一位優(yōu)秀的壓鑄件設(shè)計(jì)人員，應(yīng)熟悉壓鑄型的制造工藝和壓鑄件的生產(chǎn)工藝，以便使設(shè)計(jì)的壓鑄件符合制型最簡(jiǎn)單、生產(chǎn)操作最方便的要求。壓鑄件設(shè)計(jì)是保證壓鑄件質(zhì)量的最根本環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝的合理性直接決定模具制作、產(chǎn)品尺寸精度、壓鑄工藝參數(shù)、生產(chǎn)安裝效率等高低難易程度。歸納鋁合金壓鑄件在設(shè)計(jì)過(guò)程中的注意要點(diǎn)來(lái)提高壓鑄件設(shè)計(jì)質(zhì)量，為更多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師提供一定的參考依據(jù)。

      鋁合金壓鑄件具有生產(chǎn)效率高、加工成本低、生產(chǎn)過(guò)程中易實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化、鑄件尺寸精度高、表面質(zhì)量好、整體力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)；但在鑄造成型過(guò)程中易產(chǎn)生氣孔、流痕、擦傷、凹陷、裂紋、欠鑄等缺陷，這些缺陷使得壓鑄件外觀質(zhì)量和機(jī)械性能下降。為避免在壓鑄成型過(guò)程中出現(xiàn)以上問(wèn)題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師需要在壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提前進(jìn)行方案評(píng)估，并在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上合理布局，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)將缺陷縮小到最小范圍。

        1、鋁合金壓鑄件成型原理

        鋁合金壓鑄件必須有模具成型，與壓鑄機(jī)、鋁合金組合加以綜合運(yùn)用的過(guò)程。壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速流入一精密金屬模具型腔內(nèi)，金屬液在壓力作用下冷卻凝固成鑄件。冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本方式。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動(dòng)澆注裝置澆入壓室內(nèi)，然后壓射沖頭前進(jìn)，將金屬液壓入型腔。在熱室壓鑄工藝中，壓室垂直于坩堝內(nèi)，金屬液通過(guò)壓室上的進(jìn)料口自動(dòng)流入壓室。壓射沖頭向下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)金屬液通過(guò)鵝頸管進(jìn)入型腔，金屬液凝固后，壓鑄模具打開(kāi)，取出鑄件，完成整個(gè)壓鑄形成工藝過(guò)程。

        2 鋁合金壓鑄件設(shè)計(jì)要點(diǎn)

        壓鑄件設(shè)計(jì)的合理性關(guān)系到整個(gè)壓鑄成型工藝的進(jìn)行，在進(jìn)行壓鑄件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮壓鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、壓鑄的工藝要求，盡量減少設(shè)計(jì)的壓鑄件在壓鑄成型工藝過(guò)程中缺陷的發(fā)生，以最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案從最大程度上提高壓鑄件質(zhì)量。

        2.1 合理設(shè)計(jì)壓鑄件壁厚

        鋁合金壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮壁厚問(wèn)題，壁厚是壓鑄工藝中一個(gè)具有特殊意義的因素，壁厚與整個(gè)工藝規(guī)范有著密切的關(guān)系，如填充時(shí)間的計(jì)算、內(nèi)澆口速度的選擇、凝固時(shí)間的計(jì)算、模具溫度梯度的分析、壓力（最終比壓）的作用、留模時(shí)間的長(zhǎng)短、鑄件頂出溫度的高低及操作效率；設(shè)計(jì)壁厚太厚會(huì)出現(xiàn)縮孔、砂眼、氣孔、內(nèi)部晶粒粗大等外表面缺陷，使得機(jī)械性能下降，零件質(zhì)量增加導(dǎo)致成本上升；設(shè)計(jì)壁厚太薄會(huì)造成鋁液填充不良，成型困難，使鋁合金溶解不好，容易出現(xiàn)鑄件表面填充困難、缺料等缺陷，并給壓鑄工藝帶來(lái)困難；壓鑄件隨氣孔的增加，其內(nèi)部氣孔、縮孔等缺陷增加，故在保證鑄件有足夠強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng)盡量減小鑄件壁厚并保持截面的厚薄均勻一致。

