锻压技术：合金钢锻件及模具设计

昆山品华

　　合金钢锻件设计依据与其他材料锻件一样，首先在零件图基础上，了解零件的使用要求，再根据所选材料的锻造性能和有关锻件设计标准，合理简化锻件结构，使之尽可能接近零件的形状尺寸，同时还应满足锻件流线分布要求。因此，在锻件设计时，应尽可能依据现行的国家标准或部颁标准，以确保设计、检验和质量控制达到规范统一。
) q7 S; o0 C7 C8 s　　1.分模位置
　　合金钢锻件模锻时，锻件分模位置的确定与碳素钢和有色合金锻件分模原则相同，但应尽可能在高度尺寸最小的截面中间分模，以便得到较浅的模腔。对于叶片类锻件，其分模位置由叶身处的进气边缘和排气边缘决定，其详细过程详见《叶片锻压技术》。
; _( L6 I9 J7 L5 X$ v+ F" M　　2.机械加工余量和公差
　　余量和公差的选用是锻件设计的重要内容。对于合金钢锻件，合理选用余量和公差，是保证锻件顺利成形和尽可能减少加工工时的前提。因合金钢锻件合金元素复杂，易造成表面合金元素的“丢失”，即元素贫化，并且为了防止锻件表层产生不均匀晶粒组织，一般希望余量取大些；而合金钢在机械加工时，由于加工较困难，则希望被切削的余量尽可能小些。前者给锻造带来了方便，而后者将给锻造增加难度。为了合理选择余量与公差，不仅要考虑上述情况，实际上余量大小和尺寸精度都是相对于锻件结构尺寸而言，因此，在选择时应将这三方面因素同时考虑。合金钢锻件余量与公差，按锻件类型选，前两类锻件可参照HB6077-86标准，其选取依据为锻件质量G(kg)、形状复杂因素S、锻件材质因素M。根据合金钢类型不同，分别按M1、M2和M3查取，详见HB6077-86标准中说明。对于翼片类锻件，尤其是叶片类锻件，其余量加放方式，叶身处是按型面坐标加放，榫头余量加放与普通锻件相同，可详见《叶片锻压技术》或《锻压技术手册》有关内容。
　　3.模锻斜度
% T/ ]) r* k' @" N9 }　　合金钢锻件上设计模锻斜度，其作用是为了使锻件迅速而容易地从模腔中取出。但对于合金钢锻件，内壁面在锻造贴模后，由于冷却收缩，紧紧抱住模具凸台处，给锻件出模带来困难。因此，应考虑内斜度β大于外斜度α。另外，合金钢在锻造时还有一个特点，就是变形粘滞现象，特别是不锈钢和高温合金。模锻斜度取得太大会加重这一现象，对金属的流动不利，同时也会增大变形力，对模具寿命也有影响。
　　4.圆角半径
! ]! T* m6 K, J. Z　　合金钢锻件的圆角半径设计，应考虑合金钢锻造时流动性差这一特点，锻件凸圆角r不应设计太小。一方面是因为合金钢流动性差，太小的锻件凸圆角不易成形；另一方面锻件凸圆角对应的模具凹圆角易产生应力集中，从而使锻模产生裂纹，导致模具破坏。对于锻件凹圆角R的设计也同样重要，这主要考虑锻件凹圆角直接影响金属的流动，圆角不合适将会导致金属不正常流动，形成折叠，使锻模相应凸圆角压塌，易将锻件卡在模腔内，合金钢锻件凸圆角r、凹圆角R和转接圆角的选取。
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