與其他制造方法加工的零件相比,壓鑄件具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):

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。

塑膠件可以是注塑、吸塑、吹塑等工藝制成，設(shè)計(jì)時(shí)需要依據(jù)工藝的不同而采取對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范。通常我們說的塑膠件，一般是注塑件。

同理，鈑金件的工藝更多，稍微復(fù)雜一點(diǎn)的鈑金件都是由沖裁、折彎、拉深等工藝綜合制造，對(duì)應(yīng)的設(shè)備及模具也需要很多套。

但壓鑄件就只是由壓鑄而成的，其工藝的圖解如下：

1.Aluminum Cold Chamber Die Casting Machine

2.Zinc Hot Chamber Die Casting Machine

本章將詳細(xì)介紹壓鑄件設(shè)計(jì)指南,在滿足產(chǎn)品功能的前提下,應(yīng)合理設(shè)計(jì)壓鑄件,簡(jiǎn)化壓鑄型結(jié)構(gòu),降低壓鑄成本,減少壓鑄件缺陷和提高壓鑄件零件質(zhì)量。由于注射加工工藝來源于鑄造工藝,因此壓鑄件設(shè)計(jì)指南在某些方面和塑膠件設(shè)計(jì)指南非常相似。

3.1.1 合適的零件壁厚

壓鑄件壁厚是壓鑄件設(shè)計(jì)時(shí)最重要的參數(shù)之一。壓鑄件壁厚與熔化金屬的流動(dòng)性、壓鑄件的質(zhì)量、力學(xué)性能以及成本都有很大的關(guān)系。壓鑄件壁厚太薄,壓鑄時(shí)充填困難,容易出現(xiàn)充填不良。壓鑄件壁厚太厚,容易出現(xiàn)內(nèi)部晶粒粗大,產(chǎn)生縮孔、氣孔等缺陷,同時(shí)外表面產(chǎn)生凹陷,使得壓鑄件力學(xué)性能下降。薄壁鑄件致密性好,相對(duì)提高了鑄件強(qiáng)度及耐壓性。另外,壁厚太厚增加零件重量和浪費(fèi)過多金屬,造成成本增加。一般來說,壓鑄件的零件壁厚不應(yīng)該超過5mm。合適的零件壁厚是指零件壁厚不能太薄,同時(shí)零件壁厚不能太厚。這里的零件壁厚是指在零件上任一區(qū)域的壁厚。鋁合金、鋅合金、鎂合金所能達(dá)到的最小壁厚和合適壁厚推薦值見表5-4。

如果零件局部區(qū)域壁厚太厚,應(yīng)當(dāng)使用掏空的設(shè)計(jì)使得零件整體壁厚均勻,這樣既避免壁厚區(qū)域出現(xiàn)縮孔等缺陷,又減輕了零件重量,一舉兩得,如圖5-1所示。

3.1.2 零件壁厚均勻，壁厚變化處均勻過渡

在壓鑄件的各個(gè)截面,壁厚應(yīng)當(dāng)均勻。例如,零件壁厚設(shè)計(jì)是2.5mm,那么在零件的任一截面區(qū)域零件壁厚都應(yīng)該是2.5mm或接近2.5mm。如果因?yàn)楣δ艿绕渌?零件壁厚不能均勻,那么零件中壁厚處與壁薄處的壁厚比例不應(yīng)超過3倍。零件均勻壁厚的設(shè)計(jì)如圖5-1、圖5-2所示。

如果零件中出現(xiàn)壁厚不均勻,應(yīng)當(dāng)避免零件壁厚的急劇變化。零件壁厚急劇變化,會(huì)影響熔化金屬的流動(dòng)性,成為發(fā)生熔化金屬的流動(dòng)不良以及熔化金屬的折皺等缺陷的原因。另外,由于壁厚壁薄處凝固時(shí)間的不同,會(huì)產(chǎn)生不均勻的應(yīng)力,容易造成零件發(fā)生龜裂以及變形。所以,如果零件中出現(xiàn)壁厚急劇變化的情況,應(yīng)當(dāng)考慮增加斜度減緩變化,使之均勻過渡,如圖5-3所示。

3.2.1 孔的深度不能太深(若太深，采用階梯孔成型)

