二速轮锻模和切边冲孔复合膜设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二速轮锻模和切边冲孔复合膜设计 摘 要 现代工业的迅速发展使模锻技术得到越来越广泛的应用，对锻模的设计与制造的要求越来越高。由于锻造模具是模锻生产的主要工艺装备，所以其设计是否合理，对模锻件的表面质量、尺寸精度、生产率以及经济效益等影响很大。因此提高锻造模具的设计水平和锻造模具的各项技术指标，对现代模锻工业的发展是十分必要的 。 汽车、拖拉机以及矿山机械上关键零件都需要锻造制坯。以汽车为例，锻件占零件总量的 85%以上。所以学习锻模设计具有很高的实用价值。锻件在生产过程中，一般需要成型和切边冲孔。切边冲孔 复合膜较连续模具有效率高、质量好，减少设备台数等优点，所以被广泛使用。 本次设计目的就是针对二速轮的锻造设计，其中包括模锻和切边冲孔两大步骤。切边冲孔是锻件生产过程中的后续工作，可是所占时间远比模锻工序长。通过设计可以更好的了解锻造工艺，弥补在锻造方面的欠缺，也是对制造工艺的一个学习。 关键词： 模锻 ,工业 ,切边冲孔 ,工艺 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 i he of to to in to is so is of of of of is on of to To 5% of So is in to is is so is is in of is in of a up of in of of a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 . 1 具和模具工业 . 1 国模具的现状和发展趋势 . 1 造工艺 . 2 控技术在模具加工中的应用 . 2 . 4 件材料分析 . 4 件的技术要求 . 4 . 6 定分型面 . 6 定加工余量和公差 . 6 算锻件质量 m . 7 算形状复杂系数 S . 8 的材质系数 . 8 算加工余量及公差 . 8 术条件 . 9 锻斜度 . 9 角半径 . 9 . 10 . 12 制齿轮热锻件图 . 12 算设计飞边槽的尺寸 . 13 边槽的作用： . 13 算方法： . 14 口的确定 . 14 . 16 模锻曲柄压力机的确定 . 16 称吨位的确定 . 16 力吨位的计算 . 16 锤吨位的确定 . 17 . 18 长模膛 . 18 挤模膛 . 18 曲模膛 . 18 断模膛 . 19 坯工步的确定 . 19 . 20 . 21 膛布置 . 21 粗台的设计 . 21 块尺寸及要求 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 块材料 . 22 尾槽尺寸 . 22 . 24 . 25 边与冲孔 . 25 边和冲孔的方式及模具类型 . 25 边模 . 26 边冲头的设计和固定方法 . 28 边冲孔复合膜 . 29 . 31 结论 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 具和模具工业 在现代化工业产品中， 60%一 90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业己成为工业发展的基础，许多新产品的开发和生产在很大程度上都依赖于 模具生产，特别是汽车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。而作为制造业基础的机械行业，据国际生产技术协会预测， 21世纪机械制造工业的零件，其粗加工的 75%和精加工的 50%都依靠模具完成。因此，模具工业已成为国民经济的重要基础。 模具工业发展的关键是模具技术的进步，模具技术又涉及到多学科的交叉。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。世界上许多国家，特别是一些工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，己 取得了显著的经济效益。 纵观世界经济的发展，模具工业在经济繁荣和经济萧条时代都不可或缺。经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具能跟上 ;而经济发展滞缓时期，产品不畅销，企业必然想方设法开发新产品，因此，国内外行家都称现代模具工业是不衰的工业。 如今，模具工业在国民经济发展过程中己发挥着越来越重要的作用，其发展历程从技术角度来看，大致可分为 5 个阶段 :手工操作阶段、手工操作机械化阶段、数字控制阶段、计算机阶段和 E/息网络技术一体化阶段。 