锻件的结构工艺性
绘制锻件图等工艺设计工作是解决如何锻造出合格锻件的问题,而锻件的结构工艺性,则是考虑什么样的结构容易优质高产地锻造出来的问题。
锻造方法不同,对零件的结构工艺性的要求也不同。
下面分别讨论自由锻、胎模锻和锤上模锻的零件结构工艺性。
一、自由锻件的结构工艺性
1、自由锻零件的特点
自由锻主要生产形状简单、精度较低和表面粗糙度较高的毛坯。
这是设计锻件结构时要首先考虑的因素。
同时,还要在保证零件使用性能的前提下,考虑如何便于锻打,如何才能提高生产效率。
2、自由锻件的结构工艺性要求
自由锻件的设计原则是:在满足使用性能的前提下,锻件的形状应尽量简单,易于锻造。
二、胎模锻件和模锻件的结构工艺性
1. 胎模锻和模锻件的特点
胎模锻和模锻允许零件上有较复杂的曲面、肋条和小凸台,甚至可以在锻件上制出花纹和文字。
由于坯料是在模膛内产生塑性变形的,所以成形性好,锻件的精度较高,表面粗糙度值较低,这是模锻和胎模锻优于自由锻的地方。
必须注意,在与模锻锤击方向平行的面上,一般是不允许有凹入和凸出部分的,否则无法进行模锻。
2. 胎模锻件和模锻件的结构工艺性要求
三、锤上模锻件的结构工艺性
设计模锻零件时,应根据模锻特点和工艺要求,使其结构符合下列原则:
1.模锻零件应具有合理的分模面,以使金属易于充满模膛,模锻件易于从锻模中取出,且敷料最少,锻模容易制造。
2.模锻零件上,除与其它零件配合的表面外,均应设计为非加工表面。
模锻件的非加工表面之间形成的角应设计模锻圆角,与分模面垂直的非加工表面,应设计出模锻斜度。
3.零件的外形应力求简单、平直、对称,避免零件截面间差别过大,或具有薄壁、高肋、等不良结构。
一般说来,零件的最小截面与最大截面之比不要小于0.5,如图1a所示零件的凸缘太薄、太高,中间下凹太深,金属不易充型。
如图1b所示零件过于扁薄,薄壁部分金属模锻时容易冷却,不易锻出,对保护设备和锻模也不利。
如图1c所示零件有一个高而薄的凸缘,使锻模的制造和锻件的取出都很困难。
改成如图1d所示形状则较易锻造成形。
图1 模锻件结构工艺性
4.在零件结构允许的条件下,应尽量避免有深孔或多孔结构。
孔径小于30mm或孔深大于直径两倍时,锻造困难。
如图2所示齿轮零件,为保证纤维组织的连贯性以及更好的力学性能,常采用模锻方法生产,但齿轮上的四个Φ20mm的孔不方便锻造,只能采用机加工成形。
图2 模锻齿轮零件
5.对复杂锻件,为减少敷料,简化模锻工艺,在可能条件下,应采用锻造—焊接或锻造—机械联接组合工艺,如图3所示。
图3 锻焊结构模锻零件
a)模锻件 b)焊合件。