锻件毛坯重量计算方法
锻件余量和材料消耗计算基本原则
锻件余量设计和材料消耗计算基本原则锻件余量设计和材料消耗计算基本原则1 范围本标准规定了滚动轴承（包括轮毂单元、凸缘等）套圈所有热锻锻件的设计基本方法，锻件重量、飞边重量、料芯重量、火耗重量、下料重量、材料消耗重量的基本计算方法。
本标准适用于滚动轴承（包括轮毂单元、凸缘等）套圈所有热锻锻件。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 12361 钢质模锻件通用技术条件GB/T 12362 钢质模锻件公差及机械加工余量CSBTS TC98.25 滚动轴承套圈锻件技术条件3 术语和定义锻件重量：锻件毛坯的实际重量飞边重量：锻造过程中外轮廓分模面处多余的材料料芯重量：锻造过程中内孔多余的材料火耗重量：锻件在锻打过程中的热损耗下料重量（切料重量）：锻打一件锻件所需要的钢坯重量材料消耗定额：锻打一件锻件所需要的钢材消耗总重量4 锻件设计基本原则4.1 锻件余量设计基本原则4.1.1 法兰盘/单元外圈/轴承座/凸缘等锻件余量设计基本原则径向余量2.2mm，外径公差+1.0mm，内径公差-1.0mm；当直径超过φ100mm时，径向余量2.5 mm，外径公差+1.2mm，内径公差-1.2mm。
（注：在保证法兰盘两端厚度C1、C2最小壁厚不小于5mm的前提下）法兰大外径D径向余量2.5mm，外径公差+1.2mm。
轴向余量2.5mm, 两端轴向余量每端各2mm，一般外轮廓公差+1.0mm，内轮廓公差-1.0mm。
法兰内孔深度一般为h1小于等于10mm，h2小于等于18mm，具体可视产品情况而定。
料芯厚度：单元外圈料芯厚度一般按8mm设计。
图一4.1.2 挡环余量设计基本原则径向余量2.5mm。
机械制造工艺学毛胚尺寸确定(详解)
确定毛胚类型及制造方法毛胚的种类和制造方法常用的毛胚种类：铸件和锻件。
铸件毛胚，在成批生产条件下，采用砂型铸造，机器造型。
金属模造型。
锻件，可承受冲击载荷、交变载荷，在成批生产条件下，采用锻模。
加工余量的分类1、总余量和工序余量总余量是指某一表面毛胚尺寸与零件设计尺寸之差。
工序余量是指每道工序切除的金属层厚度，即相邻两道工序尺寸之差。
2、单边余量和双边余量工序余量有单边余量和双边余量之分。
对于非对称表面，工序余量是单边的，称单边余量。
对于外圆和内圆这样具有对称结构的对称表面，工序余量是双边的，称双边余量，即指相邻两工序的直径尺寸之差。
3、最大余量和最小余量由于各工序尺寸都有公差，所以各工序实际切除的余量值是变化的，因此工序余量有公称余量、最大余量、最小余量之分。
相邻两工序的基本尺寸之差即是公称余量。
公称余量的变化范围称为余量公差。
工序尺寸公差一般按“入体原则”标注。
即对被包容尺寸（轴径），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸；对包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸就是基本尺寸。
一、铸件毛胚的余量铸件的尺寸公差与机械加工余量加工余量RMA：A、B、C、D、E、F、G、H、J、K共十级，其中常用的为C-K。
公差等级：CT1-CT16，常用的为CT4-CT13。
成批生产铸件机械加工余量等级注：第一行为单边余量，第二行为双边余量。
铸件公差及公差带公差带位置：对称标注最小圆角半径（mm）（1）铸件壁部连接处的内转角应有铸造圆角。
计算时热裂性较大的合金取较大值。
（2）算出数值后，应选取与其接近的机械制造业常用的标准尺寸（详见GB2822-81）。
为便于制造，半径应尽可能统一。
例如，对于砂型及金属型铸件，一般统一用R3或R5，对压铸件用R1或R2。
铸造最小孔径表3-19 起模斜度（根据JB/T 5105-91）用二、锻件毛胚的余量选择毛胚该零件材料为45钢。
由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧性，获得纤维组织，以使金属纤维尽量不被切断，毛胚选用锻件。
铸造、热处理、锻造工艺基础
