鍛模設(shè)計說明

1、太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 目錄五檔變速叉錘上模鍛工藝及模具設(shè)計III摘要IIIAbstractV第一章 概述1 1.1鍛造國內(nèi)外發(fā)展情況1 1.2中國鍛造發(fā)展趨勢1 1.3五檔變速叉概述2第二章 工藝方案的分析比較及確定5 第三章 五檔變速叉錘上模鍛設(shè)計9 3.1鍛件圖設(shè)計9 3.1.1確定分模位置9 3.1.2鍛件公差和機械加工和余量103.1.3模鍛斜度及圓角半徑103.1.4技術(shù)條件103.2確定鍛錘噸位11 3.3確定飛邊槽尺寸113.3.1確定飛邊槽形式11 3.3.2飛邊槽尺寸123.4終鍛模膛設(shè)計123.4.1熱鍛件圖123.4.2鉗口133.5預(yù)鍛模膛設(shè)計133.6繪制計算毛坯圖1

2、43.7 選擇制坯工步16 3.8確定坯料尺寸17 3.9 制坯模膛設(shè)計183.9.1拔長模膛18 3.9.2滾擠模膛183.10模膛結(jié)構(gòu)設(shè)計193.10.1模膛布置203.10.2模壁厚度20 3.10.3錯移力平衡和鎖扣213.10.4模塊尺寸21第四章 切邊模具設(shè)計224.1切邊方法的選擇234.2切邊力的計算及壓力機噸位的選擇23 4.3切邊模的設(shè)計244.3.1切邊模的結(jié)構(gòu)形式244.3.2切邊凸凹模之間的間隙254.3.3切邊凹模設(shè)計254.3.4切邊模底座設(shè)計 31參考文獻33致謝35 附錄1 計算毛坯圖37附錄2 五檔變速叉鍛造工藝卡39 附錄3 外文翻譯41 III 五檔變速

3、叉錘上模鍛工藝及模具設(shè)計 摘要 五檔變速叉位于傳動軸的端部，是變速箱中的一個重要零部件，主要作用是變速。根據(jù)零件尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量以及生產(chǎn)設(shè)備等因素來制定錘鍛工藝。 五檔變速叉有一定落差，形狀比較簡單，大批量生產(chǎn)，經(jīng)過各種工藝分析，采取錘上模鍛來進行生產(chǎn)，一模一鍛。進行相關(guān)計算，采用拔長, 滾擠, 預(yù)鍛和終鍛四個工步。然后進行模鍛后處理，進行冷切邊，去毛刺，去氧化皮，熱處理，冷校正等工藝。設(shè)計先經(jīng)過熱鍛件圖的繪制，計算毛坯圖的繪制，然后選定工步，計算設(shè)備噸位，再進行終鍛、預(yù)鍛、拔長、滾擠型槽以及切邊模的相關(guān)計算和設(shè)計。 關(guān)鍵詞：五檔變速叉,錘上模鍛,切邊 VIIIDesign of d

4、ie forging process and die five transmission fork hammerAbstract Five gear shift fork is located in the end of the drive shaft, gearbox is one of the important parts, the main role speed. According to the size of the parts, shape, structure, mass production and production equipment and other factors

5、 to develop forging process. A 5-speed transmission fork has certain gap, the shape is relatively simple, large quantities of production, through a variety of process analysis, take the hammer forging production, a die forging. Related calculation, the pull long, rolling and extrusion, the blocking

6、and finish forging step. Then after forging processing, cold cut edge, burr, oxide skin, heat treatment, cold straightening process after hot forging graph drawing, blank calculation diagram drawing, and then chosen step, computing devices, and then the final forging, blocking forging, pull long, ro

7、lling and and the relevant calculation and design of the trimming die.Keywords: five gear shifting fork, hammer forging,trimming 第一章 概述1.1鍛造國內(nèi)外發(fā)展情況 鍛造技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要組成部分之一，鍛造技術(shù)的進步必然促進金屬加工技術(shù)的快速發(fā)展。根據(jù)美國國家生產(chǎn)力委員會調(diào)查，在企業(yè)生產(chǎn)力的構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用占62%。為獲得所需零件，約70%以上金屬材料需經(jīng)過塑性成形（含熱、溫和冷）為主的加工方式加工。從這個意義上講，全面發(fā)展熱、溫與冷精鍛技術(shù)具有重要的戰(zhàn)

