連接節(jié)臂錘鍛工藝及模具設(shè)計

1、鍛造工藝及模具（CAD/CAE）設(shè)計日期：2011年11月-2011年12月連接節(jié)臂錘鍛工藝及模具設(shè)計摘要:本項目主要研究連接節(jié)臂的錘鍛工藝及模具設(shè)計，具體內(nèi)容包括零件圖二維、三維建模，冷熱鍛件二維、三維建模，設(shè)備噸位選擇，飛邊槽的形式和尺寸確定，繪制計算毛坯圖，制坯工步的選擇，制坯型槽設(shè)計，預(yù)鍛型槽設(shè)計，終鍛型槽設(shè)計，鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計，模鍛工藝流程。1、零件圖二維、三維建模1.1零件圖1.2三維建模2、2、冷熱鍛件二維、三維建模2.1冷鍛件圖設(shè)計2.1.1確定分模面 根據(jù)鍛件形狀及相關(guān)選取原則，采用上下對稱的直線分模。確定公差和加工余量 1、估算鍛件質(zhì)量：按增加15%約為2.1kg。 2、連桿材

2、料為45鋼，即材質(zhì)系數(shù)為 。 3、鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)： 查得為三級復(fù)雜程度 。 4、鍛件精度等級：普通級。 5、由相關(guān)手冊查得 鍛件表面加工余量1.72.2mm，取2.0mm； 鍛件內(nèi)孔直徑單邊機械加工余量2.0mm； 模鍛件的長、寬、高的公差及極限偏差為： 錯差公差：0.8mm； 殘留飛邊公差0.8mm。2.1.3確定模鍛斜度 查相關(guān)手冊得：拔模斜度內(nèi)側(cè)為7°外側(cè)為5°。2.1.4確定圓角半徑 查相關(guān)手冊得：各部位圓角半徑R=2mm。2.1.5沖孔連皮尺寸 由孔徑d=50mm，故選用平底連皮形式，由公式: 得厚度s=5mm。 內(nèi)圓角半徑 R1=5mm。 2.1.6技術(shù)條件

3、 1.圖上未標注的圓角半徑R=2mm； 2.允許的錯移量0.8mm； 3.允許的殘留毛邊量0.8mm； 4.允許的表面缺陷深度0.5mm； 5.鍛件的熱處理：調(diào)質(zhì)HRC3540； 6.鍛件的表面清理：為便于檢查淬火裂紋，采用酸洗。2.2復(fù)雜系數(shù)校核 根據(jù)已畫出的三維冷鍛件圖的實測體積： V=305877mm ； 求得鍛件質(zhì)量為2.4kg； 鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)： 查得為二級復(fù)雜程度S2。 由相關(guān)手冊重新查得： 鍛件表面加工余量1.72.2mm，取2.0mm； 鍛件內(nèi)孔直徑單邊機械加工余量2.0mm； 模鍛件的長、寬、高的公差及極限偏差為： 錯差公差：0.8mm； 殘留飛邊公差0.8mm。通過比較

4、發(fā)現(xiàn)：校核前后只是鍛件各個尺寸的相關(guān)公差發(fā)生了變化，其它相關(guān)參數(shù)并未發(fā)生改變，對形狀復(fù)雜系數(shù)等無影響。故不需再進行進一步校正，最后鍛件圖各尺寸按校正后確定。2.3冷鍛件圖二、三維建模二維圖三維建模2.4熱鍛件圖設(shè)計熱鍛件圖以冷鍛件圖為依據(jù)，但又有所區(qū)別，考慮到金屬冷縮現(xiàn)象，熱鍛件圖上的所有尺寸應(yīng)計入收縮率，即按下式計算熱鍛件圖尺寸： L=l（1+） 45鋼的取0.8%1.5%， =1%熱鍛件圖的二維圖三維圖3、設(shè)備噸位選擇3.1、鍛件的主要技術(shù)參數(shù)：鍛件在平面上的投影面積：A=17024mm2鍛件的周邊長度：S=721mm鍛件的體積：V=305877mm3鍛件質(zhì)量：m=2.4kg3.2、確定鍛

