掛輪架軸工藝設(shè)計說明書2

1、 工藝設(shè)計說明書一、分析零件圖（如圖） 分析零件圖（如圖）1、 零件名稱：掛輪架軸2、材料：45鋼； 3、質(zhì)量： 0.3Kg 4、產(chǎn)量：100件； 5、技術(shù)要求： + 35 0 0.05 和方頭處淬火HRC4045。二、鍛造工藝性分析 1、加工目的、環(huán)境及鍛后現(xiàn)象分析 零件為軸類零件，因此鍛造的目的不是側(cè)重于成形、減少加工余量，而是側(cè)重 于提高鍛件的力學(xué)性能，選用自由手工鍛造。鍛后零件性能可能變化的趨勢有坯料 端部彎曲并帶毛刺和脫碳等。 2、零件結(jié)構(gòu)形狀對鍛造適應(yīng)性的分析 即鍛件結(jié)構(gòu)工藝性分析。該零件為階梯軸類零件，可通過手工自由鍛造來完成 初步成型。因鍛造而產(chǎn)生的缺陷可以通過鍛造后的熱處理和

2、切削加工來改善。三、繪制鍛件圖 鍛件圖是根據(jù)零件圖繪制的。 自由鍛件圖是在零件圖的基礎(chǔ)上考慮了加工余量、 鍛造公差、工藝余塊等參數(shù)后繪制而成的。根據(jù)以下步驟繪制鍛件圖（如下頁圖）： （1）確定鍛件形狀。 （2）用紅線繪出鍛件圖。 （3）計算尺寸，查公差并注于圖上。查鍛壓手冊知，軸向機械加工余量與 公差為8 ± 3，徑向機械加工余量與公差為4 ± 1.5。 最終鍛件圖如下所示：四、參數(shù)選擇 1、工藝參數(shù) 首先選擇工藝余塊以簡化鍛件外形，然后確定加工余量和公差。 2、選擇依據(jù) 選擇參數(shù)應(yīng)考慮鍛件的材料、形狀尺寸、現(xiàn)有設(shè)備、生產(chǎn)批量等因素。 3、確定方法 查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行分析，并與

3、同類件比較，選擇的公差余量可依下列條件確定： （1）鍛件數(shù)量。數(shù)量多，其值取小些，否則取大些。 （2）鍛件材料。一般材料其值取小些，特殊鋼取大些。 （3）表面質(zhì)量。原材料的表面質(zhì)量好，其值取小些，否則取大些。 （4）鍛件形狀尺寸。鍛件形狀簡單，長度短，其值取小些，否則取大些。 （5）鍛工技術(shù)水平。鍛工技術(shù)水平高，其值取小些，否則取大些。 （6）工具和設(shè)備情況、企業(yè)工藝習(xí)慣等其它因素。 由于公差余量均由經(jīng)驗而定，在此以鍛壓手冊查得的數(shù)據(jù)為最終參數(shù)。 4、數(shù)據(jù)處理 對于大型鍛件尾數(shù)圓整為5或0；中小型鍛件按四舍五入原則處理成整數(shù)。最后 確定的工藝參數(shù)如鍛件圖所示。五、確定坯料質(zhì)量和鍛件尺寸 1、確

4、定坯料質(zhì)量坯料質(zhì)量包括鍛件本身的質(zhì)量、加熱時氧化燒損、切頭時的損失及沖孔時的芯 料損失等。 (1) 計算鍛件質(zhì)量 根據(jù)鍛件的形狀和基本尺寸，可計算出鍛件的質(zhì)量： M式中 m鍛-鍛件質(zhì)量； p-鍛件材料的密度（ kg/dm3 ）取7.85kg /dm 3； V -鍛件的體積（ dm3 ）； 由此計算得： M 鍛 pV = 7.85 kg /dm3 ×0.110972dm 3= 0.87 kg (2) 計算坯料質(zhì)量 坯料的質(zhì)量包括鍛件本身的質(zhì)量、 加熱時氧化燒損、 切頭時的損 失及沖孔時的芯料損失等。其計算公式為： M式中 M坯 M鍛 M燒 M切 M芯坯-坯料質(zhì)量（ kg ）； M坯-坯

5、料質(zhì)量 M鍛 -鍛件質(zhì)量（ kg ） M燒-氧化燒損的質(zhì)量（ kg ） M切-表示對拔長工件的切頭損失（ kg ）； M芯-沖孔時沖掉的芯料損失（ kg ）； 一般按火次進行估算，如第一火取鍛件質(zhì)量的 2.0% 3.0% ，以后各火 一般取鍛件質(zhì)量的 1.5% 2.0% ：一般按下面經(jīng)驗公式估算：對于該零件圓形切面M切=1.81D3 ，其中D 為切頭部分直徑（ dm 3）；零件沒有沖孔，故， M芯 = 0 kg 所以 M M鍛 M燒 M切 M芯0.87×（1+1.5%）+1.81× 0.2430.91(kg) 2、確定坯料尺寸坯料尺寸的確定與所采用的第一道基本工序（鐓粗或拔

6、長）有關(guān)，所采用的工 序不同，確定的方法也不一樣。 此零件應(yīng)采用拔長法鍛制鍛件， 鋼坯拔長時所用截面A坯的大小應(yīng)保證能夠得 到所要求的鍛造比，即 A坯YA鍛 式中 Y-鍛造比,此時Y=2.5； A鍛-鍛件的最大橫截面積（cm2）； A坯-坯料的橫截面積（cm2 ）。 按鍛造比Y及鍛件最大橫截面積求出D坯，即 Y A坯/A鍛D2坯/ D2 鍛D2 坯/D2 鍛 所以 D2坯=Y D2鍛 因為 D鍛=58mm D坯 D鍛92mm 由課程設(shè)計資料，D坯圓整后得： D坯 = 95mm 根據(jù)坯料總質(zhì)量（前已求出），可得出坯料體積（V坯）由此即可確定坯料長度 （L坯），即， V坯m坯/ 坯 =0.91/7