8、略和現(xiàn)實意義1-4。1） 鍛造國外概況從普通模鍛上來說，國外已經(jīng)注意了在通用的鍛造設(shè)備上研究如何減少加工余量、出模斜度和余塊，以及縮小鍛件尺寸公差等問題。國外已把模角控制在01，另外，國外還采用了節(jié)省材料的模鍛工藝。如在錘鍛和熱模鍛壓機上多采用小飛邊和無飛邊的鍛造工藝，鍛件材料利用率可達8285.國外軸向鍛造工藝也應(yīng)用的越來越廣，各大汽車公司均選用多工位自然熱鐓機來鐓鍛齒輪等零件。這不但生產(chǎn)效率高，還可以進行無飛邊鍛造2-6。2） 鍛造國內(nèi)概況我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)過半個多世紀的建設(shè)，鍛造工業(yè)可以說是從無到有、從小到大、從大到強發(fā)展起來的。目前有萬噸以上鍛壓機床60余臺，模鍛液壓機最大噸位達

9、到800000kN，自由鍛壓機最大噸位達到180000kN。大型鍛壓設(shè)備成倍增加，幾十條鍛件生產(chǎn)線已被建立起來，為我國機器制造業(yè)持續(xù)高速發(fā)展奠定了雄厚的基礎(chǔ)。到2015年，與發(fā)達工業(yè)國家相比，我國鍛造設(shè)備無論是數(shù)量、噸位還是性能都躍居世界前列。隨著我國躋身世界鋼鐵生產(chǎn)大國的行列，汽車制造業(yè)、飛機制造業(yè)以及發(fā)電設(shè)備、機車、輪船制造業(yè)的飛速發(fā)展，對鍛件需求量日益增大，必然促進鍛造技術(shù)的發(fā)展，使鍛造與發(fā)展的制造業(yè)相適應(yīng)6-11。1.2中國鍛造發(fā)展趨勢 智能鍛造設(shè)備關(guān)鍵共性技術(shù)研究與開發(fā)是未來的一個亮點。如鍛造裝備數(shù)控技術(shù)、故障檢測診斷技術(shù)、專家系統(tǒng)、人工智能技術(shù)、伺服直驅(qū)技術(shù)（大功率伺服電機驅(qū)動）和

10、機器視覺等都是重要的開發(fā)研究領(lǐng)域。鍛造裝備核心部件的開發(fā)越來越重要：下大力氣開展鍛造裝備數(shù)控系統(tǒng)、快速、精密液壓驅(qū)動系統(tǒng)、大功率伺服電機及驅(qū)動控制器等的研制。隨著具有“國際領(lǐng)先水平”的“NTR法鍛造成套裝備技術(shù)及成形工藝”的推廣與應(yīng)用，我國全纖維曲軸鍛造技術(shù)獲得重大進展。由于該設(shè)備的增力技術(shù)，極大地降低了同噸位鍛壓設(shè)備的造價，使大型鍛造設(shè)備將朝著專機方向發(fā)展成為可能，使具有一定批量或變形工藝雷同的大型自由鍛件改為模鍛件生產(chǎn)方式。減少切削余量、提高機械性能、降低制造成本和提高國際市場的競爭力有了可能。軸承環(huán)類中小型幻劍的批量輾擴（也稱輾軋）應(yīng)逐步建立從環(huán)件制坯-輾環(huán)-出料的全自動化生產(chǎn)線，提高環(huán)

11、件質(zhì)量穩(wěn)定性及一致性，提高生產(chǎn)效率，改善環(huán)境，減輕工人的勞動強度。對異型截面環(huán)件的軋制可以減少機械加工余量，提高材料利用率，合理分布環(huán)件的金屬纖維以提高環(huán)件質(zhì)量，典型件有高頸法蘭和各種臺階環(huán)等。應(yīng)對預(yù)制坯工藝、軋制成形工藝以及輾環(huán)設(shè)備的自動化控制技術(shù)等進一步優(yōu)化7-12。未來5年，鍛造行業(yè)將發(fā)生比較大的變化，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式生產(chǎn)的低附值鍛件競爭更加慘烈。一部分盲目投資、無技術(shù)實力、無配套能力的鍛件生產(chǎn)企業(yè)會被迫關(guān)閉。2016-2020年鍛造行業(yè)在精密鍛造、自動化、數(shù)字化和信息化鍛造等方面將有發(fā)展。管理規(guī)范、工藝手段齊全、設(shè)備先進實用、產(chǎn)品特色強和企業(yè)文化現(xiàn)代的鍛造企業(yè)將獲得生存空間13-15。1.

