材料成形技术基础课程设计-叉杆锻造课程设计.doc

北 华 航 天 工 业 学 院材料成形技术基础课程设计课程设计报告报告题目： 叉杆锻造课程设计 作者所在系部：材料工程系 作者所在专业： 材料成型及控制工程 作者所在班级： B10812 作 者 姓 名 ： 王卫通 指导教师姓名： 赵军 完 成 时 间 ： 2013年6月28日 课程设计任务书课题名称杈杆锻造设计完成时间2013.6.28指导教师赵军职称讲师学生姓名王卫通班 级B10812总体设计要求和技术要点一、设计要求1根据给定设计内容画出符合制图标准的铸件、锻件二维图及三维造型； 2根据零件要求选择材料，给出物理性能，选择加工方式及设备、确定加工工艺、给出加工工序； 3绘制铸造模具零件图、铸造工艺图、编制铸件加工工序卡；绘制锻造模具零件图、锻造模具装配图、编制锻件加工工序卡； 4撰写课程设计说明书。二、技术要点1、零件结构确定；2、模具分型确定；3、加工工艺。工作内容及时间进度安排日 期工 作 内 容12345一周画规范铸件图、模具图 铸造设计画规范锻件图、模具图锻造设计撰写说明书课程设计成果1. 课程设计说明书，内容包括：课程设计任务书，零件图、零件三维造型，根据零件要求选择材料，给出物理性能，选择加工方式及设备、确定加工工艺、给出加工工序，统一格式书写并打印装订成册。2. 按照国家绘图标准规范绘制所需各类零件图纸，装订于说明书后面。3. 课程设计所有文件的电子文档，要求总文件夹以姓名的汉语拼音及学号命名，各项内容分别设置子文件夹。内 容 摘 要拨叉为日常生活或机械加工中支撑工件的零件,要求塑性、强度较好，有良好的综合机械性能，并且外形简单，结构单一，无复杂加工面，尺寸小，质量轻，便于模锻获得较好性能，因而采用加工工艺为模锻。其基本变形工序是预锻、终锻，切飞边、加上后续精锻工序成形。关键词 模锻；变形工序；叉杆锻件图；加工余量；起模斜度 ；分模面 目 录第1节 叉杆的三维造型以及零件图 5第2节 零件材料选择 7第3节 加工方式及设备 8第4节 加工工艺及工序 8第5节 锻件图绘制 9第6节 确定毛坯重量及尺寸10第7节 确定锻造温度范围11第8节 分模面的选择11第9节 确定变形工序12 一、拨叉零件三维造型及零件图 拨叉三维造型图绘制2、 二维零件图二、零件材料选择1、拨叉为日常生活或机械加工中支撑工件的零件,要求塑性、强度较好，有良好的综合机械性能，并且根据经济性综合考虑可选材料为45钢 1.1、力学性能正火：850 ；淬火：840 ；回火：600 ；抗拉强度：不小于600Mpa ；屈服强度：不小于355Mpa ；伸长率：16% ；收缩率：40% ；冲击功：39J ；钢材交货状态硬度：不大于 未热处理：229HBS ；退火钢：197HBS 1.2 液相线温度 1495左右，碳含量0.420.50%。 1.3 锻造性能及参数 采用回转加热炉设定温度1230，保温180分钟，始锻温度1100-1150左右，45钢在锻造温度下塑性很好，锻造比10-12.密度7.85g/cm3,弹性模量210GPa,泊松比0.269三 、加工方式及设备 经以上分析45号钢，为满足性能及经济性等要求最佳加工方式采用锻造毛坯，在进行机械加工获得要求零件，根据锻件性质及特点，选择65kg空气锤锻造四、加工工艺以及工序 锻造方法的选择a自由锻：是利用冲压力或压力，是金属上下砧铁之间产生塑性变形而获得所需形状，尺寸以及内部质量锻件。自由锻所需的工具简单并且有很强的通用性，生产准备周期较短应用广泛。自由锻主要用于单件小批量生产。重要齿轮等零件在工作时都承受很大的载荷，要求具有较高的力学性能。