鍛造工藝及模具設計-后制動臂的制作-項目報告

1、燕山大學 鍛壓專業(yè)課程設計報告鍛造工藝及模具（CAD/CAE）設計姓 名： 課題組的分工或貢獻：總體設計，冷鍛件圖的設計，繪制計算毛坯圖，二維圖的繪制彎曲模膛、終鍛模膛的設計，ppt的制作。設備噸位選擇，拔長、滾擠型槽的設計、鎖扣的設計三維圖繪制，動畫制作噸位計算，飛邊槽、鉗口的設計，項目報告的部分整理課 程 名 稱：鍛壓專業(yè)課程設計指導教 師：高士友2011年11月-2011年12月后制動臂的制作（燕山大學 機械工程學院）摘要：該零件為后制動臂，屬于彎曲長軸類零件，采用40鋼，根據(jù)零件形狀、尺寸等，制坯工步為拔長、滾擠、彎曲，然后經(jīng)過終鍛，再后續(xù)經(jīng)過機加工，制造出該零件。模鍛過程分為10個大

2、步驟：畫零件圖、三維圖、冷鍛件圖設計、設備選擇、飛邊槽的型式和尺寸確定、繪制計算毛坯圖、工藝設計、制坯工布型槽設計、終鍛型槽設計、錘鍛模結(jié)構(gòu)設計等。前言：此次課程目的是通過課程研究項目的實施，使同學們在掌握課本知識的基礎上，結(jié)合CAD/CAM了解并掌握金屬塑性流動的基本原理，鍛造工藝的模具CAD設計的分析，使同學們具備設計體積成形模具的能力，提高查閱資料等應用已有知識解決問題的能力，掌握鍛造工藝的方案制定，掌握鍛件CAD設計和完成項目綜合報告。通過對這些任務的完成，更好地培養(yǎng)鍛壓專業(yè)學生的專業(yè)技術能力和綜合素質(zhì)。后制動臂在很多方面都有著很重要的作用，比如摩托車、汽車等方面都有著重要作用。后制動

3、臂在工作中承受的力比較大、形狀尺寸要求比較嚴格，所以根據(jù)不同的機器，所需的后制動臂的一些性能也稍有差別。對后制動臂做研究過程中，希望從中發(fā)現(xiàn)其更好的制作方案，以滿足現(xiàn)代社會的需求。目錄1、 零件二維圖及設計要求32、 零件圖三維建模33、 冷鍛件圖設計44、 設備噸位選擇65、 飛邊槽的形式和尺寸確定66、 繪制計算毛坯圖77、 工藝設計98、 制坯工步型槽設計99、 終鍛型槽設計1310、錘鍛模結(jié)構(gòu)設計141、 零件圖二維圖及設計要求2、零件圖三維建模3、冷鍛件圖設計3.1確定分模面：分析零件形狀，根據(jù)分模面原則，分模面為彎曲分模，見點畫線：3.2預算鍛件的形狀復雜系數(shù)S 零件體積Vd=14

4、5466.49mm³，零件外廓包容體的體積Vb = 379300mm³ 設材料利用率為65% ，則鍛件體積V d=Vd / 0.65=223794.6mm³ ，形狀復雜系數(shù)S= V'd/Vb=0.59查表，該鍛件為一般復雜程度，但由于該鍛件形狀較復雜，提高一級，為 級，復雜系數(shù)S33.3確定其他參數(shù)1) 鍛件為40鋼，即材質(zhì)系數(shù)為M2) 零件加工表面粗糙度有Ra12.5、Ra2.5,故為Ra1.6m3) 模鍛斜度： 通過計算并查表選取模鍛外斜度為=5°內(nèi)孔斜度=7° 。 4) 鍛件圓角半徑：外圓角半徑r=單面余量（2mm）+零件圓角半徑