12、3五檔變速叉概述 本次設(shè)計的五檔變速叉，要進行五檔變速叉錘上模鍛工藝及模具設(shè)計。綜合有關(guān)知識完成五檔變速叉錘上模鍛工藝及模具的設(shè)計,鍛造設(shè)備選擇與鍛造工藝卡,錘上模鍛后續(xù)處理工藝。此五檔變速叉質(zhì)量小，大批量生產(chǎn)，加工余量小，通過簡單的模鍛工藝即可完成。1）此次設(shè)計主要工作如下：零件名稱：五檔變速叉表1.1 設(shè)計內(nèi)容表 內(nèi)容錘鍛模加工工藝規(guī)程設(shè)定變速叉模具設(shè)計編寫設(shè)計說明書1分析研究零件圖，進行結(jié)構(gòu)工藝性審查 明確設(shè)計任務(wù)目錄2根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型，確定工藝的基本特征 繪制各工序模膛設(shè)計任務(wù)書3確定毛坯的類型及制造方法，繪制計算毛坯圖合理安排模膛分布前言4選擇加工方法，擬定工藝路線繪制錘上模鍛

13、鍛模裝配圖對零件的分析5進行錘上模鍛工序設(shè)計和工藝計算繪制切邊凸凹模，及裝配圖工藝設(shè)計6校核圖樣審核切邊模具設(shè)計7 參考文獻 周 任務(wù)安排第1、2周（3.7-3.20) 確定題目，查閱參考資料，詳細了解設(shè)計內(nèi)容 分析零件圖，并查看鍛模圖冊中一些實例第3、4周（3.21-4.3） 分析比較并確定工藝方案，繪制鍛件圖、熱鍛件圖第5、6周（4.4-4.17） 設(shè)備噸位計算與選擇 終鍛型腔、預(yù)鍛型腔設(shè)計第7周（4.18-4.23） 繪制計算毛坯圖，計算并選擇制坯工步 原坯料尺寸計算，制坯型槽設(shè)計（拔長、滾擠）第9、10周（5.5-5.15） 錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制錘上模鍛模具圖 進行模鍛后處理，切飛邊，

14、計算設(shè)計切邊凸凹模第11、12周（5.16-5.29） 設(shè)計夾持器、卸料版 繪制切邊模裝配圖第13、14周（5.30-6.12） 制定鍛造工藝卡，并繕寫設(shè)計說明書 備注：4.235.4號為校外畢業(yè)實習(xí)期 表1.2 設(shè)計工作進度安排表 第二章 工藝方案的分析比較及確定2.1 工藝方案 任何一鍛件投入生產(chǎn)前，首先必須根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀尺寸,性能要求，生產(chǎn)批量和所具備的生產(chǎn)條件，確定模鍛工藝方案，制定模鍛生產(chǎn)的全部工藝規(guī)程。 圖2.1 五檔變速叉零件圖方案一：采用錘上模鍛，以圖2.1分模面分模，其工步如下： 圖2.2 錘上模鍛工藝方案方案二：采用熱模鍛曲柄壓力機上模鍛，采用圖2.1分模面分模，其工步

15、如下： 圖2.3 熱模鍛工藝方案2.2分析比較以上兩個方案： （1）錘上模鍛優(yōu)點： A.工藝靈活，適應(yīng)性廣，可單型槽模鍛，可多型槽模鍛，可單件模鍛，也可以多件模鍛，一料多件連續(xù)模鍛。 B.錘頭的行程，打擊速度，打擊能量均可調(diào)節(jié)，能實現(xiàn)輕重緩急不同的擊打。 C.錘上模鍛是靠錘頭多次沖擊坯料使之變形，錘頭沖擊速度快，金屬流動有慣性，充填型槽能力強。 D.模鍛件的纖維組織按鍛件輪廓分布，加工后保持完整，可提高零件使用壽命。 E.單位時間沖擊次數(shù)多，生產(chǎn)效率高。 F.鍛件加工余量小，材料利用率高，生產(chǎn)成本低。缺點： A.模鍛錘投資大，生產(chǎn)準備周期長。 B.錘上模鍛振動大；鍛錘底座質(zhì)量大，搬運安裝不便。

