【正文】 目前 鍛件 的應(yīng)用 飛機(jī)鍛件：按重量計(jì)算，飛機(jī)上有 85%左右的構(gòu)件是鍛件。 汽車(chē)鍛件：汽車(chē)鍛按重量計(jì)算，汽車(chē)上有 1719%的鍛件。以大型柴油機(jī)為例，所用的鍛件有汽缸蓋、主軸頸、曲軸端法蘭輸出端軸、連桿、活塞桿、活塞頭、十字頭銷(xiāo)軸、曲軸傳動(dòng)齒輪、齒圈、中間齒輪和染油泵體等十余種。舵系鍛件有舵桿、舵柱、舵銷(xiāo)等。除鋼鍛件以外，還用其它材料制造武器。礦山設(shè)備有：采掘設(shè)備、卷?yè)P(yáng)設(shè)備、破碎設(shè)備、研磨設(shè)備、洗選設(shè)備、燒結(jié)設(shè)備、核電鍛件 目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況和發(fā)展趨勢(shì) 機(jī)械零件制造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是把零件設(shè)計(jì)得最大限度地滿足制造條件，即根據(jù)零件的功能進(jìn)行理論設(shè)計(jì)及計(jì)算，并按照制造條件確定零件的結(jié)構(gòu)。在功能相同的條件下，產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)有利于制造時(shí)降低成本的關(guān)鍵 。 [11]在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，產(chǎn)生矛盾事，應(yīng)統(tǒng)籌安排，綜合考慮，找出主要問(wèn)題，予以妥善解決。 [10] 目前國(guó)內(nèi)外的鍛造方法主要的仍然是自由鍛和模鍛，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模鍛大大超過(guò)自由鍛。 5 第 2 章 鍛件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝性分析 對(duì)鍛造零件結(jié)構(gòu)工藝性的要求 結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，橫截面尺寸不應(yīng)有突然變化。經(jīng)過(guò)鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶，使原來(lái)的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。 自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性 自由鍛件的分類(lèi) 自由鍛造 是 一種通用性很強(qiáng)的工藝方法，鍛件結(jié)構(gòu)品種繁多，復(fù)雜程度不等。 自由鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 自由鍛件的結(jié)構(gòu)因受其加工使用設(shè)備和工具的限制，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到鍛造是否方便、經(jīng)濟(jì)和可能。 ⅱ 、當(dāng)零件相鄰臺(tái)階直徑相差不大時(shí)，可以在直徑較小的地方添加徑向余塊。這一問(wèn)題應(yīng)視鍛件的生產(chǎn)批量和工具制造等情況綜合考慮。 當(dāng)鍛件的法蘭厚度或長(zhǎng)度不滿足條件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大法蘭厚度或長(zhǎng)度方向的余量。 ⅱ 、對(duì)于套筒件，當(dāng)孔徑 d30mm 或壁厚 t12mm 時(shí)，也可以不鍛出。 ⅱ 、對(duì)于非圓形鍛件，當(dāng)其邊長(zhǎng) B/b≤ ，高度 H≤4h 時(shí)，凸臺(tái)亦可不鍛出。習(xí)慣上將冷鍛件圖稱(chēng)為鍛件圖。因此，分模線是模鍛件最重要、最基本的結(jié)構(gòu)要素。因徑向分模的鍛模型槽可車(chē)削加工，效率高，工時(shí)省，切邊模刃口形狀簡(jiǎn)單，制造方便；徑向分模還可鍛出內(nèi)腔，節(jié)約金屬。 b 確定鍛件的機(jī)械加工余量和公差 普通模鍛方法很難滿 足機(jī)械零件的要求，一般來(lái)說(shuō)存在如下兩方面的問(wèn)題，即： ⅰ 、鍛件走樣。在鍛件圖上鍛件的形狀用粗實(shí)線繪制，零件的形狀用雙點(diǎn)劃線在鍛件圖內(nèi)繪制。加工余量的大小與零件的形狀復(fù)雜程度、尺寸精度、表面粗糙度、鍛件材質(zhì)和模鍛設(shè)備等因素有關(guān)。 a．