Die Entwurfszeichnungen von kundenspezifischenSchmiedewerk aus Aluminiumlegierungenmüssen eng mit den Eigenschaften des Schmiedeprozesses verknüpft sein, um Formschwierigkeiten, Schimmelverlust oder Leistungsmängel aufgrund einer unzumutbaren Konstruktion zu vermeiden.Im Folgenden wird eine Analyse der strukturellen Elemente dargelegt., Dimensionstoleranzen, Prozesskennzeichnung und andere Abmessungen in Kombination mit derSchmieden von AluminiumlegierungenEigenschaften:
I. Prozessanpassungsfähigkeit der Konstruktion
1. Vermeiden Sie extreme Strukturmerkmale
| Tabustruktur | Risikomanifestation | Verbesserungsplan |
| Tiefe Loch (Lochtiefe / Lochdurchmesser > 5:1) | Schlag ist leicht zu biegen und zu brechen, und die Lochwand ist nicht vollständig gefüllt | Verwenden Sie eine Stufen-Loch-Segmentierung zur Reservierung der nachfolgenden Bohrungsmenge |
| Hohe Rippen (Rippenhöhe/Wanddicke > 3:1) | Der Metallfluss ist blockiert, und der Rippenteil fehlt an Füllung | Schrittweise Rippenkonstruktion zur Erhöhung der Übergangsneigung |
| Dünne Wand (Wandstärke < 2 mm) | Schnelle Abkühlung beim Schmieden, leicht zu falten | Teilweise Verdickung auf 3-4 mm, anschließende Bearbeitung zum Ausdünnen |
Fall: Entwurf einesAluminiumDas Gehäuse hat ein Φ10 mm tiefes Loch (Lochtiefe 55 mm). Der Schlag wurde beim Schmieden stark abgenutzt, so dass er später in ein Φ10 mm × 30 mm Blindloch + Φ8 mm × 25 mm Stufenloch geändert wurde.Die Qualifikationsrate wurde von 40% auf 92% erhöht..
2. Differenzierte Konstruktion des Zugwinkels
Entsprechende Winkel von Legierungsreihen:
6er Reihe (6061/6082): Außenwand 5°-7°, Innenwand 7°-10° (gute Plastizität, etwas kleiner Winkel);
Reihe 7 (7075/7A04): Außenwand 7°-10°, Innenwand 10°-15° (starke Löschneigung, Winkel muss erhöht werden, um Verstopfung zu vermeiden);
Serie 2 (2024/2A12): Außenwand 6°-8°, Innenwand 8°-12° (Vermeiden Sie Risse, die durch einen zu kleinen Winkel verursacht werden).
Strukturelle Optimierung: Bei tiefen Hohlraumkonstruktionen (z. B. Batteriegehäuse) wird ein variabler Winkelentwurf angenommen: 10° für den oberen Abschnitt, 8° für den mittleren Abschnitt und 5° für den unteren Abschnitt,mit einem Auswurfmechanismus zur Unterstützung der Entformung.
3. Mechanische Abgleichung des Filetradius
Berechnung des Mindestfilletradius (Rmin):
Rmin = 0,2 × Wandstärke + 2 mm (gilt für 6er-Baureihen);
Rmin = 0,3 × Wandstärke + 3 mm (gilt für 7er / 2er Serien).
Beispiel: Bei 7075-Schmieden mit einer Wanddicke von 5 mm sollte die Ecke R ≥ 0,3 × 5 + 3 = 4,5 mm betragen, um zu vermeiden, dass die Spannungskonzentration bei R < 3 mm knackt.
Behandlung von Spezialteilen: An der Verbindung zwischen Rippen und Seitenmassen wird ein elliptischer Übergang verwendet (die lange Achse befindet sich entlang der Metallströmungsrichtung),wie z. B. die Konstruktion von R8×R12 elliptischem Filet an der Verbindung der Rippen einer bestimmten Halterung, um das Risiko einer Schmiedefalte zu verringern.
