階梯軸鍛壓模具設(shè)計

1、鍛造工藝及模具（CAD/CAE）設(shè)計姓 名：你的名字課 程 名 稱：鍛造工藝與模具設(shè)計 指 導 教 師：XXX 2012年7月說 明 1.因沒有前人經(jīng)驗，本報告僅供本學校鍛壓專業(yè)學習交流之用。僅供同專業(yè)后來的同學參考。 2.燕山大學，版權(quán)所有，僅供參考，嚴禁抄襲。 3.能不能早點回家看你們的速度了，你懂得！前言 本次課程設(shè)計的研究項目是鍛造工藝與模具設(shè)計學習的一個重要組成部分。在設(shè)計的過程中首先通過查找有關(guān)資料確定設(shè)計的主題方向，通過課本的案例進行逐步實際計算。由于沒有實際的設(shè)計經(jīng)驗，這也使我再設(shè)計的過程中走了不少彎路。在整個設(shè)計過程中，從開始的計算，畫冷熱鍛件圖到確定加工工藝過程，再到最后的

2、畫鍛模模具，每個過程都讓我有很深的的感觸。由于個人能力有限，本次的設(shè)計如存在錯誤之處，敬希望老師能夠給予批評改正。 XXX于燕山大學 2012年7月目 錄1階梯軸鍛件圖1 1.1分模位置1 1.2公差和余量1 1.3機械加工余量1 1.4段模斜度2 1.5圓角半徑2 1.6技術(shù)條件22計算鍛件的主要參數(shù)33鍛錘噸位的確定3 3.1.經(jīng)驗公式一3 3.2.經(jīng)驗公式二3 3.3.經(jīng)驗公式三（雙作用錘）44確定飛邊槽的形式和尺寸45終鍛模膛設(shè)計4 5.1冷鍛件圖5 5.2熱鍛件圖66繪制計算毛坯圖7 6.1計算毛坯的用途8 6.2相關(guān)參數(shù)的計算8 6.3繪制87確定皮料尺寸98其他模膛設(shè)計9 8.1

3、滾壓模膛設(shè)計9 8.2切斷模膛設(shè)計10 9鍛模機構(gòu)設(shè)計10 9.1模膛排布10 9.2模膛緊固方法10 9.3確定模膛壁厚10 9.4模塊尺寸確定1010模鍛工藝流程1111模具工程圖12總結(jié)13致謝13參考文獻14 前言 本次課程設(shè)計的研究項目是鍛造工藝與模具設(shè)計學習的一個重要組成部分。在設(shè)計的過程中首先通過查找有關(guān)資料確定設(shè)計的主題方向，通過課本的案例進行逐步實際計算。由于沒有實際的設(shè)計經(jīng)驗，這也使我再設(shè)計的過程中走了不少彎路。在整個設(shè)計過程中，從開始的計算，畫冷熱鍛件圖到確定加工工藝過程，再到最后的畫鍛模模具，每個過程都讓我有很深的的感觸。由于個人能力有限，本次的設(shè)計如存在錯誤之處，敬希

4、望老師能夠給予批評改正。 XXX于燕山大學 2012年7月階梯軸鍛壓模具設(shè)計你的名字 （燕山大學 里仁學院）1 階梯軸鍛件圖 1.1 分模位置 確定分模面位置基本的原則是保證鍛件形狀盡可能與零件形狀相同，以及鍛件容易從鍛模模膛取出。鍛件分模位置一般都選擇在具有最大輪廓線的地方。 1.2公差和余量 估算鍛件質(zhì)量約為2.28kg。階梯軸材料為45鋼，即材質(zhì)系數(shù)為M1。（鍛件體積：289.8cm 密度：7.85g/cm）鍛件形狀復雜系數(shù)S=V/V=289.8/500.284=0.579，S在0.32-0.63范圍內(nèi)，所以復雜系數(shù)為S級。 查鍛壓手冊表3-1-3GB12362-1990【普通級】基本尺

