高，或尺寸精度不高的地方。

8.模具不能变形

往往由于模具结构不合理或模具材料选用不当，造成模具在使用中裂口、变形，进而导致产品不合格，为此，在设计模具时，必须采取适当的措施来保证产品的质量。

通常，压铸时，模具内压力为70-100MPa，为使模具不变形错位，型腔要充分厚，安装型芯的板及垫板要充分厚，必要时垫板下可以增加支垫。型芯与型腔要安装可靠，型芯与安装孔侧面粗糙度要合适，粗糙度不能太低，穿通孔型芯应两边固定，以防止产品一边壁厚，一边壁薄。对产品上盲孔的型芯，也应从进料口部位、数量及型芯加固上想办法，使型芯受力均衡。

对压铸模可对型腔、垫板进行强度校核。对型腔壁厚进行强度、刚度校核，对垫板进行刚度校核。除在模具结构上采取某些保证措施之外，还得选用变形小、强度好的模具材料。另外，模具导柱与导套之间存在间隙，或导柱、导套在使用过程中的磨损都会影响到产品的质量。特别是尺寸精度高的产品，为了保证产品精度，可在分型面上设置动、定模锥面配合部分，或者在型腔周围适当的地方设置2-4个定位杆，起定位及增强作用，以防止动、定模错位，这对大型、大批量生产用模更为重要。

推出系统应设置导柱，以防止推杆等工作不平稳，受单侧磨损，保证产品受力均匀，顶出时不使产品变形。