1、DFMA面向制造和装配的产品设计压铸件的设计 2023 ChiShui.DFMA目录 压铸件概念及优缺点 材料类型 压铸件设计u 零件壁厚u 最小孔u 加强筋u 脱模斜度和圆角u 支柱u 字符u 螺纹u 飞边和浇口u 公差u 简化设计u 机械加工u 简化产品结构，降低产品成本DFMA七、压铸件设计-概念及优缺点 概念：在高压作用下，使液态金属或半液态金属以极高的速度充填到压铸型腔内，并在压力下成形和凝固。特点：高压、高速、高温 优点：u 效率高，易于实现机械化、自动化u 尺寸精度高，表面质量高u 力学性能较高u 可压铸复杂薄壁零件u 压铸件中可嵌塑其他材料的零件 独特优势：u 相比塑胶件：强度
2、高，具有导电性、热传导性和防电磁辐射型u 相比板件件：零件形状更加复杂，壁厚可以变化，一个压铸件可以代替几个钣金件，可简化产品结构u 相比机加工件：压铸件质量轻、加工成本低u 相比其他铸造件：尺寸精度高、表面质量好、生产效率高 缺点：u 压铸件中易产生气孔u 不适宜小批量生产u 压铸高熔点合金时，模具寿命较低DFMA七、压铸件设计-材料 常用压铸材料：铝合金、锌合金、镁合金铝合金的应用产品种类应用汽车、摩托车汽车发动机缸体、缸盖、化油器壳体、齿轮泵、轮毂、汽车底盘、制动器踏板等电工工具配件电钻外壳、电机转子、保护罩、机头等电子电器配件微型马达座、手机外壳、电脑外壳、散热器、光驱架、电视接线盒等
3、其他铝锅、机械连接件、电梯、装饰品锌合金的应用产品种类应用结构用途：作为结构零件，用于对机械强度、尺寸精度、铸件内部质量等要求较高的场合汽车化油器、支柱、门铰链、齿轮、框架和锁具等装饰用途：作为装饰零件，用于铸件表面质量要求高、表面光洁和造型美观的场合玩具、灯饰、金属扣、浴室配件、照相器材等镁合金的应用产品种类应用汽车引擎盖、避震器、齿轮笔记本电脑机壳、散热组件、机构件手机外壳、支架数码相机机壳DFMA七、压铸件设计-零件壁厚 合适的零件壁厚：太薄：填充困难，容易出现充填不良 太厚：内部晶粒粗大，产生缩孔、气孔等缺陷；外表面缺陷，机械性能下降；增加重量，成本高 均匀壁厚设计，壁厚变化处做过渡铝
4、合金、锌合金、镁合金的最小壁厚和合适壁厚避免零件局部太厚壁面积/cm2铝、镁合金锌合金最小推荐(合适)最小推荐(合适)0.82.00.5251.5251001.22.51.01.82.21.53.01.81005005002.53.52.02.5DFMA七、压铸件设计-最小孔 压铸件最小孔：u 孔太小，型芯易受冲击而变形或折断，缩短模具寿命 避免局部过薄：u 局部过薄，模具强度低，高温下易变形、折断，缩短模具寿命合金类型最小孔径d孔深为孔径d倍数经济上合理的技术上可行的盲孔通孔d5d5d5d5铝合金2.52.04d3d8d6d镁合金2.01.51.55d4d10d8d12d8d6d4d0.8锌
5、合金DFMA七、压铸件设计-加强筋 加强筋的尺寸：根部厚度t：t=（0.61）T，一般不大于此处壁的厚度脱模斜度：13根部圆角R：tR1.25t，避免截面急剧变化，辅助流动，减少应力集中，提高零件强度高度H：H5T，不超过加强筋厚度的5倍 避免平板式设计，易变形，增加加强筋提高零件强度 增加加强辅助熔化金属的流动，加强筋的方向与熔化金属的流向一致，提高充填性能 加强筋的分布位置合理，尽量对称、均匀 加强筋连接处避免局部太厚DFMA七、压铸件设计-脱模斜度和圆角 脱模斜度：铝合金、锌合金、镁合金因为与压铸模不同的黏着度，具有不同的脱模斜度：u铝合金与压铸模的黏着度较大，内表面脱模斜度一般取1;u