5、或倒角。 內(nèi)圓角半徑R=（23）r mm3.4鍛件加工余量查GB/T 12362一2003，可得各處的單邊加工余量如下表： 在長度方向上，單邊加工余量查得余量為1.72.2mm，取2mm；3.5鍛件尺寸公差：由質(zhì)量、形狀復雜系數(shù)S，材質(zhì)M，選普通精度，查公差值如下：GB/T12362一2003因分模面為不對稱的彎曲分模，根據(jù)鍛件質(zhì)量，取錯移公差為0.8mm，殘留飛邊0.8mm。3.6核算鍛件的形狀復雜系數(shù)S：根據(jù)上述余量、起模斜度和圓角半徑等值，重新核算鍛件體積Vd 和形狀復雜系數(shù)S。 計算得：Vd =215426.33mm³ ，S= Vd / Vb =0.57，修正復雜系數(shù)仍為級。

6、 3.7繪制鍛件圖：4、設備噸位選擇4.1 由鍛件圖確定的主要參數(shù)： 1) 鍛件在水平面上的投影面積為F1=10578mm²； 2) 鍛件周邊長度為L=588mm； 3) 鍛件體積為Vd =215426.33mm³ ； 4) 鍛件質(zhì)量為1.69kg；4.2 噸位選擇若用經(jīng)驗公式G=(3.56.3)k F，取k=1，假定毛邊寬為25 mm，則 F=10578588 × 25=25278 mm²； G=3.5 × 1 × 25278=0.88 t； G=6.3 × 1 ×25278=1.59 t； 于是有 0.88t

7、G 1.59 t； 由計算結(jié)果，選用2t模鍛錘。5、飛邊槽及鉗口的設計5.1 飛邊槽的形式選擇與尺寸確定5.1.1.飛邊槽各形式如圖： 分析鍛模所需，采用第種形式即可。5.1.2.飛邊槽尺寸的確定：由計算法得 根據(jù)計算得到的h值查表確定飛邊槽尺寸： h=2.0 mm； h=4 mm； b=10 mm； b=25 mm； Fmz =153 mm²； R1=1.5mm；5.1.3.鍛件毛邊體積 V毛=588 × 0.7Fmz =62974.8mm³ 5.2 鉗口的形式選擇與尺寸計算5.2.1鉗口形式選用普通形式，如圖 5.2.2、 鉗口的尺寸計算，根據(jù)鍛件質(zhì)量及坯料直

8、徑選取鉗口尺寸： B=80mm，h=35mm，R0=15mm, b=6mm, a=1.5mm, l=50.5mm 6、繪制計算毛坯圖6.1根據(jù)鍛件圖建模取截面6.2 計算截面面積:6.3毛坯及修正后截面圖修正后毛坯截面圖及直徑圖7、工藝設計7.1計算繁重系數(shù) 1) 由毛坯截面圖得拐點處直徑d拐=37.8mm,2) 毛坯最小直徑dmin=23.6mm最大直徑dmax=45.5mm3) =dmax/d均=1.23 =L計/d均=6.374) K=(d拐-dmin)/L桿=0.0897.2確定設計工藝根據(jù)繁重系數(shù)值，由圖得，可采用拔長閉式滾擠制坯，又分析鍛件形狀，得設計工藝為：拔長閉式滾擠彎曲終鍛8

9、、制坯工布型槽設計8.1毛坯的確定8.2拔長模膛的設計8.2.1拔長型槽結(jié)構(gòu)形式：采用斜排式拔長型槽（如圖）（=15°）8.2.2拔長型槽尺寸設計： 1) 坎高a因桿部截面積變化較大，拔長后需滾擠制坯，有公式 查表4-20，k2=0.9；查毛坯圖： 得 a=26.4mm(取a=26mm)2) 坎長c有公式：查表4-21，由L坯/d坯=152.36/41=3.716，故取k3=1.53) 型槽寬度B斜排式公式： 取=15°查表4-22，k4=1.5，得B=70mm4) 其他尺寸 R=0.25c=15.5mm（取R=15mm） ，R1=2.5c=10R=150mme（倉部深）=

