目录 摘要I Abstract II 前言1 第1章绪论3 1.1目前锻件的应用3 1.2目前国内外发展概况和发展趋势4 第2章锻件的结构设计及工艺性分析5 2.1对锻造零件结构工艺性的要求5 2.2锻件组织特点5 2.3锻件的结构工艺性5 2.3.1自由锻件的结构工艺性5 2.3.2模锻件的结构工艺性9 第3章锻件的结构设计错误示例及其改进12 3.1模锻件的分模位置问题12 3.1.1上下对称锻件的分模位置不应选在上平面或下平面12 3.1.2倾斜锻件不宜采用折线分模13 3.1.3左右对称的锻件，分模面不宜选在过度截面上14 3.1.4高度小于或者等于台阶直径的圆饼类锻件，不宜轴向分模15 3.1.5头部较大的轴类锻件不宜直线分模16 3.2模锻件的模锻斜度问题17 3.2.1模膛内侧不能与分模面垂直17 3.2.2同一锻件的内模斜度不应比外模斜度小18 3.2.3同一锻件上不宜出现多种模锻斜度20 3.2.4分模面两侧的模锻斜度不能相互错开21 3.3零件上过于复杂的部分不要锻出，应合理设计余块21 3.3.1对于有凸缘的锻件22 3.3.2对于有难成形的复杂形状的锻件23 3.3.3对于零件相邻台阶直径相差不大的锻件25 3.4需增设定位块的锤上模锻件26 3.5模锻件连皮的问题27 3.5.1冲孔连皮不能太薄，也不宜太厚27 3.5.2锻件内孔较大时，不宜用平底连皮28 3.5.3锻件上的小孔不宜锻出连皮,只进行压凹29 3.6对于法兰较薄的锻件，在锻件两侧各增加一块工艺凸台敷料31 3.7合理确定锻件的分合32 3.7.1单拐曲线两件合锻32 3.7.2轴套类零件两件合锻33 3.7.3复杂模锻件的分锻34 3.7.4有骤变横截面模锻件的分锻35 3.8合理确定锻件的凸肩36 3.8.1凸肩与锻件直径相差不大时不宜锻出凸肩36 3.8.2高度过小的凸肩不要锻出37 3.9自由锻件结构应力求简单38 3.9.1自由锻件应尽量避免有锥形和斜度平面38 3.9.2自由锻件应避免两曲面或曲面与棱柱面交接40 3.9.3自由锻件应避免加强筋41 3.9.4自由锻件不允许在基体上或在叉件内侧有凸台42 3.9.5大型锻件台阶余面的重量不能忽视,锻造设备不能选择过大，也不能选择太小43 3.10孔径小于30mm的孔，不宜锻出45 3.11模锻件应尽可能直接模锻成形46 3.12加大连接板的厚度47 3.13复杂锻件应成对称形状，可使模具和夹具通用48 3.14合理选择锻件上的倒圆半径49 3.15不能忽视预锻成型50 3.16平锻机上终锻成形时的冲孔芯料不能太薄51 3.17合理安排毛刺、飞边的位置52 第4章结论54 参考文献55 致谢56 第2章锻件的结构设计及工艺性分析 2.1对锻造零件结构工艺性的要求 1、结构力求简单、对称，横截面尺寸不应有突然变化。 2、锻模件应有合理的锻造斜度和圆角半径。 3、材料应具有良好的可锻性。 2.2锻件组织特点 金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶，使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合，其组织变得更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能。[15]锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命 2.3锻件的结构工艺性 锻件的结构工艺性是指锻件的结构设计在满足使用性能和保证质量的前提下，在一定的生产条件和生产规模下，能以最少的劳动量，最低的成本、最高的生产率的方法锻造成型的性质。 在进行锻件的结构设计时，应充分考虑到：1）锻件材料；2)锻造设备与工装；3）生产批量；4）零件的使用要求；5）零件的形状和尺寸特征等因素，从中寻求最合理的工艺过程所对应的具有良好工艺性的锻件结构。[14]因此，要求设计人员不但要熟练地掌握锻件的设计知识，而且还要很好的了解工艺知识。 2.3.1自由锻件的结构工艺性 1、自由锻件的分类 自由锻造是一种通用性很强的工艺方法，锻件结构品种繁多，复杂程度不等。自由锻件的成型过程均由一系列变形工序组合而成。因此，自由锻件可按锻造工艺特点，根据锻件的形状特征和变形性质加以分类。具体有：饼块类、空心类、轴杆类、曲轴类、弯曲类、复杂形状。 2、自由锻件结构设计要点 自由锻件的结构因受其加工使用设备和工具的限制，在设计时应考虑到锻造是否方便、经济和可能。因此，自由锻件的结构应力求简单、对称，由直线和平面或圆柱面组成的平滑形状。（具体要点有第三大节举例说明） 3、自由锻件的结构要素 a．余块的设计为简化锻件外形及锻造过程，在自由锻件的某些地方添加一些大于余量的金属，这部分体积的金属成为余块。在设计余块时，应该注意： 、对于短凸缘（法兰）的锻件，为了防止凸缘在锻造时的变形，应在轴向添加余块，使凸缘增长。 、当零件相邻台阶直径相差不大时，可以在直径较小的地方添加径向余块。 、当零件上较小的孔，窄的凹档以及难以用自由锻造成型的复杂形状，均可通过加设余块以使锻件外形得以简化。 、对于需要试样检验以及需留有热处理或机械加工夹头的锻件，应在锻件的相应部位添加余块。 余块的添加虽然使锻造工艺得以简化，但金属的消耗以及机械加工工时也相应增加。这一问题应视锻件的生产批量和工具制造等情况综合考虑。 b.台阶与凹档的设计为使自由锻件上的台阶和凹档在锻造时能够顺利进行，应对其最大高度和最小长度的几何参数加以限制。 c.法兰的设计自由锻件的法兰可分为端部法兰和中间法兰两种形式。在进行锻件设计时，应对在指定的截面尺寸条件下可锻出法兰的最小厚度或长度这一几何参数加以限制。当锻件的法兰厚度或长度不满足条件时，应适当加大法兰厚度或长度方向的余量。对于端部法兰，亦可采用将两锻件连锻后切割的方法。 d.孔的设计带孔的自由锻件可按其基本尺寸特征，分为盘类、环类、短筒类和长筒类四类。 在进行自由锻件孔的设计时，应考虑以下因素： 、对于锤锻件，当孔径d<30mm时，H>3d或H≤3D、d≤0.5D的孔，一般均允许不锻出。 、对于套筒件，当孔径d<30mm或壁厚t<12mm时，也可以不锻出。 、对于水压机锻件，其孔径d<150mm时，可以不冲出。 、所有带孔锻件的最小冲孔直径，均与锤锻的吨位有关。 e．凸台的设计锻件上凸台的几何参数主要有高度尺寸h和宽度尺寸b（或直径d） 在设计凸台时应注意： 、对于圆盘形锻件，当其直径D/d≤1.2，高度H≤4h时，凸台可以不锻出。 、对于非圆形锻件，当其边长B/b≤1.2，高度H≤4h时，凸台亦可不锻出。 f．自由锻件的加工余量与公差零件的公称尺寸、锻件的公称尺寸、加工余量和锻造公差之间存在一定的关系。