16、 C. 導(dǎo)向性差，精度不高。 D.打擊速度過快，不適用于變形速率敏感的低塑性材料。（2） 熱模鍛曲柄壓力機上模鍛 優(yōu)點： A.工作振動小，噪音小。 B.可實現(xiàn)鍛件在四周方向的精密程度。 C.可實現(xiàn)鍛件在高度方向的精度水平。 D.有自動頂料裝置，有利于實現(xiàn)機械自動化。缺點： A.造價比昂貴，一次性投資大。 B.不能隨意調(diào)節(jié)，不適宜拔長，滾擠等制坯操作。 C.操作不當時，肯能發(fā)生悶車，中斷生產(chǎn)。方案比較及結(jié)論： 五檔變速叉精度要求低，形狀復(fù)雜，而且需多種工步才能完成，而且考慮到鍛造零件的使用壽命，材料利用率以及生產(chǎn)成本，選擇錘上模鍛更為合適。 故選擇錘上模鍛。 - 47 -第三章 五檔變速叉錘上模

17、鍛設(shè)計3.1鍛件圖設(shè)計模鍛鍛件圖是在零件圖的基礎(chǔ)上，加上機械加工余量、余塊或其它特殊留量后繪制的圖。圖中鍛件外形用粗實線表示，零件外形用粗實線表示，零件外形用雙點劃線表示，以便了解各處的加工余量是否滿足要求。鍛件的公稱尺寸與公差標注在尺寸線上面。模鍛鍛件圖上無法用繪圖語言表示的有關(guān)鍛件質(zhì)量檢驗要求的內(nèi)容，均應(yīng)列入技術(shù)條件中說明。 圖3.1五檔變速叉鍛件圖 3.1.1確定分模位置對于開式模鍛，確定分模面的主要原則是：A. 保證鍛件容易脫落，一般以最大投影面作為分模面B. 易于檢查上下模堂的相對錯移C. 分模面盡可能選用直線，使鍛模加工簡單D. 保證合理地金屬流線分布綜上，選取分模面如下圖： 圖3

18、.2 五檔變速叉分模線3.1.2鍛件公差和機械加工和余量根據(jù)鍛件名義尺寸，鍛件質(zhì)量約為1.3kg，材料：45鋼，即材質(zhì)系數(shù)為M1.鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)：鍛件重量m鍛與相應(yīng)的鍛件外廓包容體的重量m外的比值，即： （3.1）為S4級復(fù)雜系數(shù)（文獻1表4-3）再由文獻2表5-1，查得： 高度公差： 長度公差： 寬度公差：零件需磨削加工，加工精度F2，有文獻2表5-5得高度及水平尺寸的單邊余量為1.7-2.2mm，取2mm。3.1.3模鍛斜度及圓角半徑 模鍛斜度由零件圖給出為：7 零件圖給出圓角半徑：2mm3.1.4技術(shù)條件 1.未注出模斜度7，圓角半徑R2 2.熱處理正火dB=41-48HRC 3.毛刺

19、不大于1，叉口內(nèi)毛刺不大于1.5 4.表面缺陷深度：不加工表面不大于1 加工表面不大于實際余量的1/2 5.彎曲不大于0.5 6.錯差不大于0.53.2確定鍛錘噸位 鍛件在分模面上的投影面積為6452mm2 鍛件周邊周長為660mm 鍛件體積為130668mm3 鍛件質(zhì)量為1.026kg 由文獻1式4-29經(jīng)驗公式計算鍛錘噸位： m=（3.56.3）KA K為材料系數(shù)，由文獻1表4-12查得K=1.0 A為鍛件本體和毛邊在水平面上的投影面積，參考文獻1表4-14按12t錘考慮，假定飛邊平均寬度為24mm，則A=（6452+24660）=22292mm2，取K=6.3 m=6.31.022292