5.2锻造比 • 锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。 锻造比以金属变形前后的横 断面积的比值来表示。不同的锻造工序，锻造比的计算方法各不相同。 • 1、拔长时，锻造比为y=F0/F1或y=L1/L0 • 式中F0,L0—拔长前钢锭或钢坯的横断面积和长度； • F1 ,L1—拔长后钢锭或钢坯的横截面积和长度。 • 2、镦粗时的锻造比，也称镦粗比或压缩比，其值为 • y=F1/F0或y=H0/H1 • F0, H0—镦粗前钢锭或钢坯的横截面积和高度； • F1, H1—镦粗后钢锭或钢坯的横截面积和高度。
三箱造型浇注位置和分型面
5/
2.3浇注位置选择原则
（1）铸件的重要加工面应朝下或侧立。因铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、 夹渣等缺陷，组织也不如下表面致密； （2）铸件的大平面应朝下。大平面朝上容易产生夹砂缺陷 （3）为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，应将面积较大的薄壁部分 置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜的位置； （4）对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸型的上部或侧面，以便 在铸件厚壁处直接安置冒口,使之实现自下而上的定向凝固。
两组数 铸铁选用
13/
4.1 PROCAST仿真简介 • Procast是为评价和优化铸造工艺与铸造产品而开发的专业CAE软件 • Procast是所有铸造模拟软件中集成化程度最高的 • 配备了功能强大的数据接口和自动网格划分工具 • 全部模块化设计，适合任何铸造过程的模拟 • 采用有限元技术，是目前唯一能对铸造凝固过程进行热——流动——应力完
24/
5.4锻造术语 • 锻件重量：锻件毛坯的实际重量 • 飞边重量：锻造过程中外轮廓分模面处多余的材料 • 料芯重量：锻造过程中内孔多余的材料 • 火耗重量： 锻件在锻打过程中的热损耗 • 下料重量（切料重量）：锻打一件锻件所需要的钢坯重量 • 材料消耗定额：锻打一件锻件所需要的钢材消耗总重量
锻件通用技术要求
轴承外径D
bmax
hmax
≤120
0.10
10
120-260
0.15
14MnMoV
≥ 150
600-650回火
4MnMoVB
≥ 150
在气温较低、 焊接件厚度较大的情况下焊接的普通低合金结构,应按表2的规定预热.
表2 :
钢板厚度 mm
焊接气温 ℃
预热温度 ℃
≤16
－10以下
100-150
16-24
－5以下
100-150
24-40
0以下
任何温度
＞40
0以下
任何温度
6.有密闭内腔的焊接件,在热处理之前,应在中间隔板上适当的位置加工Φ10mm孔,使其空腔与外界相通.需在外壁上钻孔的,在热处理后要重新堵上.7.焊缝射线探伤应符合GB3323-82的规定.要进行力学性能试验的焊接,应在图样或订货技术要求中注明.焊缝的力学性能试验种类、试样尺寸按GB2649-81-GB2656-81的规定,试样板焊后与工件经过相同的热处理,并事选经过外观无损探伤检查.8.焊件要进行密封性检验和耐压试验时,应按本标准要求进行.对耐压试验有要求时, 应在图样或订货要求中注明试验压力和试压时间.
4、涂装通用技术条件JB/ZQ4000.10-88
1.涂装前对物体的表面要求应符合本标准的规定.2.除锈后的金属表面与涂底漆的间隔时间不得大于 6h,酸洗处理表面与第一次涂底漆时间不少于 48h,但无论间隔时间多少,涂漆前表面不得有锈蚀或污染.3.铆接件相互接触的表面, 在联接前必须涂厚度30-40μm防锈漆.由于加工或焊接损坏的底漆,要重新涂装.4.不封闭的箱形结构内表面, 在组焊前必须涂厚度60-80μm防锈漆, 封闭的箱体结构件内表面不涂漆 .5.溜槽、漏斗、裙板内表面、平衡的重箱内表面、安全罩内表面、封闭箱且在运输过程中是敞开的内表面等,必须涂厚度60-80μm防锈漆.6.涂层的检查项目及方法应符合本标准的规定.