术是随着信息技术的发展应运而生的，模具行业 则是最早采用 具 一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。 国模具的现状和发展趋势 我国的模具工业发展较快，模具制造的水平也在逐步提高，但和工业发达国家相比，仍存在较大差距，主要表现在模具品种较少、精度差、寿命短、生产周期长、经济效应买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 差、力量分散、管理水平低等方面。由于模具制造技术的相对落后，造 成了模具供不应求的状况，远不能适应国民经济发展的需要，严重影响工业国内制造水平的限制，不得不依赖进口。 我国模具工业要想在短时间内赶上世界工业发达国家的水平，还要付出许多艰苦的努力。根据我国模具技术的发展现状及存在的问题，模具制造技术今后应朝着以下几个方面发展。 （ 1）模具制造技术向生产精密、高效、长寿命模具方向发展，以满足模具市场的需要。 （ 2）加速模具标准化和商品化进程，以提高模具质量，缩短模具制造周期。 （ 3）大力开发和推广模具 提高模具制造过程的自动化程度。 （ 4）积极开发模具制 造的新工艺、新技术、新材料，以满足用户对模具的不同需求。 （ 5）发展模具专业化生产，以提高模具制造的反应灵活性并提高质量和效率。 造工艺 在现代机械制造中，模具工业已经成为国民经济中一个非常重要的行业。许多新产品的开发和生产在很大程度上依赖于模具的设计与制造技术。模具设计与制造能力的强弱与水平的高低，已经成为衡量一个国家机械知识水平的重要标志之一，它关系着产品质量和经济效益的提高，直接影响了国民经济中许多行业的发展。 锻造工艺不仅能合理利用金属的塑性，省时节能地获得产品的形状，而且还能改变金属的内部 组织，提高原始金属本身的承载能力，进而收到节材的效果。 模锻工艺是在自由锻工艺基础上发展起来的一种先进工艺。它是讲金属加热，使其具有较高的塑性，然后置于锻模模膛中，有锻造设备施加压力，是金属发生塑性变形并充填模膛，得到所需形状并符合技术要求的模锻件。 在经济发达国家中，模锻件平均占锻件总质量的百分之七十以上，因此，模具在生产中所占比重，在某种意义上代表了这个国家经济发展水平，是工业发达程度的标志之一。 控技术在模具加工中的应用 模具零件制造属于单件小批量生产方式，型腔、型芯的形状往往比较复杂，难以在买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 短时间内自动完成，制造质量也不易保证。在数控技术出现之前，除了用于大批量生产的专门生产线具有较高的自动化程度外，各种零件的制造基本上由手工操作完成。此时零件一般由直线、圆弧等简单的几何元素构成。数控技术的产生和发展，为复杂曲线、曲面模具零件的单件加工提供了极为有效地手段。 锻模 (1)术可以提高模具设计和制造水平，从而提高模具质量。因为借助软件系统不仅可以充分利用数据库资源，而且实现人机交互，有利于发挥人机各自的特长，使模具设计和制造工艺更加合理。更为重要的是，采 用 好地解决了传统方法难以加工或根本无法加工的复杂模具型腔的加工难题。 (2)高效率。借助计算机，能使设计算和图样绘制成为自动化，从而大大缩短设计时间。 体化，减少了中间环节的过渡时间，显著缩短从设计到制造的周期。产周期的缩短有利于产品的更新换代。 (3)算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力。采用优化设计后，也大大节省了原材料。用 制造成本 降低。 (4)术将技术人员从繁冗的计算、绘图和 程中解出来，使其可以从事更多的创造性劳动。模具 可列举好多，但是可以肯定的是这一高智力、知识密集、更新速度快、高效益的新技术最将取代传统的模具设计与制造技术。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由图可知，该零件为锤模锻件，其零件材料为 22轮零件的最大厚度为86小厚度为 10齿轮零件属于圆盘零件，锤锻时打击力方向上坯料轴线方向一致，金属沿长宽高方向同时流动。对于体积小，形状简单的 圆盘类零件，可由原始坯料直接终锻成形。 由图知，该齿轮零件中心有一个通孔。而模锻不能锻出通孔，只能锻出不通孔。对于内孔大于等于 25锻件模锻时不能直接锻出通孔，在分模面上留有一层较薄的金属连皮，在随后的冲孔工序中再将其冲掉，若连皮太薄，锻中容易出现锻不足，和要求的过大的打击力不符合，从而导致模膛凸凹部分磨损加大。虽然有助于克服上述现象，但重除连皮困难致使锻件变形且浪费材料。 其模锻的基本工艺路线：镦粗 终端 件材料分析 22性、韧性与同类锻钢相近。易于铸造和焊 接，裂纹倾向性很小，无明显回火脆性。有良好的力学性能和工艺性能。淬透性不高。 