锻造工艺设计 锻件及冲压件结构工艺性分析共68页文档
结构工艺性

第八章结构工艺性第一节结构工艺性概述机器由许多零件组成,每一零件结构设计的是否合理直接关系到加工制造难易程度及对使用性能的影响,所以通常工程技术人员在设计整机或零部件时,要从机器的使用、制造等方面全面考虑。
为了评定机器结构的设计质量,通常引用“结构工艺性”概念。
如果所设计的产品(零件)根据一定的生产规模且能保证有较好的使用性能(如寿命长、效率高、安全可靠性、安装及维修方便等)前提下,能用劳动量小、高效率、材料消耗少、较低成本的方法制造出来,那我们说此“零件结构工艺性好”,或“具有结构工艺性”。
另外,如果设计的机器或零件既能保证使用要求,又可用最少的材料制造出来,我们称其为“节材性”。
节材性包括三个要素:1.机器或零件重量轻。
2.制造过程中产生废料少。
3.特殊钢材及稀有、贵重金属用量少。
生产一台机器或一个零件的过程,一般都要经过毛坯制造、切削加工、热处理和装配等过程,所以结构工艺性是个整体概念。
在进行结构设计时必须将各生产过程对零件结构工艺性的要求全面考虑,综合分析,不应顾此失彼,使在不同生产阶段都具有良好的工艺性。
如不能周全的兼顾到各工种时,则应抓住主要矛盾,以求确定出较理想的方案,从而获得较好的结构工艺性。
零部件的结构工艺性与生产规模密切相关,并随着科学技术发展而变化。
生产批量是影响结构工艺性的首要因素,批量大小不同,制造方法不同,结构工艺性不同。
先进制造工艺与新技术的发展与应用是促进零件结构工艺性变化的又一重要因素。
如采用电解、电火花、激光、超声波等加工工艺可使一些较复杂型面、难加工材料、微孔、窄缝等的加工变的较为容易,又如精密铸、锻、精密冲压、挤压、轧制等工艺,可使毛坯精度大大提高,接近于成品。
结构工艺性基本内容包括:a.机器的系列化、通用化、标准化及合理的技术要求;b.毛坯结构工艺性;c.切削加工零件结构工艺性;d.热处理结构工艺性;e.机器结构的装配工艺性第二节机器的“三化”及技术要求合理性机械行业迅速发展对各种机器的质量及品种多样化提出了更多的要求,但这给设计制造和维修带来了一定的难度及复杂化。
第四节 锻造及冲压零件的结构工艺性

拉深件凸缘和底部 应保证有一定的圆 弧半径;法兰边直 径不宜过大,以免 影响工件质量与模 具寿命,增加加工 难度。
四 、冲压件的精度和表面质量
总的说来 , 对冲压件的精度要求不应过 高 , 否则会提高制件的生产成本。 一般落料件的精度等级应小于IT10;冲孔 件的精度等级应小于 IT9;弯曲件的精度等级 应小于IT8~IT10( 整形后可达 IT7), 其中直 径精度等级应小于 IT8~IT9, 厚度精度等级 应小于 IT9~ IT10 。 一般冲压件的表面质量不应高于板料的表 面质量 , 否则要增加精整工序或者进行机械 加 工 序或者进行机械加工。
避免锥体或斜面结构
避免几何体的交接处形成空间曲线
避免加强肋、 凸台,工字形、 椭圆形或其它非 规则截面及外形, 若采用特殊工具 或特殊工艺来生 产,会降低生产 率,增加产品成 本。
合理采用组合结构。每个简单件锻造成 形后,再用焊接或机械联接方式构成整体零 件。
螺纹联接
焊接
整体锻件
组合结构
避免工字形,椭圆形,或其它不 规则截面及外形。
结构工艺性要求
Hale Waihona Puke 不 合 理合 理冲裁件上不宜出 现狭长臂或切口 以免增加加工困 难和影响模具寿 命。
切口处应有适当 斜度,以免工件 从凹模中退出时 舌部与凹模内壁 磨擦。
2、弯曲件的结构工艺性
结构工艺性要求
窄料小半径弯曲 件且宽度有严格 要求时,应在弯 曲处留切口。
不 合 理
合 理
对需局部弯曲的 工件,应预冲防 裂槽或外移弯曲 曲线,以免在交 界处产生撕裂。
第四节 锻造及冲压零件的结构工艺性
一、自由锻件结构工艺性
设计原则: 在满足使用性能的前提下,便于锻造,节 约金属,提高生产率。
锻造和冲压零件的结构设计

(1)避免锻件横 截面面积相差过大, 避免模锻件上有薄 壁、高肋及直径过 大的凸缘。
(a)
(b)
图7-38 模锻件结构工艺性示例1
(a)
(b)
图7-39 模锻件结构工艺性示例2
(2)对于形状复杂的锻件可考虑采用锻焊组合结构,如图7-40所示。 (3)为保证锻件易于从锻模模膛中取出,锻件必须具有一个合理的分模 面。 (4)在零件结构允许的情况下,尽量避免有深孔或多孔结构。当孔径小 于30 mm或孔深大于直径两倍时,不能直接冲出通孔,只能先压凹。