        2.2 合理設(shè)計(jì)壓鑄件加強(qiáng)筋

        對(duì)于大平面或壁薄的壓鑄件，其強(qiáng)度、剛性較差，易變形，這時(shí)利用加強(qiáng)筋可以有效防止壓鑄件收縮、斷裂，消除變形，增強(qiáng)壓鑄件的強(qiáng)度與剛性，對(duì)過(guò)高的柱、臺(tái)等結(jié)構(gòu)，可以利用加強(qiáng)筋改善應(yīng)力分布狀況，防止根部斷裂，同時(shí)加強(qiáng)筋可以輔助熔化金屬的流動(dòng)，提高鑄件的填充性能。加強(qiáng)筋的根部厚度不大于此處壁的厚度，一般厚度設(shè)計(jì)為0.8～2.0mm；加強(qiáng)筋的脫模斜度一般設(shè)計(jì)為1°～3°，高度越高設(shè)計(jì)脫模斜度越小；加強(qiáng)筋根部需添加圓角，以避免零件截面急劇變化，同時(shí)輔助熔化金屬流動(dòng)，減小零件應(yīng)力集中，提升零件強(qiáng)度，圓角一般接近與此處壁厚；加強(qiáng)筋高度一般不超過(guò)其厚度的5倍，加強(qiáng)筋厚度一般要求均勻，若設(shè)計(jì)太薄，加強(qiáng)筋本身易斷裂，若太厚，則易產(chǎn)生凹陷、氣孔等缺陷。表1為加強(qiáng)筋厚度和壓鑄件壁厚關(guān)系。

        2.3 合理設(shè)計(jì)壓鑄件出模斜度

        壓鑄件出模斜度的作用是減少鑄件與模具型腔的摩擦，容易取出鑄件；確保壓鑄表面不拉傷，同時(shí)可以延長(zhǎng)模具壽命。出模斜度與壓鑄件的高度有關(guān)，高度越大，則出模斜度越小。一般情況下，壓鑄件的外表面出模斜度約為內(nèi)腔出模斜度的1/2，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以將壓鑄件內(nèi)外表面出模斜度設(shè)計(jì)為一致，以保持壁厚均勻，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

        如表2為各種合金壓鑄件的最小出模斜度參考值，表3為各壓鑄件內(nèi)腔出模斜度與深度的關(guān)系。

        2.4 合理設(shè)計(jì)加工余量

        鋁合金壓鑄件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免機(jī)加工，機(jī)加工會(huì)破壞零件表面的致密層，影響零件機(jī)械性能；會(huì)使壓鑄件的內(nèi)部的氣孔暴露，影響表面質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)增加零件成本。壓鑄件無(wú)法避免機(jī)加工時(shí)，應(yīng)盡量避免切削量較大的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量便于機(jī)加或減小機(jī)加面積，減小機(jī)加成本。

        壓鑄件上部分尺寸精度要求較高，或某些平面表面粗糙度要求高，壓鑄工藝很難達(dá)到要求，這時(shí)候就需要進(jìn)行后續(xù)加工，對(duì)這部分結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量預(yù)留加工余量。壓鑄件表面的強(qiáng)度，硬度比內(nèi)部高，機(jī)加工時(shí)要注意保留表面的致密度，所以機(jī)加工的余量也不能余量過(guò)度，機(jī)加過(guò)多很可能會(huì)產(chǎn)生氣孔，外表面缺陷。表4為機(jī)加余量預(yù)留參考。

        2.5 鋁合金壓鑄件噴涂設(shè)計(jì)

        壓鑄件表面噴涂設(shè)計(jì)一般采用噴粉工藝，其原理為靜電噴粉：主要通過(guò)電極將涂料極化，再將要噴涂的物體帶相反的電荷，在電場(chǎng)力的作用下粉料均勻的附著在物體表面。噴粉工藝特點(diǎn)：粉末靜電噴涂不會(huì)造成大氣污染，粉末可以回收降低材料的消耗成本，涂膜性能耐酸、耐堿、耐腐蝕性能好。