CN102343410A - 一种小型自由锻锻件的方钢锭的分下下料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型自由锻锻件的方钢锭的分下下料方法，该方法在满足自由锻下料合理高径比工艺条件的基础上，根据小型自由锻件的重量及数量，确定优化的钢锭规格及坯料的分下方法。本发明通过钢锭锻造小型自由锻锻件坯料分下下料的优化方法，可以解决小型锻件只能采用轧材而不能采用钢锭进行下料的问题，而且在采用钢锭下料时采用分下的方法解决了因为坯料的形状尺寸导致的不能满足自由锻中锻造工艺的问题，同时可以实现材料最省以及锯切面积最小的坯料制造方法，最终确定优化的钢锭规格及坯料分下方法，从而实现小型自由锻件采用钢锭坯料的合理下料，减少材料的浪费。

Description

一种小型自由锻锻件的方钢锭的分下下料方法
技术领域
本发明涉及的是一种计算机辅助工业设计的方钢锭坯料的毛坯分下下料方法，尤其涉及的是一种小型自由锻锻件的方钢锭的分下下料方法。
背景技术
对于15Kg以下的小型自由锻件自由锻工艺设计时，由于锻件的截面尺寸比较小，一般的轧材尺寸可以满足合理高径比下料工艺条件和锻造变形程度的要求，因此，一般都采用钢坯或轧材进行下料。但对于一些特殊牌号的材料，由于用量较少，市场上不易采购到相应的轧材，只能从钢厂购买特殊牌号的钢锭作为坯料。当小型自由锻件采用钢锭下料时，由于钢锭的截面面积比较大，锯切后的坯料截面的边长和坯料的厚度的比值较大，已经超出了合理的锻造工艺范围，锻造时容易发生弯折，导致无法进行锻造。因此，在满足自由锻下料合理高径比工艺条件的基础上，根据小型自由锻件的重量及数量，确定钢锭规格及坯料分下方法，对锻造企业而言具有十分重要的意义。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种小型自由锻锻件的方钢锭的分下下料方法，在满足自由锻下料合理高径比工艺条件的基础上，根据小型自由锻件的重量及数量，确定优化的钢锭规格及坯料的分下方法。
技术方案：本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：
(1)根据锻件所需的毛坯重量G和毛坯数量n，选取截面边长最小的方钢锭，其截面边长为Lmin，计算使用该方钢锭进行锯切下料时的坯料厚度H，
Figure BDA0000077504740000011
判断Lmin/H是否小于2.5，如是则在该方钢锭上直接锯切厚度为H的坯料，如不是则进入下一步；
(2)对不同截面边长L的方钢锭分别计算两分、四分和六分下料方法时每个坯料的厚度和每个坯料的总锯切面积；
(3)根据约束条件，分别判断不同截面边长L的方钢锭满足条件的分下方法，进入下一步；
(4)根据数量n计算不同截面边长的方钢锭满足步骤(3)的不同分下方法进行分下的多余件数和总锯切面积，多余件数不同时，选取多余件数最少的方钢锭及分下方法；多余件数相同时，选取总锯切面积最小的方钢锭及分下方法；
(5)根据选定的方钢锭和分下方法对方钢锭进行分下下料。
所述步骤(2)中：
两分下料时每个坯料的截面尺寸为L×L/2，每个坯料的厚度H2分，H2分＝2G/(ρL2)，每个坯料的总锯切面积m2分，m2分＝(L2+LH2分)/2；
四分下料时每个坯料的截面尺寸为L/2×L/2，每个坯料的厚度H4分，H4分＝4G/(ρL2)，每个坯料的总锯切面积m4分，m4分＝(L2+2LH4分)/4；
六分下料时每个坯料的截面尺寸为L/2×L/3，每个坯料的厚度H6分，H6分＝6G/(ρL2)，每个坯料的总锯切面积m6分，m6分＝(L2+3LH6分)/6。
所述步骤(3)中约束条件为不同分下下料方法时每个坯料的截面的最长边长与每个坯料的厚度的比值大于1.25且小于2.5。
有益效果：本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过钢锭锻造小型自由锻锻件坯料分下下料的优化方法，可以解决小型锻件只能采用轧材而不能采用钢锭进行下料的问题，而且在采用钢锭下料时采用分下的方法解决了因为坯料的形状尺寸导致的不能满足自由锻中锻造工艺的问题，同时可以实现材料最省以及锯切面积最小的坯料制造方法，最终确定优化的钢锭规格及坯料分下方法，从而实现小型自由锻件采用钢锭坯料的合理下料，减少材料的浪费。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明两分时方钢锭的锯切结构示意图，图中1为钢锭的截面边线，2为锯切线；
图3是本发明四分时方钢锭的锯切结构示意图，图中1为钢锭的截面边线，2为锯切线；
图4是本发明六分时方钢锭的锯切结构示意图，图中1为钢锭的截面边线，2为锯切线。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括以下步骤：
(1)根据锻件所需的毛坯重量G和毛坯数量n，选取截面边长最小的方钢锭，其截面边长为Lmin，计算使用该方钢锭进行锯切下料时的坯料厚度H，
Figure BDA0000077504740000021
判断Lmin/H是否小于2.5，如是则在该方钢锭上直接锯切厚度为H的坯料，如不是则进入下一步；确保在一系列截面边长不同的方钢锭中，如果最小截面的方钢锭都能满足锯切要求，即Lmin/H小于2.5，则可以全部使用锯切方法进行下料；
(2)对不同截面边长L的方钢锭分别计算两分、四分和六分下料方法时每个坯料的厚度和每个坯料的总锯切面积，如图2、图3和图4所示，图中1是方钢锭，2是锯切线：
两分下料时每个坯料的截面尺寸为L×L/2，每个坯料的厚度H2分，H2分＝2G/(ρL2)，每个坯料的总锯切面积m2分，m2分＝(L2+LH2分)/2；
四分下料时每个坯料的截面尺寸为L/2×L/2，每个坯料的厚度H4分，H4分＝4G/(ρL2)，每个坯料的总锯切面积m4分，m4分＝(L2+2LH4分)/4；
六分下料时每个坯料的截面尺寸为L/2×L/3，每个坯料的厚度H6分，H6分＝6G/(ρL2)，每个坯料的总锯切面积m6分，m6分＝(L2+3LH6分)/6；
本步骤用于对不同截面尺寸的方钢锭分别计算三种不同分下方法的分下后的每个坯料厚度和总锯切面积；
(3)根据约束条件，分别判断不同截面边长L的方钢锭满足条件的分下方法，进入下一步，所述约束条件为不同分下下料方法时每个坯料的截面的最长边长与每个坯料的厚度的比值大于1.25且小于2.5；
两分时，方钢锭的截面边长L与每个坯料的厚度H2分的比值
1.25＜L/H2分＜2.5；
四分时，方钢锭的截面边长L与每个坯料的厚度H4分的比值2.5＜L/H4分＜5；
六分时，方钢锭的截面边长L与每个坯料的厚度H6分的比值2.5＜L/H6分＜5；
本步骤通过满足约束条件来确定不同截面边长的方钢锭适用的分下方法；
(4)根据锻件数量n计算不同截面边长的方钢锭满足步骤(3)的不同分下方法进行分下的多余件数和总锯切面积，多余件数不同时，选取多余件数最少的方钢锭及分下方法；多余件数相同时，选取总锯切面积最小的方钢锭及分下方法；
计算多余件数时采用数学计算除法中向上取整的方式进行求商，然后用商乘以步骤(3)中不同分下方法的数量(分别为2、4、6)，然后再减去锻件数量n，其结果即时多余的件数。
如n＝13时，采用两分时多余件数＝13/2(向上取整数)×2-13＝7×2-13＝1，采用四分时多余件数＝13/4(向上取整数)×4-13＝4×4-13＝3，采用六分时多余件数＝13/6(向上取整数)×6-13＝3×6-13＝5；
当锻件数量n＝13时，采用两分时需要多下一件，采用四分时需要多下3件，采用六分时需要多下5件，因此此时采用两分的方式进行下料最省料，即选取多余件数最少的分下方法；
当锻件数量n＝23时，采用两分、四分、六分时都需要下24件料，因此需要多下一件坯料，此时计算分别采用两分、四分、六分下料时的总锯切面积，采用总锯切面积最小的钢锭及对应的方法进行下料；
(5)根据选定的方钢锭和分下方法对方钢锭进行分下下料。

