アルミ合金製の鋳造品の設計図は,鋳造過程の特徴と密接に統合され,形づくりの困難を避ける必要があります.不合理な構造設計による模具喪失や性能欠陥以下は,構造要素,寸法許容量,プロセス識別,およびアルミ合金鍛造特性との組み合わせで他の寸法に関する分析です.
I. 構造設計のプロセス適応性
1極端な構造の特徴を避ける
| タブー構造 | リスクの表れ | 改善計画 |
| 深い穴 (穴の深さ/穴の直径> 5:1) | パンチは,折りたたみされ,壊れやすいし,穴の壁は完全に満たされていない | ステップホールセグメンテッド形成を使用して,次の掘削手数料を予約 |
| 高い肋骨 (肋骨の高さ/壁厚さ > 3:1) | 金属の流れがブロックされ,肋骨の部分は詰め物がない | 移行傾斜を増加させるためのステップリブ設計 |
| 薄い壁 (壁厚さ < 2mm) | 鍛造中に冷却が速く,折りたたみやすい | 3~4mmまで部分加厚し,その後加工で薄くする |
ケース: アルミ合金モーターハウジングの設計図には Φ10mm深い穴 (穴深さ55mm) があります.後にΦ10mm×30mmの盲孔 +Φ8mm×25mmのステップホールに変更されました培養資格率は40%から92%に増加しました.
2. 引き寄せの角度の差別化設計
合金系列の対応する角:
6シリーズ (6061/6082):外壁5°-7°,内壁7°-10° (プラスチシティが良し,角度が少し小さい)
7 シリーズ (7075/7A04):外壁7°~10°,内壁10°~15° (強い消化傾向があり,詰め込みを防ぐために角を大きくする必要があります)
2シリーズ (2024/2A12):外壁6°-8°,内壁8°-12° (角が小さすぎたため開花しない).
構造の最適化:深空洞構造 (バッテリーホイスのような) では,上部には10°,中部には8°,下部には5°の変角設計が採用される.発射メカニズムで,脱模を補助する.
3フィルエ半径の機械的な調整
最小フィレラジオの計算 (Rmin):
Rmin = 0.2× 壁厚さ + 2mm (6シリーズ適用)
Rmin = 0.3×壁厚さ + 3mm (7シリーズ / 2シリーズに適用される).
例:壁厚さ5mmの鍛造物7075の場合,R<3mmでストレスの濃度が裂けないように,角Rは≥0.3×5+3=4.5mmである.
特殊部品の処理: 肋骨と網間の接続で,円筒印章の移行が使用されます (長軸は金属の流れの方向に沿っています)折りたたみのリスクを減らすために,特定のブレーキットの肋骨の接続時に R8 × R12 円筒印章のフィレットの設計.
II. 寸法許容量と加工許容量設計
1鍛造プロセス 容量帯の調整
線形寸法許容量 (GB/T 15826.7-2012参照)
| サイズ範囲 (mm) | 6 シリーズ 正常精度 (mm) | 7 エアリーズ精度級 (mm) |
| ≤50 | ±05 | ±03 |
| 50〜120 | ±08 | ±05 |
| 120から260 | ±12 | ±08 |
ゲオメトリク・トレランス制御:平らさ ≤0.5mm/100mm,垂直さ ≤0.8mm/100mm,薄壁の部分 (壁厚さ <5mm) は標準値の1/2に締め付けなければならない.
2機械加工の3次元分布
半径: 3-5mm (自由鍛造), 1.5-3mm (死具鍛造) 外側の円筒状表面; 4-6mm (自由鍛造), 2-4mm (死具鍛造) 内側の穴表面.
軸間隔:各端表面に 2-4mm が残されます.側面比 > 3 の軸部分には,中間部分に 1-2mm の反歪み帯を追加する必要があります.
割引補償: 7 シリーズの鍛造品では,大きな消化変形のために,鍵サイズ割引は20%~30%増加する必要があります.例えば 7075 フレンズの内径の許容量は 3mm から 4mm に増加した.
III. プロセス識別と特殊要件
1繊維流量方向の義務付け
標識方法: 横断図でファイバーの方向を表示するために矢印を使用する.繊維の方向と主要ストレスの方向の間の角は,主要ストレスを負う部分 (ハブボルトの穴の面積など) で ≤15° になる必要があります..
禁止設計: 鍛造のストレスの方向が繊維方向に垂直であることを避ける (例えば,ギア歯の方向が繊維方向に垂直である場合,折りたたみの強さは30%減少する).
2設計 切断面とプロセスのボス
切断面の選択原理:
鋳造の最大横切りに位置し,不対称な分離によって引き起こされる不整列を避ける.
7 シリーズ鍛造の断片表面の荒さは,フラッシュの裂け目によって引き起こされるブースを防ぐためにRa≤1.6μmである.
プロセスのボス設計:不対称な鍛造 (L型ブラケットなどの) の場合,位置付けのために Φ10-15mm プロセスのボスを設計する必要があります.ボスは後に加工され,取り除かれます.ストレスのない領域で位置が選択されます.
