掛輪架軸工藝的設(shè)計說明書

/工藝設(shè)計說明書一、分析零件圖〔如圖1、零件名稱：掛輪架軸12、材料：45；3、質(zhì)量：0.3Kg4、產(chǎn)量：100件；5、技術(shù)要求：和方頭處淬火HRC40～45。二、鍛造工藝性分析1、加工目的、環(huán)境及鍛后現(xiàn)象分析零件為軸類零件,因此鍛造的目的不是側(cè)重于成形、減少加工余量,而是側(cè)重于提高鍛件的力學(xué)性能。結(jié)合現(xiàn)代工廠設(shè)備、技術(shù)力量和加工能力,選用自由手工鍛造。鍛后零件性能可能變化的趨勢有坯料端部彎曲并帶毛刺和脫碳等。2、零件結(jié)構(gòu)形狀對鍛造適應(yīng)性的分析即鍛件結(jié)構(gòu)工藝性分析。該零件為階梯軸類零件,可通過手工自由鍛造來完成初步成型。因鍛造而產(chǎn)生的缺陷可以通過鍛造后的熱處理和切削加工來改善。三、繪制鍛件圖鍛件圖是根據(jù)零件圖繪制的。自由鍛件圖是在零件圖的基礎(chǔ)上考慮了加工余量、鍛造公差、工藝余塊等參數(shù)后繪制而成的。根據(jù)以下步驟繪制鍛件圖〔如下頁圖：〔1確定鍛件形狀?！?用紅線繪出鍛件圖?！?計算尺寸,查公差并注于圖上。查《鍛壓手冊》知,軸向機(jī)械加工余量與公差為83,徑向機(jī)械加工余量與公差為41.5。最終鍛件圖如下所示：四、參數(shù)選擇1、工藝參數(shù)首先選擇工藝余塊以簡化鍛件外形,然后確定加工余量和公差。2、選擇依據(jù)選擇參數(shù)應(yīng)考慮鍛件的材料、形狀尺寸、現(xiàn)有設(shè)備、生產(chǎn)批量等因素。3、確定方法查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析,并與同類件比較,選擇的公差余量可依下列條件確定：〔1鍛件數(shù)量。數(shù)量多,其值取小些,否則取大些?！?鍛件材料。一般材料其值取小些,特殊鋼取大些?！?表面質(zhì)量。原材料的表面質(zhì)量好,其值取小些,否則取大些?！?鍛件形狀尺寸。鍛件形狀簡單,長度短,其值取小些,否則取大些。〔5鍛工技術(shù)水平。鍛工技術(shù)水平高,其值取小些,否則取大些。〔6工具和設(shè)備情況、企業(yè)工藝習(xí)慣等其它因素。由于公差余量均由經(jīng)驗(yàn)而定,在此以《鍛壓手冊》查得的數(shù)據(jù)為最終參數(shù)。4、數(shù)據(jù)處理對于大型鍛件尾數(shù)圓整為5或0；中小型鍛件按四舍五入原則處理成整數(shù)。最后確定的工藝參數(shù)如鍛件圖所示。五、確定坯料質(zhì)量和鍛件尺寸1、確定坯料質(zhì)量坯料質(zhì)量包括鍛件本身的質(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。<1>計算鍛件質(zhì)量根據(jù)鍛件的形狀和基本尺寸,可計算出鍛件的質(zhì)量：m鍛＝pV式中m鍛-鍛件質(zhì)量；p-鍛件材料的密度〔kg/dm3取7.85kg/dm3；V-鍛件的體積〔dm3；由此計算得：m鍛＝pV=7.85kg/dm3×0.110972dm3=0.87kg<2>計算坯料質(zhì)量坯料的質(zhì)量包括鍛件本身的質(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。其計算公式為：m坯＝m鍛＋m燒＋m切＋m芯式中m坯-坯料質(zhì)量〔kg；m鍛-鍛件質(zhì)量〔kg；m燒-氧化燒損的質(zhì)量〔kg,m切-表示對拔長工件的切頭損失〔kg；m芯-沖孔時沖掉的芯料損失〔kg；m燒一般按火次進(jìn)行估算,如第一火取鍛件質(zhì)量的2.0%～3.0%,以后各火一般取鍛件質(zhì)量的1.5%～2.0%；m切一般按下面經(jīng)驗(yàn)公式估算：對于該零件圓形截面m切＝1.81,其中D為切頭部分直徑〔dm；零件沒有沖孔,故,m芯=0kg。所以,m坯＝m鍛＋m燒＋m切＋m芯＝0.87×〔1+1.5%+1.81×＝0.91<kg>2、確定坯料尺寸坯料尺寸的確定與所采用的第一道基本工序〔鐓粗或拔長有關(guān),所采用的工序不同,確定的方法也不一樣。此零件應(yīng)采用拔長法鍛制鍛件,鋼坯拔長時所用截面A坯的大小應(yīng)保證能夠得到所要求的鍛造比,即A坯≥YA鍛式中Y-鍛造比,此時Y=2.5；A鍛-鍛件的最大橫截面積〔cm2；A坯-坯料的橫截面積〔cm2。按鍛造比Y及鍛件最大橫截面積求出D坯,即Y＝A坯/A鍛＝D2坯/D2鍛＝D2坯/D2鍛所以D2坯=YD2鍛因?yàn)镈鍛=58mmD坯＝D鍛＝92mm由《課程設(shè)計資料》,D坯圓整后得：D坯=95mm根據(jù)坯料總質(zhì)量〔前已求出,可得出坯料體積〔V坯由此即可確定坯料長度〔L坯,即,V坯＝m坯/ρ坯=0.91/7.85=0.116<dm3>所以L坯＝V坯/A坯=4V坯/πD2坯＝<4×0.116>/<π×0.952>＝0.164dm＝164mm所以,L坯＝164mm。