鍛造工藝及模具設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鍛造工藝模具（CAD/CAE）分析與設(shè)計 姓名：李洋 李靜濤 趙艷峰 課程名稱：拉桿接頭模鍛設(shè)計指導(dǎo)教師：馬瑞班 級：07級鍛壓一班2010年11月拉桿接頭模鍛設(shè)計李洋 李靜濤 趙艷峰（燕山大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院） 摘要：本次項目是通過錘上模鍛成形生產(chǎn)制動器杠桿，錘上模鍛主要用于鍛件的大批量生產(chǎn)，是鍛造生產(chǎn)中最基本的鍛造方法。主要設(shè)計步驟有制定鍛件圖；計算主要參數(shù)；確定設(shè)備噸位；作熱鍛件圖，確定終鍛模膛；確定飛邊槽的形式和尺寸；計算毛坯圖；選擇制坯工步；確定坯料尺寸；設(shè)計滾壓模膛；設(shè)計終鍛模膛；繪制鍛模圖等。前言：通過這次課程設(shè)計，我們掌握了基本的模鍛設(shè)計理論，積累了一些

2、設(shè)計經(jīng)驗，為以后的工作學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。1.鍛件圖設(shè)計鍛件圖是根據(jù)零件產(chǎn)品圖制定的，在鍛件圖中要規(guī)定：鍛件的幾何形狀、尺寸；鍛件公差和機(jī)械加工余量；鍛件的材質(zhì)及熱處理要求以及其他技術(shù)條件等內(nèi)容1.1 分模位置。為便于鍛件脫模，選撥桿鍛件的最大投影面為分模面。1.2 鍛件質(zhì)量 鍛件質(zhì)量為2Kg, 撥桿材料為45鋼，即材質(zhì)系數(shù)為M11.3 拔桿體積 拔桿體積為2.68*106mm3 密度：7.85*10-6K g/ mm31.4 鍛件復(fù)雜系數(shù) S=Vd/Vb=2000/(7.46×18.73×5.9×7.85)=0.309，為3級復(fù)雜系數(shù)S31.5 公差和余量 查鍛壓手

3、冊表3-1-3GB12362-1990【普通級】 長度公差為2.2（+1.5 -0.7），高度公差為1.6（+1.1 -0.5），寬度公差為1.6（+1.1 -0.5） 錯差公差 0.5mm 殘留邊公差 0.7mm1.6 機(jī)械加工余量 余量的確定和鍛件形狀的復(fù)雜程度，成品零件的精度要求，鍛件的材質(zhì)，模鍛設(shè)備，工藝條件等很多因素有關(guān)，為了將鍛件的脫碳層和表面的細(xì)小裂紋去掉，留有一定的加工余量是必要的 該零件的表面粗糙度為3（25-100um）查鍛壓手冊表3-1-1GB12362-1990鍛件內(nèi)外表面的加工余量查得 厚度方向1.5-2.0mm 水平方向1.5-2.0mm 取2mm1.7 模鍛斜度

4、為了使鍛件容易從模膛中取出，一般鍛件均有模鍛斜度，附加的模鍛斜度會增加金屬的損耗和機(jī)械加工余量，因此在保證鍛件出模的前提下，應(yīng)選用較小的模鍛斜度，拔模斜度應(yīng)按鍛件各部分高度和寬度之比值H/B和長度和寬度之比值L/B確定,根據(jù)上述原則，該鍛件未標(biāo)注斜率為7°。1.8 圓角半徑鍛件上的圓角半徑可使金屬容易充滿模膛，脫模方便和延長模具使用壽命.圓角半徑太小會使鍛模在熱處理或使用中產(chǎn)生裂紋和壓塌變形，在鍛件上也容易產(chǎn)生折疊，根據(jù)鍛壓手冊表3-1-6 查得外圓角半徑r 2mm，內(nèi)圓角半徑R 5mm1.9 技術(shù)要求 1.9.1未注模鍛斜度7° 1.9.2允許錯差量 0.5mm; 1.9