锚固法兰制造工艺
锚固法兰制造工艺42”，600# ，S=20.6 ，ASTM A694 F701.原材料采购根据供货清单，法兰锻件原材料采用F70圆钢。
2.原材料复检2.1检查原材料质保书（材料标准、牌号、化学成分、炉号等）2.2对实物做化学成分分析，核对与质保书所示内容和标准ASTM A694是否相符。
3.下料3.1计算得法兰净重G净=1171KG，锻件重量G锻=1373KG，毛坯重量为G坯料=1458KG。
3.2锻造下料用φ450圆钢，长度为1200mm。
3.3锯切下料。
3.4标记移植（坯料上要有原材料炉号）。
4.加热4.1根据材料牌号和有效散热尺寸φ450，确定最高装炉温度为1200℃。
按《加热工艺规范（锻件）》进行。
5.锻造5.1采用自由锻造。
5.2锻造始锻温度为1150℃，终锻温度为850℃。
5.3为保证锻造质量，该锻件的锻造比为Y1不小于3.0。
具体操作过程按照《锻造工艺规程（锻件）》进行。
6.热处理根据材料牌号和有效散热尺寸，对A694 F70锻件进行的热处理方式为淬火加回火。
淬火温度为910-930℃，保温时间为240min，出炉温度920℃，空气自然冷却。
回火温度为600~620℃，保温时间为360min，出炉温度610℃，空气自然冷却。
7.粗车去除锻件表面的氧化皮，按照图纸尺寸进行粗加工。
8.无损探伤8.1锻件按JB/T4730.3进行超声检测，Ⅰ级合格。
8.2按GB/T223.1进行硬度试验，检测结果应满足相关标准的规定。
9.精车根据图纸所示粗糙度进行精加工，尺寸及公差范围按照图纸的相关规定。
10.表面处理法兰表面去除毛刺，作防腐处理。
11.成品检验对法兰的所有尺寸、表面质量按照标准进行总检。
12.标识法兰的外圆柱表面应打钢印，具体内容为：名称规格压力等级壁厚材质炉号厂标。
13.包装入库。
(完整版)金属工艺学(压力加工)
锻造齿轮毛坯，应对棒料镦粗加工，使其纤维呈放射状，有利于齿轮的受力。 曲轴毛坯的锻造，应采用拔长后弯曲工序，使纤维组织沿曲轴轮廓分布，这样曲轴 工作时不易断裂。
第三节 金属的可锻性
金属的可锻性是衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难 易程度的工艺性能。
转体锻件。
第二节 锻造工艺规程的制订
一、绘制锻件图
锻件图是以零件图为基础，结 合锻造工艺特点绘制而成。
1.敷料、余量及公差
敷料:为了简化零件的形状和 结构、便于锻造而增加的 部分金属。
加工余量：在零件的加工表面 上，为切削加工而增加的 尺寸。
锻件公差:是锻件名义尺寸允 许的变动量。金工动画\锻 件图.exe
二、常用的压力加工方法：
a）轧制 b）挤压 c）拉拔 d）自由锻 e）板料冲压 f）模锻
金工动画\压力加工\视 频\挤压.avi
金工动画\压力加工\视频\镦粗.avi
三、压力加工的特点 （1）改善金属的组织、提高力学性能。 （2）材料的利用率高。 （3）较高的生产率。 （4）毛坯或零件的精度较高。 钢和非铁金属可以在冷态或热态下压力 加工。可用作承受冲击或交变应力的重要零 件，但不能加工脆性材料（如铸铁）。
可锻性常用塑性和变形抗力来衡量。金属的可锻性取决于金属 的本质和加工条件。
一、 金属的本质
1.化学成分的影响 纯金属的可锻性比合金好；碳钢的含碳量越低，可锻性
越好。 2.金属组织的影响
纯金属及单相固溶体比金属化合物的可锻性好;细小的 晶粒粗晶粒 好；面心立方晶格比体心立方晶格好 。
二、加工条件
1.变形温度的影响 热变形可锻性提高.但温度过高将发生过热、过烧、脱
锻造工艺规范
