傳動軸自由鍛工藝設計.doc

.傳動軸自由鍛工藝設計目 錄一、 加工方法選擇與分析 31.1鑄造與鍛造的選擇1.2具體鍛造方法的選擇 二、 鍛件圖的繪制 32.1鍛件加工余量、余塊、公差的含義2.2鍛件加工余量、余塊、公差的計算三、 確定毛坯的重量和尺寸 53.1計算坯料質(zhì)量 3.2坯料尺寸的確定四、 確定變形步驟、溫度和冷卻方式 8 4.1變形工藝步驟4.2鍛造溫度4.3冷卻方式五、 確定鍛造設備 10六、 確定鍛造加熱時間 11七、 參考文獻 12一 加工方法選擇與分析1.1鑄造與鍛造的選擇該傳動軸零件為階梯軸類零件，材料為45號鋼，由于階梯軸類零件在工作時，某些部位譬如與滑動軸承配合的軸頸往往要承受摩擦、磨損，嚴重時可能發(fā)生咬死現(xiàn)象，同時使軸類零件運轉(zhuǎn)精度下降。為使階梯軸承受多種載荷的作用，必須增強其強度和沖擊韌度，所以毛坯選用鍛件以獲得纖維組織，滿足使用要求。1.2具體鍛造方法的選擇自由鍛：所用工具簡單，并具有很強的通用性，生產(chǎn)準備周期短，鍛件力學性能好；但自由鍛件精度低，加工余量大，勞動強度大，生產(chǎn)率低，適合單件、小批量生產(chǎn)。模鍛：生產(chǎn)效率高，尺寸精度高，加工余量小，操作簡單，勞動強度低，適合鍛造形狀復雜的鍛件及大批量生產(chǎn)150kg以下的小型鍛件。綜合分析零件特點與自由鍛和模鍛的優(yōu)缺點，此零件外形結(jié)構(gòu)單一無復雜加工面，且為小批量生產(chǎn)，要求力學性能好，所以選擇其加工方法采用自由鍛。二、 鍛件圖的繪制2.1鍛件加工余量、余塊、公差的含義：鍛件圖是工藝擬定的基礎和工藝規(guī)程的核心內(nèi)容，它是以零件圖樣為基礎，結(jié)合自由鍛工藝特點考慮余塊與鍛件形狀、鍛件加工余量和鍛造公差等因素繪制而成。（1）鍛造余塊:在零件上難以鍛出的部位添加一些大于余量的金屬，以簡化鍛件外形、便于直接鍛造成形，這些多余的金屬稱為鍛造余塊。（2）鍛件加工余量:為保證零件機械加工尺寸和表面粗糙度，在零件外表面需要加工部分增加供切削加工的金屬，稱為鍛件余量。（3）鍛造公差:零件基本尺寸加上加工余量為鍛件基本尺寸。鍛件實際尺寸與基本尺寸間所允許的偏差，上下偏差代數(shù)差的絕對值為鍛件公差。2.2鍛件加工余量、余塊、公差的計算：零件的總長為273mm，最大直徑為68mm。根據(jù)GB/T15826.7-1995臺階和凹檔的鍛出條件規(guī)定，該軸鍛出臺階的最小長度為100mm，故兩側(cè)均一層臺階鍛出。又根據(jù)JB4249.2-86臺階軸類鍛件機械加工余量與鍛造公差規(guī)定，由零件總長273mm（0-315mm），每階臺階直徑均在50-80mm范圍內(nèi)，故查表可得該階梯軸的加工余量為a=8mm，極限偏差為3mm?？紤]鍛件形狀、尺寸、精度要求和生產(chǎn)批量等因素，鍛件各部分尺寸及公差如下：鍛件總長：L=273+82=2896mm；左端臺階段的長度：L1=1523mm；左端臺階段的直徑：D1=60+8=683mm；鍛件中間段的長度：L2=13+82=296mm；鍛件中間段的直徑：D2=70+8=783mm；右端臺階段的長度：L3=1083mm；右端臺階段的直徑：D3=60+8=683mm；三、 確定毛坯的重量和尺寸3.1坯料質(zhì)量的計算 坯料質(zhì)量為鍛件質(zhì)量加上加熱時的氧化損失、沖孔時沖掉的料芯以及切頭損失，計算公式為：式中 坯料質(zhì)量，單位為kg; 鍛件質(zhì)量，單位為kg; 加熱時坯料表面氧化而燒損的質(zhì)量，單位為kg; 鍛造時從鍛件端部切去的金屬質(zhì)量，單位為kg沖孔時沖掉的金屬質(zhì)量，單位為kg;：的計算可用形體分析法:式中：材料密度（kg/dm3）V總各部分體積總和（dm3）。