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​铝合金锻件结构元件设计的特点

作者: 点击:282 发布时间:2023-02-13

    铝合金锻件的设计不仅与零件的形状和结构有关,而且材料的变形抗力、流动性等延展性指标对锻件的结构要素也有很大影响。虽然铝合金是一种良好的常用可锻锻造材料,但铝合金锻件的设计总体上与钢锻件的设计基本相似,但某些锻造结构件的设计也有其特殊性,其中流线分布为

    铝合金锻件结构元件设计的一个重要特点,特别是对应力腐蚀敏感的短横向流线方向的设计。

目前,仅对铝合金模锻件的结构要素设计特点进行简要描述。

1.分型线(面)的设计特点

    高强度铝合金对应力腐蚀特别敏感,飞边上流线型外露端会加速应力腐蚀。因此,在设计这种铝合金锻件的分型面及其模具时,应充分注意流线型的外露端。应特别注意对应力腐蚀敏感的短横向流线方向的设计。

2.模锻斜度的设计特点

    铝合金的摩擦系数比钢大,容易粘模,所以模锻斜度要比钢锻件略大。一般外模锻斜度应为3°~5°,内模锻斜度应为7°~10°。使用顶出器时,模锻倾角可减小到0.5°~1°。

3.圆角半径的设计特点

    铝合金的流动性比钢差,摩擦系数比钢大,所以铝合金锻件的圆角要比钢锻件略大。

4.肋和凸台的设计特点

    肋的厚度和高度与钢锻件基本相同。延展性好的铝合金锻件的筋宽也可以略小于钢锻件;凸台设计也要遵循同样的规则。

5.腹板设计特点

    腹板厚度的设计与钢锻件基本相同。特别是当铝合金锻件的投影面积小于1000cm2时,锻件的腹板厚度可以与钢锻件相同。然而,当锻件的投影面积大于1000cm2时,它可以小于钢锻件的投影面积。

6.型腔、凹槽和孔的设计特点

    腔、槽、孔(带皮冲孔)的设计与钢锻件基本相同。但延展性好的铝合金锻件的型腔、槽、孔(冲孔皮)直径小,可略小于钢锻件。

7.公差和容差

    全铝轻合金铝合金在锻造和加热过程中表面氧化不明显,与钢相比不会产生脱碳等缺陷,所以加工余量和公差可以略小于钢锻件。

8.流线型设计

    流线的存在使得铝合金锻件的性能各向异性。影响流线分布的因素很多,比如毛坯的形状和尺寸,模锻时的放置方向,分型面(线)的位置,模具结构,锻造工艺,润滑和加热的均匀性,甚至打击的严重程度。

     流线方向和分布是影响抗应力腐蚀的重要因素之一。铝合金模锻件的流线型设计比钢锻件更重要,尤其是对应力腐蚀特别敏感的高强度铝合金。因此,在设计铝合金锻件及其模具时,要充分了解各种因素对流线分布和方向的影响;应特别注意对应力腐蚀敏感的短横向流线方向。此外,还应注意流线暴露端会加速飞边剪切面的应力腐蚀。


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