II. Abmessungstoleranzen und Bearbeitungsgrenzwerte
1. Schmiedeprozess Anpassung des Toleranzbandes
Lineare Abmessungstoleranz (siehe GB/T 15826.7-2012):
| Größenbereich (mm) | Normalgenauigkeit der Serie 6 (mm) | 7 Genauigkeitsgrad der Luftfahrzeuge (mm) |
| ≤ 50 | ±0.5 | ±0.3 |
| 50 bis 120 | ±0.8 | ±0.5 |
| 120 bis 260 | ± 12 | ±0.8 |
Geometrische Toleranzkontrolle: Flachheit ≤ 0,5 mm/100 mm, Vertikalität ≤ 0,8 mm/100 mm, dünnwandige Teile (Wandstärke < 5 mm) müssen auf 1/2 Standardwert gefüllt werden.
2. Dreidimensionale Verteilung der Bearbeitungsmenge
Radialvermögen: 3-5 mm (freies Schmieden), 1,5-3 mm (Druckschmieden) für die äußere zylindrische Oberfläche; 4-6 mm (freies Schmieden), 2-4 mm (Druckschmieden) für die innere Lochoberfläche.
Achsvermögen: Auf jeder Endoberfläche bleiben 2-4 mm. Bei Wellenbauteilen mit einem Seitenverhältnis von > 3 muss im mittleren Abschnitt ein Anti-Werkvermögen von 1-2 mm zugesetzt werden.
Ausgleichsbetrag: Bei Schmiedewerken der Serie 7 muss der Ausgleichsbetrag für die Schlüsselgröße aufgrund der großen Löschverformung um 20% bis 30% erhöht werden.zum Beispiel der zulässige Innendurchmesser eines Flansches 7075 von 3 mm auf 4 mm erhöht.
III. Identifizierung des Prozesses und besondere Anforderungen
1. Pflichtmarkierung der Faserstromrichtung
Markierungsmethode: Anhand von Pfeilen wird die Faserrichtung in der Querschnittsansicht angegeben.Der Winkel zwischen der Faserrichtung und der Hauptspannungsrichtung muss in den wichtigsten Spannungsträgerteilen (wie z. B. der Hubschraublochfläche) ≤ 15° betragen..
Verbotene Konstruktion: Vermeiden Sie, dass die Spannungsrichtung des Schmiedes senkrecht zur Faserrichtung ist (z. B. wenn die Zahnradrichtung senkrecht zur Faser ist,die Biegefestigkeit um 30% abnimmt).
2. Konstruktion der Trennfläche und Prozessleiter
Auswahlprinzip der Trennfläche:
an dem maximalen Querschnitt der Schmiede befindet, um eine Fehlausrichtung durch asymmetrische Trennung zu vermeiden;
Die Raffinität der Trennfläche der Schmiede der Serie 7 beträgt Ra≤1,6 μm, um die durch das Reißen des Blitzes verursachten Risse zu verhindern.
Prozesskopfkonstruktion: Bei asymmetrischen Schmiedewerken (z. B. L-förmigen Klammern) muss ein Φ10-15 mm Prozesskopf für die Positionierung konzipiert werden.und die Position wird im nicht belasteten Bereich ausgewählt.
3. Wärmebehandlung und Fehlererkennung
Zustandsangabe: In der Zeichnungsbezeichnung muss der Zustand von T6/T74/T651 usw. angegeben werden.es muss als "Lösungsbehandlung + natürliches Altern" gekennzeichnet sein.
Nichtzerstörende Prüfbedingungen:
Wichtige Teile (z. B. Chassisteile): Ultraschallfehlererkennung zu 100% (Akzeptanzniveau ≥ GB/T 6462-2017 II-Level);
Schmiede für die Luft- und Raumfahrtindustrie: Fluoreszenzdurchdringungsprüfung (Empfindlichkeit ≥ ASME V 2) hinzugefügt.
IV. Typische Ausfallfälle und Verbesserungspläne
1Fall: 6061 Riss des Steuerarms des Automobils
Ursprüngliches Designproblem: Die Wandstärke des Webs in der Mitte des Armkörpers ändert sich plötzlich (von 8 mm→3 mm), der Übergangsradius beträgt R2 mm und bricht bei der plötzlichen Veränderung nach dem Schmieden.
Verbessertes Design: Die Wandstärke ändert sich allmählich (8mm→5mm→3mm), die Übergangszone wird mit einem Winkel von R8mm+45° eingestellt und das Rissproblem verschwindet.
