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MIM DFM设计指南

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MIM(金属注射成型) DFM设计指南从以下10个维度展开:

壁厚、脱模斜度、加强筋、圆角、孔和槽、倒扣、螺纹、LOGO和字符、烧结支撑面和烧结支撑结构等。

遵循DFM设计指南,设计MIM零件时就可以大幅度减少出错的概率。

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 1           
       
壁厚        

       
1.1 均匀壁厚        
MIM零件的壁应该均匀。        
厚度不均匀会导致扭曲、内应力、孔洞、开裂和凹痕,另外还会导致收缩不均匀,影响尺寸公差与控制。        

       
       


       
1.2 尽量减少壁厚        
MIM工艺可以成型的零件壁厚范围很广,从0.5~15mm都可以成型,然而当零件壁厚越厚,注射和烧结时间就会变长,生产周期就大幅度上升。        
为降低零件加工成本,在满足要求功能、强度和可靠性等前提下,尽可能地去减少零件壁厚。        


       
1.3 壁厚急剧变化处,平缓过渡        
有时因为设计要求,零件壁厚没办法做到均匀,即有的地方壁厚大、有的地方壁厚小,在壁厚大小连接的地方,应当平缓过渡        


       


       

       
 2           
       
脱模斜度        

       
为了使得零件能够从模具型腔中顺利脱出,需要在平行于模具开模方向的零件表面上增加脱模斜度。        

脱模斜度的大小一般是0.5度~2度。成型孔或凹进深度越深、零件越复杂、型芯个数越多,脱模斜度越大。




       

       
 3        
       
加强筋        

       
       

加强筋具有四个作用:

  • 增加零件的强度;

  • 改善金属材料在注射时的流动;

  • 壁厚过厚区域,掏空并添加加强筋,可以减重,同时可以缩短注射和烧结的成型周期很长;



  • 避免脆弱部位在脱脂和烧结时扭曲变形。

加强筋的厚度一般为壁厚的0.5~0.7倍。

       

       


       

       
 4        
       
圆角        

       

在壁与壁的连接处,应当添加圆角或倒角:

  • 圆角可以避免应力集中;

  • 圆角可以辅助金属材料注射时的流动;

       

       

       

不过,并非零件所有位置都需要圆角。

分模线处直角就较好,可减少模具复杂度,降低模具成本。


       


       

       
 5        
       
孔和槽        

       

垂直于分模线的孔最容易成型,费用最低。

分模线平行的孔,虽然容易成型,但需要增加滑块或液压缸,这会增大前期模具成本。


内部的连通孔,需要避免出现封闭与毛刺的问题。




       


 6        
       
倒扣        

       

外侧倒扣可直接成型。

内侧倒扣需要通过滑块或活动型芯成形,模具成本较高。




       

       
 7          
       
螺纹        

       

内外螺纹,使用MIM工艺都能成型。

外螺纹可以通过模具直接成型。外螺纹在分模线处设计一段0.127mm的小平面,可以以避免段差和毛边的存在。


内螺纹,需要通过使用专用的退出机构,模具比较复杂,同时会增加注射成型周期,一般适用于大批量场合。


当批量较小时,可以通过二次机加工成型内螺纹。




       

         
 8          
         
LOGO和字符等          

         

LOGO、字符、咬花、日期章等,可以通过模具直接成型,而不会增加额外的零件费用。




         

         
 9            
         
烧结支撑面          
         

MIM零件生坯在脱脂和烧结过程中,需要放置在一个平板陶瓷或托盘,整体尺寸会收缩约20%,零件必须具备一个较大的支撑面,以避免收缩时零件发生扭曲变形。




           

           
 10            
           
烧结支撑结构            

           

MIM零件生坯在脱脂和烧结过程中,所有部位必须得到很好的支撑,以避免收缩时零件发生扭曲变形。对于一些跨距长、有悬臂或有易损伤的MIM零件,需要特别注意。

最好是直接在零件增加支撑结构。


如果零件上没有支撑结构,那么平板陶瓷或托盘上必须增加定制支撑结构,这会大幅增加陶瓷或托盘的成本。




       

----END---   

来源:降本设计

材料控制模具
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首次发布时间:2023-11-16
最近编辑:1年前
钟元
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