件的技术要求 （ 1） 未有注出模斜度 7 ， 2） 正火 B 241) （ 3） 毛刺 1，孔内 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 4） 表面缺陷：不加工面 1，加工表面 实际余量的 （ 5） 错差 1 （ 6） 尺寸按交点注 （ 7） 未注公差尺寸不检查 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 定分型面 锻模的分模面是指上下锻模的分接面。分模轮廓线是指终锻模膛分模面与锻件轮廓交线。分模面的选择应按以下原则进行： （ 1） 要保证模锻件能从模膛中顺利取出，并使锻件形状尽可 能与零件形状相同，一般分模面应选择在模锻件最大水平投影尺寸的截面上。 （ 2） 按照选定的分模面制成锻模后，应使上下模沿分模面的模膛轮廓一致，以便在安装锻模和生产中容易发现错模现象。 （ 3） 最好使分模面为一个平面，并使上下锻模的模膛深度基本一致，差别不宜过大，以便均匀充型。 （ 4） 选定的分模面应使零件上所加的熬料最少。 （ 5） 最好把分模面选取在能使模膛深度最浅处，这样可使金属很容易充满模锻，以便取出锻件。 综上所述，参照零件图选择分模面最合理，如下图： 定加工余量和公差 模锻件水平方向尺寸公差见表 2 1。模锻件内、外表面的 加工余量见表 2文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 2 1 锤上模锻水平方向尺寸公差（ 表 2 2内、外表面的加工余量 面）（ 算锻件质量 m 预选加工余量为为 2算锻件体积。将锻件分解为简单的几何体相加减，取锻模斜度中间值（预设外模锻斜度 ；内模锻斜度 ），圆角半径忽略不计。 按零件的加工余量具体计算如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 6 4 1 5( ； 32 2 9 1 42 ； 33 3 8 ； 34 2 9 ； 则 34321 f ； 锻件的质量：m *密度 =10 g。 算形状复杂系数 S 该齿轮外廓包容体为两圆柱，直径分别为 18992分别为 4245 则外轮廓包容体体积： 321 5 5 4 4 242189 /4 )( n ； 322 7 9 8 14592 /4 )( n ； 321 5 3 4 2 4 ； 9 3 1 4/4 4 5 5 8 8/ 该齿轮的形状复杂系数为 2S 级。 的材质系数 22M 算加工余量及公差 189（ 189+2= 19321 144 （ 144= 14012 68 （ 68= 6411 42 （ 42+2=4621 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 86 （ 86+2=9021 术条件 （ 1） 图上未注明模锻斜度 7； （ 2） 图上未注明圆角半径 （ 3） 查锻件模具 简明设计手册表 1； （ 4） 锻件表面清理：抛丸。 锻斜度 为便于从模膛中取出锻件，模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度，称为模锻斜度，一般 5 15 之间。取外模锻斜度 ；内模锻斜度 角半径 考虑制件倒角值和加工余量， r=余量 +零件的倒角值。查表取外圆角半径 R=5圆角半径 r=6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由于锤上锻模时不能靠上，下模的突起部分把金属完全排挤掉，因此不能的锻出通孔，终锻后，孔内留有金属薄层，称为冲孔连皮，锻后利用压力机上的切边模将其去除。常用的连皮形式是平底连皮，如下图，连皮的厚度 t 通常在 4 8围内，可按下式计算： 式中 位为 位为 连皮上的圆角半径 按下式确定： 孔径 d 25倍时，只在冲孔处压 出凹穴。上述各参数确定后，便可以绘制锻件图。分模面选在锻件高度方向的中部。由于零件轮辐部分不加工，故无加工余量。连皮圆角半径应大于内圆角半径，所以取 R=10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 321 7 7 5 7 3 ； 322 7 1 7 02( ； 323 0 8 ( ； 324 7 9 ( ； V= 34321 5 3 4 8 5 6 ； M=10 = S=齿轮形状系数为 2S 级，则机加工余量和公差合理。 绘制锻件图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 终锻型槽是各种型槽中重要的型槽，用来完成锻件最终成形，终锻件型槽按热锻件图制造和检验。所以终锻模膛设计的主要内容是绘制热锻件图，供制造模膛用，热锻件图以冷锻件图为依据，热锻件图的尺寸标注，高度方向尺寸以分模面为基准，以便于锻模机械加工和准备检验样板。