6、镁合金与压铸模的黏着度略小于铝合金，内表面脱模斜度一般取0.75；u锌合金与压铸模的黏着度最小，内表面脱模斜度一般取0.5;u压铸件外表面的脱模斜度可以取内表面脱模斜度的2倍，以保证零件脱模时留在公模侧。避免外部尖角：u外部尖角太薄，易发生充填不良，金属组织不致密，强度低；u外部尖角易带来安全问题 内部圆角设计：圆角对零件的性能和质量、模具寿命有非常大作用u辅助熔化金属的流动，改成充填，利于气体排出；u避免产生应力集中，提高压铸件强度；u提高压铸模具寿命；u当压铸件需要电镀时，圆角可获得均匀镀层，防止尖角处沉积DFMA七、压铸件设计-支柱 避免支柱离壁太近或柱之间距离太近：u 太近，易造成壁厚
7、太大，零件产生凹陷、气孔、缩孔等缺陷u 使模具局部太薄、强度低、寿命短 尽量降低支柱的高度：太高，强度低、不易充填 支柱四周增加加强筋：重新设计支柱以简化模具结构：当支柱是倾斜的时候，合理的设计可以简化模具结构，节省模具成本DFMA七、压铸件设计-字符 字符凸出与零件的表面较优：字符的相关尺寸：DFMA七、压铸件设计-螺纹 外螺纹避免全螺纹设计：全螺纹设计，分模线处很难对齐 内螺纹不宜直接铸出：u 直接铸出特殊结构，模具费用高u 内螺纹一般使用机加工DFMA七、压铸件设计-为飞边和浇口的去除提供方便 避免零件壁与分型面呈锐角：简化零件，避免复杂的分型面形状：避免严格的飞边和浇口的去除要求：减少
8、工序，降低成本u分边产生于分模线附近，复杂的分模线会造成飞边难去除，零件成本增加u通过简化零件形状、避免复杂的分模线形状，可使零件的飞边易去除u零件壁与分模线呈锐角，分别难去除u增加一段1.5mm的平面，飞边和浇口易去除DFMA七、压铸件设计-公差 压铸件公差：在满足零件使用性能的情况下，尽量使用宽松的公差，严格的公差会增加零件成本 过高的公差，会缩短压铸模寿命 为维持严格的零件公差，压铸模须经常性维护、替换 使用更多的压铸模零件合高频率的压铸模尺寸检验，会增加零件成本 过高的公差，压铸件不良率高 合理选择分模线，提高重要零件尺寸的精度：如D1、D2的同心度很重要，则选择C-C为分模线 如D1
9、、D3的同心度很重要，则选择B-B为分模线 如需要保证D1在左端或右端直径的一直，则选择A-A为分模线DFMA七、压铸件设计-简化模具结构 避免零件内部凹陷：避免零件外部凹陷：避免抽芯机构受阻：避免压铸分型面带圆角：合理选择分型面：u 内部侧凹需要通过抽芯机构或二次贾工来获得，增加模具或零件成本u 合理的零件内部侧凹，可以降低模具或零件成本u 分型面带圆角，压铸模较复杂，模具加工难，圆角处模具强度低、寿命下降u 内部侧凹也需要通过抽芯机构或二次贾工来获得，增加模具或零件成本u 合理的零件外部侧凹，可以降低模具或零件成本DFMA七、压铸件设计-机械加工 避免机械加工：u 压铸件能够达到较高的尺寸
10、精度和外观表面质量，在设计时，可通过对压铸件提出宽松的尺寸和表面质量要求，从而避免机加工u 压铸件表面坚实致密，具有较高的机械性能，机加工可能会破坏压铸件的表面致密层u 压铸件内部有时会有气孔存在，机械加工后气孔外露，会影响零件的应用u 机械加工会大幅增加零件成本 压铸件设计便于机械加工和减少机械加工面积：u 应当设计压铸件使其便于机械加工和减少机械加工面积，从而减少加工成本 机械加工余量越小越好：压铸件的表面是致密层，而呢不则相对比较疏松，同时存在气孔和针孔，故压铸件的机械加工余量越少越好，防止破坏致密层加工面最大尺寸5050120120260260400400630单面加工余量0.30.50.40.70.61.00.81.41.21.8表面机械加工余量孔径66101018183030505080加工余量0.050.100.150.200.250.30表面机械加工余量DFMA七、压铸件设计-使用压铸件简化产品结构，降低产品成本 使用压铸件代替机械加工零件：u 利用压铸工艺成本低于机加工工艺成本低特点，在满足零件强度及尺寸精度等前提下，使用压铸件代替机械加工零件，可大幅降低零件成本 使用压铸件减少零件数量，简化产品结构：u 利用压铸件的防电磁辐射性能 使用压铸件代替钣金件：u 利用压铸件的复杂结构性DFMA谢谢