2Fall: 7075 Luftfahrtgelenksgröße nicht zulässig
Die ursprüngliche Toleranzeinstellung: Durchmesser Φ50 mm±0,3 mm (Druckschmiede), die Toleranzüberschreitung aufgrund der Schrumpfung durch Abschalten in der tatsächlichen Produktion erreichte 50%.
Verbesserungsplan: Markierung "4mm Bearbeitungsfreiheit nach Heißschmieden, Feinschmieden auf Φ50±0,05mm nach Abkühlen", und die qualifizierte Rate wird auf 98% erhöht.
V. Konstruktionswerkzeuge und Standardreferenzen
1. CAE-Simulationsgestützte Konstruktion
Verwenden Sie Deform-3D, um Metallfluss zu simulieren und Zugwinkel und Filet zu optimieren:Die Simulation einer komplexen Hülle zeigt, dass der Metalldurchflussdifferenz bei dem R5mm-Filet des ursprünglichen Designs 20% beträgt., und die Durchflussdifferenz wird nach der Umstellung auf R8mm auf 5% reduziert.
2. Referenzen der Branchenstandards
Inländisch: GB/T 15826-2012 "Bearbeitungsfreiheit und Toleranz von Stahldruckschmieden auf Hammer";
International: ISO 8492:2011 "Toleranzen für das Schmieden von Aluminium und Aluminiumlegierungen".
Zusammenfassend muss bei der Konstruktion von Aluminiumlegierungsschmiedezeichnungen die Materialeigenschaften (wie z. B. die Löschempfindlichkeit der Serie 7) tief miteinander verbunden werden.Schmiedeprozesse (z. B. Metallströmungsgesetze der Druckschmiede) und Strukturfunktionen, und die Herstellbarkeit und Leistungsfähigkeit von Schmieden durch angemessene Zugwinkel, Filetradien, Zuteilung von Zertifikaten und Prozessidentifizierung gewährleisten.Es wird empfohlen, bereits in der Konstruktionsphase mit den Schmiedeherstellern zusammenzuarbeiten und Prozessrisiken durch eine DFM-Analyse (Design for Manufacturability) im Voraus zu vermeiden.
E-Mail:Cast@ebcastings.com
Die Entwurfszeichnungen von kundenspezifischenSchmiedewerk aus Aluminiumlegierungenmüssen eng mit den Eigenschaften des Schmiedeprozesses verknüpft sein, um Formschwierigkeiten, Schimmelverlust oder Leistungsmängel aufgrund einer unzumutbaren Konstruktion zu vermeiden.Im Folgenden wird eine Analyse der strukturellen Elemente dargelegt., Dimensionstoleranzen, Prozesskennzeichnung und andere Abmessungen in Kombination mit derSchmieden von AluminiumlegierungenEigenschaften:
I. Prozessanpassungsfähigkeit der Konstruktion
1. Vermeiden Sie extreme Strukturmerkmale
| Tabustruktur | Risikomanifestation | Verbesserungsplan |
| Tiefe Loch (Lochtiefe / Lochdurchmesser > 5:1) | Schlag ist leicht zu biegen und zu brechen, und die Lochwand ist nicht vollständig gefüllt | Verwenden Sie eine Stufen-Loch-Segmentierung zur Reservierung der nachfolgenden Bohrungsmenge |
| Hohe Rippen (Rippenhöhe/Wanddicke > 3:1) | Der Metallfluss ist blockiert, und der Rippenteil fehlt an Füllung | Schrittweise Rippenkonstruktion zur Erhöhung der Übergangsneigung |
| Dünne Wand (Wandstärke < 2 mm) | Schnelle Abkühlung beim Schmieden, leicht zu falten | Teilweise Verdickung auf 3-4 mm, anschließende Bearbeitung zum Ausdünnen |
Fall: Entwurf einesAluminiumDas Gehäuse hat ein Φ10 mm tiefes Loch (Lochtiefe 55 mm). Der Schlag wurde beim Schmieden stark abgenutzt, so dass er später in ein Φ10 mm × 30 mm Blindloch + Φ8 mm × 25 mm Stufenloch geändert wurde.Die Qualifikationsrate wurde von 40% auf 92% erhöht..