5、.3允許飛邊公差0.7mm; 1.9.4允許的表面缺陷深度0.5mm; 1.9.5鍛件調(diào)質(zhì)熱處理。2.鍛件的主要參數(shù) 根據(jù)PROE繪圖軟件的測量得出鍛件的參數(shù)為 2.1鍛件在水平方向投影面積為7973mm²2.2 鍛件周邊長度為462mm2.3鍛件體積mm³2.4鍛件質(zhì)量2.1kg3.鍛錘噸位的確定按1-2噸錘飛邊槽尺寸考慮，假定飛邊平均寬度23mm，總變形面積S=（7665+462×23）mm²=18291mm²按G=63KA確定鍛錘，取鋼種系數(shù)K=1，鍛件和飛邊在水平面上的投影面積A=182.91cm²G=63KA=63×

6、;1×182.91N=11523KN，選用1t雙作用模鍛錘。 4.確定飛邊槽的型式和尺寸飛邊槽及其設(shè)計錘上模鍛未開式模鍛，一般終鍛模膛周邊必須有飛邊槽，其主要作用式增加金屬流出模膛的阻力，迫使金屬充滿模膛。飛邊還可以容納多余金屬。鍛造時飛邊起緩沖作用，減弱上模對下模的打擊，使模具不易壓塌和開裂。此外，飛邊處厚度較薄，便于切除。選用圖8.5中I型飛邊槽，其優(yōu)點時橋口在上模，模鍛時受熱時間短， 溫升較低，橋口不易壓塌和磨損。其尺寸按表8-1確定，選用飛邊槽的尺寸為： h飛=1.6mm，h1=4mm，b=8mm，b1=25mm，r=1.5mm，F(xiàn)飛=126mm2 飛邊體積：V飛=462&#

7、215;0.7×126=40748mmm³5.熱鍛件設(shè)計終鍛模膛使鍛件最后成形的模膛，通過它獲得飛邊的鍛件， 終鍛模膛是按照熱鍛件圖來制造和檢驗的，熱鍛件圖尺寸一般是在冷鍛件圖尺寸的基礎(chǔ)上考慮1.5%的冷縮率。根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，應(yīng)考慮鍛模使用后承擊面下陷，模膛深度減小等因素，可適當(dāng)調(diào)整。6.繪制計算毛坯圖6.1計算毛坯圖的用途6.1.1長軸類鍛件選擇制坯工步的依據(jù); 6.1.2確定坯料尺寸的依據(jù); 6.1.3設(shè)計制坯模腔的依據(jù)6.2根據(jù)撥桿的形狀特點，共選取17個截面分別計算：S鍛，S計，D計 6.3 基本尺寸V體=V鍛+V飛=2.68*105+40748 =mm3平均截面

8、積 S均=V體/L計=/187=1651mm2 平均直徑 d均=(4S均/ ) =45.9mm7制坯工步的選擇制定模鍛工藝過程的主要任務(wù)是制定制坯工步計算毛坯為一頭一桿L桿=112mm L頭=75mm根據(jù)中國模具設(shè)計大典第四卷，拐點直徑可直接由計算毛坯的直徑圖或截面圖求出近似值d拐=38.5mm=dmax/d均=65.9/45.9 =1.44 =L計/d均=187/45.9 =4.07k=（dg-dmin）/L 桿(38.5-30.8)/112 =0.069 根據(jù)中國模具設(shè)計大典第四卷圖24.2-36此鍛件采用閉式滾壓制坯工步；為了在鍛造時易于充滿模膛，選用圓坯料模鍛工藝過程為：閉式滾壓終鍛8

