Κατά την εξατομίκευση σφυρηλατημάτων από κράμα αλουμινίου, σε ποια ζητήματα διαδικασίας πρέπει να δοθεί προσοχή κατά το σχεδιασμό του σχεδίου;

Τα σχέδια σχεδιασμού των εξατομικευμένων σφυρηλατημάτων από κράμα αλουμινίου πρέπει να είναι στενά συνδεδεμένα με τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας σφυρηλάτησης, ώστε να αποφεύγονται δυσκολίες σχηματισμού,απώλεια μούχλας ή ελαττώματα απόδοσης που προκαλούνται από παράλογο δομικό σχεδιασμόΠαρακάτω παρουσιάζεται μια ανάλυση των δομικών στοιχείων, των διαμετρικών ανοχής, της ταυτοποίησης της διαδικασίας και άλλων διαστάσεων σε συνδυασμό με τα χαρακτηριστικά σφυρηλατηρίου κράματος αλουμινίου:

Ι. Προσαρμοστικότητα της δομικής σχεδίασης στις διαδικασίες

1. Αποφύγετε ακραία δομικά χαρακτηριστικά

Υπόθεση: Το σχέδιο σχεδιασμού ενός σκελετού κινητήρα από κράμα αλουμινίου έχει μια φ10 mm βαθιά τρύπα (βαθιά τρύπα 55 mm).Έτσι, αργότερα άλλαξε σε φ10mm × 30mm τυφλή τρύπα + Φ8mm × 25mm σκαλοπάτι τρύπαΤο ποσοστό εκπαίδευσης αυξήθηκε από 40% σε 92%.

2Διαφορετική σχεδίαση γωνίας ρύθμισης
Αντίστοιχες γωνίες σειρών κράματος:
Σειρά 6 (6061/6082): εξωτερικός τοίχος 5°-7°, εσωτερικός τοίχος 7°-10° (καλή πλαστικότητα, ελαφρώς μικρότερη γωνία),
Σειρά 7 (7075/7A04): εξωτερικός τοίχος 7°-10°, εσωτερικός τοίχος 10°-15° (ισχυρή τάση σβήσεως, πρέπει να αυξηθεί η γωνία για να αποφευχθεί η παρεμπόδιση).
Σειρά 2 (2024/2A12): εξωτερικός τοίχος 6°-8°, εσωτερικός τοίχος 8°-12° (αποφύγετε τις ρωγμές απομόρφωσης που προκαλούνται από πολύ μικρή γωνία).
Οπτικοποίηση της δομής: Για δομές βαθιάς κοιλότητας (όπως τα περιβλήματα μπαταριών), υιοθετείται σχεδιασμός μεταβλητής γωνίας: 10° για το άνω τμήμα, 8° για το μεσαίο τμήμα και 5° για το κατώτερο τμήμα,με μηχανισμό εκτόξευσης για την υποστήριξη της απομόρφωσης.

3Μηχανική αντιστοίχιση της ακτίνας του φιλέτου
Υπολογισμός της ελάχιστης ακτίνας του φιλέτου (Rmin):
Rmin = 0,2 × πάχος τοιχώματος + 2 mm (εφαρμόζεται σε σειρά 6),
Rmin = 0,3 × πάχος τοιχώματος + 3 mm (εφαρμόζεται σε σειρά 7 / σειρά 2).
Παράδειγμα: Για τα σφυρηλατήρια 7075 με πάχος τοιχώματος 5 mm, η γωνία R θα πρέπει να είναι ≥ 0,3 × 5 + 3 = 4,5 mm για να αποφευχθεί η ρωγμή της συγκέντρωσης άγχους όταν R < 3 mm.
Επεξεργασία ειδικών μερών: Η ελλειπτική μετάβαση χρησιμοποιείται στη σύνδεση μεταξύ των πλευρών και των ιστών (ο μακρύς άξονας είναι κατά μήκος της κατεύθυνσης ροής του μετάλλου),όπως ο σχεδιασμός του ελλειπτικού φιλέτου R8 × R12 στη σύνδεση των πλευρών ενός συγκεκριμένου στήριγματος για τη μείωση του κινδύνου σφυρηλάτησης..

