鍛造工藝設(shè)計說明文書

1、階梯軸鍛造工藝設(shè)計說明書題 目： 階梯軸鍛造工藝設(shè)計專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班級： 機(jī)設(shè)1301學(xué)生： 亮學(xué)號:7指導(dǎo)教師：浩舸完成日期：機(jī)械工程學(xué)院2016年9月目錄1. 引言 12. 設(shè)計方法與步驟 22.1 繪制鍛件圖 32.2 確定變形工藝 32.2.1鐓粗32.2.2沖孔42.2.3擴(kuò)孔42.2.4修整鍛件42.3 計算坯料質(zhì)量和尺寸 42.4選定設(shè)備及規(guī)52.5確定鍛造溫度及規(guī) 52.6確定冷卻方法及規(guī)53. 工藝流程卡64. 結(jié)論 85. 致 86. 參考文獻(xiàn) 81.引言鍛造的目的是使坯料成形及控制其部組織性能達(dá)到所需的幾何形狀，尺寸以及品質(zhì)的鍛件。軸是現(xiàn)代工業(yè)大量使用的零件

2、，本文討論階梯軸的自由鍛生產(chǎn)。2.設(shè)計方法與步驟2.1繪制鍛件圖鍛件圖是根據(jù)零件圖的基本圖樣，結(jié)合鍛造工藝特點(diǎn)考慮余塊、鍛件余量和 鍛造公差等因素繪制而成。階梯軸材料為40Cr,生產(chǎn)批量小，采取自由鍛鍛造軸坯。軸上的鍵槽等部分，采用自由鍛方法很難成形這些部位，因此考慮到技術(shù)上 的可行性和經(jīng)濟(jì)性，決定不鍛出，并采用附加余塊簡化鍛件外形，以利于鍛造。 鍛造出軸坯后可以進(jìn)一步進(jìn)行切削加工，最后成形。根據(jù)零件圖的尺寸規(guī)格，對照表所列中零件的高度和直徑圍， 可以查出齒環(huán) 鍛件加工余量和公差。由 L=203,=46,對照金屬成形工藝設(shè)計中表 3-3 中所列的零件總長為0s315mm最大直徑0s50mm可查

3、得鍛造精度為F級的鍛 件余量及公差為7± 2mm,然后按查得的公差數(shù)值，可繪階梯軸的鍛件圖。階2.2確定變形工藝原理：根據(jù)鍛件形狀、尺寸、技術(shù)要求等進(jìn)行選擇，并且先確定鍛件成形所 需的基本工序、 輔助工序、 修整工序，再選擇所需的工具并確定工序順序和工序 尺寸等。由于階梯軸是形狀較簡單的軸桿類鍛件，變形工藝簡單，且材料為常用 45 鋼，塑性較好、容易變形，因此其主要變形工藝一般為下料、拔長、鐓粗、拔出 鍛件等(1) 下料(2) 整體拔長(3) 壓肩并拔長切去余料(4) 右邊壓肩(5) 拔長(6) 拔長切去料頭(7) 修整鍛件 按鍛件圖進(jìn)行修整。2.3 計算坯料質(zhì)量和尺寸坯料質(zhì)量包括鍛

4、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。即：m坯m=n鍛+m燒+m芯+m頭M 坯=坯料的重量；m 鍛=鍛件的重量；m 燒=加熱時坯料表面氧化而燒損的質(zhì)量；m 芯=沖孔芯料的質(zhì)量；m 切=在鍛造過程中修切端部產(chǎn)生的料頭金屬的質(zhì)量。計算鍛件本身的質(zhì)量：m鍛=p V式中 m 鍛=鍛件質(zhì)量；p =鍛件材料的密度( kg/dm3 )取 7.8kg /dm3 ；V =鍛件的體積( dm3 )；m鍛=n/4(0.42 冋X 0.22同+0.53岡X 0.14+0.44 X 0.7+0.41 回 X 1) X 7.8kg=2.38kg若將鍛件置于煤氣爐中加熱，并一次鍛成，燒損率

