常嚙合齒輪鍛件鍛模設計案例

1、常嚙合齒輪鍛件鍛模設計案例一、常嚙合齒輪零件圖：零件材料為18CrMnTi二、制定鍛件圖根據(jù)零件圖制定鍛件圖1、確定分型面位置常嚙合齒輪的高徑比為H/D=55/178=0.311，屬短軸線類鍛件，因此取徑向分模，根據(jù)零件形狀，分模面取在最大直徑處1/2高度的位置。2、公差和加工余量 加工余量的確定與鍛件形狀的復雜程度、成品零件的精度要求，鍛件的材質，模鍛設備，工藝條件，熱處理的變形量，校正的難易程度，機械加工的工序等許多因素有關。因此在確定加工余量時通常要與加工部門協(xié)商。 為了將鍛件的脫碳層和表面的細小裂紋去掉，必須留有一定的加工余量。（1）鍛件形狀復雜程度：鍛件形狀復雜程度用鍛件形狀復雜系數(shù)

2、S表示。它是鍛件質量m與鍛件外廓包容體質量m1之比，即S=m/m1，鍛件形狀復雜系數(shù)分為4級：S1級（簡單鍛件）0.63S1S2級（一般鍛件）0.32S0.63S3級（較復雜鍛件）0.16S0.32S4級（復雜鍛件）0S0.16薄圓盤或法蘭鍛件當圓盤厚度和直徑之比t/d0.2時，采用S4級。 （2）鍛件的材質鍛件的材質將影響鍛件的公差和機械加工余量，鍛件的材質的影響用鍛件的材質系數(shù)M表示，常見金屬材料的材質系數(shù)見下表材料種類塑性材質系數(shù)鋁合金、鎂合金優(yōu)M0低碳、低合金鋼（C0.65%，或合金元素總量3%）良M1高碳、高合金鋼（C0.65%，或合金元素總量3%）一般M2不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、

3、鈦合金差M3 （3）鍛件的公差和機械加工余量與鍛件的質量有關，可按零件圖基本尺寸估算機械加工余量，繪制初步鍛件圖并估算鍛件質量。按估算的質量查表確定鍛件的公差和機械加工余量，再修正鍛件圖。估算鍛件質量約為5.2Kg，外廓包容體體積為12.05Kg；零件材料為18CrMnTi，材質系數(shù)為M1，形狀復雜系數(shù)為：S=m/m1=5.22/12.05=0.433式中：m鍛件質量； m1鍛件外廓包容體質量即復雜系數(shù)為二級；零件加工精度為一般加工精度，鍛件在煤氣加熱爐中加熱。查手冊可知，水平及高度方向的單邊加工余量為2.02.5mm,取2mm；查下表，內(nèi)孔單邊加工余量為2mm。鍛件內(nèi)孔直徑的機械加工單邊余量

4、孔徑/mm孔深/mm6363100100140140200200280252.0-25402.02.640632.02.63.0631002.53.03.04.01001602.63.03.44.04.61602503.03.03.44.04.6零件尺寸加上加工余量得到鍛件尺寸，徑向尺寸：48-2X244, 178+2X2182，高度尺寸：55+2X259, 45+2X249，30+2X234由鍛件尺寸查表可確定鍛件各尺寸的公差：，、 3、模鍛斜度外模鍛斜度與零件圖上一致，取=7°，內(nèi)模鍛斜度取=10°4、圓角半徑：（1）作用：使金屬容易充滿模膛，起模方便，保證鍛件質量，減

5、緩鍛模外圓角磨損，延長模具使用壽命。（2）鍛件圓角處的最小余量：凸角處有倒角：r=余量+零件的倒角值 凸角處無倒角：r=余量（3）常嚙合齒輪的圓角半徑零件內(nèi)孔有倒角2X45°，故此處的外圓角半徑為r=余量+零件的圓角值=2.0+2.0=4.0mm，圖中原有圓角數(shù)值不變，其余未注圓角取r=2。5、沖孔連皮鍛件內(nèi)孔直徑大于25mm時要考慮沖孔，若內(nèi)孔直徑小于25mm時，一般不沖孔。（1）作用：（2）分類：平底連皮：用于直徑不大的孔，最為常用。 連皮厚度過渡圓角：R1=R+0.1h+2 平底連皮 斜底連皮斜底連皮：常用于預鍛模膛（用于孔徑d2.5h或孔徑d60mm）的鍛件，尺寸：=1