20、=1401.25kg1.4t 故選用1.5t錘。3.3確定飛邊槽尺寸 3.3.1確定飛邊槽形式常用的飛邊槽有6種形式， 圖3.3 飛邊槽形式參照文獻1圖4-62以及文獻內(nèi)容，選取形式1飛邊槽。 3.3.2飛邊槽尺寸根據(jù)鍛錘噸位參照表4-14可得其主要尺寸如下：h=1.8，b=9，b1=25，h1=3.5，r=1.5，其形狀如圖3.4： 圖3.4 飛邊槽3.4終鍛模膛設(shè)計 3.4.1熱鍛件圖 材料45鋼，熱縮率為1.5，故其熱鍛件圖如圖3.5所示：圖3.5 五檔變速叉熱鍛件圖 3.4.2鉗口終鍛模膛和預(yù)鍛模膛都需布置鉗口。鉗口主要是用來容納夾持坯料的夾鉗和便于從型槽中取出鍛件;另一作用是作為澆注

21、檢驗用的鉛或金屬鹽樣件的澆口。參考文獻1圖4-64及表4-16表4-17，結(jié)合鍛件尺寸，可得鉗口尺寸為： B=80，h=35，R0=15，b=15,a=2 其形式如圖3.6所示; 圖3.6 鉗口 3.5預(yù)鍛模膛設(shè)計 由于鍛件形狀復(fù)雜，故設(shè)置預(yù)鍛模膛，其設(shè)計要點如下: 1)預(yù)鍛模膛的四周不設(shè)置飛邊槽，模鍛時由于打不靠，仍有少量飛邊形成。 2）為使預(yù)鍛后的毛坯在終鍛時以墩粗成型為主，預(yù)鍛模膛比終鍛模膛小12mm，高度比終鍛模膛大25mm，頂部寬度相同。 五檔變速叉為叉類鍛件，預(yù)鍛時必須做成劈料臺，參考文獻1圖4-71及其尺寸計算，根據(jù)零件形狀選擇（a）類劈料臺，其尺寸如下： A =0.25B 8A

22、30 （3.2） H =（0.40.7）H （3.3） = 1045 （3.4）取A=35，則B=100，h=31120，取h=45，=30，其形狀如下圖所示: 圖3.7 劈料臺3.6繪制計算毛坯圖 選取鍛件的12個典型截面，分別計算A鍛，A計及a計，并繪制計算毛坯截面面積圖與計算毛坯直徑圖，其圖如下:根據(jù)計算毛坯圖可計算求得： 鍛件體積V=223000mm3 鍛件平均截面積A=952mm2 鍛件平均直徑d=32.4mm 圖3.8 計算毛坯圖計算毛坯計算數(shù)據(jù)如表3.1 表3.1計算毛坯的計算數(shù)據(jù) 斷面號A鍛 mm2A飛mm2A計=A鍛 +A飛mm2d計=1.13A計 mm Kh=K d計 mm

23、100000.80252419470812.930.89.6932401944348.750.87452819472212.980.811.651680194187423.160.825.362028194222225.441.127.9871880194207424.51.126.9581200194139419.571.123.1976019495415.571.111.61060819480213.930.811.841164819484214.380.89.61200000.80 3.7 選擇制坯工步 任何一種鍛件投入生產(chǎn)前，首先必須根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀尺寸、性能要求、生產(chǎn)批量和所具備的

24、生產(chǎn)條件，確定模鍛工藝方案，制定模鍛生產(chǎn)的全部工藝規(guī)程。一般的模鍛工藝流程包括下料、加熱、模鍛、切邊、熱處理、精壓、檢驗等工序。 鍛件為長軸類鍛件，其制坯工步的選擇取決于以下四個參數(shù)： 金屬流入頭部的系數(shù)： （3.5） 金屬軸向流動系數(shù)： ( 3.6 ) 桿部錐度： ( 3.7 ) 鍛件質(zhì)量m： 1.026kg 式中： 計算毛坯的最大直徑 計算毛坯的最小直徑 d拐 桿部與頭部過渡處的假想直徑，把計算毛皮桿部的體積轉(zhuǎn)換成一個截錐體，該截錐體的長度為L桿,小端直徑為，大端直徑為d拐，根據(jù)截錐體公式可知： 參照文獻2圖5-31，并由以上四個參數(shù)可確定五檔變速叉的制坯工步為：拔長閉式滾擠預(yù)鍛終鍛。3.