壓鑄成形能夠直接壓鑄出比較深而小的孔,但并不是所有的孔都能壓鑄出,太小和太深的孔就很難壓鑄出。因?yàn)榭资峭ㄟ^壓鑄型的內(nèi)型芯鑄出,細(xì)而長(zhǎng)的型芯在承受高溫熔化金屬的沖擊和嚴(yán)重的熱應(yīng)力作用下,很容易發(fā)生變形、彎曲甚至折斷。即使最小孔能順利鑄出,模具的維護(hù)費(fèi)用會(huì)比較高,模具壽命短。各種壓鑄合金所能鑄出的最小孔徑和最大孔深見表5-5。

如果壓鑄件的孔太小和孔的深度超過表中的值,可以壓鑄出定位痕后再使用機(jī)械加工方法加工,但這會(huì)增加零件的成本?；蚋挠秒A梯孔的設(shè)計(jì)方法，如圖 3-38所示。

3.2.2 孔與孔，孔與槽，孔與邊緣距離不能太?。⊿≥1.5t或S≥1.5d）

另外,需要考慮孔與孔的距離、孔與槽的距離、孔與邊緣的距離等,以保證壓鑄型具有足夠的強(qiáng)度承受高溫熔化金屬的沖擊和嚴(yán)重的熱應(yīng)力作用。

孔與孔之間、孔與零件邊緣之間的距離應(yīng)至少大于孔徑或零件壁厚的1.5倍以上,即S≥1.5t或1.5d,取二者的最大值,如圖3-40所示。（參考注塑件的值，視合理情況而定）

3.3 避免壓鑄模局部過薄

同壓鑄件最小孔的道理一樣,在壓鑄件的任一位置,其對(duì)應(yīng)的壓鑄型的強(qiáng)度都應(yīng)該足夠大。在進(jìn)行壓鑄件設(shè)計(jì)時(shí),工程師很容易忽略這一點(diǎn)。如圖5-4所示,在原始的設(shè)計(jì)中,支柱與壁的距離太近,造成此處模具很薄,強(qiáng)度低,在高溫高壓下很容易變形、彎曲和折斷;改進(jìn)的設(shè)計(jì)中,支柱離壁的距離至少大于3mm,模具強(qiáng)度高,穩(wěn)定性好。

加強(qiáng)筋主要兩個(gè)作用,其一是增強(qiáng)產(chǎn)品的強(qiáng)度、防止零件變形(為了提高零件的強(qiáng)度,正確的方法是合理設(shè)置零件的加強(qiáng)筋,而不是增加零件壁厚);其二是輔助熔化金屬的流動(dòng)。

3.4.1 加強(qiáng)筋的尺寸

加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)需要符合相關(guān)的壁厚原則。如果加強(qiáng)筋的尺寸設(shè)計(jì)不合理,造成零件局部厚度太厚或零件截面急劇變化,就容易使得零件局部產(chǎn)生氣孔、縮孔和外表面凹陷等缺陷,或者引起應(yīng)力集中,導(dǎo)致零件龜裂。加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)參考尺寸見表5-6。

1)加強(qiáng)筋的根部厚度一般不大于此處壁的厚度。2)加強(qiáng)筋的脫模斜度為1°~3°。3)加強(qiáng)筋的根部應(yīng)當(dāng)添加圓角,以避免零件截面急劇變化,同時(shí)輔助熔化金屬流動(dòng),減少零件應(yīng)力集中,提高零件強(qiáng)度。圓角半徑一般接近于此處零件壁厚。4)加強(qiáng)筋高度不超過加強(qiáng)筋厚度的5倍。

3.4.2 避免平板式設(shè)計(jì)，通過添加加強(qiáng)筋提高零件強(qiáng)度

加強(qiáng)筋是提高零件強(qiáng)度最好的方法。壓鑄零件應(yīng)避免平板式的設(shè)計(jì)。平板式零件強(qiáng)度低、容易變形,合理的加強(qiáng)筋的設(shè)置可以提高零件的強(qiáng)度,同時(shí)可以減小零件的變形。通過添加加強(qiáng)筋來提高零件強(qiáng)度的設(shè)計(jì)如圖5-5所示。