3熱処理状態と欠陥検出要件
ステータス識別: 図のタイトルバーは,T6/T74/T651等のステータスを示す必要があります.例えば,2024の鍛造がT4のステータスを要求する場合,"溶液処理 + 自然な老化"と表示されなければなりません.
非破壊的な試験条件:
重要な部品 (シャシー部品など):100%超音波の欠陥検出 (承認レベル ≥ GB/T 6462-2017 IIレベル)
航空宇宙級の鍛造品:?? 光浸透試験 (感度レベル ≥ ASME V 2レベル) を追加する.
IV.典型的な失敗事例と改善計画
1ケース: 6061 自動車制御腕の割れ目
元の設計問題:腕体の中央の網の壁厚さは突然変化 (8mm→3mm),移行半径はR2mmであり,鍛造後に突然変化すると裂け目があります.
改善された設計:壁の厚さは徐々に変化します (8mm→5mm→3mm),移行ゾーンはR8mm+45°の角度で設定され,亀裂の問題は消失します.
2ケース: 7075 航空関節 容量外
原始容量設定:直径 Φ50mm±0.3mm (鋳造),実際の生産で消化収縮による容量外率は50%に達しました.
改善計画: "熱鍛造後4mmの加工許容量,冷却後50±0.05mmの細工回転"をマークし,合格率は98%に増加します.
V. 設計ツールと標準基準
1CAEシミュレーション支援設計
流出をシミュレートし,流出角とフィレットを最適化します. 例えば,複雑な殻のシミュレーションでは,オリジナルの設計のR5mmフィレットの金属流量差が20%であることが示されていますR8mm に変更された後,流量差は 5% に減少します.
2業界標準の参照
国内:GB/T 15826-2012 "ハンマーで鋼筋鋳造の加工許容量と許容量"
国際:ISO 8492:2011 "アルミとアルミ合金鍛造の許容量"
概要すると,アルミ合金鍛造図の設計は,材料の特性を深く結合する必要があります (例えば7シリーズの消化感度),鋳造プロセス (鋳造の金属流量法など) と構造機能合理的なプロフトアングル,フィレット半径,許容量割り当て,プロセス識別によって鍛造物の製造可能性と性能を保証する.設計段階では鍛造業者と協働し,DFM (製造可能性のための設計) 分析を通じて事前にプロセスリスクを回避することが推奨されます..
アルミ合金製の鋳造品の設計図は,鋳造過程の特徴と密接に統合され,形づくりの困難を避ける必要があります.不合理な構造設計による模具喪失や性能欠陥以下は,構造要素,寸法許容量,プロセス識別,およびアルミ合金鍛造特性との組み合わせで他の寸法に関する分析です.
I. 構造設計のプロセス適応性
1極端な構造の特徴を避ける
| タブー構造 | リスクの表れ | 改善計画 |
| 深い穴 (穴の深さ/穴の直径> 5:1) | パンチは,折りたたみされ,壊れやすいし,穴の壁は完全に満たされていない | ステップホールセグメンテッド形成を使用して,次の掘削手数料を予約 |
| 高い肋骨 (肋骨の高さ/壁厚さ > 3:1) | 金属の流れがブロックされ,肋骨の部分は詰め物がない | 移行傾斜を増加させるためのステップリブ設計 |
| 薄い壁 (壁厚さ < 2mm) | 鍛造中に冷却が速く,折りたたみやすい | 3~4mmまで部分加厚し,その後加工で薄くする |
ケース: アルミ合金モーターハウジングの設計図には Φ10mm深い穴 (穴深さ55mm) があります.後にΦ10mm×30mmの盲孔 +Φ8mm×25mmのステップホールに変更されました培養資格率は40%から92%に増加しました.
2. 引き寄せの角度の差別化設計
合金系列の対応する角:
6シリーズ (6061/6082):外壁5°-7°,内壁7°-10° (プラスチシティが良し,角度が少し小さい)
7 シリーズ (7075/7A04):外壁7°~10°,内壁10°~15° (強い消化傾向があり,詰め込みを防ぐために角を大きくする必要があります)
2シリーズ (2024/2A12):外壁6°-8°,内壁8°-12° (角が小さすぎたため開花しない).
構造の最適化:深空洞構造 (バッテリーホイスのような) では,上部には10°,中部には8°,下部には5°の変角設計が採用される.発射メカニズムで,脱模を補助する.
3フィルエ半径の機械的な調整
最小フィレラジオの計算 (Rmin):
Rmin = 0.2× 壁厚さ + 2mm (6シリーズ適用)
Rmin = 0.3×壁厚さ + 3mm (7シリーズ / 2シリーズに適用される).
例:壁厚さ5mmの鍛造物7075の場合,R<3mmでストレスの濃度が裂けないように,角Rは≥0.3×5+3=4.5mmである.
