傳動(dòng)軸自由鍛工藝設(shè)計(jì)

1、傳動(dòng)軸自由鍛工藝設(shè)計(jì)目 錄一、 加工方法選擇與分析 31.1鑄造與鍛造的選擇1.2具體鍛造方法的選擇 二、 鍛件圖的繪制 32.1鍛件加工余量、余塊、公差的含義2.2鍛件加工余量、余塊、公差的計(jì)算三、 確定毛坯的重量和尺寸 53.1計(jì)算坯料質(zhì)量 3.2坯料尺寸的確定四、 確定變形步驟、溫度和冷卻方式 8 4.1變形工藝步驟4.2鍛造溫度4.3冷卻方式五、 確定鍛造設(shè)備 10六、 確定鍛造加熱時(shí)間 11七、 參考文獻(xiàn) 12一 加工方法選擇與分析1.1鑄造與鍛造的選擇該傳動(dòng)軸零件為階梯軸類零件，材料為45號(hào)鋼，由于階梯軸類零件在工作時(shí)，某些部位譬如與滑動(dòng)軸承配合的軸頸往往要承受摩擦、磨損，嚴(yán)重時(shí)可

2、能發(fā)生咬死現(xiàn)象，同時(shí)使軸類零件運(yùn)轉(zhuǎn)精度下降。為使階梯軸承受多種載荷的作用，必須增強(qiáng)其強(qiáng)度和沖擊韌度，所以毛坯選用鍛件以獲得纖維組織，滿足使用要求。1.2具體鍛造方法的選擇自由鍛：所用工具簡(jiǎn)單，并具有很強(qiáng)的通用性，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，鍛件力學(xué)性能好；但自由鍛件精度低，加工余量大，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低，適合單件、小批量生產(chǎn)。模鍛：生產(chǎn)效率高，尺寸精度高，加工余量小，操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低，適合鍛造形狀復(fù)雜的鍛件及大批量生產(chǎn)150kg以下的小型鍛件。綜合分析零件特點(diǎn)與自由鍛和模鍛的優(yōu)缺點(diǎn)，此零件外形結(jié)構(gòu)單一無(wú)復(fù)雜加工面，且為小批量生產(chǎn)，要求力學(xué)性能好，所以選擇其加工方法采用自由鍛。二、 鍛件圖的繪制2.1

3、鍛件加工余量、余塊、公差的含義：鍛件圖是工藝擬定的基礎(chǔ)和工藝規(guī)程的核心內(nèi)容，它是以零件圖樣為基礎(chǔ)，結(jié)合自由鍛工藝特點(diǎn)考慮余塊與鍛件形狀、鍛件加工余量和鍛造公差等因素繪制而成。（1）鍛造余塊:在零件上難以鍛出的部位添加一些大于余量的金屬，以簡(jiǎn)化鍛件外形、便于直接鍛造成形，這些多余的金屬稱為鍛造余塊。（2）鍛件加工余量:為保證零件機(jī)械加工尺寸和表面粗糙度，在零件外表面需要加工部分增加供切削加工的金屬，稱為鍛件余量。（3）鍛造公差:零件基本尺寸加上加工余量為鍛件基本尺寸。鍛件實(shí)際尺寸與基本尺寸間所允許的偏差，上下偏差代數(shù)差的絕對(duì)值為鍛件公差。2.2鍛件加工余量、余塊、公差的計(jì)算：零件的總長(zhǎng)為273m

4、m，最大直徑為68mm。根據(jù)GB/T15826.7-1995臺(tái)階和凹檔的鍛出條件規(guī)定，該軸鍛出臺(tái)階的最小長(zhǎng)度為100mm，故兩側(cè)均一層臺(tái)階鍛出。又根據(jù)JB4249.2-86臺(tái)階軸類鍛件機(jī)械加工余量與鍛造公差規(guī)定，由零件總長(zhǎng)273mm（0-315mm），每階臺(tái)階直徑均在50-80mm范圍內(nèi)，故查表可得該階梯軸的加工余量為a=8mm，極限偏差為±3mm?？紤]鍛件形狀、尺寸、精度要求和生產(chǎn)批量等因素，鍛件各部分尺寸及公差如下：鍛件總長(zhǎng)：L=273+8×2=289±6mm；左端臺(tái)階段的長(zhǎng)度：L1=152±3mm；左端臺(tái)階段的直徑：D1=60+8=68±

5、3mm；鍛件中間段的長(zhǎng)度：L2=13+8×2=29±6mm；鍛件中間段的直徑：D2=70+8=78±3mm；右端臺(tái)階段的長(zhǎng)度：L3=108±3mm；右端臺(tái)階段的直徑：D3=60+8=68±3mm；三、 確定毛坯的重量和尺寸3.1坯料質(zhì)量的計(jì)算 坯料質(zhì)量為鍛件質(zhì)量加上加熱時(shí)的氧化損失、沖孔時(shí)沖掉的料芯以及切頭損失，計(jì)算公式為：式中 坯料質(zhì)量，單位為kg; 鍛件質(zhì)量，單位為kg; 加熱時(shí)坯料表面氧化而燒損的質(zhì)量，單位為kg; 鍛造時(shí)從鍛件端部切去的金屬質(zhì)量，單位為kg沖孔時(shí)沖掉的金屬質(zhì)量，單位為kg;：的計(jì)算可用形體分析法:式中：材料密度（kg/d