3.4.3 添加加強(qiáng)筋輔助熔化金屬的流動(dòng)，

除了增加壓鑄件的強(qiáng)度之外,加強(qiáng)筋的另外一個(gè)作用是輔助熔化金屬的流動(dòng),提高零件的充填性能。加強(qiáng)筋的方向應(yīng)當(dāng)與熔化金屬的流動(dòng)方向一致。如果加強(qiáng)筋的方向與熔化金屬的流動(dòng)方向垂直,可能會(huì)造成金屬流動(dòng)的紊亂。如圖5-5所示改進(jìn)的設(shè)計(jì)中,加強(qiáng)筋既增加了零件的強(qiáng)度,又可輔助熔化金屬的流動(dòng)。

3.4.4 加強(qiáng)筋的位置分布要合理，盡量做到對(duì)稱、均勻

加強(qiáng)筋的位置分布需要合理,盡量做到對(duì)稱、均勻如圖5-6所示

3.4.5 加強(qiáng)筋連接處避免局部壁太厚

加強(qiáng)筋與加強(qiáng)筋的連接處、加強(qiáng)筋與主壁的連接處等位置容易出現(xiàn)局部壁厚太厚的情況,合理的零件設(shè)計(jì)(例如使用掏空的設(shè)計(jì))可以避免出現(xiàn)這種情況,如圖5-7所示。

熔化金屬被注射到壓鑄型后,在凝固的時(shí)候由于收縮會(huì)產(chǎn)生對(duì)壓鑄型的抱緊力。為了順利脫模,減小脫模阻力、推出力和抽芯力,以及減少對(duì)模具的損耗和提高壓鑄件表面質(zhì)量,在設(shè)計(jì)壓鑄件時(shí),壓鑄件應(yīng)當(dāng)設(shè)置一定的脫模斜度。如圖5-8所示,原始的設(shè)計(jì)中零件沒有脫模斜度,零件很難脫模;改進(jìn)的設(shè)計(jì)中零件具有脫模斜度,零件能夠順利脫模。

脫模斜度的設(shè)計(jì)原則是在允許的范圍內(nèi),盡量取較大的脫模斜度,因?yàn)槊撃Ｐ倍炔蛔闳菀装l(fā)生粘模以及拉模,造成零件外觀表面缺陷。需要注意的是壓鑄件與注射零件不同,因?yàn)閴鸿T件沒有彈性,壓鑄件不能強(qiáng)行脫模。常用的三種壓鑄合金材料鋁合金、鋅合金、鎂合金因?yàn)榕c壓鑄型的黏著度不同,脫模斜度分別為:鋁合金與壓鑄型的黏著度較大,內(nèi)表面脫模斜度一般取1°。鎂合金與壓鑄型的黏著度略小于鋁合金,內(nèi)表面脫模斜度一般取0.75°。鋅合金與壓鑄型的黏著度最小,內(nèi)表面脫模斜度一般取0.5°。壓鑄件外表面的脫模斜度可以取內(nèi)表面脫模斜度的2倍,以保證零件脫模時(shí)留在凸模側(cè)。

3.6.1 避免外部尖角

壓鑄件應(yīng)當(dāng)避免外部尖角,外部尖角處不但因?yàn)樘∫装l(fā)生充填不良、金屬組織不致密、強(qiáng)度低,而且鋒利的尖角容易帶來安全問題,對(duì)操作人員和消費(fèi)者造成人身傷害,因此,外部尖角處應(yīng)當(dāng)添加一定的圓角,如圖5-9所示。

3.6.2 內(nèi)部圓角設(shè)計(jì)

