万向节滑动叉工艺设计说明书.doc

工艺设计说明书一、 分析零件图（如图）1、 零件名称：万向节滑动叉；2、 材料：45钢；3、 质量：3.096125kg；4、 产量：100件/年（单件小批量）；5、 技术要求：1) 锻造拔模斜度不大于7；2) 硬度为207241HBS；3) 未注圆角半径为R3；4) 表面喷沙处理。二、 锻造工艺性分析1、 加工目的、环境及锻后现象分析：万向节滑动叉主要作用一是传递扭矩；二是可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个39mm的孔，用以安装该针轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作用。零件65mm外圆内为50mm花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力之用。考虑到该零件经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为100件，零件的轮廓尺寸不大，故可采用自由锻成型。2、 零件结构形状对锻造适应性的分析：该零件可通过手工自由锻造来完成初步成型。因锻造而产生的缺陷可以通过锻造后的热处理和切削加工来改善。三、 绘制锻件图锻件图是根据零件图绘制的。自由锻件图是在零件图的基础上考虑了加工余量、锻造公差、工艺余块等参数后绘制而成的。根据以下步骤绘制锻件图（如下页图）：1、 确定锻件形状。2、 用红线绘出锻件图。3、 计算尺寸，查公差并注于图上。四、 参数选择1、 工艺参数：首先选择工艺余块以简化锻件外形，然后确定加工余量和公差。2、 选择依据：选择参数应考虑锻件的材料、形状尺寸、现有设备、生产批量等因素。3、 确定方法：查有关标准进行分析，并与同类件比较，选择的公差余量可依下列条件确定：1) 锻件数量。数量多，其值取小些，否则取大些。2) 锻件材料。一般材料其值取小些，特殊钢取大些。3) 表面质量。原材料的表面质量好，其值取小些，否则取大些。4) 锻件形状尺寸。锻件形状简单，长度短，其值取小些，否则取大些。5) 锻工技术水平。锻工技术水平高，其值取小些，否则取大些。6) 工具和设备情况、企业工艺习惯等其它因素。4、 数据处理：对于大型锻件尾数圆整为5或0；中小型锻件按四舍五入原则处理成整数。最后确定的工艺参数如锻件图所示。五、 确定坯料质量和坯料的锻件尺寸1、 确定坯料质量坯料质量包括锻件本身的质量、加热时氧化烧损、切头时的损失及冲孔时的芯料损失等。1) 计算锻件质量： 根据锻件的形状和基本尺寸，可计算出锻件的质量：m 锻 pV 式中 m锻-锻件质量； p-锻件材料的密度（ kg/dm3 ）取7.85kg /dm3 ； V -锻件的体积（ dm3 ）； 由此计算得：m 锻 pV = 7.85 kg /dm31.8188679 dm3 = 14.27811304kg。2) 计算坯料质量：坯料的质量包括锻件本身的质量、加热时氧化烧损、切头时的损失及冲孔时的芯料损失等。其计算公式为：m 坯 m 锻 m 烧 m 切 m 芯 式中 m 坯 -坯料质量（ kg ）； m 锻 -锻件质量（ kg ）； m 烧-氧化烧损的质量（ kg ），m 切-表示对拔长工件的切头损失（ kg ）； m 芯-冲孔时冲掉的芯料损失（ kg ）； m 烧一般按火次进行估算，如第一火取锻件质量的 2.0% 3.0% ，以后各火一般取锻件质量的 1.5% 2.0% ；m 切一般按下面经验公式估算：对于该零件圆形截面 m 切 1.81 ，其中D 为切头部分直径（ dm ）；零件没有冲孔，故， m 芯= 0kg。所以，m 坯 m 锻 m 烧 m 切 m 芯14.27811304（1+2.0%）+1.810.83315.5986(kg)2、 确定坯料尺寸坯料尺寸的确定与所采用的第一道基本工序（镦粗或拔长）有关，所采用的工序不同，确定的方法也不一样。 此零件应采用拔长法锻制锻件， 钢坯拔长时所用截面A坯的大小应保证能够得到所要求的锻造比，即A坯YA锻式中 Y-锻造比；A锻-锻件的最大横截面积（cm2）；A坯-坯料的横截面积（cm2）。按锻造比Y及锻件最大横截面积求出D坯，即Y A坯/A锻 D2坯/ D2锻D2坯/D2锻所以 D2坯=Y D2锻 查软件得 Y=2.5D锻65mmD坯200mm根据坯料总质量，可得出坯料体积（V坯），由此即可确定坯料长度（L坯），即，V坯m坯/ 坯 所以 L坯V坯/ A坯= 4V坯/ D2坯415.5986/7.85/220.63dm63mm(取63mm)所以，L坯63mm。六、 确定工序通常采用比较法编制工序。对锻件图与所选坯料进行比较，分析其差异，初步定出基本工序；分析其不足及是否有强化要求，比较使用性、先进性和经济性，结合工艺习惯增设工序。由此，编制工序如下图所示：七、 锻造设备的选择选定锻造设备的依据是锻件的材料、尺寸和质量，同时，还要适当考虑车间现有的设备条件。设备吨位太小，锻件内部锻不透，质量不好，生产率也低；设备吨位太大，不仅造成设备和动力的浪费，而且操作不便，不安全。对于此类中小型锻件，一般采用锻锤，经查询选用型号为C41-40的空气锤。八、 加热温度及加热时间的确定1、 可以通过查询计算机辅助工艺设计软件得到；2、 以经验公式确定加热时间：KD式中-加热时间，单位为h；D-断面直径或边长，单位为cm；K-系数，中碳钢K取0.150.20；根据此公式计算得到KD0.205.61.3（h）。以上方法是生产中常采用的经验数据法，其理论根据是铁碳合金状态图的碳的质量分数。应注意适当控制温度范围，以防止晶粒粗大和塑性降低。九、 锻后热处理锻件材料为中金钢，其锻后热处理应采用完全退火。此选择完全退火温度为：800-1200，退火时间为：61.2分钟，冷却方式选用随炉冷却。十、 变形或缺陷分析缺陷的分析是在锻造前和锻造后进行的工艺，锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。对锻件的缺陷进行分析是避免在零件应用的过程中出现意外，使锻件能 达到工作中的安全系数，避免出现一些不该有的麻烦。锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量，有的则严重影响锻件的性能，降低所制成品的使用寿命，甚至危及安全。因此，为了提高锻件质量，避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策，同时还应加强生产过程的质量控制。以下是对在锻造工艺中的各种缺陷进行分析：1、 原材料的主要缺陷及其引起的锻件缺陷：表面裂纹、折叠、结疤等；2、 备料不当产生的缺陷：切斜、坯料端部弯曲并带毛刺