5、錘噸位：按雙作用模鍛錘噸位經(jīng)驗公式：G=（3.56.3）K×F取K=1.0，系數(shù)為6.0，G=1107.98kg選用1.5t錘。4、飛邊槽的形式和尺寸確定毛邊槽是開式模鍛終鍛型槽必不可少的一部分，它的作用有以下幾點：1. 造成足夠大的水平方向阻力，使金屬充滿型槽，保證鍛件尺寸準確。2. 緩沖錘擊。3. 容納多余金屬。我們選用圖4-63毛邊槽形式I，橋部設(shè)在上模塊上，溫升少可以減輕橋部磨損避免壓塌。形式及具體尺寸如下：h/mmh1/mmb/mmb1/mmR1/mmF/mm2V/mm31.648251130363385、繪制計算毛坯圖5.1繪出計算毛坯直徑圖和計算毛坯截面圖如下圖所示，在

6、冷鍛件圖上選取五十多個具有代表性的截面，并計算各截面的面積 ，繪出計算毛坯直徑圖和計算毛坯截面圖。由于測出的計算毛坯圖有些地方過渡太急，有尖角，所以需要對計算毛坯圖進行修正，根據(jù)體積不變原理，把過渡處的尖角根據(jù)面積相等改成大圓角過渡，有利于金屬的流動和鍛件的成形。截面圖及修正前后的圖形如下：截面圖簡化前后計算毛坯直徑的比較簡化前后毛坯截面圖的比較5.2坯料規(guī)格的確定： 坯料尺寸:d=40mm L=330mm6、制坯工步的選擇：由計算毛坯圖知此件為兩頭兩桿，故劃分分界線將此件分為兩個簡單件，分別計算相應(yīng)繁重系數(shù)如下：左半部分： 又G均>1kg，查表得制坯工步為：拔長-閉式滾擠。右半部分：

7、又G均>1kg， 查表得制坯工步為：閉式滾擠。 經(jīng)比較，左半部分繁重系數(shù)較大， 故按左半部分確定制坯工步方案。 確定最終模鍛工藝方案： 下料-拔長-混合式滾擠-預(yù)鍛-終鍛。7、制坯型槽設(shè)計7.1、拔長型槽的設(shè)計拔長型槽的作用是使坯料局部截面積減小，長度增加，并兼有消除氧化皮的作用，主要由坎部、倉部和鉗口組成。由于坯料不許全部拔長，不需要拔的很長，拔長型槽的選擇及尺寸如下： 1、結(jié)構(gòu)形式：開式、直排式 2、尺寸設(shè)計： 拔長型槽尺寸型槽尺寸a/mmC/mmB/mmR/mmR1/mme/mmL/mm計算值24.752701313050125實際值2060701515050125 拔長型槽二維圖

8、7.2、滾擠型槽的設(shè)計滾擠型槽主要用來減少局部截面積，增大另一部分截面積，實現(xiàn)局部聚料作用。并且兼有少量拔長和去除氧化皮作用。根據(jù)工藝計算選擇采用混合式滾擠型槽，各尺寸如下：1、型槽高度 ，計算結(jié)果列于表中，按各截面的直徑值繪出滾擠型槽縱剖面外形，然后用圓弧或直線光滑連接，并適當簡化。2、型槽寬為： 型槽寬度開式部分為70mm，閉式部分55mm。 3、型槽長度等于計算毛坯圖的長度。 4、適度調(diào)整、修改個別尺寸，簡化滾擠型槽。 滾擠型槽尺寸型槽尺寸B頭1B桿1B頭2B桿2計算尺寸52.5339.5450.1941.63實際值70555555毛刺尺寸a/mmc/mmb/mmR3/mmR4/mm62