10、1.2d小頭 查毛坯圖：d小頭=34mm，故e=40.8mm（取e=41mm） 8.2.3拔長后坯料形狀及尺寸 8.3 滾擠模膛設計8.3.1滾擠模膛采用閉式滾擠型槽：如圖 8.3.2 滾擠型槽尺寸設計 8.3.2.1 滾擠型槽高度 桿部： 頭部： 拐點處型槽高度：8.3.2.2 滾擠型槽寬度 滾擠已經(jīng)過拔長的坯料： 閉式滾擠時桿部寬度： 即頭部寬度： 故： 8.3.2.3 滾擠型槽長度L此鍛件為彎曲軸件，故彎曲處按鍛件內(nèi)側(cè)1/3寬度的連線，作為展開長來計算，得 L=240.017mm，取L=245mm8.3.2.4 鉗口與毛刺槽尺寸 鉗口處：n=14mm, m=20mm,R=10mm毛刺槽：

11、a=6 mm, c=25mm, R3=5mm8.4 彎曲模膛設計8.4.1 模膛形式設計8.4.2 彎曲模膛尺寸計算： 8.4.2.1 鉗口尺寸 h鉗=（0.20.3）d坯，取h=10mmR=0.2d坯+5, 取R=13mmn=14mm, m=20mm8.4.2.2 高度hh=(0.80.9)b (mm) b為熱鍛件圖上相應位置的寬度 8.4.2.3 寬度B 8.4.2.4 間隙 根據(jù)設備噸位，取=5mm9、終鍛型槽設計9.1 熱鍛件圖的繪制9.2 型槽設計10、錘鍛模結(jié)構(gòu)設計10.1 型槽步排該模面上設有三個制坯模膛和終鍛模膛，按與加熱爐、吹風管、切邊壓力機的位置對應排列： 10.2 模塊尺

12、寸及要求10.2.1模塊尺寸：長×寬×總高=500×400×50010.2.2燕尾尺寸：B=200mm，h=50.5mm ，其他尺寸均為一般值。10.3 型槽壁厚制坯模膛間距為1015mm，終鍛模膛壁厚大些，再根據(jù)模塊尺寸， 取滾擠模膛與彎曲模膛間距為15mm;滾擠模膛與終鍛模膛間距23.3mm;拔長模膛靠最左邊排布。10.4 錯移力的平衡和鎖扣的設計10.4.1根據(jù)分模面形式、設備噸位，錯移量為0.8mm，選一般鎖扣，如下圖，尺寸： 10.4.2 鎖扣形式：10.5 檢驗角的設計計算檢驗角設在前邊和左邊，寬度為5mm，高度為100mm。10.6 錘鍛模

13、的緊固方式采用定位鍵來緊固錘鍛模： 結(jié)論： 通過零件的要求的分析，根據(jù)我們所學的理論知識，做出設計方案，以達到生產(chǎn)出符合要求的合格零件。我們工作主要包括：三維圖的繪制、冷鍛件圖設計、設備選擇、飛邊槽的型式和尺寸確定、毛坯圖的繪制計算、工藝設計、制坯工布型槽設計、終鍛型槽設計、錘鍛模結(jié)構(gòu)設計等，即把最終的錘鍛模設計出來，經(jīng)過對坯料的錘鍛，再經(jīng)過機加工，即可制造出所要求的零件。這次做項目，我們收獲都頗多。做此錘鍛模，需要做的工作很多，必須要大家一塊，才能很好的把任務完成。我們分工合作。組長首先做總體規(guī)劃，把大概工作總結(jié)，再交代給大家，鍛煉了大家的團結(jié)協(xié)作的能力。做這個項目，也更好的鍛煉了我們運用理論知識的能力，鍛煉了我們找出