六、確定工序通常采用比較法編制工序。對鍛件圖與所選坯料進(jìn)行比較,分析其差異,初步定出基本工序；分析其不足及是否有強(qiáng)化要求,比較使用性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性,結(jié)合工藝習(xí)慣增設(shè)工序。由此,編制工序如下圖所示：七、鍛造設(shè)備的選擇選定鍛造設(shè)備的依據(jù)是鍛件的材料、尺寸和質(zhì)量,同時,還要適當(dāng)考慮車間現(xiàn)有的設(shè)備條件。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)備噸位太大,不僅造成設(shè)備和動力的浪費(fèi),而且操作不便,不安全。對于此類小型鍛件,采用鍛錘,經(jīng)查詢《課程設(shè)計資料》,選用型號為C41-100的空氣錘。八、鍛造溫度及加熱時間的確定〔1鍛造溫度在"熱處理設(shè)計"主界面,在菜單項(xiàng)中選擇"熱處理參數(shù)查詢",在下拉菜單中,雙擊"常見金屬鍛造溫度范圍",進(jìn)入常見金屬鍛造溫度范圍查詢界面,輸入"45",點(diǎn)擊"查詢",得出查詢結(jié)果。查詢結(jié)果如下：始鍛溫度：1150-1200℃,終鍛溫度：800℃〔2加熱時間的確定在計算機(jī)輔助自由鍛鍛件工藝設(shè)計軟件的主界面菜單中,選擇"熱處理設(shè)計"子菜單,雙擊進(jìn)入"熱處理設(shè)計"主界面,在菜單項(xiàng)中選擇"加熱時間的選擇"。雙擊進(jìn)入"加熱時間的選擇"界面,經(jīng)查詢可計算出加熱設(shè)計。計算過程如下：以經(jīng)驗(yàn)公式確定加熱時間：τ＝αKD式中,τ-加熱時間,單位為h；α--加熱系數(shù)〔min/mm或s/mm,查《課程設(shè)計資料》取1；D-斷面直徑或邊長,單位為cm；K-系數(shù),低碳鋼K取0.10～0.15,高碳鋼K取0.20～0.30,中碳鋼K取0.15～0.20。以上方法是生產(chǎn)中常采用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法,其理論根據(jù)是鐵碳合金狀態(tài)圖的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。所以得出：τ＝αKD=1×〔0.15～0.20×9.5=〔1.425～1.9h取τ＝1.7h。鍛后熱處理1、查閱《課程設(shè)計資料》,鍛后熱處理采用以下路線：完全退火——粗加工——半精加工——高頻淬火、低溫回火——精加工原因：中碳鋼一般采用完全退火,由于淬火后只能進(jìn)行磨削加工,不能進(jìn)行切削加工,故在淬火前需進(jìn)行粗加工和半精加工,將零件表面加工出來,然后進(jìn)行高頻淬火和低溫回火,使零件表面具有高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性,從而能夠在交變載荷、摩擦和沖擊場合下正常工作。最后進(jìn)行精加工,使零件表面達(dá)到要求的粗糙度。2、對于45鋼,相關(guān)熱處理參數(shù)如下：退火：加熱溫度為820～840℃,隨爐冷卻。淬火：加熱溫度為820～840℃,水冷,硬度達(dá)55～60HRC；回火：加熱溫度為520～560℃,空冷,硬度達(dá)228～286HBW。3、熱處理設(shè)備：箱式爐、高頻加熱電源設(shè)備。4.預(yù)處理和最終處理加熱時間和保溫時間確定〔1完全退火A加熱時間：加熱時間的計算公式：t=αKD式中t--加熱時間〔min或s；α--加熱系數(shù)〔min/mm或s/mm；D--工件有效厚度〔mm；K--工件裝爐修正系數(shù),通常取1.0～1.5。此時,取α=1,K=1,D=58mm,則t=αKD=1×1×58=58〔minB>保溫時間：t=αKD式中t--加熱時間〔min；α--保溫時間系數(shù)〔min/mm；K--工件裝爐方式修正系數(shù)；D--工件有效厚度〔mm。此時,取α=1.1,K=1,D=58mm,則t=αKD=1.1×1×58=63.8〔min〔2高頻淬火A加熱時間：t=αKD=1×1×50=50〔minB保溫時間：t=αKD=1.1×1×50=55〔min<3>低溫回火th<min>=Kh+Ah·D式中：th--回火時間Kh--回火時間基數(shù)〔min;Ah--回火時間參數(shù)〔min/mm;D--工件有效厚度<mm>。此時,取Kh=10min,Ah=1,D=50mm則th<min>=Kh+Ah·D=10+1×50=60〔min十、變形或缺陷分析以下是對在鍛造工藝中的各種缺陷進(jìn)行分析：1