6、76;2°，S=0.7S 式中： S-平底連皮的厚度 S-斜底連皮中部厚度帶倉連皮：用于預鍛時采用斜底連皮的終鍛模膛，倉部能容納較多的金屬。連皮的尺寸S1、b可采用飛邊槽的橋部尺寸，連皮橋部厚度S1= S， S-平底連皮的厚度。拱底連皮用于內(nèi)孔很大，高度很小的鍛件（d15h） R1作圖決定R2=5h壓凹：用于孔徑25mm且厚度較大的鍛件（3）常嚙合齒輪的連皮厚度因常嚙合齒輪的內(nèi)孔4460mm，因此采用平底連皮H取內(nèi)孔高度的一半，即h=24.5，d=44，帶入公式： 因連皮圓角半徑應大于內(nèi)圓角半徑，取為R=10mm。6、技術條件（1）圖中未注模鍛斜度7°（2）未注圓角半徑R2

7、（3）由參考資料查得：允許的錯差量1.2mm（4）由參考資料查得：允許的殘余飛邊量1.2mm（5）鍛件的清理方式： 清除表面氧化皮的方法有噴砂、拋丸、酸洗、滾筒清理等。（6）鍛件熱處理要求：正火HB156207模鍛件常用的熱處理方法常用的熱處理使用場合使用目的正火中間熱處理細化晶粒，獲得合適硬度，便于切削加工最終熱處理對零件力學性能要求不高時采用調質最終熱處理保證較高的力學性能 常用鋼質模鍛件正火或調質硬度范圍查閱手冊中的推薦值。上述各項參數(shù)確定后，便可繪制鍛件圖三、確定鍛件的基本數(shù)據(jù) 1、鍛件在平面圖上的最大投影面積為26015mm2； 2、鍛件周邊長度為572mm； 3、鍛件體積為6649

8、70mm3； 4、鍛件質量為5.22kg。四、決定設備噸位針對圓餅類鍛件，確定鍛錘噸位的經(jīng)驗公式為： （kg）式中：G0鍛錘落下部分質量，kg；D鍛件直徑，cm； 鍛件在終鍛溫度時的變形抗力，MPa。經(jīng)驗推薦值見下表。該公式適用于直徑為60cm以下的鍛件。模鍛錘上終鍛溫度下部分鋼材的變形抗力和系數(shù)K經(jīng)驗推薦值材料終鍛溫度/K/ MPa碳素結構鋼含碳量0.25%7000.955碳素結構鋼含碳量0.25%7501.060低合金結構鋼含碳量0.25%8001.060低合金結構鋼含碳量0.25%8001.1565高合金結構鋼含碳量0.25%8501.2575合金工具鋼8501.2590-100由上表查

9、得，=60MPa；D=18.2cm，帶入經(jīng)驗公式 =（1-0.005×18.2）×（1.1+2/18.2）2×（0.75+0.001×18.22） ×18.2×60kg =157kg根據(jù)推薦的模鍛錘能力選擇表推薦，故選用2噸模鍛錘。五、確定飛邊槽尺寸按照鍛件在水平面上的投影面積A=26015mm2 （1）由經(jīng)驗公式確定飛邊槽橋部高度 （2）根據(jù)經(jīng)驗推薦值確定飛邊槽尺寸：h=3.00mm，h1=5mm，b=12mm， b1=32mm，Ak=233mm2六、終鍛模膛設計終鍛模膛設計的主要內(nèi)容是繪制熱鍛件圖，供制造模膛用。熱鍛件圖按照冷鍛件

10、圖加收縮率確定。常嚙合齒輪考慮收縮率1.5%，模鍛斜度和內(nèi)、外圓角的尺寸與冷鍛件圖相同，繪制的熱鍛件圖如下：七、確定制坯工步齒輪類零件一般采用鐓粗制坯，鐓粗直徑D鐓的確定需考慮鍛件形狀，對常嚙合齒輪鍛件應滿足：（D1+D2）/2D鐓D2式中：D1鍛件輪緣外徑，mm； D鐓鐓粗后毛坯直徑，mm；D2鍛件輪緣內(nèi)徑，mm；帶入數(shù)值:（182+147）/2=164.5D鐓147，故取 D鐓=160mm八、確定坯料尺寸鍛件體積Vd=664970mm3，飛邊體積按飛邊槽容積的50%計算，即V飛=99700mm3 取氧化燒損率為2.5%，則坯料體積為： V坯=（100%+205%）×（664970+99700）=783787mm3 取坯料高徑比n=2，則坯料直徑為 按標準規(guī)格選擇坯料直徑d=80mm。 下料長度： 考慮到下料誤差，取L坯=159 則坯料尺寸為：80×159mm九、鍛模結構設計 1、模膛布置：鐓粗臺布置在鍛模的左前面，坯料鐓粗后距各邊緣的距離不小于10mm。由于是軸對稱鍛件，故終鍛模膛壓力中心就是形心，應與鍛模中心重合。 2、鎖扣尺寸：采用圓形鎖扣，鎖扣高度H=36mm，最小寬度不小于40mm，鎖扣側面間隙為0.3mm。采用圓形鎖扣，鎖扣其余尺寸如圖所示。3、模塊尺