5、寸： 公差： 2.2 2.5 2.8 3.2錯位公差：0.8殘留飛邊公差：0.8 1.3機械加工余量 該零件的表面粗糙度為Ra=3.2m，即加工精度為F，查鍛壓手冊表3-1-1GB12362-1990鍛件內(nèi)表面的加工余量查得：厚度方向:mm水平方向:mm 1.4模鍛斜度 選擇模鍛斜度為7。 1.5圓角半徑 為保證鍛件凸角處的最小余量，按下式計算： =余量+零件的圓角半徑 取余量為：2mm =2+0=2mm=2.5r+0.5=5.5mm 1.6技術(shù)條件 未注模鍛斜度7。 未注圓角半徑5mm。 允許的錯差量0.8mm。 允許的殘留飛邊量0.8mm。 允許的表面缺陷深度0.5mm。 鍛件調(diào)質(zhì)熱處理。

6、圖1 零件圖2計算鍛件的主要參數(shù) 鍛件的水平面上的投影面積為6700mm 鍛件的周邊長度為400mm 鍛件的體積為289.8cm 鍛件質(zhì)量為2.28kg3鍛錘噸位的確定 3.1經(jīng)驗公式一 雙作用錘 G=(3.5-6.3)KA 總變形面積為鍛件在水平面上的投影面積與飛邊水平投影面積之和，按錘飛邊槽尺寸（見表7-7）考慮，假定飛邊平均寬度為25mm?？偟淖冃蚊娣e: S=（6700+40025）mm=16700mm。取鋼種系數(shù)K=1，鍛件和飛邊（按飛邊的50%容積計算）在水平的投影面積為A（單位cm） G=6.3KA=6.31167=1052.1kg 3.2經(jīng)驗公式二 G=KA K：鋼種系數(shù)； A：

7、包括連皮的鍛件投影面積（單位cm） 查中國模具設(shè)計大典表24.2-23 得K=4 A=S G=4167=668kg 3.3經(jīng)驗公式三（雙作用錘） G=(1-0.005D)(1.1+2/D)(0.75+0.001D)D=897.67kg G:鍛錘落下部分的質(zhì)量（kg） D：鍛件外徑（cm） ：終端材料的變形抗力（MPa） 查得=60MPa綜上三種方法選1t雙作用模鍛錘。4確定飛邊槽的形式和尺寸選用圖7-20中型飛邊槽，其尺寸按表7-7確定。選定飛邊槽的尺寸為h=1.6mm，h=4mm，b=8mm，b=25mm,r=1.5mm,F=126mm飛邊體積：V=4000.7126=35280mm5終鍛模

8、膛設(shè)計 終鍛模膛是按照熱鍛件圖來制造和檢驗的，熱鍛件圖尺寸一般是在冷鍛件圖尺寸的基礎(chǔ)上考慮15%的冷縮率。根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，應考慮鍛模使用后承擊面下陷，模膛深度減小的因素，可適當調(diào)整尺寸。 5.1冷鍛圖圖2 冷鍛件圖 5.2熱鍛件圖圖3 熱鍛件圖圖4 熱鍛件CAD圖6繪制計算毛坯圖 根據(jù)階梯軸的形狀特點，共選取4個截面，分別計算S,S,d。計算結(jié)果列于下表6-1：表1-6斷面號1234S/mm1963.43848.32827.4706.81.4S/mm176176176176S=s+1.4S/mm2139.44024.33003.4882.8d=1.13S/mm25.371.761.933.6

9、修正S/mm-d/mm-K1111H=Kdmm25.371.761.933.6圖3 6.1計算毛坯圖的用途 長軸類鍛件選擇制坯工步的依據(jù)； 確定坯料尺寸的依據(jù) 設(shè)計制坯模膛的依據(jù)。 6.2相關(guān)參數(shù)計算 V=V+V= +35280=mm 平均截面積： S=V/L=/130=2500.63mm 均直徑 d=56.44mm 6.3繪制 S=S+2S S-計算毛坯的斷面積； S-模鍛件的斷面積； -飛邊充滿系數(shù)； S-飛邊槽的斷面積。7確定坯料尺寸 由于此鍛件只有滾壓制坯工步，所以可根據(jù)公式S=S=（）S確定坯料截面尺寸，取系數(shù)為1.1，則S=1.1S=1.12500.63=2750.7mmd=1.1

