車(chē)輪鍛件圖是怎樣設計的?
設計車(chē)輪鍛件圖時(shí)必須綜合考慮車(chē)輪鍛件的生產(chǎn)批量、設備工藝條件、模具制造及工人操作水平等因素。
同時(shí)必須與有關(guān)人員(訂貨單位產(chǎn)品設計人員及機械加工工藝人員)協(xié)商,對車(chē)輪鍛件圖充分加以分析研究,并取得一致意見(jiàn),由需方簽字后方可有效。具體設計時(shí)須考慮的問(wèn)題有以下幾點(diǎn)。
確定分模面:錘鍛模上下兩半之間的分模面,可以是水平的,也可以是由水平面、傾斜面和圓弧面組合起來(lái)的復雜表面。確定分模面位置的最基本原則是:應保證型槽能分開(kāi);保證車(chē)輪鍛件能從型槽中取出;同時(shí)還應考慮到車(chē)輪鍛件的成形、材料的利用率和模具的壽命以及生產(chǎn)效率等問(wèn)題。
因此,分模面的形狀取決于車(chē)輪鍛件的外形,但有時(shí)為了行車(chē)輪鍛件生產(chǎn)方便,在不影響零件使用性的情況下,取得有關(guān)工藝、設計部門(mén)同意后,對其形狀也可稍作改變。所以,分模面的選擇不僅是車(chē)輪鍛件圖設計中的一項重要工作,需要通過(guò)經(jīng)濟和技術(shù)分析研究后,才能確定。而且在具體模鍛生產(chǎn)實(shí)踐中,通常通過(guò)分模面的改動(dòng),能使模鍛工藝更為完善,對車(chē)輪鍛件成形更為有利,達到提高生產(chǎn)效率的作用。
確定車(chē)輪鍛件公差和機械加工余量:車(chē)輪鍛件的實(shí)際尺寸由于型槽磨損變形、冷縮不均、鍛不足欠壓、上下模錯移和車(chē)輪鍛件表面氧化與脫碳等原因,總使車(chē)輪鍛件的公稱(chēng)尺寸有一定的偏差。因此,應規定出實(shí)際尺寸與公稱(chēng)尺寸正負偏差的允許值,即車(chē)輪鍛件尺寸的公差。
在車(chē)輪鍛件上,凡是要進(jìn)行機械加工的部位,都應留有機械加工余量,余量的大小除決定于機械加工的要求(與零件形狀和尺寸、加工精度有關(guān))外,還受模鍛工藝所能達到的車(chē)輪鍛件公差的影響。
車(chē)輪鍛件公差和余量的確定方法,是根據模鍛設備類(lèi)型和車(chē)輪鍛件形狀尺寸來(lái)確定的。
模鍛斜度:因為車(chē)輪鍛件在模鍛模膛中成形后,由于模膛四壁的彈性回復而夾緊車(chē)輪鍛件。為了便于將車(chē)輪鍛件從模膛中取出,就必須把模膛壁做成一定的斜度,同時(shí)車(chē)輪鍛件側面也應具有相同的斜度。由于斜度會(huì )增加金屬的損耗和機械加工余量,因此,應盡量選用最小的模鍛斜度。有關(guān)斜度的選擇,見(jiàn)胎模鍛造一章中已作闡述,此處不予以重復。
圓角半徑:因為錘上模鍛時(shí),金屬在模膛內流動(dòng)速度比胎模鍛造更為激烈,所以鍛模模膛內的圓角半徑大小對車(chē)輪鍛件的影響更為顯著(zhù)。如果外圓周半徑過(guò)小,模鍛時(shí)金屬流動(dòng)形成的纖維會(huì )被切斷,導致車(chē)輪鍛件力學(xué)性能下降,并還可能因此產(chǎn)生折疊使車(chē)輪鍛件報廢,并且在模鍛中,鍛模容易壓塌變形,從而影響車(chē)輪鍛件出模。但是如果內圓角半徑增大,將增加機械加工余量和金屬消耗。
對于某些車(chē)輪鍛件,若內圓角半徑過(guò)大,還會(huì )使金屬過(guò)早流失,造成局部充不滿(mǎn)現象。如何選擇適當的圓角半徑,并錘上模車(chē)輪鍛件尤為重要,錘模鍛有關(guān)圓角半徑的主要內容已在胎模鍛造一章中闡述,此處不予以重復。
沖孔連皮:車(chē)輪鍛件在進(jìn)行模鍛時(shí),要得到透孔是不可能的,而只能鍛成不通孔,中間留一層金屬,然后在切邊壓力機上沖除。連皮厚度對車(chē)輪鍛件充滿(mǎn)程度、模具的磨損和金屬的利用率等因素影響較大。因此,要根據車(chē)輪鍛件孔尺寸和模膛的選擇來(lái)確定連皮的形式。模車(chē)輪鍛件常采用以下四種連皮形式和較小直徑的不通孔。
肋和腹板:帶肋和腹板的車(chē)輪鍛件,在保證車(chē)輪鍛件的強度和剛度的條件下,減少肋和腹板的尺寸,可使車(chē)輪鍛件減輕。但是,如果肋較窄,腹板較薄,則對金屬充滿(mǎn)模膛將較為困難,所需的模鍛力也將急劇增大,同時(shí)也易于產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。因為這時(shí)車(chē)輪鍛件的每一單位體積的表面積較大,金屬流動(dòng)受到較大的摩擦阻力,而車(chē)輪鍛件的溫度也易于降低。因此,肋和腹板的尺寸不能太小,應從模鍛要求出發(fā)加以限制。
車(chē)輪鍛件的結構分析:在設計車(chē)輪鍛件時(shí),如行車(chē)輪鍛件有各種不同的結構形式,則應加以比較,從中選擇成形容易和成本低廉的方案。
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