现代机械设计手册·第1卷(第二版)
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3.2 锻造方法对锻件结构设计工艺性的要求

设计锻造的零件应根据零件生产批量、形状和尺寸,以及现有的生产条件,选择技术上可行、经济上合理的锻造方法,再按所选用的锻造方法的工艺性要求进行零件的结构设计。在设计可锻性较差的金属锻件时,应力求形状简单,截面尽量均匀。

3.2.1 自由锻件的结构设计工艺性

自由锻是特大型锻件的唯一的生产方法,它的原材料是锭料或轧材。锻锤和水压力锻造能力范围见表2-3-4和表2-3-5。自由锻件的结构设计工艺性见表2-3-6。

表2-3-4 锻锤锻造能力范围

①长度尺寸单位为mm。

m—锻件质量,单位为kg。

表2-3-5 水压机锻造能力范围

①长度尺寸单位为mm。

mt—所用钢锭质量,单位为t。

m—锻件质量,单位为t。

表2-3-6 自由锻件的结构设计工艺性

3.2.2 模锻件的结构设计工艺性

模锻可分为胎模锻和固定模锻。

胎模锻是在普通自由锻锤上进行的,下模放在砧座上,将坯料放在下模中,合模后用锤头打击上模,使金属充满模膛(表2-3-2)。胎模锻件类别见表2-3-7。

固定模锻是在专用的模锻锤上进行的。上模固定在锤头上,下模固定在砧座上,锤头带动上模来打击金属,使金属受压充满模膛(表2-3-2)。常用模锻设备有:模锻锤、热模锻压力机、平锻机、螺旋压力机等。中小型胎模锻件尺寸与设备能力见表2-3-8。

表2-3-7 胎模锻件类别

表2-3-8 中小型胎模锻件尺寸与设备能力

注:1.表中锻件尺寸系指一火成形(或制坯后一火焖形)时的上限尺寸;若增加火次,锻件尺寸可以增大或选用较小锻锤。

2.摔模L受砧宽限制;顶镦垫模H受锤头有效打击行程限制。

3.2.2.1 模锻件的结构要素(JB/T 9177—2015)

(1)收缩截面、多台阶截面、齿轮轮辐、曲轴的凹槽圆角半径

表2-3-9 内、外凹槽圆角半径  mm

注:括号内的数值由于较高的技术费用而尽可能不用。

(2)最小底厚(表2-3-10)

(3)最小壁厚、筋宽及筋端圆角半径(表2-3-11)

(4)最小冲孔直径、盲孔和连皮厚度

锻件的最小冲孔直径为20mm[图2-3-1(a)]。单向盲孔深度:当L=B时,H/B≤0.7;当L>B时,H/B≤1.0[图2-3-1(b)]。双向盲孔深度:分别按单向盲孔确定[图2-3-1(c)]。连皮厚度:不小于腹板的最小厚度(见表2-3-12)。

图2-3-1 最小冲孔直径、盲孔尺寸的确定

表2-3-10 最小底厚SB  mm

注:括号内的数据因技术费用较高而尽可能不用。

表2-3-11 最小壁厚、筋宽及筋端圆角半径  mm

表2-3-12 最小腹板的厚度  mm

注:表列t1t2允许根据设备、工艺条件协商变动。

(5)最小腹板厚度

最小腹板厚度按锻件在分模面的投影面积,查表2-3-12。

3.2.2.2 锻件尺寸标注及其测量法

垂直于分模面的尺寸标注及其测量法与一般零件相同;平行于分模面的尺寸除特别指明者外,一律按理论交点标注(图2-3-2)。此交点在锻件上的位置用移动一段距离(k×r)的方法确定。系数k值按表2-3-13确定,表中αβ为模锻斜度(按角度计)。

图2-3-2 理论交点标注法

表2-3-13 系数k

注:,式中