鍛造工藝與模具設(shè)計實驗指導(dǎo)書

1、鍛造工藝與模具設(shè)計實驗指導(dǎo)書實驗一、空氣錘結(jié)構(gòu)及工作原理一、實驗?zāi)康模?）了解750kg空氣錘的組成、各部分作用；（2）掌握750kg空氣錘工作原理及操縱方法。二、實驗設(shè)備及廠房750kg空氣錘，實訓(xùn)中心廠房三、實驗內(nèi)容（1）空氣錘的組成部分如圖2-4-10所示。（2）對照示意圖和實物，說出空氣錘結(jié)構(gòu)部分包括的內(nèi)容及作用。工作部分：包括落下部分（活塞、錘桿和上砧塊）和錘砧（下砧、砧墊和砧座）傳動部分：由電動機、帶和帶輪、齒輪、曲柄連桿及壓縮活塞等組成操縱部分：由上下旋閥、旋閥套和操縱手柄等組成機 身：由工作缸、壓縮缸、立柱和底座組成。（3）簡述空氣錘的工作原理四、實驗總結(jié)整理每個同學(xué)按上述內(nèi)容

2、完成實驗報告實驗二、典型鍛件的模鍛工藝設(shè)計一、實驗?zāi)康模ǎ?學(xué)會分析模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性。（） 學(xué)會用CAPP 軟件進行模鍛工藝設(shè)計。（） 學(xué)會制定模鍛工藝過程。（） 學(xué)會分析模鍛件鍛后的質(zhì)量。二、實驗設(shè)備及要求微型計算機、CAPP軟件三、實驗內(nèi)容模鍛的鍛造工藝過程通常包括以下內(nèi)容。1、 繪制模鍛鍛件圖模鍛鍛件圖是根據(jù)零件圖及模鍛工藝特點制定的，它是確定變形工序、設(shè)計和制造鍛模、計算坯料和檢驗鍛件的依據(jù)。 在確定模鍛鍛件圖時需預(yù)先考慮鍛件的分模面、加工余量、鍛造公差、工藝余塊、模鍛斜度及圓角半徑等因素。（） 分模面分模面即鍛模上、下?；蛲?、凹模的分界面。 分模面可以是平面，也可以是曲面。 鍛件分

3、模面的位置選擇是否合理，關(guān)系到鍛件成形、鍛件出模、材料利用率等一系列問題。 其選擇原則是：分模面應(yīng)選在模鍛件具有最大水平投影尺寸的位置上，最好為鍛件中部的一個平面，并使鍛件上加工余量最少，上、下模膛深度最淺且盡可能基本一致。這樣可使上、下模膛具有相同的輪廓，易于發(fā)現(xiàn)上、下模的錯移，金屬容易充滿模膛，便于取出鍛件，并利于鍛模的鍛造。在保證上述基本原則的基礎(chǔ)上，為提高鍛件質(zhì)量和生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，還應(yīng)考慮以下要求。 餅塊類鍛件的高度小于或等于直徑時，應(yīng)取徑向分模，而不能選軸向分模，以利于鍛模、切邊模的加工制造和減少余塊等金屬消耗。 對于頭部尺寸明顯偏大的鍛件，最好用曲面而不用平面分模，可使上、下模膛

4、深度大致相同，有利于整個鍛件充填成形。 有流線方向要求的鍛件，應(yīng)考慮鍛件工作時的受力特點。（） 加工余量、模鍛公差和工藝余塊模鍛件的加工余量和公差比自由鍛件小得多，其數(shù)值根據(jù)鍛件大小、形狀和精度等級有所不同，一般加工余量為 ，公差為±± 之間，用時可查有關(guān)手冊。模鍛生產(chǎn)為成批生產(chǎn)，應(yīng)盡量少加或不加工藝余塊。（） 模鍛斜度。為了使鍛件易于從模膛中取出，鍛件與模膛側(cè)壁接觸部分需有一定斜度。鍛件上的這一斜度稱為模鍛斜度。 模鍛斜度不包括在加工余量內(nèi)，一般取°、°、°、° 等標(biāo)準(zhǔn)值。 模膛深度與寬度之比增大時，應(yīng)取較大斜度值。因冷卻引起收縮，

5、鍛件的內(nèi)壁斜度值應(yīng)比外壁斜度值大一級。（） 圓角半徑。模鍛件上所有兩平面的交角處均需做成圓角。 其作用是：鍛造時易于金屬充滿模膛，便于取模，保證鍛件質(zhì)量；避免鍛模凹角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，減緩模具外圓角處的磨損，提高模具壽命。 鋼的模鍛件外圓角半徑r取 ，內(nèi)圓角半徑R 是外圓角半徑r的 倍。 模膛深度越深，圓角半徑取值越大。2、 確定模鍛工步模鍛工步主要根據(jù)模鍛件的形狀和尺寸來確定。工步的名稱和所用的模膛相一致，如拔長工步所用的模膛稱為拔長模膛等。 模鍛件按形狀分為以下兩大類。（） 長軸類。此類鍛件的長度明顯大于其寬度和高度，如臺階軸、曲軸、連桿、彎曲搖臂等。 鍛造時錘擊方向垂直于鍛件軸線，常選用拔