(一)对落料件和冲孔件的要求
在设计落料件和冲孔件时,应考虑以下原则。
(1)零件外形力求简单、对称。零件应尽可能采用圆形、矩形等规则 的形状,这样可以在排样时将废料减少到最低的程度,如图7-41所示。
(2)零件应尽量避免槽与细长悬臂结构,否则模具制造困难、寿命低。
(a)材料利用率高
(b)材料利用率低
图7-42 冲压件尺寸与厚度的关系
(二)对弯曲件的要求
(1)为了防止弯曲破裂,弯曲时应考虑纤维组织的方向,并且弯曲半 径R不能小于材料弯曲半径的最小许可值。常用材料的弯曲半径最小许可值 如表7-8所示。
材料
08 钢,10 钢 20 钢,30 钢,45 钢
黄铜、铝 硬铝
表7-8 弯曲半径最小许可值
弯曲半径最小许可值
圆柱体与圆柱体交接处的锻造很
2
困难,应改为平面与圆柱体交接,
或平面与平面交接
序号
不合理
3
表7-6(续)
合理
说明
加强肋与表面凸合等结构是难以 用自由锻方法获得,应避免这种设 计;椭圆形或工字形截面、弧线及 曲线形表面,也应尽量避免
(二)模锻件的结构工艺性
机械工艺夹具毕业设计21锻件的结构设计与工艺性分析

摘要目前国内外的锻造方法主要的仍然是自由锻和模锻,工业发达国家的模锻大大超过自由锻。
因为模锻生产率高,锻件尺寸精度高,材料利用率高,纤维组织沿锻件轮廓分布,故力学性能好,故强度高,耐冲击抗疲劳。
如果能结合胎膜锻、型砧锻,其经济效益会显著提高,“锻压”是人类发明的最古老的生产技术之一,也是机械制造业中重要的技术之一。
它包含了锻造和冲压技术,以及与之相关的塑性变形技术。
锻造作为金属加工的主要方法和手段,因此锻造工艺是发展趋势,锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命,锻件是机器中负重载荷的零件,特别适合结构尺寸小而载荷大或受疲劳载荷的零件。
不懂锻件设计就有可能违反锻造原理和锻造结构工艺性,轻则延长零件的生产周期锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件的外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命,增加制造困难,增加成本;重则可能无法把您设计的零件锻造出来。
本设计将通过对各种锻件的具体案例的结构设计及其工艺性进行分析,把握锻件的结构设计及其工艺性的制造规律,并通过其规律的把握,达到灵活运用制造技术,合理设计零件结构及其工艺的目的。
关键词:自由锻;模锻;锻造工艺;胎膜锻;结构IAbstractCurrently,forging method at home and abroad,mainly remains Free forging and Roll forging,Model Forging of Industrial developed countries easily outnumbered Free forging. Beca mechanical property. High strength, impact fatigue resistance. "Forge" is one of the oldest use of high production rate of Roll forging,high dimension precision of forging,high utilization ratio of material and fibrous tissue distributes the outlines of forging,so it has good production technology of human invention, is one of the important technology in mechanical manufacturing industry. It includes the forging and stamping technology, and the plastic deformation associated with technology. Forging as main methods and means of metal processing . Forging ps histiocytomarocess can ensure the continuity of metallic fibrou , consistent