9、確定坯料尺寸確定模鍛所需原坯料尺寸時，應(yīng)根據(jù)鍛件的形狀和尺寸以及所采用的模鍛方法，先計算出所需的金屬體積，然后再計算出坯料的截面尺寸和下料長度S坯=S滾=(1.051.2)S均確定坯料的截面尺寸，取系數(shù)1.1，則S坯=1.1S均=1.1*1435=1578.5mm2d坯=1.13（S坯）=1.13（1578.5）=44.9mm 實際取d坯=45mm坯料體積：V坯=V體（1+）=*（1+3%）=.4mm3(為燒損率)坯料長度： L坯=V坯/S坯+L鉗=.4/（/4)*452+1.2*45=254mm9 滾壓模膛設(shè)計9.1滾壓模膛時用來減小坯料某部分截面積，增大另一部分橫截面積，以獲得接近計算毛坯

10、圖的形狀和尺寸。同時它還有滾光坯料表面和去除氧化皮的作用。9.2 選用開式滾擠壓，此種模膛制造較方便，但滾壓時，聚料作用較小。鍛件各鍛截面變化較小時使用。9.3 模膛尺寸模膛高度h 根據(jù)h=Kd計 h桿=24.15mm h頭=72.6mm h拐=36.5mm模膛寬度 B 根據(jù)1.7d坯Bdmin ，根據(jù)實際生產(chǎn)情況，模膛寬度B桿=43mm B頭=60mm B拐=40.6mm模膛長度L 等于計算毛坯圖的長度 模膛長度根據(jù)熱鍛件的長度L鍛確定L=L鍛+（13）mm=350mm9.4夾鉗口的尺寸：B=60mm h=25mm R0=10mm鉗口徑尺寸： a=1.5mm b=10mm l=15mm毛刺槽

11、尺寸a=6mm; c=25mm; R3=5mm; R4=6mm; b=25mm10 終鍛模膛設(shè)計10.1鍛件最后成形的模膛，通過它獲得帶飛邊的鍛件，終鍛模膛是根據(jù)熱鍛件圖制造的。10.2熱鍛件圖的制定和繪制應(yīng)考慮以下幾點：（1）在熱鍛件圖的全部尺寸上都應(yīng)計入收縮率，其計算公式為LR=L(1+) (2) 熱鍛件圖上明確出分模位置，并指明哪一部分在上模，哪一部分在下模。（3）熱鍛件圖是供制造鍛模用的，因此不必注明公差，但是對于要求很嚴(yán)格的尺寸，可以個別注出必要的制模公差。（4）注明未注的拔模角，圓角及尺寸收縮率。（5）熱鍛件圖上應(yīng)繪出鍛件沖孔前的連皮，不繪制產(chǎn)品輪廓線11鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計模膛的合理布置

12、于否關(guān)系著鍛件質(zhì)量的好壞，鍛件壽命的高低，生產(chǎn)效率和工作操作的難易。模鍛此拉桿接頭的1t模鍛錘機(jī)組，滾擠模膛和終鍛模膛自右向左布置。用實測方法找出終鍛模膛中心離拉桿接頭大頭后端120mm，結(jié)合模塊長度及鉗口長度定出鏈槽中心線位置為175mm模塊尺寸選為 400mm*350mm*175mm1T模鍛錘導(dǎo)軌間距為500mm，模塊與導(dǎo)軌的間隙大于20mm，滿足安裝要求。鍛模的承擊面積為61653.4mm2,根據(jù)中國模具設(shè)計大典第四卷表24.2-46承擊面應(yīng)大于等于2500030000mm2,有足夠的承擊面。12 模鍛工藝流程12.1下料：5000KN型剪機(jī)冷剪切下料。12.2加熱：半連續(xù)式驢，1220124012.3模鍛：1.5t模鍛錘，拔長，閉式滾擠，成型，終鍛12.4切邊：1600KN切邊壓力機(jī)12.5磨毛刺：砂輪機(jī)。硬度dB=3.94.2mm12.6熱處理：連續(xù)熱處理爐，調(diào)質(zhì)。12.7檢驗主要參考文獻(xiàn)1胡亞民，華林.鍛造工藝過程及模具設(shè)計【M】.北京：中國林業(yè)出版社，北京大學(xué)出版社，2006.2夏巨諶，韓鳳麟，趙一平.中國模具設(shè)計大典【M】.南昌