查表可得45鋼=7.85kg/dm3,則 =(0.682*1.520.78*0.290.68*1.08)*7.85 = 8.557kg：根據(jù)45鋼的塑性、強度、導熱及膨脹系數(shù)、加熱變化等特點，可以采用室式煤爐三次加熱。查表7-4可得室式煤爐K1=2.5%-4%， 三次加熱可取K1=3.5%=K1*=3.5%8.557=0.299 kg： 圓形截面：=（1.51.8）D3其中：D為切頭部分的直徑 可取系數(shù)為1.6=1.6=1.60.68=0.503kg因為沒有沖孔，所以=0所以，=8.557+ 0.299+0.503 =9.3593.2坯料尺寸的確定坯料尺寸與所用第一個基本工序有關，對于軸桿類鍛件采用拔長鍛造時，應按鍛件最大截面積S鍛max并考慮鍛造比Y、修正量等選取坯料尺寸，即 圓料直徑 鋼型材鍛造比Y=1.3-1.5，取Y=1.4，則 76=89.924mm查熱軋圓鋼和方鋼尺寸、外形、重量級允許偏差（GB/T702-2004）可得：坯料應選用直徑為90的圓鋼。坯料長度的計算：=9.359/7.85=1.19dm3L= =1.87dm187mm綜上所述：坯料尺寸為90x187mm。四、 確定變形步驟、溫度和冷卻方式 4.1變形工藝步驟根據(jù)鍛件的形狀特征、尺寸、技術要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，結(jié)合基本工序、輔助工序和精整工序的變形特點，以及完成各工序所使用的工具，參考有關典型工藝具體確定如下工藝步驟：（1） 下料（2） 整體拔長（3） 左側(cè)壓肩 (4)左側(cè)局部拔長 (4)右側(cè)壓肩 (5)右側(cè)局部拔長 (6)切料頭，修整 4.2鍛造溫度為確保鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)具有良好的塑性和較低的變形抗力，能鍛出優(yōu)質(zhì)鍛件，且較寬的鍛造溫度范圍和較少的加熱次數(shù)，以及較高的鍛造生產(chǎn)率。查表7-8，可得45號鋼的始鍛溫度：1200 終鍛溫度：800 鍛造溫度范圍：4004.3冷卻方式根據(jù)要求選擇空冷、坑冷和爐冷。該鍛件屬于中小型碳素鋼，故采用冷卻速度較快的空冷方法。在空氣中冷卻鍛件鍛后單個或成堆直接放在車間地面上冷卻，但不能放在潮濕地面或金屬板上，也不要放在有過堂風的地方，以免鍛件冷卻不均引起裂紋。五、確定鍛造設備選定鍛造設備時，依據(jù)鍛件的材料、尺寸和質(zhì)量進行選擇，同時還要適當考慮車間現(xiàn)有設備條件。若設備噸位太小，鍛件內(nèi)部鍛不透，質(zhì)量不好，生產(chǎn)率也低；設備噸位過大，不僅造成設備和動力的浪費，而且操作不便、不安全。詳細DWG圖 紙 請 JIA：三 二 1爸 爸 五 四 0 六全套資料低價拾元起通常用經(jīng)驗類比法或查表選定法進行選擇。根據(jù)坯料尺寸為90x187mm，坯料質(zhì)量為9.359kg，查表可選擇規(guī)格為5000N（0.5t）的鍛錘。六、 確定鍛造加熱時間加熱時間是坯料裝爐后從開始加熱到出爐所需的時間，包括加熱個階段的升溫時間和保溫時間。直徑小于150-200mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼和直徑小于100mm的合金結(jié)構(gòu)鋼材，采用一段加熱規(guī)范。從技術角度出發(fā)，鍛件加熱時間確定是有效控制和保證鍛件坯料加熱溫度均勻、加熱缺陷（如氧化、脫碳、過熱、過燒和裂紋等）少、加熱時間短以及獲得鍛件成形的形狀、尺寸和力學性能的前提條件。經(jīng)查表，可得加熱時間為20-28min。七、參考文獻1 王愛珍，工程材料及成型工藝M北京：機械工業(yè)出版社，2010. 2 王愛珍，