ΙΙ. Σχεδιασμός ανοχής διαστάσεων και επιτρεπόμενης επεξεργασίας
1Προσαρμογή της ζώνης ανοχής κατά τη διαδικασία σφυρηλασίας

Διάταξη της διαστάσεως (βλέπε GB/T 15826.7-2012):

Ελέγχος γεωμετρικής ανοχής: επίπεδα ≤ 0,5 mm/100 mm, κατακόρυφη ≤ 0,8 mm/100 mm, λεπτά τοιχώματα (δυναμικότητα τοιχώματος < 5 mm) πρέπει να σφίγγονται στο 1/2 της τυποποιημένης τιμής.

2Τριδιάστατη κατανομή του επιτρεπόμενου μετρητού
Διάταξη ακτίνων: 3-5 mm (ελεύθερη σφυρηλάτηση), 1,5-3 mm (σφυρηλάτηση με πελεκτό) για την εξωτερική κυλινδρική επιφάνεια· 4-6 mm (ελεύθερη σφυρηλάτηση), 2-4 mm (σφυρηλάτηση με πελεκτό) για την εσωτερική επιφάνεια τρύπας.
Για τα τμήματα άξονα με αναλογία όψεως > 3, πρέπει να προστεθούν 1-2 mm αντιδιαμόρφωσης στο μεσαίο τμήμα.
Αντιστάθμιση του μεγέθους του κλειδιού: Για τα σφυρηλατημένα της σειράς 7, λόγω της μεγάλης παραμόρφωσης της σβήσισης, το μέγεθος του κλειδιού πρέπει να αυξηθεί κατά 20%-30%,όπως η επιτρεπόμενη εσωτερική διάμετρος της φλάντζας 7075 αυξήθηκε από 3 mm σε 4 mm.

ΙΙΙ. Προσδιορισμός διαδικασίας και ειδικές απαιτήσεις
1. Υποχρεωτική σήμανση της κατεύθυνσης ροής των ινών
Μέθοδος σήμανσης: Χρησιμοποιήστε βέλη για να υποδείξετε την κατεύθυνση των ινών στη διατομή.Η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης των ινών και της κατεύθυνσης της κύριας τάσης πρέπει να είναι ≤ 15° στα βασικά μέρη που φέρουν τάσεις (όπως η περιοχή της τρύπας του μπουλόνου του κόμβου).
Απαγορευμένος σχεδιασμός: Να αποφεύγεται η κατεύθυνση άσκησης της σφυρηλασίας να είναι κάθετη προς την κατεύθυνση της ινής (όπως όταν η κατεύθυνση του δοντιού του γρανάζιου είναι κάθετη προς τη ινή,η αντοχή στην κάμψη μειώνεται κατά 30%).
2. Σχεδιασμός της επιφάνειας διαχωρισμού και του επικεφαλής της διαδικασίας
Αρχή επιλογής της επιφάνειας διαχωρισμού:
Βρίσκεται στη μέγιστη διατομή της σφυρηλασίας για την αποφυγή της δυσσύνδεσης που προκαλείται από ασύμμετρο διαχωρισμό.
Η τραχύτητα της επιφάνειας διαχωρισμού των σφυρηλατημάτων της σειράς 7 είναι Ra≤1,6μm για την αποφυγή σπασμάτων που προκαλούνται από την ρήξη της λάμψης.
Σχεδιασμός της κορυφής της διαδικασίας: Για ασύμμετρα σφυρηλατήματα (όπως αγκάλια σε σχήμα L), πρέπει να σχεδιαστεί μια κορυφή της διαδικασίας Φ10-15 mm για τοποθέτηση.και η θέση επιλέγεται στην περιοχή μη άγχους.
3. Κατάσταση θερμικής επεξεργασίας και απαιτήσεις ανίχνευσης ελαττωμάτων
Ταυτοποίηση της κατάστασης: Η γραμμή τίτλου του σχεδίου πρέπει να αναφέρει την κατάσταση του T6/T74/T651 κλπ. Για παράδειγμα, όταν η σφυρηλάτηση 2024 απαιτεί την κατάσταση T4,πρέπει να φέρει την ένδειξη "επεξεργασία με διάλυμα + φυσική γήρανση".