2. Differenzierte Konstruktion des Zugwinkels
Entsprechende Winkel von Legierungsreihen:
6er Reihe (6061/6082): Außenwand 5°-7°, Innenwand 7°-10° (gute Plastizität, etwas kleiner Winkel);
Reihe 7 (7075/7A04): Außenwand 7°-10°, Innenwand 10°-15° (starke Löschneigung, Winkel muss erhöht werden, um Verstopfung zu vermeiden);
Serie 2 (2024/2A12): Außenwand 6°-8°, Innenwand 8°-12° (Vermeiden Sie Risse, die durch einen zu kleinen Winkel verursacht werden).
Strukturelle Optimierung: Bei tiefen Hohlraumkonstruktionen (z. B. Batteriegehäuse) wird ein variabler Winkelentwurf angenommen: 10° für den oberen Abschnitt, 8° für den mittleren Abschnitt und 5° für den unteren Abschnitt,mit einem Auswurfmechanismus zur Unterstützung der Entformung.
3. Mechanische Abgleichung des Filetradius
Berechnung des Mindestfilletradius (Rmin):
Rmin = 0,2 × Wandstärke + 2 mm (gilt für 6er-Baureihen);
Rmin = 0,3 × Wandstärke + 3 mm (gilt für 7er / 2er Serien).
Beispiel: Bei 7075-Schmieden mit einer Wanddicke von 5 mm sollte die Ecke R ≥ 0,3 × 5 + 3 = 4,5 mm betragen, um zu vermeiden, dass die Spannungskonzentration bei R < 3 mm knackt.
Behandlung von Spezialteilen: An der Verbindung zwischen Rippen und Seitenmassen wird ein elliptischer Übergang verwendet (die lange Achse befindet sich entlang der Metallströmungsrichtung),wie z. B. die Konstruktion von R8×R12 elliptischem Filet an der Verbindung der Rippen einer bestimmten Halterung, um das Risiko einer Schmiedefalte zu verringern.
II. Abmessungstoleranzen und Bearbeitungsgrenzwerte
1. Schmiedeprozess Anpassung des Toleranzbandes
Lineare Abmessungstoleranz (siehe GB/T 15826.7-2012):
| Größenbereich (mm) | Normalgenauigkeit der Serie 6 (mm) | 7 Genauigkeitsgrad der Luftfahrzeuge (mm) |
| ≤ 50 | ±0.5 | ±0.3 |
| 50 bis 120 | ±0.8 | ±0.5 |
| 120 bis 260 | ± 12 | ±0.8 |
Geometrische Toleranzkontrolle: Flachheit ≤ 0,5 mm/100 mm, Vertikalität ≤ 0,8 mm/100 mm, dünnwandige Teile (Wandstärke < 5 mm) müssen auf 1/2 Standardwert gefüllt werden.
2. Dreidimensionale Verteilung der Bearbeitungsmenge
Radialvermögen: 3-5 mm (freies Schmieden), 1,5-3 mm (Druckschmieden) für die äußere zylindrische Oberfläche; 4-6 mm (freies Schmieden), 2-4 mm (Druckschmieden) für die innere Lochoberfläche.
Achsvermögen: Auf jeder Endoberfläche bleiben 2-4 mm. Bei Wellenbauteilen mit einem Seitenverhältnis von > 3 muss im mittleren Abschnitt ein Anti-Werkvermögen von 1-2 mm zugesetzt werden.
Ausgleichsbetrag: Bei Schmiedewerken der Serie 7 muss der Ausgleichsbetrag für die Schlüsselgröße aufgrund der großen Löschverformung um 20% bis 30% erhöht werden.zum Beispiel der zulässige Innendurchmesser eines Flansches 7075 von 3 mm auf 4 mm erhöht.
III. Identifizierung des Prozesses und besondere Anforderungen
1. Pflichtmarkierung der Faserstromrichtung
Markierungsmethode: Anhand von Pfeilen wird die Faserrichtung in der Querschnittsansicht angegeben.Der Winkel zwischen der Faserrichtung und der Hauptspannungsrichtung muss in den wichtigsten Spannungsträgerteilen (wie z. B. der Hubschraublochfläche) ≤ 15° betragen..
Verbotene Konstruktion: Vermeiden Sie, dass die Spannungsrichtung des Schmiedes senkrecht zur Faserrichtung ist (z. B. wenn die Zahnradrichtung senkrecht zur Faser ist,die Biegefestigkeit um 30% abnimmt).