壓鑄件應(yīng)當(dāng)避免內(nèi)部任意壁與壁的連接處產(chǎn)生尖角,尖角處應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成一定的圓角。壁與壁連接處的圓角對(duì)零件的性能與質(zhì)量以及模具的壽命具有非常大的作用:1)輔助熔化金屬的流動(dòng),減少渦流或湍流,改善充填性能,有利于氣體排出。2)尖角容易使得壓鑄件產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂紋缺陷,即使在成形過程中避免了裂紋缺陷,應(yīng)力集中也會(huì)使得零件在受力作用下而失效。壓鑄件圓角的設(shè)計(jì)避免產(chǎn)生應(yīng)力集中,從而提高壓鑄件的強(qiáng)度。3)提高壓鑄模具的使用壽命,因?yàn)閴鸿T件上的尖角在模具對(duì)應(yīng)處也是尖角,很容易在壓鑄過程中發(fā)生損壞。4)當(dāng)壓鑄件需要進(jìn)行電鍍時(shí),圓角可獲得均勻鍍層,防止尖角處沉積。圓角的大小一般如圖5-10所示,內(nèi)圓角的大小一般取零件的壁厚,外圓角半徑的大小為零件的壁厚加上內(nèi)圓角半徑。圓角半徑不能過大,圓角半徑過大,零件局部區(qū)域太厚,容易產(chǎn)生縮孔、氣孔和零件外表面凹陷等缺陷。一個(gè)壓鑄件的內(nèi)部圓角的典型設(shè)計(jì)如圖5-11所示。

3.7.1 避免支柱離壁太近或者支柱之間太近

支柱的設(shè)計(jì)需要遵循均勻壁厚和避免局部壁厚太厚等原則。支柱不能離零件壁太近,兩個(gè)支柱之間距離不能太近,以造成零件局部壁厚太厚,從而使得零件產(chǎn)生凹陷、氣孔和縮孔等缺陷,或者使得模具岀現(xiàn)局部太薄、模具強(qiáng)度低、壽命短等問題。支柱的設(shè)計(jì)如圖5-12所示。

3.7.2 盡量降低支柱的高度

支柱的高度不能太高，支柱的高度太高，支柱強(qiáng)度低，而且不易充填。

可參考塑膠件和壓鑄加強(qiáng)筋的要求：H≤5t。

3.7.3 支柱四周添加加強(qiáng)筋

支柱四周增加加強(qiáng)筋,可以提高支柱的強(qiáng)度和輔助支柱的充填,避免孤零零的支柱設(shè)計(jì),如圖5-13所示。

3.7.4 重新設(shè)計(jì)傾斜支柱以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)

當(dāng)支柱是傾斜的,合理的設(shè)計(jì)優(yōu)化可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),降低模具成本,如圖5-14所示。

很多壓鑄件在其表面上需要添加諸如商標(biāo)、零件料號(hào)等字符,這些字符均可在壓鑄件表面直接鑄出,字符的設(shè)計(jì)需要符合以下原則。

3.8.1 字符凸出與零件表面較好

字符凸出于壓鑄件表面比字符凹陷于壓鑄表面好。字符凸出于壓鑄件表面,對(duì)應(yīng)于模具上就是凹陷,這樣模具加工費(fèi)用比較低,模具維護(hù)費(fèi)用低。如果字符是凹陷于壓鑄件表面,對(duì)應(yīng)于模具上就是凸出,模具上字符周圍的金屬都需要去除,模具加工費(fèi)用比較高,模具維護(hù)費(fèi)用高。字符的設(shè)計(jì)如圖5-15所示。如果字符要求凹陷于零件表面,但是又不希望增加模具加工費(fèi)用,那么可以通過增加一個(gè)凸臺(tái)來實(shí)現(xiàn),見圖5-15c。

3.8.2 字符的相關(guān)尺寸

字符的大小需要能夠保證字符能夠順利充填,最小的字符寬度W為0.25mm,高度H為0.25~0.50mm,以及10°的脫模斜度θ,如圖5-16所示。而字符一般不放置于側(cè)壁,這樣會(huì)造成字符倒扣,無法脫模。

3.9.1 外螺紋避免全螺紋設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)外螺紋時(shí),避免全螺紋的設(shè)計(jì)而是在分型面處設(shè)計(jì)一個(gè)小的平面,如圖5-17所示。全螺紋設(shè)計(jì)容易造成分型面兩側(cè)的螺紋對(duì)齊困難,因?yàn)樵诜中兔嫣幫?、凹模不可能完全?duì)齊。

3.9.2 內(nèi)螺紋避免直接鑄出

內(nèi)螺紋可以鑄岀,但這需要特殊的壓鑄型結(jié)構(gòu),使得其能夠旋轉(zhuǎn)從模具中脫出,這會(huì)造成模具和零件費(fèi)用的增加,內(nèi)螺紋一般使用機(jī)械加工。