10、3=1.13=59.2mm 實際取d=60mm 坯料的體積 V=V（1+）=（1+3%） =.5 式中-燒損率。 坯料長度為 L=V/S=.5/（60/4）=118mm 由于此鍛件質(zhì)量小，僅為2.28kg，所以采用一火三件，料長可取3L+L=（3118+1.260）=426mm，考慮的實際鍛造和切斷情況，可適當加長到430mm。 試鍛后再根據(jù)實際生產(chǎn)情況適當調(diào)整。8其他模膛設(shè)計 8.1滾壓模膛設(shè)計 具體設(shè)計如下： 模膛高度：h=K,計算結(jié)果如上表6-1，按各斷面的高度值繪出滾壓模膛縱剖面外形。參見下圖階梯軸的截面圖各計算毛坯圖中計算毛坯直徑圖的虛線，然后用圓弧和直線光滑連接并進行適當簡化，最終

11、尺寸見圖。 模膛寬度：1.7dB1.1，根據(jù)實際生產(chǎn)情況，模膛寬度取B=102mm。 模膛長度L等于計算毛坯的長度。 8.2切斷模膛設(shè)計 由于采用一火三鍛，需要設(shè)計切斷模膛，切刀傾斜角度取15，切刀寬度為6mm，切斷模膛的寬度，根據(jù)坯料的直徑和帶有飛邊鍛件的尺寸，結(jié)合生產(chǎn)實際經(jīng)驗，確定為70mm。9鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計 9.1模膛排布 模鍛此階梯軸鍛件的1t模鍛錘機組，加熱爐在錘的左方，故滾壓模膛放在左邊，終鍛模膛向右布置。 9.2鍛模緊固方法 由于鍛件具有15mm的落差，故采用平衡鎖扣，鎖扣高度為15mm，寬度為50mm，將兩模膛中心線下移3mm。 9.3確定模膛壁厚 模膛的最小外壁厚度 查表2-1

12、9得k=1.5 S=kh=1.537=55.5mm 用實測方法找出終鍛模膛中心離階梯軸后端80mm，結(jié)合模塊長度及鉗口長度定出鍵槽中心線的位置為140mm。 選擇鉗口尺寸，B=110mm，h=50mm，R=15mm。 鉗口頸尺寸，a=1.5mm，b=10mm，l=20mm。 9.4模塊尺寸的確定 （1）由模膛尺寸，鐓粗臺尺寸，模膛壁厚等 查表 取L=350mm B=300mm 此時承擊面積 根據(jù)設(shè)備噸位 1t 查得 最小承擊面積A=300 A 要求 （2）檢驗角尺寸 查表2-23 高度 b=5mm 高度 h=100mm （3）模塊高度 查手冊得 上模 =200mm 下模 =180mm 由根據(jù)設(shè)

13、備噸位 1t 查模塊最小閉合高度分別為 =270mm 在和范圍之間 故合理 (4)燕尾設(shè)計 查鍛壓手冊表2-54得 燕尾 b=200mm h=50.5mm 鍵槽 b1=50mm l=60mm 起重孔 ds=2660mm10模鍛工藝流程 下料：5000kN型剪切機冷剪切下料。 加熱：半連續(xù)式爐，。 模鍛：10kN模鍛錘，閉式滾壓、預鍛、終鍛、切斷。 熱切邊：1600kN切邊壓力機。 磨毛刺：砂輪機。硬度=mm 熱處理：連續(xù)熱處理爐，調(diào)質(zhì)。 冷精壓：10 000kN精壓機。 階梯軸淬火，硬度為HRC。 檢驗。11 模具工程圖 圖4圖5 總結(jié) 在大學的學習過程中，課程設(shè)計是一個重要的環(huán)節(jié)。是我們進一

14、步把課堂上學習的只是融入到實際工作的一次極好的演示，我十分有幸提早把課程設(shè)計和實際工作有機的結(jié)合起來。此次的課程設(shè)計計是我們從大學畢業(yè)走向未來工作的重要一步，從最初的拿到題目的不知所措到計算、繪圖直到完成設(shè)計，期間查找資料、老師們的指導與同學的交流，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。不但使我更進一步理解和懂得了以前學到的知識而且還把以前課本上學到的知識連接在了一起。使我能更好的融會貫通。 此次課程設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實際檢驗和鞏固，畢業(yè)設(shè)計收獲很多，提高自己的繪圖能力。但是畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處，比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解。 這次實踐是對自己大學所學知識的一次大的檢閱，使我明白了自己知識還很淺薄。認識到自己的求學之路還很長