6、m3）V總各部分體積總和（dm3）。查表可得45鋼=7.85kg/dm3,則 =(0.682*1.520.78²*0.290.68²*1.08)*7.85 = 8.557kg：根據(jù)45鋼的塑性、強(qiáng)度、導(dǎo)熱及膨脹系數(shù)、加熱變化等特點(diǎn)，可以采用室式煤爐三次加熱。查表7-4可得室式煤爐K1=2.5%-4%， 三次加熱可取K1=3.5%=K1*=3.5%×8.557=0.299 kg： 圓形截面：=（1.51.8）×D3其中：D為切頭部分的直徑 可取系數(shù)為1.6=1.6×=1.6×0.68³=0.503kg因?yàn)闆](méi)有沖孔，所以=0所以

7、，=8.557+ 0.299+0.503 =9.3593.2坯料尺寸的確定坯料尺寸與所用第一個(gè)基本工序有關(guān)，對(duì)于軸桿類鍛件采用拔長(zhǎng)鍛造時(shí)，應(yīng)按鍛件最大截面積S鍛max并考慮鍛造比Y、修正量等選取坯料尺寸，即 圓料直徑 鋼型材鍛造比Y=1.3-1.5，取Y=1.4，則 ×76=89.924mm查熱軋圓鋼和方鋼尺寸、外形、重量級(jí)允許偏差（GB/T702-2004）可得：坯料應(yīng)選用直徑為90的圓鋼。坯料長(zhǎng)度的計(jì)算：=9.359/7.85=1.19dm3L= =1.87dm187mm綜上所述：坯料尺寸為90x187mm。四、 確定變形步驟、溫度和冷卻方式 4.1變形工藝步驟根據(jù)鍛件的形狀特征

8、、尺寸、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，結(jié)合基本工序、輔助工序和精整工序的變形特點(diǎn)，以及完成各工序所使用的工具，參考有關(guān)典型工藝具體確定如下工藝步驟：（1） 下料（2） 整體拔長(zhǎng)（3） 左側(cè)壓肩 (4)左側(cè)局部拔長(zhǎng) (4)右側(cè)壓肩 (5)右側(cè)局部拔長(zhǎng) (6)切料頭，修整 4.2鍛造溫度為確保鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)具有良好的塑性和較低的變形抗力，能鍛出優(yōu)質(zhì)鍛件，且較寬的鍛造溫度范圍和較少的加熱次數(shù)，以及較高的鍛造生產(chǎn)率。查表7-8，可得45號(hào)鋼的始鍛溫度：1200 終鍛溫度：800 鍛造溫度范圍：4004.3冷卻方式根據(jù)要求選擇空冷、坑冷和爐冷。該鍛件屬于中小型碳素鋼，故采用冷卻速度較快的空冷方法。

9、在空氣中冷卻鍛件鍛后單個(gè)或成堆直接放在車間地面上冷卻，但不能放在潮濕地面或金屬板上，也不要放在有過(guò)堂風(fēng)的地方，以免鍛件冷卻不均引起裂紋。五、確定鍛造設(shè)備選定鍛造設(shè)備時(shí)，依據(jù)鍛件的材料、尺寸和質(zhì)量進(jìn)行選擇，同時(shí)還要適當(dāng)考慮車間現(xiàn)有設(shè)備條件。若設(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)備噸位過(guò)大，不僅造成設(shè)備和動(dòng)力的浪費(fèi)，而且操作不便、不安全。詳細(xì)DWG圖 紙 請(qǐng) JIA：三 二 1爸 爸 五 四 0 六全套資料低價(jià)拾元起通常用經(jīng)驗(yàn)類比法或查表選定法進(jìn)行選擇。根據(jù)坯料尺寸為90x187mm，坯料質(zhì)量為9.359kg，查表可選擇規(guī)格為5000N（0.5t）的鍛錘。六、 確定鍛造加熱時(shí)間加熱時(shí)間是坯料裝爐后從開(kāi)始加熱到出爐所需的時(shí)間，包括加熱個(gè)階段的升溫時(shí)間和保溫時(shí)間。直徑小于150-200mm的碳素結(jié)構(gòu)鋼和直徑小于100mm的合金結(jié)構(gòu)鋼材，采用一段加熱規(guī)范。從技術(shù)角度出發(fā)，鍛件加熱時(shí)間確定是有效控制和保證鍛件坯料加熱溫度均勻、加熱缺陷（如氧化、脫碳、過(guò)熱、過(guò)燒和裂紋等）少、加熱時(shí)間短以及獲得鍛件成形的形狀、尺寸和力學(xué)性能的前提條件。經(jīng)查表，可得加熱時(shí)間為20-28min。七、參考文獻(xiàn)1 王愛(ài)珍，工程材料及成型工藝M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010. 2