//內(nèi)螺紋用機(jī)械加工時(shí)，容易破壞壓鑄表面，導(dǎo)致內(nèi)部氣孔的暴露，注意點(diǎn)。

壓鑄件飛邊和澆口需要通過操作人員的手工操作、機(jī)械加工或者購(gòu)買昂貴的專用設(shè)備來去除,成本較高。壓鑄件的設(shè)計(jì)需要考慮飛邊和澆口去除的方便性,不合理的零件設(shè)計(jì)會(huì)造成飛邊和澆口的去除成本大幅提高,甚至超過壓鑄加工的成本。

3.10.1 避免嚴(yán)格的飛邊和澆口的去除要求

飛邊和澆口去除要求越嚴(yán)格,去除的成本就越高,零件的成本也越高,因此在不影響零件的功能及外觀等前提下,應(yīng)盡量避免嚴(yán)格的飛邊和澆口去除要求。

同時(shí),合理設(shè)置零件的分型面,把飛邊隱藏在零件的不重要的外觀面和非功能配合面上,從而可以允許寬松的飛邊去除要求。

3.10.2 避免零件壁與分模線呈銳角

在零件型面線上,避免零件壁與分型面呈銳角。如果在連接處增加一段約1.5mm的平面,在飛邊和澆口的去除過程中,飛邊和澆口很容易被去除,如圖5-18所示。

3.10.3 簡(jiǎn)化零件，避免復(fù)雜的分模線形狀

飛邊產(chǎn)生于分型面附近,復(fù)雜的分型面會(huì)造成飛邊的去除困難,零件成本增加。通過簡(jiǎn)化零件形狀、避免復(fù)雜的分型面形狀,可以使得零件的飛邊去除容易。如圖5-19所示,在原始的設(shè)計(jì)中,飛邊存在于鋸齒形的四周,很難去除;而在改進(jìn)的設(shè)計(jì)中,飛邊存在于圓周形的一周,很容易通過手工或者機(jī)械加工去除。

“面向裝配的設(shè)計(jì)DFA”一章中我們討論了公差,在塑膠件、鈑金件中也反復(fù)地討論了公差。公差對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)非常重要,因?yàn)楣罹偷扔诔杀?公差越嚴(yán)格,成本就越高。對(duì)壓鑄件也是如此。不過因?yàn)閴鸿T件會(huì)涉及二次加工即機(jī)械加工,而機(jī)械加工的成本比壓鑄工藝高,情況就變得較為復(fù)雜。但有一點(diǎn)是不變的,那就是在滿足零件使用性能的要求下,合理地設(shè)置零件公差,降低零件的總體成本。

3.11.1 壓鑄件公差尺寸精度

壓鑄件的尺寸公差精度受到分型面和抽芯機(jī)構(gòu)的影響,在同一型腔內(nèi),壓鑄件的尺寸公差精度較高;在不同型腔內(nèi),壓鑄件的尺寸公差精度較低。同時(shí)抽芯機(jī)構(gòu)對(duì)壓鑄件的尺寸影響也較大。

(1)同一型腔內(nèi)的推薦尺寸公差

同一型腔內(nèi)的尺寸是指尺寸僅僅在壓鑄型的同一型腔內(nèi),即凸?；虬寄?nèi),如圖5-20所示,其推薦尺寸公差見表5-7。

(2)不同型腔內(nèi)的尺寸公差

不同型腔內(nèi)的尺寸,由于凸、凹模分開制作和配合精度以及脹模因素等原因容易產(chǎn)生變化,如圖5-21所示。此時(shí),尺寸公差除了如表5-7所示的公差之外,還需要再加上表5-8所示的尺寸公差。

(3)與抽芯機(jī)構(gòu)相關(guān)尺寸公差

由于抽芯機(jī)構(gòu)的尺寸精度和配合精度會(huì)影響該尺寸的公差,與抽芯機(jī)構(gòu)相關(guān)的尺寸如圖5-22所示,尺寸公差除了表5-7所示的公差之外,還需要再加上表5-9所示的尺寸公差。