6、長、滾壓、彎曲、預(yù)鍛和終鍛等工步。因此，終鍛時金屬沿高度與寬度方向流動，而長度方向流動不明顯。由于在拔長、滾壓等制坯工步時，坯料已沿軸線方向流動改變了形狀，各橫截面已和鍛件相應(yīng)的橫截面面積與飛邊截面積之和近似相等，所以能保證終鍛時金屬充滿模膛，且各處飛邊均勻。 坯料的橫截面面積大于鍛件最大橫截面面積時，可只選用拔長工步。 而當(dāng)坯料的橫截面面積小于鍛件最大橫截面面積時，采用拔長和滾壓工步。 鍛件軸線為曲線時應(yīng)設(shè)彎曲工步。對于小型長軸類鍛件，為了減少鉗口料和提高生產(chǎn)率，常采用一根棒料同時鍛造幾個鍛件的鍛造方法，因此，應(yīng)增設(shè)切斷工步，將鍛好的件切離。對于形狀復(fù)雜的鍛件，還應(yīng)增設(shè)預(yù)鍛工步，最后在終鍛模

7、膛中模鍛成形，如鍛造彎曲連桿模鍛件。坯料經(jīng)過拔長、滾壓、彎曲等三個工步后，形狀接近于鍛件，然后經(jīng)預(yù)鍛、終鍛兩個模膛制成帶有飛邊的鍛件。 至此在錘上進行的模鍛工步已經(jīng)完成。 再經(jīng)切飛邊等其他工步后，即可獲得合格鍛件。某些模鍛件選用周期軋制材料時，可以省去拔長、滾壓等工步，使模鍛過程簡化，提高了生產(chǎn)率。（） 餅塊類。此類鍛件主軸尺寸較短，在分模面上投影為圓形或長寬尺寸相近，如齒輪、法蘭、十字軸、萬向節(jié)叉等。 模鍛時，坯料軸線方向與錘擊方向相同，金屬沿高度、寬度和長度方向均產(chǎn)生流動。 常采用鐓粗或壓扁等工步制坯，然后終鍛。 形狀簡單的鍛件可直接終鍛成形。3、 坯料計算坯料重量為鍛件、飛邊、連皮、鉗口

8、料頭和氧化皮重量的總和。 一般飛邊是鍛件重量的；氧化皮是鍛件、飛邊、連皮等重量總和的。4、 選擇模鍛設(shè)備5、模鍛的后續(xù)工序普通模鍛件均帶有飛邊，帶孔鍛件還有沖孔連皮，通常采用沖切法去除飛邊，其后尚有清除氧化皮及校正工序。 清除氧化皮的方法有滾筒清理、噴丸清理等，以便于檢驗表面缺陷及切削加工。 鍛件在切邊、沖孔、熱處理及表面清理過程中若有變形，應(yīng)進行校正，大、中型鍛件在熱態(tài)下校正，小鍛件亦可冷態(tài)校正，此工序可在終鍛模膛中進行，亦可在專門的校正模具中進行。 對于精度要求較高的鍛件，應(yīng)進行精壓。 精壓可全部或部分代替切削加工，分平面精壓和體積精壓兩類。此外，鍛造工藝對結(jié)構(gòu)設(shè)計也有一定的要求，根據(jù)模鍛

9、的特點及工藝要求，模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則如下。 必須具有合理的分模面、模鍛斜度和圓角半徑，保證模鍛件易于從鍛模中取出。 在零件的非結(jié)合面、不需進行切削加工處，應(yīng)有合理的模鍛斜度和圓角。 為了減少工序，零件的外形應(yīng)力求簡單，最好要平直和對稱，截面的差別不宜過大，避免薄壁、高筋、凸起等外形結(jié)構(gòu)。 在分模面上避免小枝杈和薄突緣。 避免窄溝、深槽、深孔及多孔結(jié)構(gòu)，以便于制造模具并延長模具壽命。 孔徑小于 和孔深大于直徑兩倍的孔結(jié)構(gòu)均不易鍛出，應(yīng)盡量避免。 對于形狀復(fù)雜的鍛件，應(yīng)盡量采用鍛焊結(jié)構(gòu)，以減少工藝余塊，簡化模鍛工藝。四、步驟及結(jié)果分析（） 選擇設(shè)計題目。 有兩題可供選擇： 獎杯，如圖-1所示，要求美觀耐蝕，批量生產(chǎn)； 齒輪，如圖-2所示，要求耐蝕和耐磨，批量生產(chǎn)。（） 進行模