5、按S =2剜算，即：m燒=口鍛乂 2%=0.0476kg因?yàn)闆]有沖孔，所以m芯=0截料損失按鍛件質(zhì)量的4%計算，既得：m頭=口鍛乂 4%=0.0952kg則胚料質(zhì)量為 m坯=m®+m燒+m芯+m頭=2.38+0.0476+0.0952=2.57kg鍛件以鋼材為坯料，鍛造比按1.3，可按鍛件最大面積=53mm對照表所列熱 軋圓鋼標(biāo)準(zhǔn)直徑，選用，63mm的圓鋼。再由m=v p算出坯料體積為0.327dm , 再除以63mn圓鋼截面積，就可以得到坯料長度為 105mm2.4選定設(shè)備及規(guī)選定鍛造設(shè)備的依據(jù)是鍛件材料、尺寸和質(zhì)量，同時還要適當(dāng)考慮車間現(xiàn)有 設(shè)備條件。若設(shè)備噸位太小，鍛件部鍛不透

6、，生產(chǎn)率也低，反則造成設(shè)備和動力 的浪費(fèi)，且操作不便也不安全，通常按經(jīng)驗(yàn)類比法或查表法等確定。坯料尺寸為63X 105mm坯料質(zhì)量為2.57kg故根據(jù)自由鍛錘的鍛造能力圍查得設(shè)備應(yīng)用0.25t的自由鍛錘。2.5確定鍛造溫度及規(guī)各類合金鋼的鍛造溫度圍可以從表中查出， 基本的原則是確保鋼在鍛造溫度 圍具有良好的塑性和較低的變形抗力， 能夠鍛造出優(yōu)質(zhì)鍛件，且較寬的鍛造溫度 圍和較少的加熱次數(shù)，以及較高的生產(chǎn)率。階梯軸材料40Cr屬于合金結(jié)構(gòu)鋼，查表可知始鍛溫度為 1200C，終鍛溫度為800C。根據(jù)40Cr鋼的塑形、強(qiáng)度、導(dǎo)熱及膨脹系數(shù)、組織特點(diǎn)、加熱變化、斷面尺寸、導(dǎo)熱性能和直徑等因素，可以確定采

7、用火焰爐一段式加熱2.6確定冷卻方法及規(guī)中小型碳鋼和低合金鋼鍛后均采取冷卻速度較快的空冷方法。階梯軸鍛件是中小型低合金結(jié)構(gòu)鋼，可以采取空冷的冷卻方式。三、工藝流程卡階梯軸鍛造工藝卡同步齒環(huán)鍛造工藝過程卡產(chǎn)品型號零件圖號共1頁產(chǎn)品名稱零件名稱階梯軸第1頁材料牌號40Cr材料規(guī)格棒料坯料質(zhì)量/KG2.57坯料可鍛件數(shù)1鍛件質(zhì)量/KG2.38加熱方式中頻加熱鍛造火次2班產(chǎn)量/件3鍛件熱處理調(diào)質(zhì)處理工序號1工序名稱下料 加熱 預(yù)鍛終鍛 切邊 檢驗(yàn) 入庫使用設(shè)備 帶鋸 220KW縫隙式中頻加熱爐630噸螺旋壓力機(jī)630噸螺旋壓力機(jī)100噸切邊壓力機(jī)游標(biāo)卡尺標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字使用工裝無無階梯軸預(yù)鍛模

8、階梯軸終鍛模 階梯軸切邊模始鍛溫度終鍛溫度冷卻方式鍛造工時備注1150設(shè)計:950冷切日期:階梯軸鍛造工序卡火次序號操作工序壓肩拔長，切去余料右邊壓肩并拔長工序簡圖14設(shè)備0.25t 自由鍛0.25t 自由鍛工具備注端部拔長并切料頭140.25t 自0.25t 自由鍛由鍛6修整00 一 &U I74*I尊J按鍛件圖進(jìn)行 修整編制亮審核批準(zhǔn)4. 結(jié)論采用以上工藝可以鍛造出齒環(huán)坯， 之后只要在進(jìn)行切削加工成形就能制造出齒環(huán)了。 鍛造 不僅能使其初步成形而且更重要的是鍛造可以改善零件的力學(xué)性能，提高它的韌性與強(qiáng)度。5. 致通過這一次的課程作業(yè)， 我深刻的領(lǐng)會到了熱加工在工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位。 我做的是齒 輪的鍛造工藝設(shè)計，對齒輪加工的各個過程進(jìn)行了全面深入的討論，這讓我從中學(xué)到了很多， 我以后也會更加努力去提高與完善自己的知識儲備， 來面對以后的工作崗位上遇到的更大的挑 戰(zhàn)。在這次課程設(shè)計中浩舸