9、53066鉗口尺寸n/mmm/mmR/mm142110滾擠型槽外形圖如下;8、預(yù)鍛型槽設(shè)計8.1、預(yù)鍛模膛的作用 預(yù)鍛模膛使制后的坯料進一步變形，使其形狀更接近鍛件圖。預(yù)鍛模膛有下列作用：改善金屬在模膛中的流動性，避免在鍛件上產(chǎn)生折疊；使坯料易于充滿終鍛模膛，避免在鍛件上產(chǎn)生充不滿的缺陷；減少終鍛模膛的磨損，提高整套鍛模的壽命。8.2、預(yù)鍛模膛的設(shè)計 對于該連桿的預(yù)鍛模膛，為防止桿部在終鍛過程中折疊，應(yīng)使預(yù)鍛模膛桿部截面積稍小于或等于終鍛模膛相應(yīng)處，輻板和筋處轉(zhuǎn)角及分模面圓角均增加，在熱鍛件圖上注明。8.3、 預(yù)鍛模膛圖9、終鍛型槽設(shè)計終鍛型槽是各種型槽中最重要的型槽，用來完成鍛件最終成形。終

10、鍛型槽按熱鍛件圖加工制造和檢驗。根據(jù)熱鍛件圖設(shè)計終鍛型槽如下：10、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計10.1、型槽壁厚確定 由于R<0.5h <20° 查圖可得：壁厚S=40mm10.2、模塊尺寸確定 模塊高度和質(zhì)量查表 170<H<240 取H=190mm 最大質(zhì)量350kg 模塊的寬度450mm 模塊的長度470mm10.3、燕尾尺寸鍛錘噸位b/mmh/mmB1/mmd×s/mm1.5t200505030×6010.4、固定裝置的設(shè)計定位鍵的尺寸楔鐵尺寸鍛錘噸位h/mmK/mm上楔長/mm下楔長/mm1.5t5042550475定位鍵尺寸鍛錘噸位f/mmh

11、/mmL/mmL1/mmb1/mm1.5t805098485210.5鍛模二維圖型槽排布原則：在鍛模設(shè)計中,對于一些較為復(fù)雜的鍛件,往往需要設(shè)置預(yù)鍛型槽,以利于鍛件的終鍛成形及減少終鍛型槽的磨損,提高模具的使用壽命。但設(shè)置預(yù)鍛型槽,不可避免地會造成偏心打擊,其結(jié)果是打出的鍛件發(fā)生較大錯移。一般認為,預(yù)鍛成形力是終鍛成形力的1/3,因此在排布型槽時,總是使預(yù)鍛型槽中心到鍛模中心的距離等于終鍛型槽中心到鍛模中心的距離的1/3。無預(yù)鍛時，盡可能讓終鍛模膛中心與打擊中心重合。制坯模膛布置應(yīng)盡可能按工步順序排列，以減少毛坯來回往返次數(shù)。拔長模膛一般布置在鍛模右側(cè)，以利于工人操作。11、連接節(jié)臂模鍛工藝流

12、程1、下料2、拔長3、滾擠4、預(yù)鍛5、終鍛課程設(shè)計心得體會經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我們小組的課程設(shè)計終于完成了。通過這次的課程設(shè)計我們發(fā)現(xiàn)有時我們一個人的想法和看法難免有些片面，但經(jīng)過小組成員的探討和分析，解決了所遇到的問題。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種總結(jié)而且也是對自己能力的一種提升。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己的知識原來還比較欠缺，每個人要學(xué)的東西還很多。腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我這次在設(shè)計中的最大收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。這次課程設(shè)計的意義很深，它不僅給我們更多的機會去學(xué)習(xí)專業(yè)知識，而且給了我們一個舞臺去鍛煉我們的語言表達能力，更培養(yǎng)了我們團隊合作的意識。課設(shè)期間，我們小組成員共同努力學(xué)習(xí)探討分析、積極思考，整個討論過程我們相處的也很愉快。12、參考文獻1姚澤坤.鍛造工藝學(xué)與