其次考虑到金属冷缩现象，热锻件图上所有的尺寸应计入收缩率，即 : L=l(1+ ) L 热锻件尺寸 l 冷锻件尺寸 终锻温度下金属的收缩率 钢的收缩率一般为 ，此锻件考虑收缩率为 。 则可计算出热锻件图各尺寸，模锻斜度和内外圆角的尺寸与冷锻件图相同，于是可绘制出热锻件图，如下图所示 由于此锻件形状并不复杂，所以并不需要设置预锻模膛。 制齿轮热锻件图 193 （ 1 40 （ 1 2 （ 1 4（ 1 0（ 1 5（ 1 6（ 1 0（ 1 制热锻件图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 算设计飞边槽的尺寸 飞边槽形式 边槽的作用： 增加金属流出模膛的阻力，迫使金属充满模膛； 容纳多余金属； 锻造时飞边起缓冲作用，减弱上下模的打击，防止模具的压塌与开裂。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 算方法： 按照锻件在水平面上的投影面积； A 锻件在分模面上的投影面积 也可按锻锤吨位确定毛边槽尺寸 查锻造工艺学与模具设计表 4 14的飞边槽结构形式如下图所示 口的确定 钳口终锻和预锻模膛前方，由夹钳口与钳口颈部两部分组成，夹钳口尺寸主要依据夹钳尺寸和料头直径而定的，应保证夹料钳子能自由操作。 通常在模膛前端设计有钳口，钳口与模膛相通的沟槽称为浇口，钳口主要用来 容纳夹持坯料的夹钳和便于锻件从模膛中取出。 圆饼类锻件，设计钳口只是为了锻出模方便和用作浇口，如钳口只起浇口作用，则宽度 B=G 30（ ， ） 锻锤吨位（ 20 30 50 100 160 B(50 65 80 100 120 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 如下图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模锻曲柄压力机的确定 所需锻压力 F K K A （ 4 1 式中 K 应变速度系数 K 变形方式和摩擦条件影响系数 终锻温度下坯料真实屈服强度（ ,锻造用钢查表 4 8，锻造用有色金属查表 4 9 A 锻件在与锻压力方向垂直的平面上的投影面积对带飞边的锻件，要求包括飞边桥部 F 所需锻压力（ N） 称吨位的确定 F= (F （ 4 2） 为了安全选用的热模锻曲柄压力机，液压机，螺旋压力机公称吨位 大。 力吨位的计算 查表 4 8 46表 4 6 K 表 4 7 K 3 终锻模温度为 800 代入式中最大的锻压力 F 3 86 25434 N 35435 压 力机公称吨位 F= 42522表 4 5选用 40000模锻曲柄压力机。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 锤吨位的确定 确定设备吨位可按经验公式 G （ 1 ）（ 2 D ） D 也可按以下计算 锻锤一次打击的能量为 W 2;一次打击下坯料变形功为 F H 根据能量守恒定律得： F H=n W 2（ 4 3 整理得： W= F 式中 W 锻锤落下部分的重力（ N） F 锻压力（ N） ，可以用（ 4 1 计算 H 锻锤压下量（ m） ，在终锻时为（ n 锻锤打击效率，自由锻取 锻取 0.9 g 重力加速度，一般为 s V 打击速度，锻锤一般为 6m s 查表 4 8 86表 4 6 K 表 4 7 K 3 代入式（ 4 1 中 F K K A （ 3 86 25434 18045423入式（ 4 3）中 W= F （ 18045423 2 6 N 表（ 4 4）选用 30即 3吨模锻锤。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 对于形状复杂的模锻件，为了使坯料基本接近模锻件的形状，以便模锻时金属能合理分布，并很好的充满模膛，必须预先在制坯模膛内制坯。制坯模膛有一下几种： 长模膛 减小坯料某部分的横截面积，以增加其长度。如图 2示。 图 2拔长模膛 a）开式 b）闭式 挤模膛 减小坯料某部分的横截面积，以增大另一部分的横截面积。主要是使金属坯料能够按模锻件的形状来分布。滚挤模膛也分为开式和闭式两种，如图 2 图 2滚挤模膛 a）开式 b）闭式 曲模膛 使 坯料弯曲，如图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2弯曲模膛 断模膛 在上模与下模的角部组成一对刃口，用来切断金属，如图 2用于从坯料上切下锻件或从锻件上切钳口，也可用于多件锻造后分离成单个锻件。 此外，还有成形模膛、镦粗台及击扁面等制坯模膛。 坯工步的确定 齿轮锻件常用的镦粗和终锻两个工步 在镦粗时坯料圆柱的氧化皮可以去掉 将镦粗后的圆饼立起来轻压一下可去掉坯料端面的氧化皮