錘上模鍛件的分類(lèi) 盤(pán)類(lèi)：簡(jiǎn)單形狀、較復(fù)雜形狀、復(fù)雜形狀 軸類(lèi)：直軸類(lèi)、彎曲類(lèi)、拔牙類(lèi)、叉類(lèi)。 d．平鍛機(jī)上模鍛件分類(lèi) 平鍛機(jī)上模鍛件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與錘上模鍛件區(qū)別較 10 大。胎膜大致可分為制坯、成型和修整三類(lèi)。圓軸類(lèi) :臺(tái)階類(lèi)、法蘭類(lèi)； 圓盤(pán)類(lèi)：法蘭、齒輪、杯筒；圓環(huán)類(lèi)：環(huán)、套； 桿類(lèi)：直桿、彎桿、枝桿、叉桿。（由第三節(jié)具體說(shuō)明） 模鍛件的結(jié)構(gòu)要素 把零件圖變成鍛件圖是鍛造工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。 11 ⅱ. 影響加工余量的因素 鍛件需要切削加工的表面均應(yīng)有足夠的余量 ,而余量的大小 ,受下列因素的影響： （ 1）鍛件的尺寸大小。 （ 3）鍛件各類(lèi)公差對(duì)加工余量有影響，尤其應(yīng)著重考慮錯(cuò)移、直線度、平面度、同軸度、頂桿壓痕等形位公差。鋁鎂合金毛坯加熱后氧化少，可減小粗加工余量；鋼和鈦合金鍛件表面缺陷層深，應(yīng)加大余量。 模鍛件的分模位置問(wèn)題 模 鍛件 的 分模位置合適與否，直接關(guān)系到鍛件成形、出模，材料利用率等一系列問(wèn)題。 改進(jìn)后，鍛件成形容易，而且便于發(fā)現(xiàn)上下模在模鍛過(guò)程中的錯(cuò)移，所以分模面應(yīng)該選擇在中 部，例如圖例311 右圖。 在過(guò)渡截面上分模，雖然使模膛加工簡(jiǎn)單，便于模膛充滿，但不容易檢查上下模膛的相互錯(cuò)移。 0 R 2R275R2R350R5 1. 12R 3 075R3505 176。7 176。 圓餅類(lèi)鍛件的 H≤D 時(shí)，不宜軸向分模，應(yīng)該取 徑向分模 ，這樣 鍛模型槽可車(chē)削加工，效率高，工時(shí)省，切邊模刃口形狀簡(jiǎn)單，制造方便；切邊模刃口形狀簡(jiǎn)單，制造方便，若需要還可以沖出內(nèi)孔，減少金屬損耗。 因此， 模鍛斜度也 是模鍛件最重要、最基本的結(jié)構(gòu)要素 之一 。 18 1 . 拔 模 斜 度 5 176。 19 58.99.5R7.121.644.91 0 3 . 01 2 1 . 312.518.91 9 . 8φ 2 6 . 9φ 4 3 . 1φ 2 1 . 51 0 176。1 . 拔 模 斜 度 5 176。 20 同一鍛件上不宜出現(xiàn)多種模鍛斜度 表 323 模鍛斜度的糾錯(cuò)分析表 Table of Draft angle error correction analysis 102.6R 102 5 . 41 0 5 . 52 7 . 730.551.367.1R10R 5R 554.4R 57 176。2 . 未 注 圓 角 R 23 . 尺 寸 按 交 點(diǎn) 注4 . 收 縮 率 1 . 5 %技 術(shù) 要 求102.6R 101 0 5 . 52 7 . 730.551.367.1R10R 5R 554.4R 57 176。 加重 銑削加工的繁重程度， 不經(jīng)濟(jì) 。 、 7176。 21 分模面 兩側(cè) 的模鍛斜度不能相互錯(cuò)開(kāi) 表 324 模鍛斜度的糾錯(cuò)分析表 Table of Draft angle error correction analysis 2 1 07 5φ 4 11 0 21 0 2φ6 1φ 5 0φ62766265 04657222 1 07 5φ 4 11 0 2684 2 1 0 2φ6 1φ 5 0φ62766265 068465722模 鍛 斜 度 相 互 錯(cuò) 開(kāi) 分 模 位 置（ 錯(cuò) 誤 ） （ 正 確 ） 圖 324 模鍛斜度的糾錯(cuò)分析 Draft angle error correction analysis 零件上 過(guò)于 復(fù)雜的部分不要鍛出，應(yīng)合理設(shè)計(jì)余塊 為簡(jiǎn)化鍛件外形及鍛造過(guò)程，在自由鍛件的某些地方添加一些大于余量的金屬，這部分體積的金屬成為余塊。經(jīng)改進(jìn)，如圖例 324右圖。 如下針對(duì)上述幾種情況進(jìn)行了工藝性分析。改進(jìn)后如 圖例 331 下圖，鍛后車(chē)削，方便快捷。