with appearance of fibrous tissue and forgings forging, metal flow line complete, guaranteed parts with good mechanical properties and long service life, Forging is the weight-bearing loads in the machine parts, particularly suited to the structure of small size and loading large or subject to fatigue loading parts,If we can combine The fetal membrane hammers and the swage block hammers,the Economic efficiency will obviously enhances,so Forging craft is the trend of development, we will disobey Forging principle and Forging structure technology capability if we can not understand Forging design, the result range from not forging the components to protracting the production cycle, increasing manufacturing difficulties and costing this Graduation Project, we can grasp the law of the manufacture of structural design and forging structure technology capability by analysising the structural design of a wide range of forging and the technology capability, also nimbly use the technique of manufacture, reasonably design the structural and the craft by grasping the law.Keywords:Free forging;Roll forging;Forging craft;The fetal membrane hammers;structuralII目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)第1章绪论 (3)1.1 目前锻件的应用 (3)1.2 目前国内外发展概况和发展趋势 (4)第2章锻件的结构设计及工艺性分析 (5)2.1 对锻造零件结构工艺性的要求 (5)2.2 锻件组织特点 (5)2.3 锻件的结构工艺性 (5)2.3.1自由锻件的结构工艺性 (5)2.3.2 模锻件的结构工艺性 (9)第3章锻件的结构设计错误示例及其改进 (12)3.1 模锻件的分模位置问题 (12)3.1.1 上下对称锻件的分模位置不应选在上平面或下平面 (12)3.1.2 倾斜锻件不宜采用折线分模 (13)3.1.3 左右对称的锻件,分模面不宜选在过度截面上 (14)3.1.4 高度小于或者等于台阶直径的圆饼类锻件,不宜轴向分模 (15)3.1.5 头部较大的轴类锻件不宜直线分模 (16)3.2 模锻件的模锻斜度问题 (17)3.2.1 模膛内侧不能与分模面垂直 (17)3.2.2 同一锻件的内模斜度不应比外模斜度小 (18)3.2.3 同一锻件上不宜出现多种模锻斜度 (20)3.2.4 分模面两侧的模锻斜度不能相互错开 (21)3.3 零件上过于复杂的部分不要锻出,应合理设计余块 (21)3.3.1 对于有凸缘的锻件 (22)3.3.2对于有难成形的复杂形状的锻件 (23)3.3.3 对于零件相邻台阶直径相差不大的锻件 (25)3.4 需增设定位块的锤上模锻件 (26)III3.5 模锻件连皮的问题 (27)3.5.1 冲孔连皮不能太薄,也不宜太厚 (27)3.5.2 锻件内孔较大时,不宜用平底连皮 (28)3.5.3 锻件上的小孔不宜锻出连皮, 只进行压凹 (29)3.6 对于法兰较薄的锻件,在锻件两侧各增加一块工艺凸台敷料 (31)3.7 合理确定锻件的分合 (32)3.7.1 单拐曲线两件合锻 (32)3.7.2 轴套类零件两件合锻 (33)3.7.3 复杂模锻件的分锻 (34)3.7.4 有骤变横截面模锻件的分锻 (35)3.8 合理确定锻件的凸肩 (36)3.8.1 凸肩与锻件直径相差不大时不宜锻出凸肩 (36)3.8.2 高度过小的凸肩不要锻出 (37)3.9自由锻件结构应力求简单 (38)3.9.1 自由锻件应尽量避免有锥形和斜度平面 (38)3.9.2 自由锻件应避免两曲面或曲面与棱柱面交接 (40)3.9.3 自由锻件应避免加强筋 (41)3.9.4 自由锻件不允许在基体上或在叉件内侧有凸台 (42)3.9.5 大型锻件台阶余面的重量不能忽视,锻造设备不能选择过大,也不能选择太小 (43)3.10 孔径小于30mm的孔,不宜锻出 (45)3.11 模锻件应尽可能直接模锻成形 (46)3.12 加大连接板的厚度 (47)3.13 复杂锻件应成对称形状,可使模具和夹具通用 (48)3.14 合理选择锻件上的倒圆半径 (49)3.15 不能忽视预锻成型 (50)3.16 平锻机上终锻成形时的冲孔芯料不能太薄 (51)3.17 合理安排毛刺、飞边的位置 (52)第4章结论 (54)参考文献 (55)致谢 (56)IV前言现代科学技术的迅猛发展,迫使作为现代工业基础的机械制造业也必须紧跟时代的脉搏,并应超前于其他工业部门的发展,为他们提供大量优质的装备。
锻压件结构工艺性

影响冲压件工艺性的主要因素有:
冲压件的几何形状; 尺寸; 精度及材料等
。
1、冲压件的形状
(1)为便于冲压模具制造和耐用,并使冲压时坯料受力 和变形均匀,保证冲压件的质量。冲压件外形应力求 简单、对称,尽可能采用圆形或矩形等规则形状。 (2)冲压件的形状应便于排样,力求做到减少废料,以
提高金属的利用率。
2、冲压件的尺寸
(1)冲裁件上的转角应采用圆角,避免尖角处因应 力集中而被模具冲裂。
(2)冲裁件应避免过长的悬臂和狭槽结构,防止因 凸模过细而在冲裁时折断。
(3)弯曲件的弯曲半径应大于材料许用的最小弯曲半径 rmin/t≥(0.25~1.0); 弯曲件的直边长度H>2t; 弯曲件上孔的位置应位于变形区之外,L>(1.5~2)t。
(3)采用压出加强筋的方法来提高制件的刚度,以实 现薄材料代替厚材料,节省金属。 (4)对于形状复杂的冲压件,采用冲-焊结构,先分别 冲制若干简单件,然后再焊成整件,以简化工艺,降 低成本。
冲-焊结构零件(5)采Fra bibliotek冲口工艺,以减少组合件数量。
(6)在不影响使用性能前提下,改进制件结构以减 少工序,节省材料,降低成本。
模锻斜度
③ 零件外形力求简单、平直和对称,尤其应避免零件
截面间差别过大,或具有薄壁、高筋、凸起等结构, 以便于金属充满模膛和减少工序。
④ 模锻件应尽量避免窄沟、深槽和深孔、多 孔结构; ⑤ 形状复杂的模锻件应采用锻焊结构,以减 少余块。
三、 冲压件的结构工艺性
冲压件的设计不仅应保证具有良好的使用性能, 而且也应具有良好的工艺性能,以减少材料的消耗、 延长模具寿命、提高生产率、降低成本及保证冲压件 质量等。
(4)拉深件的圆角半径不能过小。否则必将增加拉 深次数和校形工序。
锻造工艺可行性分析报告

锻造工艺可行性分析报告1. 引言锻造是一种制造金属零件的常见工艺,通过对金属材料施加力和热以改变其形状和性能。
在日常生活和工业制造中都有广泛应用。
本篇报告旨在对锻造工艺的可行性进行分析,包括材料选择、工艺流程、生产成本和质量控制等方面的内容。
2. 材料选择在进行锻造工艺可行性分析时,首先需要选择合适的材料。
通常情况下,金属材料是最常用的锻造材料,如钢、铝、铜等。
选择合适的材料要考虑以下几个因素:- 锻造性:材料的锻造性能是衡量其可锻造性的重要指标,包括塑性、可锻变形量和热稳定性等因素。
- 强度:材料的强度决定了锻件的负荷能力,选择具有足够强度的材料可以确保锻件的使用寿命和安全性。
- 经济性:材料的价格和供应情况也是进行选择的考虑因素之一,应选择经济实用的材料。
3. 工艺流程在确定了合适的材料后,下一步是设计合理的工艺流程。
工艺流程应包括以下几个环节:- 翻热和预锻:通过加热材料并进行预处理,提高材料的塑性和可锻性,为后续锻造做好准备。
- 锻造:将加热后的材料放入锻造设备中,施加力和冲击以改变材料形状和结构,得到所需的零件。