3.11.2 在滿足零件使用性能下，盡量降低壓鑄件的公差

在滿足零件使用性能下,盡量使用寬松的壓鑄件公差,因?yàn)閲?yán)格的公差會(huì)增加零件的成本

1)嚴(yán)格的零件公差必然意味著嚴(yán)格的模具公差,模具成本必然增加。

2)壓鑄型壽命會(huì)因?yàn)檫^高的公差要求而縮短。隨著時(shí)間的推移,壓鑄型的尺寸精度逐漸降低,當(dāng)不能滿足零件嚴(yán)格的公差要求時(shí),壓鑄型就壽終正寢了。

3)為了維持嚴(yán)格的零件尺寸公差,壓鑄型必須經(jīng)常維護(hù)和替換。

4)使用更多的壓鑄型零件和高頻率的壓鑄型尺寸檢驗(yàn)來保證零件嚴(yán)格的公差,這會(huì)增加零件成本。

5)更高的壓鑄件不良率。

3.11.3 為避免機(jī)械加工，盡量提高公差要求

避免機(jī)械加工能夠降低零件成本。在壓鑄工藝所能達(dá)到的尺寸精度范圍內(nèi),如果提高壓鑄件的公差要求可以避免機(jī)械加工,那就盡量提高壓鑄件的公差要求,從而降低零件成本。

3.11.4 合理選擇分模線，提高重要零件尺寸的精度

影響壓鑄件公差的主要因素是模具的結(jié)構(gòu),其中最主要的是分型面和抽芯機(jī)構(gòu)的位置。在模具進(jìn)行裝配時(shí)模具的凸、凹模和抽芯機(jī)構(gòu)不可能完全吻合,這就會(huì)影響相關(guān)尺寸的精度。對(duì)于重要尺寸,可以合理選擇分型面,避免分型面對(duì)其尺寸精度產(chǎn)生影響,從而提高其尺寸精度。如圖5-23所示的零件,其分型面有A、B和C三種選擇,不同的分型面對(duì)產(chǎn)品尺寸精度影響不同,應(yīng)當(dāng)根據(jù)產(chǎn)品的尺寸精度要求合理選取分型面。

3.11.5 壓鑄件尺寸公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 6414-1999壓鑄件公差；

GB/T 15114-2009鋁合金壓鑄件。（此標(biāo)準(zhǔn)中有參考?jí)鸿T件形位公差）

配合壓鑄件公差要求第一條使用。

3.12.1 避免內(nèi)部側(cè)凹

壓鑄件的內(nèi)部側(cè)凹阻止零件從壓鑄型腔中順利脫出,一般需要通過側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)或通過二次加工來獲得,這會(huì)大幅增加模具或零件的成本,因此,合理的零件內(nèi)部側(cè)凹可以降低模具或零件的成本。如圖5-24所示,可以通過四種方法來避免零件內(nèi)部側(cè)凹。

3.12.2 避免外部側(cè)凹

壓鑄件的外部側(cè)凹阻止零件從壓鑄型腔中順利脫出,也需要通過側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)或二次加工來獲得,這會(huì)大幅增加模具零件的成本,因此,應(yīng)避免零件外部側(cè)凹從而降低零件成本,如圖5-25所示。

3.12.3 避免抽芯結(jié)構(gòu)受阻

壓鑄件的設(shè)計(jì)需要避免抽芯機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中受到其他零件特征的阻擋,如圖5-26所示。

3.12.4 避免分模線帶圓角

如果壓鑄件分型面帶圓角,則壓鑄型較復(fù)雜,模具加工難,圓角處模具強(qiáng)度低,壽命下降,如圖5-27所示 。

3.12.5 合理選擇分模線，簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)

分型面的選擇應(yīng)當(dāng)使得模具結(jié)構(gòu)單,模具便于加工,模具費(fèi)用低。在圖5-23所示的零件中,選擇A-A為分型面,則零件D1和D3處均需要抽芯機(jī)構(gòu),模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,模具費(fèi)用高;選擇B-B和C-C為分型面,則模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,模具費(fèi)用低。

