風機軸鍛件圖紙設計是確保其性能、可靠性和可制造性的關鍵環節。以下是設計要點的系統總結：

1. 材料選擇

常用材料：42CrMo、35CrMo、40Cr（高強度合金鋼）、34CrNiMo6（高韌性）等，需根據載荷、環境（如耐腐蝕性）和成本綜合選擇。

標準依據：參考ASTM、DIN、GB/T等標準（如GB/T 3077-2015），明確材料牌號、熱處理要求（如調質硬度HRC28-32）。

特殊要求：海上風機需考慮不銹鋼（如SS316）或涂層防腐。

2. 結構設計

階梯軸設計：合理分布軸徑變化，避免應力集中，過渡圓角半徑≥5%軸徑（如R10-R20）。

鍵槽與花鍵：

鍵槽位置避開高應力區，末端需圓角過渡（如R2-R5）。

花鍵參數（如DIN 5480）需標注公差（H7/h6）。

退刀槽/越程槽：寬度≥2倍刀具寬度，深度與圓角匹配（如2×0.5mm）。

中心孔：保留兩端中心孔（如GB/T 145-2001 B型），用于加工基準。

3. 尺寸與公差

關鍵尺寸：軸鍛件承位、聯軸器配合面等精度需達IT6-IT7（如φ80±0.015）。

形位公差：

同軸度≤0.02mm（軸承位之間）。

圓柱度≤0.01mm，跳動公差≤0.03mm。

表面粗糙度：

軸承位Ra≤0.8μm，非配合面Ra≤6.3μm。

4. 鍛造工藝要求

流線方向：纖維組織需沿軸向分布，避免橫向切斷（需在圖紙注明）。

鍛造比：≥3:1（重要部件需≥5:1），確保材料致密性。

余量與拔模斜度：單邊余量3-5mm，斜度3°-5°（自由鍛）、1°-3°（模鍛）。

5. 熱處理與檢測

熱處理工藝：

調質處理（淬火+高溫回火），硬度均勻性±2HRC。

局部硬化（如感應淬火）需標注深度（如2-3mm）。

無損檢測：

超聲波探傷（GB/T 6402-2008 Class B）、磁粉探傷（裂紋檢測）。

力學性能：抗拉強度（≥800MPa）、沖擊功（≥40J，-20℃）。

6. 其他要點

平衡要求：動平衡等級G2.5（ISO 1940），殘余不平衡量≤5g·cm/kg。

防腐與標識：非配合面涂防銹漆，鍛件打標材料牌號、爐號。

有限元驗證：對高載荷軸進行應力分析（如ANSYS），確保安全系數≥1.5。

常見設計誤區

過渡圓角過小：導致疲勞裂紋（需FEA驗證應力集中系數）。

公差過嚴：增加成本，非關鍵部位可放寬至IT8-IT9。

忽略鍛造流線：切向流線會降低疲勞壽命。

參考標準

鍛造：GB/T 12361-2016（鋼質模鍛件通用技術條件）。

公差：GB/T 1800.1-2020（ISO配合制）。

檢測：ASTM E388（超聲波）、ISO 4967（夾雜物評級）。

通過以上要點控制，可確保風機軸鍛件在強度、精度和壽命上滿足工況需求，同時優化制造成本。設計完成后建議組織工藝評審，聯合鍛造廠、熱處理廠共同確認可行性。