25、8確定坯料尺寸 長軸類鍛件坯料尺寸的計算參照文獻2表5-25及表5-26： V坯=（V計+V飛）（1+） (3.8) V計 鍛件體積 V飛 飛邊加沖孔連皮的體積 火耗率 由表5-26查得=3 故V坯=12613.51720（1+3)=259838mm3由表5-25： A拔=V頭/L頭 =9020.43520/105=1718mm2 A滾=（1.021.2）A均=1.146.720=1027.4mm2 A坯=A拔-K(A拔-A滾)=1686-0.29(1686-1027)=1494.89mm2 d坯=22.4mm. L坯=259838/1494.89=173.8mm 根據(jù)以上數(shù)據(jù)選取坯料尺寸為1

26、74mm，直徑45mm棒材。3.9 制坯模膛設(shè)計 3.9.1拔長模膛 拔長選用開式模膛，模膛尺寸根據(jù)文獻2表5-27計算： 拔長坎高度： ( 3.9 ) 拔長坎長度： l=k3d坯=1.545=67.5mm (3.10) 模膛高度： B=k4d坯+（1020）mm=1.3545+（1020） (3.11) 選取B=75mm 模膛深度： e=1.2d頭=1.224=28.8，又e2h故取e=36mm (3.12) 圓角圓弧半徑： R=0.25l=0.2567.5=16.875mm取17mm (3.13) 拔長模膛總長度L=L拔+（510）=177+（510）=182187mm取185mm其型膛形

27、狀尺寸如圖3.9： 圖3.9 拔長模膛 3.9.2滾擠模膛滾擠采用閉式滾擠，模膛的主要尺寸根據(jù)文獻2表5-28計算： h=k d計，由計算毛坯圖計算數(shù)據(jù)表已得出 模膛寬度B參照計算毛坯圖取B=80mm 模膛長度： L=L計（1+）=237（1+3）=244mm 模膛鉗口尺寸：n=0.2d坯+6mm=0.245+6=15mm取16mm m=(12)n=1632mm取m=25mm R=0.1d坯+6mm=0.145+6=10.5mm取R=10mm 毛刺槽尺寸 a=8mm，c=30mm，R3=5mm，R4=8mm,b=30mm 其形狀如下圖： 圖3.10 五檔變速叉閉式滾擠型槽3.10模膛結(jié)構(gòu)設(shè)計

28、3.10.1模膛布置錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)主要是解決生產(chǎn)一種鍛件所采用的各工步型槽在模塊上的合理布排，型槽之間和型槽至模塊邊緣的壁厚，模塊尺寸，質(zhì)量，纖維方向要求，以及平衡錯移力的鎖扣方式。參考文獻1第 149頁，當設(shè)有兩個制坯型槽時，這時應(yīng)將第一道制坯工步安排在吹分管的對面，以避免氧化皮落到終鍛型槽里，布排時應(yīng)以終端型槽為中心，左右對稱布排，并盡可能使其打擊中心與型槽中心重合。其大致排布如下圖： 圖3.11 五檔變速叉錘上模鍛模膛拍布圖從左到右依次為滾擠預(yù)鍛終鍛拔長. 3.10.2模壁厚度制坯模膛壁厚一般為510mm，取10mm終鍛模膛和預(yù)鍛模膛的壁厚大小與模膛深度h，底部圓角半徑R，模鍛斜度有

29、關(guān)壁厚大小按文獻2圖5-58選取:其值為47mm 3.10.3錯移力平衡和鎖扣 本鍛件分模面落差23mm，但由于其為細長桿件，故設(shè)置平衡鎖扣。其尺寸計算參照文獻2表5-33： 鎖扣高度H=鍛件分模面落差高度=23mm 鎖扣寬度b1.5h=36mm 鎖扣斜度=5 鎖扣間隙 鎖扣平面間隙 鎖扣內(nèi)圓角半徑R1=0.15H=4.5mm 鎖扣外圓角半徑R2=R1+2=6.5mm其形狀如下： 圖3.12 平衡鎖扣3.10.4模塊尺寸 模塊尺寸除了考慮模膛布置、模壁厚度、鎖扣等有關(guān)因素外，還應(yīng)考慮： (1)承擊面積 查文獻1表5-35,1.5t錘最小承擊面積約為40000mm2 ，根據(jù)模膛布置及模膛大致尺寸