Όροι μη καταστροφικής δοκιμής:
Σημαντικά μέρη (όπως μέρη πλαισίου): 100% ανίχνευση ελαττωμάτων με υπερήχους (επίπεδο αποδοχής ≥ επίπεδο GB/T 6462-2017 II) ·
Τεχνουργήματα αεροδιαστημικής κατασκευής: Προσθήκη δοκιμής διαπερατότητας με φθορισμό (επίπεδο ευαισθησίας ≥ επίπεδο ASME V 2).

IV. Τυπικές περιπτώσεις αποτυχίας και σχέδια βελτίωσης
1Υπόθεση: 6061 σπάσιμο του χειριστή ελέγχου αυτοκινήτου
Αρχικό πρόβλημα σχεδιασμού: Το πάχος του τοιχώματος του ιστού στη μέση του σώματος του βραχίονα αλλάζει ξαφνικά (από 8mm→3mm), η ακτίνα μετάβασης είναι R2mm και ρωγμώνει στην ξαφνική αλλαγή μετά τη σφυρηλάτηση.
Βελτιωμένος σχεδιασμός: Το πάχος του τοίχου αλλάζει σταδιακά (8mm→5mm→3mm), και η ζώνη μετάβασης ορίζεται με γωνία R8mm+45°, και το πρόβλημα των ρωγμών εξαφανίζεται.
2Υπόθεση: 7075 αεροπορικές αρθρώσεις μεγέθους εκτός ανοχής
Αρχική ρύθμιση ανοχής: διάμετρος Φ50 mm±0,3 mm (σφυρηλάτηση με πετσέτα), το ποσοστό εκτός ανοχής λόγω συρρίκνωσης σβήσματος στην πραγματική παραγωγή έφτασε το 50%.
Σχέδιο βελτίωσης: σημείωση "4mm επεξεργαστική επιτρεπόμενη μετά από ζεστή σφυρηλάτηση, λεπτή στροφή σε Φ50±0,05mm μετά από σβήσιμο", και το ειδικό ποσοστό αυξάνεται στο 98%.

V. Εργαλεία σχεδιασμού και τυποποιημένες αναφορές
1Σχεδιασμός με υποβοήθηση προσομοίωσης CAE
Χρησιμοποιήστε το Deform-3D για να προσομοιώσετε τη ροή του μετάλλου και να βελτιστοποιήσετε τη γωνία και το φιλέτο του σχεδίου: Για παράδειγμα,Η προσομοίωση ενός πολύπλοκου κελύφους δείχνει ότι η διαφορά ροής μετάλλου στο φιλέτο R5mm του αρχικού σχεδιασμού είναι 20%., και η διαφορά ροής μειώνεται στο 5% μετά την αλλαγή σε R8mm.
2- Αναφορές στα πρότυπα της βιομηχανίας
Εσωτερική: GB/T 15826-2012 "Επεξεργαστικές επιτρεπόμενες ποσότητες και ανοχές των σφυρηλατημάτων χάλυβα σε σφυρί";
Διεθνές: ISO 8492:2011 "Ανοχές σφυρηλατήματος αλουμινίου και κράματος αλουμινίου".

Συνοπτικά, ο σχεδιασμός των σχεδίων σφυρηλασίας κράματος αλουμινίου πρέπει να συνδυάζει βαθιά τις ιδιότητες του υλικού (όπως η ευαισθησία σβήσισης της σειράς 7),διαδικασίες σφυρηλασίας (όπως οι νόμοι ροής μετάλλων της σφυρηλασίας με πελεκτό) και δομικές λειτουργίες, και να διασφαλίζουν την κατασκευαστικότητα και τις επιδόσεις των σφυρηλατημάτων μέσω εύλογων γωνιών στροφής, ακτίνων φιλέτου, κατανομής δικαιωμάτων και αναγνώρισης της διαδικασίας.Συνιστάται να συνεργάζεστε με τους κατασκευαστές σφυρηλατηρίων στο στάδιο του σχεδιασμού και να αποφεύγετε τους κινδύνους της διαδικασίας εκ των προτέρων μέσω ανάλυσης DFM (σχεδιασμός για την κατασκευαστικότητα).

Ηλεκτρονικό:cast@ebcastings.com