锻造工艺规范1 工艺文件1.1 工艺文件的设计与编制 1.1.1 锻造工艺卡的设计锻造工艺的设计原则是以工厂标准、技术协议、订货合同和图纸技术要求为依据，力求工艺技术先进、经济合理。
工艺图和卡片必须完整、正确、统一、清晰。
1.1.2 锻件毛坯取样图的设计当锻件在冷加工进行毛坯取样时，应按工厂标准、技术协议、订货合同和图纸技术要求设计锻件毛坯取样图。
1.2 工艺评审重点产品的试制件和关键件的专用工艺，由专业和产品技术负责人负责组织工艺评审，并保存记录。
2 锻件机械加工余量和公差 2.1 总则2.1.1 本标准为编制锻件工艺时确定机械加工余量、尺寸公差、附加余块的依据。
2.1.2 本标准适用于液压机上自由锻造的锻件，有专用模具的锻件的余量和公差由工艺编制人员另行确定。
2.1.3 本标准适用于碳素结构钢及合金结构钢，冷、热作模具钢，冷、热轧工作辊、支承辊的锻件，特殊材料的锻件余量和公差由工艺编制人员另行确定。
2.1.4 粗加工余量、热处理及机械加工卡头、理化检验试料等特殊要求的留量不包括在本标准之内。
2.1.5 锻件的弯曲、相对位移（同轴度、位置度）、圆度、棱、圆角等形状位置公差都应在余量43范围内（即应保证最少有41的机械加工余量）。
2.1.6 余量与公差的配置如下图：D ：零件尺寸 C ：锻件公称尺寸（基本尺寸） C ′：锻件最大尺寸 C ″：锻件最小尺寸 а：锻件名义机械加工余量δ′：下偏差（负公差） δ″：上偏差（正公差）2.1.7 本规范未包括的特殊形状的锻件及尺寸超出本规范的锻件，其余量和公差由工艺编制人员参照本规范确定。
2.1.8 在确定锻件余量时，必须兼顾零件的局部尺寸与整体尺寸的关系，局部应照顾整体，以减少加工余量。
2.1.9 易焊钢种和留有粗加工余量在粗加工后允许存在可以加工掉的局部黑皮的锻件，其锻造余量应比本标准表中规定值减少10～20%（按复杂程度）。
对易产生裂纹又不易焊补钢种（如9Cr2Mo 、32Cr2MnMo 、60CrMnMo ）等锻件的余量不应比表中规定值减少。
锻造知识及问题汇总
（4）氢的影响 钢中的氢是由锈蚀含水的炉料或从含有水蒸气的炉气中吸入的。此外在含氢的还原性气
氛中加热钢材、酸洗及电镀等，氢均可被钢件吸收，并通过扩散进入钢内。 氢对钢的危害是很大的。一是引起氢脆，即在低于钢材强度极限的应力任用下，经一定
主要体现在以下组织和性能： 1）打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度
和应力条件下，焊合内部空隙，提高材料的致密度。 2）铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模具锻造，使锻件
得到合理的纤维方向分布。
3）控制晶粒度的大小和均匀度。 4）是组织得到形变强化或形变---相变强化等。 通过上述组织的改变，使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度、 和持久强度也随之得到了改善。之后通过锻后热处理就可以得到零件所要求的 硬度、强度、塑性等良好的综合性能。
D、但是不是所有的缩孔都可以焊合，在金属结晶时，在金属的冒口附近形成 的集中缩孔以及二次缩孔，由于其表面被氧化，故不能在压力加工时焊合。此外， 分散缩孔（即缩松），和等轴晶区的显微组织相似，杂质较少，且表面未被氧化， 也是可以在压力加工时焊合的。
（二）、钢中杂质元素的影响
（1）锰和硅的影响 锰和硅是炼钢过程中必须加入的脱氧剂，用以去除溶于钢液中的氧。锰除了
二、锻造的基本知识
（一） 锻造的含义
锻造就是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
二、锻造的基本知识
（二）锻造的分类