Claims (3)

1.一种小型自由锻锻件的方钢锭的分下下料方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据锻件所需的毛坯重量G和毛坯数量n，选取截面边长最小的方钢锭，其截面边长为Lmin，计算使用该方钢锭进行锯切下料时的坯料厚度H，
Figure FDA0000077504730000011
判断Lmin/H是否小于2.5，如是则在该方钢锭上直接锯切厚度为H的坯料，如不是则进入下一步；
(2)对不同截面边长L的方钢锭分别计算两分、四分和六分下料方法时每个坯料的厚度和每个坯料的总锯切面积；
(3)根据约束条件，分别判断不同截面边长L的方钢锭满足条件的分下方法，进入下一步；
(4)根据数量n计算不同截面边长的方钢锭满足步骤(3)的不同分下方法进行分下的多余件数和总锯切面积，多余件数不同时，选取多余件数最少的方钢锭及分下方法；多余件数相同时，选取总锯切面积最小的方钢锭及分下方法；
(5)根据选定的方钢锭和分下方法对方钢锭进行分下下料。
2.根据权利要求1所述的一种小型自由锻锻件的方钢锭的分下下料方法，其特征在于，所述步骤(2)中：
两分下料时每个坯料的截面尺寸为L×L/2，每个坯料的厚度H2分，H2分＝2G/(ρL2)，每个坯料的总锯切面积m2分，m2分＝(L2+LH2分)/2；
四分下料时每个坯料的截面尺寸为L/2×L/2，每个坯料的厚度H4分，H4分＝4G/(ρL2)，每个坯料的总锯切面积m4分，m4分＝(L2+2LH4分)/4；
六分下料时每个坯料的截面尺寸为L/2×L/3，每个坯料的厚度H6分，H6分＝6G/(ρL2)，每个坯料的总锯切面积m6分，m6分＝(L2+3LH6分)/6。
3.根据权利要求1所述的一种小型自由锻锻件的方钢锭的分下下料方法，其特征在于，所述步骤(3)中约束条件为不同分下下料方法时每个坯料的截面的最长边长与每个坯料的厚度的比值大于1.25且小于2.5。
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