- 冷却和退火:通过冷却和退火处理,消除锻造过程中产生的应力和变形,提高锻件的强度和韧性。
- 修整和加工:对锻件进行修整和加工,包括切割、修整边角、孔加工等,以满足零件的要求。
4. 生产成本生产成本是衡量锻造工艺可行性的重要指标之一。
在进行锻造工艺可行性分析时,需要综合考虑以下几个因素:- 设备投资:锻造设备的购买和维护费用。
- 原材料成本:选用材料的价格和加工费用。
- 劳动力成本:员工的工资和相关福利费用。
- 能源消耗:锻造过程中的能源消耗,如电力和燃料费用。
通过综合计算上述成本,可以得出整个锻造工艺的生产成本,以供决策者做出合理的选择。
5. 质量控制质量控制是确保锻造工艺可行性的重要环节。
在锻造过程中,应采取有效措施来控制锻件的质量,包括以下几个方面:- 检测设备:确保使用高精度、可靠的检测设备进行材料和锻件的检测,如金相显微镜、超声波探伤仪等。
冲压件工艺性分析与计算(doc 8页)(正式版)
一.冲压件工艺性分析(1)材料分析08F是优质沸腾钢,强度低和硬度、塑性、韧性好,易于拉伸和冲裁成形。
(2)结构分析冲压件为外形为弧形和直边组成近似矩形的结构、有凸缘筒形浅拉深、冲三个圆孔的结构。
零件上有3个孔,其中最小孔径为5.5mm,大于冲裁最小孔径≥1.0t=1.2mm的要求。
另外,孔壁与制件直壁之间的最小距离满足L=3.475≥R+0.5t=1.6.的要求。
所以,该零件的结构满足冲裁拉深的要求。
(3)精度分析零件上有4个尺寸标注了公差要求,由公差表查得其公差要求都属于IT11~IT13,所以,普通冲裁可以满足零件的精度要求。
由以上分析可知,该零件可以用普通冲裁和拉深的加工方法制得。
二.冲压件工艺方案的确定(1)冲压方案完成此工件需要落料、拉深、冲孔三道工序。
因此可以提出以下5种加工方案分:方案一:先落料,再冲孔,后拉深。
采用三套单工序模生产。
方案二:落料—拉深—冲孔复合冲压,采用复合模生产。
方案三:冲孔—拉深—落料连续冲压,采用级进模生产。
方案四:拉深—冲孔复合冲压,然后落料,采用级进模生产。
方案五:落料—拉深复合冲压,然后冲孔。
采用两套模生产。
(2)各工艺方案的特点分析方案一和方案五需要多套工序模,模具制造简单,维修方便,但生产成本较低,工件精度低,不适合大批量生产;方案二只需一副模具,冲压件的形状位置精度和尺寸精度易于保证,且生产效率高。
方案三和方案四的级进模,生产效率高,但模具制造复杂,调整维修麻烦,工件精度较低;(3)工艺方案的确定比较三个方案,采用方案五生产更为合理。
尽管模具结构较其他方案复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。
因此,在本设计中,将采用落料、拉深复合模的设计方案。
三.冲压工艺计算(1)凸、凹模刃口尺寸的计算根据零件形状特点,刃口尺寸计算采用分开制造法。
落料件尺寸的计算,落料基本计算公式为A 0max A )(δ+-=X ΔD D0min max 0min A T T T )()(δδ----=-=Z X ΔD Z D D尺寸44mm ,经查得该零件凸、凹模最小间隙Z min =0.126mm ,最大间隙Z max =0.180mm ;凸模制造公差m m 02.0T =δ,凹模制造公差m m 03.0A =δ。
锻造工艺设计 锻件及冲压件结构工艺性分析共70页文档
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事, 只想现 在的事 。现在 有成就 ,以后 才能更 辉煌。
18键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前,莽撞的 人只能 引为烧 身,只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
56、书不仅是生活,而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次,但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许,为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处, 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定,就要勇敢地 走到底 ,决不 回头。 ——左