（1）按照工具模具安置情况分类
自由锻造（固定的平砧或者型砧成型）
胎模锻（锻造模具为可移动式）
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1、锻件毛坯重量为：G毛坯= G锻件+ G烧损
2、G锻件计算方法为：
(1):对于矩形锻件：G锻件= 7.85×A×B×C(碳钢和低合金钢)
G锻件= 7.93×A×B×C(不锈钢)
A、B、C为矩形锻件毛坯外形尺寸（长、宽、高）。
（2）：对于圆饼形锻件：G锻件= 6.17×D2×H(碳钢和低合金钢)
G锻件= 6.23×D2×H(不锈钢)
D为圆饼形锻件毛坯外径；H为圆饼形锻件毛坯高度。
（3）：对于圆环形锻件：G锻件= 6.17×D2×H-6.17×d2×H +1.6φ2 H (碳钢和低合金钢)
G锻件= 6.23×D2×H-6.23×d2×H +1.6φ2 H (不锈钢)
D为圆环形锻件毛坯外径；d为圆环形锻件毛坯内径；H为圆环形锻件毛坯高度；
φ为冲孔用冲头外径；1.6φ2 H为芯料重量。
（4）：对于不冲孔法兰形锻件：G锻件= 6.17×D2×C + 6.17×(N/2+A/2)2×(H-C) (碳钢和低合金钢)
G锻件=6.23×D2×C + 6.23×(N/2+A/2)2×(H-C) (不锈钢)
D为法兰锻件毛坯外径；C为法兰锻件毛坯厚度；H为法兰锻件毛坯总高度；A 为法兰锻件毛坯焊端外径；N为法兰锻件毛坯颈部外径。
（5）：对于冲孔法兰形锻件：G锻件= 6.17×D2×C + 6.17×(N/2+A/2)2×(H-C) -6.17×d2×H +1.6φ2 H (碳钢和低合金钢)
G锻件= 6.23×D2×C + 6.23×(N/2+A/2)2×(H-C) -6.23×d2×H +1.6φ2 H (不锈钢)
D为法兰锻件毛坯外径；d为法兰锻件毛坯内径; C为法兰锻件毛坯厚度；H为法兰锻件毛坯总高度；A为法兰锻件毛坯焊端外径；N为法兰锻件毛坯颈部外径。
φ为冲孔用冲头外径；1.6φ2 H为芯料重量。
3 、G烧损计算方法为: G烧损=K G锻件
K为烧损系数，锻件锻一次完成K=0.05; 锻件锻二次完成K=0.06；锻件锻三次完成K=0.07；锻件锻四次完成K=0.08. 一般地当重量≤３0Kg的矩形锻件和圆饼形锻件K=0.05;不冲孔的法兰锻件及重量≤100Kg的矩形锻件和圆饼形锻件K=0.06；重量≤100Kg环形锻件和重量≤100Kg冲孔的法兰锻件及重量≤500Kg的矩形锻件和圆饼形≤锻件K=0.07；重量＞100Kg环形锻件和重量＞100Kg冲孔的法兰锻件及重量＞500Kg 的矩形锻件和圆饼形锻件K=0.08.
4、锻件余量：当工件最大尺寸≤150mm时，锻件余量取１２mm；当工件最大尺寸＞150mm且≤３5０mm时，锻件余量取２０mm；当工件最大尺寸＞３50mm时，一般都是机械手操作，锻件余量相对手工操作要大些，当工件最大尺寸＞３5０mm且≤６００mm时，锻件余量取３０mm；当工件最大尺寸＞６０0mm且≤１０００mm 时，锻件余量取４０mm；当工件最大尺寸＞１００0mm且≤２０００mm时，锻件余量取５０mm；当工件最大尺寸＞２００0mm，锻件余量取６０mm．５、关于1.6φ2 H为芯料重量说明：φ为冲孔用冲头外径，一般取冲孔内径的
2／５，φ最大外径为50０mm．
６、其他说明：当工件内径≤150mm时不冲孔；当工件内径＞150mm时冲孔。
Ⅲ级和Ⅳ级法兰锻成圆饼状或圆环状；当法兰外径≤350mm时，法兰锻成法兰状；当法兰外径＞350mm时，法兰锻成圆饼状或圆环状。
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