特殊部品の処理: 肋骨と網間の接続で,円筒印章の移行が使用されます (長軸は金属の流れの方向に沿っています)折りたたみのリスクを減らすために,特定のブレーキットの肋骨の接続時に R8 × R12 円筒印章のフィレットの設計.
II. 寸法許容量と加工許容量設計
1鍛造プロセス 容量帯の調整
線形寸法許容量 (GB/T 15826.7-2012参照)
| サイズ範囲 (mm) | 6 シリーズ 正常精度 (mm) | 7 エアリーズ精度級 (mm) |
| ≤50 | ±05 | ±03 |
| 50〜120 | ±08 | ±05 |
| 120から260 | ±12 | ±08 |
ゲオメトリク・トレランス制御:平らさ ≤0.5mm/100mm,垂直さ ≤0.8mm/100mm,薄壁の部分 (壁厚さ <5mm) は標準値の1/2に締め付けなければならない.
2機械加工の3次元分布
半径: 3-5mm (自由鍛造), 1.5-3mm (死具鍛造) 外側の円筒状表面; 4-6mm (自由鍛造), 2-4mm (死具鍛造) 内側の穴表面.
軸間隔:各端表面に 2-4mm が残されます.側面比 > 3 の軸部分には,中間部分に 1-2mm の反歪み帯を追加する必要があります.
割引補償: 7 シリーズの鍛造品では,大きな消化変形のために,鍵サイズ割引は20%~30%増加する必要があります.例えば 7075 フレンズの内径の許容量は 3mm から 4mm に増加した.
III. プロセス識別と特殊要件
1繊維流量方向の義務付け
標識方法: 横断図でファイバーの方向を表示するために矢印を使用する.繊維の方向と主要ストレスの方向の間の角は,主要ストレスを負う部分 (ハブボルトの穴の面積など) で ≤15° になる必要があります..
禁止設計: 鍛造のストレスの方向が繊維方向に垂直であることを避ける (例えば,ギア歯の方向が繊維方向に垂直である場合,折りたたみの強さは30%減少する).
2設計 切断面とプロセスのボス
切断面の選択原理:
鋳造の最大横切りに位置し,不対称な分離によって引き起こされる不整列を避ける.
7 シリーズ鍛造の断片表面の荒さは,フラッシュの裂け目によって引き起こされるブースを防ぐためにRa≤1.6μmである.
プロセスのボス設計:不対称な鍛造 (L型ブラケットなどの) の場合,位置付けのために Φ10-15mm プロセスのボスを設計する必要があります.ボスは後に加工され,取り除かれます.ストレスのない領域で位置が選択されます.
3熱処理状態と欠陥検出要件
ステータス識別: 図のタイトルバーは,T6/T74/T651等のステータスを示す必要があります.例えば,2024の鍛造がT4のステータスを要求する場合,"溶液処理 + 自然な老化"と表示されなければなりません.
非破壊的な試験条件:
重要な部品 (シャシー部品など):100%超音波の欠陥検出 (承認レベル ≥ GB/T 6462-2017 IIレベル)
航空宇宙級の鍛造品:?? 光浸透試験 (感度レベル ≥ ASME V 2レベル) を追加する.
IV.典型的な失敗事例と改善計画
1ケース: 6061 自動車制御腕の割れ目
元の設計問題:腕体の中央の網の壁厚さは突然変化 (8mm→3mm),移行半径はR2mmであり,鍛造後に突然変化すると裂け目があります.
改善された設計:壁の厚さは徐々に変化します (8mm→5mm→3mm),移行ゾーンはR8mm+45°の角度で設定され,亀裂の問題は消失します.
2ケース: 7075 航空関節 容量外
原始容量設定:直径 Φ50mm±0.3mm (鋳造),実際の生産で消化収縮による容量外率は50%に達しました.
改善計画: "熱鍛造後4mmの加工許容量,冷却後50±0.05mmの細工回転"をマークし,合格率は98%に増加します.
V. 設計ツールと標準基準
1CAEシミュレーション支援設計
流出をシミュレートし,流出角とフィレットを最適化します. 例えば,複雑な殻のシミュレーションでは,オリジナルの設計のR5mmフィレットの金属流量差が20%であることが示されていますR8mm に変更された後,流量差は 5% に減少します.
2業界標準の参照
国内:GB/T 15826-2012 "ハンマーで鋼筋鋳造の加工許容量と許容量"
国際:ISO 8492:2011 "アルミとアルミ合金鍛造の許容量"
概要すると,アルミ合金鍛造図の設計は,材料の特性を深く結合する必要があります (例えば7シリーズの消化感度),鋳造プロセス (鋳造の金属流量法など) と構造機能合理的なプロフトアングル,フィレット半径,許容量割り当て,プロセス識別によって鍛造物の製造可能性と性能を保証する.設計段階では鍛造業者と協働し,DFM (製造可能性のための設計) 分析を通じて事前にプロセスリスクを回避することが推奨されます..