7 2+ 4 3Bφ35.4φ56.5（φ52）φ62+32（ 5 4 ）（ 2 1 5 ）(φ36)φ13φ17（ 錯(cuò) 誤 ）（ 正 確 ）余 面余量余 塊 圖 332 余塊設(shè)計(jì)的糾錯(cuò)分析 Fig. 332 odd block design error correction analysis 上圖（不合理） 下圖（合理） 零件上過(guò)于復(fù)雜的部分不要鍛出，若強(qiáng) 加鍛造達(dá)不到鍛造目的，還可能發(fā)生翹曲歪扭，從而導(dǎo)致鍛件與零件有較大的差別，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力；鍛件表面氧化與脫碳，合金元素蒸發(fā)與污染，表面裂紋時(shí)有發(fā)生，使得鍛件設(shè)計(jì)時(shí)，不得不考慮添加一層包覆零件外層的金屬，如圖例 332 上圖。 對(duì)于零件相鄰臺(tái)階直徑相差不大的鍛件，均可加設(shè)余塊使鍛件外形簡(jiǎn)化，防止變形，便于加工，余塊的添加雖然使鍛造工藝得以簡(jiǎn)化，但金屬的消耗以及機(jī)械加工工時(shí)也相應(yīng)增加。32.753R 5R 3定 位 不 足 定 位 余 塊（ 錯(cuò) 誤 ） （ 正 確 ） 圖 334 有關(guān)定位塊設(shè)置的糾錯(cuò)分析 Fig. 334 Related localization block establishment error correction analysis 左圖（不合理） 右圖（合理） 圖例 341左視圖中所示的鍛件上模部分具有較高的筋，下模部分是圓形的平面，這類(lèi)鍛件定位不良，在鍛造時(shí)會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使第一錘打出的筋被第二錘打擊時(shí)破壞，因此不合理。 沖孔連皮不能太薄，也不宜太厚 表 351 有關(guān)連皮設(shè)計(jì)的糾錯(cuò)分析表 Table of related including packaging design error correction analysis 上圖（不合理） 下圖（合理） 鍛件上的沖孔連皮不能太薄過(guò)薄的連皮，鍛件容易發(fā)生鍛不足和要求較大的打擊力，導(dǎo)致模膛突出部分加速磨損或打塌。 28 6.59876543210s\mm3 0 5 0 7 0 9 01 0h =dh= 0.5 dRSHR10R 1 5R 15105223.326.53R10R 15105226.524.31.4R15R 81 . 未 注 明 模 鍛 斜 度 7 176。因此，應(yīng)采用斜度連皮，這時(shí)，S1=,D1=()D。26.5內(nèi) 孔 過(guò) 大（ 錯(cuò) 誤 ）67φ 9 6 . 8φ 1 1 7 . 518φ 1 5 9 . 4φ 2 0 1 . 47 176。如圖例 353下圖。42.6R6.1φ 3 8 . 61 2R5R18.3R 1 8. 3R8 .1R 9. 1φ106.6φ1 13 .7R 9 .1AAA A6.66.6工 藝 凸 臺(tái) 敷 料（ 正 確 ）（ 錯(cuò) 誤 ） 左圖（不合理） 右圖（合理） 圖例 361左圖中所示，鍛件法蘭較薄，在復(fù)合模中切邊、沖孔時(shí)定位困難，因此不合理。鍛件是方形的，鍛模以檢驗(yàn)面為基準(zhǔn)合模澆鹽檢查錯(cuò)移。 32 圖 36 有關(guān)工藝凸臺(tái)敷料設(shè)計(jì)的糾錯(cuò)分析 Fig. 36 Related craft lug boss surgical dressing design error correction analysis 合理確定鍛件的分合 如下是針對(duì)鍛件什么情況下進(jìn)行分合的工藝性分析： 單拐曲線兩件合鍛 ； 軸套類(lèi)零件兩件合鍛 ； 有驟變橫截面模鍛件的分鍛 等問(wèn)題。 33 AABB5.520.1R 1 241.61 2 1 . 8 4 8 . 7φ 4 08 1 . 28 6 . 7R 12AABB5.520.1R 1 241.61 2 1 . 8 4 8 . 78 1 . 28 6 . 7R 12R2φ 4 043452 7 . 521R31.5R 39 .6R6R52 2 4 . 2 533R 5106.3R29 .5R 39 .612373721R 39. 6R6R52 2 4 . 2 529.833R 52R 39. 61R29.5R29. 5連 桿 與 連 桿 蓋 合 鍛（ 錯(cuò) 誤 ）（ 正 確 ） 圖 371 有關(guān)鍛件的分合設(shè)計(jì)的糾錯(cuò)分析 Fig. 371 Design of the fing division of the error correction analysis 軸套類(lèi)零件兩件合鍛 表 372 有關(guān)鍛件的分合設(shè)計(jì)的 糾錯(cuò)分析表 Table of design of the fing division of the error correction analysis 上圖（不合理） 下圖（合理） 圖例 372上圖中，兩件用