常采用自由锻生产毛坯， b模锻：是使金属但自由锻精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率低。坯料在模膛内受压产生塑性变形而获得所需形状尺寸以及内部质量锻件的加工方法，它具有生产效率高，能锻造形状复杂的锻件并使金属流线分布均匀，模锻件的尺寸较精确，表面质量好，加工余量小比自由锻更节省金属材料，减小切削加工工作量，操作简单，劳动强度低等优点。胎模锻：适合中小型锻件，中小批量生产。锤上模锻：锤上模锻是上模固定在垂头上，下模紧固在模垫上通过锤头做上下往复运动的上模，对置于下模中的金属坯料施以直接锻击，来获得锻件的锻造方法，适合中小锻件大批量生产。修整工序（切边冲孔、校正、清理、精压）使锻件成形综合分析零件特点与自由锻和模锻的优缺点，以及此零件质量小，且为大批量生产，表面质量好，加工余量小，所以选择其加工方法为锤上模锻。3、确定成形方法及工序 预锻、终锻、校正、清理、精压选用原材料毛坯45合金钢，图形如图，先将其挤压。然后经过预锻和终锻等工序，使其大致成形，最后经过修整工序（切边校正、清理、精压）使锻件成形。该锻件为小型锻件，根据经验确定其加工余量为1.5-2mm，飞边大约为57mm,起模斜度30分。这样可避免原材料的浪费，有利于工件的后序加工，提高生产率。4、零件的质量要求 零件部分表面的粗糙度要求6.3mm，其余表面均为12.5mm。 锻件余量的大小与零件的材料、形状、尺寸、批量大小、生产实际条件等因素有关。该零件为大批量生产，是小型锻件，则加工余量一般为1.5-2mm。五、锻件图的绘制 图2 锻件图六、确定毛坯的重量和尺寸（1） 计算坯料质量计算坯料质量 坯料的质量为锻件、飞边、连皮、钳口、料头的质量与锻造时各种金属消耗的质量之和，可由下式计算：G坯料质量=G模锻件质量+G氧化烧损烧损质量+G飞边质量式中 G坯料 坯料质量，单位kg； 模锻件质量 锻件质量，单位kg； 氧化烧损烧损质量 加热时坯料因表面氧化而烧损的质量，单位为kg,按照锻件质量和飞边的%3-%4计算 飞边质量锻造过程中被冲掉或切掉的那部分金属的质量，单位kg。将各数值分别代入计算可得：m=3kg（2）尺寸公差该零件总长L=157mm查材料成型技术基础表2-6可确定其水平方向尺寸的上极限为+2.0mm，下极限为-1.0mm。（3）加工余量该零件加工表面最大宽度为75mm，最大长度为270mm，查材料成型技术基础表2-6、7，可确定其加工余量为2.0mm。（4）模锻斜度45#钢，查材料成型技术基础表2-8可确定其外币斜度为5内斜度为30。（5）模锻圆角半径该零件材料为45#钢。钢的模锻件外圆角半径一般为1.5至12mm，圆角半径大2至3倍。为了便于金属在模膛内流动提高锻模强度，避免锻模内尖角处产生裂纹，减缓锻模外尖角处的磨损，提高锻模使用寿命，模锻件上值越大，此模的外圆角半径为4mm，内圆角半径为12mm.七 锻造温度的选择45#钢的预锻温度为1150C至1200C，终锻温度为800C至850C。这样能保证金属较高的塑性和较小的变形抗力。并得到所要求的组织和性能，锻造的温度范围应可能宽一些，以减少锻造火次，提高生产率。八 分模面的选择保证模锻件能从模膛中顺利取出，这是确定分模面的最基本原则，同时，分模面的选择在模锻件的最大水平投影尺寸的截面上，尽量在能是模膛深度最浅的位置上，使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，以便在锻模安装及锻造中容易发现错误模现象，及时予以调整，保证锻件质量，分模面尽量采用平面，并使上下锻模的模膛深度基本一致，以便均匀充型，使模锻件上的敷料最少，锻件形状尽可能与零件形状一致，以降低材料消耗并减少切削加工工作量。综上所述