2. Konstruktion der Trennfläche und Prozessleiter
Auswahlprinzip der Trennfläche:
an dem maximalen Querschnitt der Schmiede befindet, um eine Fehlausrichtung durch asymmetrische Trennung zu vermeiden;
Die Raffinität der Trennfläche der Schmiede der Serie 7 beträgt Ra≤1,6 μm, um die durch das Reißen des Blitzes verursachten Risse zu verhindern.
Prozesskopfkonstruktion: Bei asymmetrischen Schmiedewerken (z. B. L-förmigen Klammern) muss ein Φ10-15 mm Prozesskopf für die Positionierung konzipiert werden.und die Position wird im nicht belasteten Bereich ausgewählt.
3. Wärmebehandlung und Fehlererkennung
Zustandsangabe: In der Zeichnungsbezeichnung muss der Zustand von T6/T74/T651 usw. angegeben werden.es muss als "Lösungsbehandlung + natürliches Altern" gekennzeichnet sein.
Nichtzerstörende Prüfbedingungen:
Wichtige Teile (z. B. Chassisteile): Ultraschallfehlererkennung zu 100% (Akzeptanzniveau ≥ GB/T 6462-2017 II-Level);
Schmiede für die Luft- und Raumfahrtindustrie: Fluoreszenzdurchdringungsprüfung (Empfindlichkeit ≥ ASME V 2) hinzugefügt.
IV. Typische Ausfallfälle und Verbesserungspläne
1Fall: 6061 Riss des Steuerarms des Automobils
Ursprüngliches Designproblem: Die Wandstärke des Webs in der Mitte des Armkörpers ändert sich plötzlich (von 8 mm→3 mm), der Übergangsradius beträgt R2 mm und bricht bei der plötzlichen Veränderung nach dem Schmieden.
Verbessertes Design: Die Wandstärke ändert sich allmählich (8mm→5mm→3mm), die Übergangszone wird mit einem Winkel von R8mm+45° eingestellt und das Rissproblem verschwindet.
2Fall: 7075 Luftfahrtgelenksgröße nicht zulässig
Die ursprüngliche Toleranzeinstellung: Durchmesser Φ50 mm±0,3 mm (Druckschmiede), die Toleranzüberschreitung aufgrund der Schrumpfung durch Abschalten in der tatsächlichen Produktion erreichte 50%.
Verbesserungsplan: Markierung "4mm Bearbeitungsfreiheit nach Heißschmieden, Feinschmieden auf Φ50±0,05mm nach Abkühlen", und die qualifizierte Rate wird auf 98% erhöht.
V. Konstruktionswerkzeuge und Standardreferenzen
1. CAE-Simulationsgestützte Konstruktion
Verwenden Sie Deform-3D, um Metallfluss zu simulieren und Zugwinkel und Filet zu optimieren:Die Simulation einer komplexen Hülle zeigt, dass der Metalldurchflussdifferenz bei dem R5mm-Filet des ursprünglichen Designs 20% beträgt., und die Durchflussdifferenz wird nach der Umstellung auf R8mm auf 5% reduziert.
2. Referenzen der Branchenstandards
Inländisch: GB/T 15826-2012 "Bearbeitungsfreiheit und Toleranz von Stahldruckschmieden auf Hammer";
International: ISO 8492:2011 "Toleranzen für das Schmieden von Aluminium und Aluminiumlegierungen".
Zusammenfassend muss bei der Konstruktion von Aluminiumlegierungsschmiedezeichnungen die Materialeigenschaften (wie z. B. die Löschempfindlichkeit der Serie 7) tief miteinander verbunden werden.Schmiedeprozesse (z. B. Metallströmungsgesetze der Druckschmiede) und Strukturfunktionen, und die Herstellbarkeit und Leistungsfähigkeit von Schmieden durch angemessene Zugwinkel, Filetradien, Zuteilung von Zertifikaten und Prozessidentifizierung gewährleisten.Es wird empfohlen, bereits in der Konstruktionsphase mit den Schmiedeherstellern zusammenzuarbeiten und Prozessrisiken durch eine DFM-Analyse (Design for Manufacturability) im Voraus zu vermeiden.
E-Mail:Cast@ebcastings.com
