Les principes de conception des cylindres forgés se concentrent principalement sur la résistance, la rigidité et la fabricabilité ; la conception doit satisfaire aux exigences opérationnelles tout en s'adaptant aux contraintes du processus de forgeage et de l'usinage ultérieur.
Tout d'abord, l'épaisseur, le diamètre et la longueur de la paroi du cylindre sont déterminés en fonction des charges de travail, des conditions de pression et de la direction des forces appliquées. L'épaisseur de la paroi doit être suffisante pour éviter une déformation excessive sous des charges axiales, radiales ou de torsion tout en évitant le gaspillage de matériau.
Deuxièmement, la conception se concentre sur l’optimisation de la microstructure interne et de la répartition des contraintes. Le processus de forgeage aligne les grains de métal avec la direction de la charge appliquée ; par conséquent, la conception doit garantir une section transversale continue-et une répartition uniforme des contraintes, en évitant les angles vifs ou les changements brusques de section qui pourraient provoquer des concentrations de contraintes. Pour les cylindres nécessitant des fonctions d'étanchéité ou de guidage, la conception doit intégrer des rainures d'étanchéité, des manchons de guidage ou des surépaisseurs d'usinage appropriées pour garantir la précision lors de l'assemblage et du fonctionnement.
Enfin, la conception doit tenir compte des exigences d'usinage et de traitement thermique. Étant donné que les cylindres forgés subissent généralement des opérations de tournage sur l'alésage intérieur, les faces d'extrémité et le diamètre extérieur après le forgeage, des surépaisseurs d'usinage adéquates doivent être prévues et une compensation des changements dimensionnels ou de la déformation résultant du traitement thermique doit être prise en compte. L'objectif primordial est d'utiliser une conception structurelle solide et des paramètres dimensionnels appropriés pour garantir que le cylindre forgé conserve sa résistance, sa précision et sa durabilité dans des conditions de charge, de température ou de vibration élevées.