3.13.1 避免機(jī)械加工

壓鑄件應(yīng)當(dāng)盡量避免機(jī)械加工，因?yàn)椋?/p>

1）壓鑄件能夠達(dá)到較高的尺寸精度和外觀表面質(zhì)量，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過對(duì)壓鑄件提出寬松的尺寸和表面質(zhì)量要求，從而避免機(jī)械加工；

2）壓鑄件表層堅(jiān)實(shí)致密，具有較高的機(jī)械性能。機(jī)械加工可能會(huì)破壞壓鑄件的表面致密層；

3） 壓鑄件內(nèi)部有時(shí)會(huì)有氣孔存在，機(jī)械加工后氣孔外露，會(huì)影響零件的應(yīng)用；

4） 機(jī)械加工會(huì)大幅增加零件成本。

3.13.2 壓鑄件設(shè)計(jì)便于機(jī)械加工和減少機(jī)械加工面積

如果機(jī)械加工無法避免,則應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)壓鑄件使其便于機(jī)械加工和減小機(jī)械加工面積,從而減小機(jī)械加工的成本,如圖5-28所示。

3.13.3 機(jī)械加工余量越小越好

為了提高壓鑄件的尺寸精度和外觀表面質(zhì)量,對(duì)零件的某些部分可以適當(dāng)進(jìn)行機(jī)械加工。在上文了解到壓鑄件外表層是致密層,而內(nèi)部則相對(duì)比較疏松,同時(shí)存在氣孔和針孔,因此壓鑄件的機(jī)械加工余量越少越好,防止破壞致密層。切削加工的表面機(jī)械加工余量見表5-10。

孔的加工余量見表5-11。對(duì)于螺釘孔,最好是先壓鑄出孔,然后攻螺紋或者使用自攻螺釘,這樣能夠保證螺紋處在表面致密層區(qū)域。如果直接在壓鑄件上鉆孔,螺紋容易因?yàn)閮?nèi)部疏松的結(jié)構(gòu)而造成折斷。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,合理利用壓鑄件強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好以及可鑄出復(fù)雜結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn),可以減少產(chǎn)品零件數(shù)量,簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),降低產(chǎn)品成本以及提高產(chǎn)品質(zhì)量等。

在面向裝配的設(shè)計(jì)DFA章節(jié)中,最有效的簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和降低產(chǎn)品成本的方法是把多個(gè)零件合并為一個(gè)零件,減少零件數(shù)量。利用壓鑄件的優(yōu)點(diǎn),把多個(gè)由其他工藝制造的零件合并成一個(gè)壓鑄件正是這種方法的具體體現(xiàn)。

3.14.1 使用壓鑄件代替機(jī)械加工零件

利用壓鑄工藝成本低于機(jī)械加工工藝成本的特點(diǎn),在滿足零件強(qiáng)度及尺寸精度等的前提下,使用壓鑄件代替機(jī)械加工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

壓鑄件替代塑膠件在使用塑膠件的同時(shí)又需要零件具有導(dǎo)電特性和電磁屏蔽性能時(shí),常用的方法有:

1)塑膠件噴導(dǎo)電漆或者電鍍等(不良率高)。

2)使用導(dǎo)電塑膠(原料成本高)。

3)增加不銹鋼彈片。

4)增加導(dǎo)電布、銅箔等導(dǎo)電零件。

利用壓鑄件的導(dǎo)電特性和優(yōu)良的電磁屏蔽性能,可以使用壓鑄件代替上述四種方法。如圖5-30所示,使用壓鑄件代替塑膠件與不銹鋼彈片的組合,可以減少產(chǎn)品零件數(shù)量,簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì),降低產(chǎn)品成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。

3.14.3 使用壓鑄件代替鈑金件

利用壓鑄件具有復(fù)雜零件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),可以使用壓鑄件代替鈑金沖壓件和機(jī)械加工件的組合從而減少產(chǎn)品零件數(shù)量,簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì),降低產(chǎn)品成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。如圖5-31所示,原始的設(shè)計(jì)中包括三個(gè)零件:鈑金件、定位柱和襯套;改進(jìn)的設(shè)計(jì)中使用一個(gè)壓鑄件就代替了上述三個(gè)零件。

DFMA學(xué)以致用,事前遵循，事后補(bǔ)缺。

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