30、，由CAXA查詢其承擊面積為124356mm2 ，滿足要求。 (2) 鍛模中心與模塊中心的偏移量 圖3.13 錘擊中心與模塊中心的關(guān)系 當設(shè)有預(yù)鍛制坯型槽時，允許打擊中心和模塊中心不重合，但偏移量不能太大，應(yīng)限制在a（7）0.1A（14.88），b（16）0.1B（22.9）的范圍內(nèi)，符合條件。 (3)模塊長度、寬度及高度模塊長度：根據(jù)各型槽、模膛寬度及之間壁厚L總=80+75+102+152+15+15+4+10+10= 463mm查表5-38選取寬度475mm，由滾擠型槽長度為306mm，根據(jù)其尺寸選定模塊長度為350mm，由表5-37可知鍛模最大最小閉合高度為H min=220mm，H

31、max=300mm。由以上數(shù)據(jù)，參照文獻2表5-38，選取模塊高度H=325mm，寬度B=475mm，長度350mm （4）錘鍛模燕尾尺寸選擇根據(jù)鍛錘噸位，查文獻2圖5-78及表5-47可知，燕尾尺寸為：b=200mm，h=50.5mm，b1=50mm，dS=3060。 （5）楔鐵尺寸 根據(jù)文獻2表5-43，鍛錘噸位為1.5t時： 上模： h=50mm, b=40.8mm, l=7.0mm 下摸： h=50mm， b=40.7mm, l=900mm (6)定位鍵尺寸 查文獻2表5-44，根據(jù)鍛錘噸位可得，定位鍵尺寸為： f=80mm，h=50mm，L=97mm，L1=48mm，b1=52.9m

32、m第4章 切邊模具設(shè)計4.1切邊方法的選擇 切邊和沖孔通常在切邊壓力機上進行，如下圖所示： 圖4.1 切邊與沖孔切邊分為熱切和冷切兩種。熱切通常安排在模鍛工序同一火次內(nèi)，及模鍛后立刻進行切邊，冷切則是再模鍛后集中在常溫下進行。熱切所需沖切力比冷切要小得多，約為后者的百分之20；同時，鍛件在熱態(tài)下具有較好的塑性，切邊時，切口不易產(chǎn)生裂紋，但生產(chǎn)率低。冷切的優(yōu)點是勞動條件好，生產(chǎn)率高，沖切時鍛件走樣小，凸凹模的調(diào)整，修配比較方便；缺點是：所需設(shè)備噸位大，鍛件易在切口出產(chǎn)生裂紋。模鍛件的沖切方式，應(yīng)根據(jù)鍛件的材料性質(zhì)，形狀尺寸，以及工序間的配合等因素綜合分析確定。通常，對于大中型鍛件必須進行熱校正，

33、熱彎曲的鍛件，應(yīng)采用熱切。含碳質(zhì)量分數(shù)低于百分之0.45的碳鋼和低合金鋼的小鍛件以及非鐵合金鍛件，采用冷切。綜上，采取冷切邊。 切邊模分為簡單模、連續(xù)模和復(fù)合模三種類型。由于五檔變速叉不需沖孔，故采用簡單模。4.2切邊力的計算及壓力機噸位的選擇切邊沖孔壓力機的選擇通常有兩種方法：1） 表格法2） 計算法： （ 4.1 ） 式中 F 切邊或沖孔力 b 金屬在切邊溫度下的抗拉高度，即材料的變形 抗力 L 剪切周邊長度 t1 實際剪切厚度 （ 4.2 ） t 飛邊橋部高度 B 鍛件高度方向的正公差 K 系數(shù)，在理想情況下，k=0.8；考慮到切邊或孔 過程伴有彎曲拉伸發(fā)生，刃口變鈍等實際因素 ， 建議