锻造工艺设计 锻件及冲压件结构工艺性分析PPT课件
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3. 确定锻造工序
2)轴类件:拔长、切肩、锻台阶
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2.7 锻造工艺设计
自由锻工艺设计
3. 确定锻造工序
3)筒类件:镦粗、冲孔、芯轴上拔长
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2.7 锻造工艺设计
自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
3)筒类件:镦粗、冲孔、芯轴上拔长
下料
镦粗
冲孔
心轴拔长
锻件
自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
5)曲轴类件:拔长、错移、锻台阶、扭转
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2.7 锻造工艺设计
自由锻工艺设计
3.确定锻造工序
6)弯曲类件:拔长、弯曲
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2.7 锻造工艺设计
自由锻工艺设计
4. 选择锻造设备
自由锻常用设备为锻锤和水压机两种。这些设备虽无过载损 坏问题,但若设备吨位选得过小,则锻件内部锻不透,且生产率 低,反之,若设备吨位选得过大,不仅浪费动力,还会因为设备 工作速度低而影响生产效率和增加生产成本。
合锻:是将两个不同的锻件组合在一起同时锻出,然后再分开的锻造方法。
一模多件:是在同一模块上一次模锻两个或多个锻件。
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2.7 锻造工艺设计
模锻工艺设计
2.设计锻件图--以零件图为基础
分为冷锻件图和热锻件图两种。冷锻件图用于最终锻件的检
验,热锻件图用于锻模的设计和加工制造。
1)确定分模面:组成模具型腔的各模块的分合面称为“分 模面”。
火钳、镦粗漏 盘、冲子和扩 注意冲子对中
孔漏盘
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齿轮零件自由锻工艺过程
5 二次扩孔 6 三次扩孔 7 修整外圆 8 修整平面
锻件结构工艺性
锻件的结构工艺性绘制锻件图等工艺设计工作是解决如何锻造出合格锻件的问题,而锻件的结构工艺性,则是考虑什么样的结构容易优质高产地锻造出来的问题。
锻造方法不同,对零件的结构工艺性的要求也不同。
下面分别讨论自由锻、胎模锻和锤上模锻的零件结构工艺性。
一、自由锻件的结构工艺性1、自由锻零件的特点自由锻主要生产形状简单、精度较低和表面粗糙度较高的毛坯。
这是设计锻件结构时要首先考虑的因素。
同时,还要在保证零件使用性能的前提下,考虑如何便于锻打,如何才能提高生产效率。
2、自由锻件的结构工艺性要求自由锻件的设计原则是:在满足使用性能的前提下,锻件的形状应尽量简单,易于锻造。
二、胎模锻件和模锻件的结构工艺性1. 胎模锻和模锻件的特点胎模锻和模锻允许零件上有较复杂的曲面、肋条和小凸台,甚至可以在锻件上制出花纹和文字。
由于坯料是在模膛内产生塑性变形的,所以成形性好,锻件的精度较高,表面粗糙度值较低,这是模锻和胎模锻优于自由锻的地方。
必须注意,在与模锻锤击方向平行的面上,一般是不允许有凹入和凸出部分的,否则无法进行模锻。
2. 胎模锻件和模锻件的结构工艺性要求三、锤上模锻件的结构工艺性设计模锻零件时,应根据模锻特点和工艺要求,使其结构符合下列原则:1.模锻零件应具有合理的分模面,以使金属易于充满模膛,模锻件易于从锻模中取出,且敷料最少,锻模容易制造。
2.模锻零件上,除与其它零件配合的表面外,均应设计为非加工表面。
模锻件的非加工表面之间形成的角应设计模锻圆角,与分模面垂直的非加工表面,应设计出模锻斜度。
3.零件的外形应力求简单、平直、对称,避免零件截面间差别过大,或具有薄壁、高肋、等不良结构。
一般说来,零件的最小截面与最大截面之比不要小于0.5,如图1a所示零件的凸缘太薄、太高,中间下凹太深,金属不易充型。
如图1b所示零件过于扁薄,薄壁部分金属模锻时容易冷却,不易锻出,对保护设备和锻模也不利。
如图1c所示零件有一个高而薄的凸缘,使锻模的制造和锻件的取出都很困难。