7、.85=0.116(dm3 ) 所以 L坯V坯/ A坯= 4V坯/ D2坯 (4×0.116)/( ×0.95 ) 0.164dm164mm 所以 L坯164mm。六、確定工序 通常采用比較法編制工序。對鍛件圖與所選坯料進行比較，分析其差異，初步 定出基本工序；分析其不足及是否有強化要求，比較使用性、先進性和經(jīng)濟性，結(jié) 合工藝習(xí)慣增設(shè)工序。由此，編制工序如下圖所示： （1）用三角壓鐵壓鐵牙槽 (2） 拔長一端，切去料頭 （3) 調(diào)頭，用三角壓鐵壓槽 (4) 拔長，倒角滾圓 （5）用三角壓鐵壓痕 （6）拔長，倒角滾圓 （7）端部拔長，切去料頭 （8）摔圓各檔外圓，校直七、鍛造

8、設(shè)備的選擇 選定鍛造設(shè)備的依據(jù)是鍛件的材料、尺寸和質(zhì)量，同時，還要適當(dāng)考慮車間現(xiàn) 有的設(shè)備條件。設(shè)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(shè)備噸 位太大，不僅造成設(shè)備和動力的浪費，而且操作不便，不安全。 對于此類小型鍛件，采用鍛錘，經(jīng)查詢課程設(shè)計資料，選用型號為C41-100 的空氣錘。八、鍛造溫度及加熱時間的確定 （1）鍛造溫度 在"熱處理設(shè)計"主界面，在菜單項中選擇"熱處理參數(shù)查詢"，在下拉菜單中， 雙擊"常見金屬鍛造溫度范圍"，進入常見金屬鍛造溫度范圍查詢界面，輸入“45” ， 點擊"查詢"，得出查

9、詢結(jié)果。 查詢結(jié)果如下：始鍛溫度：1150-1200，終鍛溫度：800 （2）加熱時間的確定 在計算機輔助自由鍛鍛件工藝設(shè)計軟件的主界面菜單中，選擇"熱處理設(shè)計"子菜單，雙擊進入"熱處理設(shè)計"主界面，在菜單項中選擇"加熱時間的選擇"。 雙擊進 入"加熱時間的選擇"界面，經(jīng)查詢可計算出加熱設(shè)計。計算過程如下： 以經(jīng)驗公式確定加熱時間： K D 式中， -加熱時間，單位為 h ； -加熱系數(shù)（min/mm或s/mm） ，查課程設(shè)計資料取1 D-斷面直徑或邊長，單位為cm； K-系數(shù)，低碳鋼K取0.100.15，高碳鋼K

10、取0.200.30，中碳鋼K取0.15 0.20。 以上方法是生產(chǎn)中常采用的經(jīng)驗數(shù)據(jù)法，其理論根據(jù)是鐵碳合金狀態(tài)圖的碳的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)。所以得出： K D=1×（0.150.20）×9.5=（1.4251.9）h 取1.7h 。九、鍛后熱處理 1、查閱課程設(shè)計資料 ，鍛后熱處理采用以下路線： 完全退火粗加工半精加工高頻淬火、低溫回火精加工 原因：中碳鋼一般采用完全退火，由于淬火后只能進行磨削加工，不能進行切 削加工，故在淬火前需進行粗加工和半精加工，將零件表面加工出來，然后進行高 頻淬火和低溫回火，使零件表面具有高的強度、硬度和耐磨性，從而能夠在交變載 荷、摩擦和沖擊場合下正常

11、工作。最后進行精加工，使零件表面達到要求的粗糙度。 2. 對于45鋼，相關(guān)熱處理參數(shù)如下： （1）退火：加熱溫度為820840，隨爐冷卻。 （2）淬火：加熱溫度為820840，水冷，硬度達5560HRC； （3）回火：加熱溫度為520560，空冷，硬度達228286HBW。 3、熱處理設(shè)備：箱式爐、高頻加熱電源設(shè)備。 4.、預(yù)處理和最終處理加熱時間和保溫時間確定 （1）完全退火 A）加熱時間： 加熱時間的計算公式： t = K D 式中 t-加熱時間（min或s） ； -加熱系數(shù)（min/mm或s/mm） ； D-工件有效厚度（mm） ； K-工件裝爐修正系數(shù)，通常取1.01.5。 此時，取=

12、1，K=1,D=58mm, 則t =KD=1×1×58=58（min） B)保溫時間 ： t =KD 式中 t-加熱時間（min） ； -保溫時間系數(shù)（min/mm） ； K-工件裝爐方式修正系數(shù)； D-工件有效厚度（mm） 。 此時，取=1.1，K=1,D=58mm, 則t =KD=1.1×1×58=63.8（min） （2） 高頻淬火 A）加熱時間：t =KD=1×1×50=50（min） B）保溫時間：t =KD=1.1×1×50=55（min） (3) 低溫回火 th(min) = Kh + Ah·D 式中 ： th -回火時間 Kh-回火時間基數(shù)（min）; Ah-回火時間參數(shù)（min/mm）; D-工件有效厚度(mm)。 此時，取Kh=10 min，Ah=1，D=50mm 則th(min) = Kh + Ah·D=10+1×50=60（min）十、變形或缺陷分析 以下是對在鍛造工藝中的各種缺陷進行分析： 1