34、取為k=3.2。 =437.2kN 選取500kN壓力機。4.3切邊模的設(shè)計 4.3.1切邊模的結(jié)構(gòu)形式 （1）用螺釘固定的冷切邊模 （2) 用壓塊固定的冷切邊模 圖4.2用螺釘固定的冷切邊模 圖4.3 用壓塊固定的冷切邊模采用用螺釘固定的方式。 4.3.2切邊凸凹模之間的間隙 切邊時，刃口設(shè)置在凹模上，凹模按鍛件輪廓線制造，靠減小凸模尺寸獲得凸凹模的間隙。如圖4.4，圖4.4a和b中的間隙可以從圖4.4查得，圖4.4c的間隙均取=0.5mm。對圖4.4b，s=0.2D+1;對圖4.4c，同時應(yīng)保證凸模削平后b值有一定的寬度：對小鍛件，b=1.52.5mm，取b=2mm。 圖4.4切邊凸凹膜之

35、間的間隙 4.3.3切邊凹模設(shè)計 切邊凹模有整體式和組合式兩種，前者用于中小型鍛件特別是形狀簡單，具有對稱性的鍛件；后者則用于大型鍛件或形狀復(fù)雜的鍛件。 （1）切邊凹模刃口設(shè)計 切邊凹棋刃口的輪廓形狀，按鍛件在分模面上投影輪廓形狀設(shè)計。熱切邊模應(yīng)計算收縮率 ( l . 1 一 1 . 5 % ）。對于易冷卻的細長件，應(yīng)取小值，反之取大值。切邊凹棋刃口形式有直刃口（圖 4.5a ）、斜刃口（圖4.5b ）、局部斜刃4.5 ）。 圖4.5 常用的3種凹模刃口 直刃口用于加強刃口強度和便于修復(fù)，并能做到修復(fù)后尺寸基本不變。 斜刃口采用45鑄鋼為凹?；w，刃口堆焊一層模具鋼，一般用于大批量生產(chǎn)。 局部

36、斜刃口與全部斜刃口相比，減小了刃口切削加工量，便于制造。同樣也采用鑄鋼凹模為基體，它也是一種比較經(jīng)濟的形式。綜上所述，采?。╟)形式局部斜刃口。 ( 2 )切邊凹模的分塊切邊凹模的分塊原則：A.分塊處便于對位，又不易產(chǎn)生毛刺，且能保證切邊鍛件質(zhì)量。B.便于調(diào)整，特別是對切邊時容易磨損的部位，宜單獨分出。C.在滿足上述條件的情況下，分塊越少越好。D.為便于制造，并防止熱處理變形凹模分塊長度一般不宜大于350mm，最長控制在500mm以內(nèi)。E.保證緊固的安全可靠，切邊凹模每個分塊至少應(yīng)有兩個以上的螺釘緊固。 圖4.6切邊凹模的結(jié)構(gòu) 五檔變速叉飛邊橋高度為9mm，故選取圖4.6最后一組尺寸。其他外形

37、尺寸的確定： 見圖4.8。鉗口尺寸根據(jù)鍛造工藝棒料直徑確定。 圖4.7 凹模鉗口 根據(jù)圖4.8可知其尺寸為：B=80mm，H=40mm，l=50mm，L=30mm,R=15mm采用螺釘緊固。圖4.8 非圓形鍛件凹模外形尺寸 確定其尺寸 B1= 84+258=200mm， L=229+258=335mm。 圖4.9 用螺釘緊固的切邊凸模(1)切邊凸模的設(shè)計 切邊沖頭按鍛件圖設(shè)計。切邊沖頭與鍛件接觸好壞，對切邊后的鍛件質(zhì)量有著直接的關(guān)系。因此，設(shè)計時應(yīng)考慮以下因素：1） 凸模與鍛件需要有一定的接觸面積，以防切邊時鍛件表面被壓傷或變形。2） 切邊凸模的端面應(yīng)能與鍛件較好地吻合，同時在鍛件過渡斷面處留出間隙，值等于鍛件相應(yīng)處水平尺寸正偏差之半加0.30.5mm。3） 凸模與鍛件的接觸面形狀可以簡化，且應(yīng)選鍛件形狀簡單的一面與凸模接觸。 圖4.10 切邊凸模(2)夾持器的設(shè)計 采用夾持器固定。其形狀如圖4.11。故其尺寸為： h1=45mm，b=70mm，h2=60mm，h3=10mm，C=20mm， d1=21mm，d=32mm，h=22mm，B=200mm。 圖4.11用螺釘緊固凸模鑲快的燕尾式夾持器機器尺寸4.3.4切邊模底座設(shè)計 采用專