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生产条件兼顾原则:
锻件毛坯的成形方案要根据现场生产条件选择。现场生产条件主要包括现场毛坯制造的实际工艺水平、设备状况以及外协的可能性和经济性,但同时也要考虑因生产发展而采用较的毛坯制造方法。为此,毛坯选择时,应分析本企业现有的生产条件,如设备能力和员工技术水平,尽量利用现有生产条件完成毛坯制造任务。若现有生产条件难以满足要求时,则应考虑改变锻件材料和(或)毛坯成形方法,也可通过外协加工或外购解决。
经济性原则:
经济性原则就是使锻件的制造材料费、能耗费、工资费用等成本低。在选择锻件毛坯的类型和具体的制造方法时,应在满足零件使用要求的前提下,把几个预选方案作经济性比较,从中选出整体生产成本低廉的方案。一般,选择毛坯的种类和制造方法时,应使毛坯尺寸、形状尽量与成品零件相近,从而减少加工余量,提高材料的利用率,减少机械加工工作量。但是毛坯越准确,制造就越困难,费用也越高。因此,生产纲领大时,应采用精度高、生产率高的毛坯制造方法,这时虽然一次投资较大,但增大的毛坯制造费用可由减少的材料消耗及机械加工费用得到补偿。一般的规律是,单件小批生产时,可采用自由锻造、手工电弧焊、板金钳工等成形方法,在批量生产时可采用机器造型、模锻、埋弧自动焊或其他。
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锻造厂的锻件产品是通过锻造加工塑性变形的,锻造加工是利用外力使锻件原材料产生塑性变形,获得锻件所需的尺寸、形状及性能的毛坯或零件的加工方法。通过锻造加工能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,同时由于保存了完整的金属锻造流线,大大加强了锻件在使用中的性能。
锻造是机械制造中毛坯和零件生产的主要方法之一,常分为自由锻、模锻等。锻造加工与其他加工方法相比,具有以下特点:改善锻件的内部组织、提高力学性能。锻件毛坯经过锻造加工后,其组织、性能都得到改善和提高,锻造加工能消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷,并由于金属的塑性变形和再结晶,可使粗大晶粒细化,得到致密的金属组织,从而提高锻件的力学性能。在零件设计时,若正确选用零件的受力方向与纤维组织方向,可以提高锻件的抗冲击性能。
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表面裂纹是由齿轮锻件温度过高或锤击速度过快引起的。裂纹较宽,断口不均匀,组织粗糙,呈深灰色。低倍组织中的裂纹端为锯齿形,与流线无关。高倍观察裂纹沿晶界伸展,然后完全结晶,无夹杂等冶金缺陷。锻造温度过低,锤击过重时,坯料侧面和锤击方向呈三角形裂纹,断口平整,有金属光泽。高倍观察,裂纹穿晶,加工硬化。
一种内部裂纹发生在自由锻造过程中。圆截面坯料拉长滚圆时,由于输入量过大、压下量过小、金属横向流动激烈,产生横向拉应力。离心脏越近,拉应力越大,导致内部纵向裂纹。另一种内部裂纹是由于合金中过大的金属间化合物或夹杂物在锻造过程中阻碍金属的规则流动,在其周围引起的微裂纹。通常,这种裂纹只能在不锈钢锻件加工后暴露出来。前一种防止纵向裂纹的方法是先打四方,再打八方,然后打八方,每次压下量大于20%。防止后一种裂纹的方法是严格检查锻造毛坯,控制组织不合格的毛坯进入汽车。
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而模锻的优点在于:一是生产,模锻时金属的变形都在模膛内进行,因此能快速获得理想的形状;二是模锻时可锻造出形状复杂的锻件,并使其流线更合理,从而提高了零件的使用寿命;三是模锻件尺寸相对准确,加工余量较小,表面质量也较好。四,节约金属材料,减少切削加工工作量,并且在足够大的批量的情况下,可以降低零件的生产成本。
自由锻有其优点也有其缺点,与模锻相比,自由锻也有其缺点和局限性,其缺点和局限性在于:自由锻的生产效率远低于模锻;自由锻的锻件形状简单、尺寸精度低、表面粗糙;自由锻对工人的劳动强度和技术水平要求较高;实现机械化、自动化比较困难。
模锻的缺点和局限性是:一是受普通模锻设备容量的限制,模锻件一般重量不超过70公斤;二是生产周期长、成本较高,三是相对于自由锻而言,投资成本较高。