挂轮架轴工艺设计说明书

1、. 工艺设计说明书一、分析零件图（如图） 分析零件图（如图）1、 零件名称：挂轮架轴2、材料：45钢； 3、质量： 0.3Kg 4、产量：100件； 5、技术要求： + 35 0 0.05 和方头处淬火HRC4045。二、锻造工艺性分析 1、加工目的、环境及锻后现象分析 零件为轴类零件，因此锻造的目的不是侧重于成形、减少加工余量，而是侧重 于提高锻件的力学性能，选用自由手工锻造。锻后零件性能可能变化的趋势有坯料 端部弯曲并带毛刺和脱碳等。 2、零件结构形状对锻造适应性的分析 即锻件结构工艺性分析。该零件为阶梯轴类零件，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

2、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。查锻压手册知，轴向机械加工余量与 公差为8 ± 3，径向机械加工余量与公差为4 ± 1.5。 最终锻件图如下所示：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

3、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。 由于公差余量均由经验而定，在此以锻压手册查得的数据为最终参数。 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、确定坯料质量和锻件尺寸 1、

4、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式中 m锻-锻件质量； p-锻件材料的密度（ kg/dm3 ）取7.85kg /dm 3； V -锻件的体积（ dm3 ）； 由此计算得： M 锻 pV = 7.85 kg /dm3 ×0.110972dm 3= 0.87 kg (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式中 M坯 M锻 M烧 M切 M芯坯-坯料质量（ kg ）； M坯-

5、坯料质量 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 ）； 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% ：一般按下面经验公式估算：对于该零件圆形切面M切=1.81D3 ，其中D 为切头部分直径（ dm 3）；零件没有冲孔，故， M芯 = 0 kg 所以 M M锻 M烧 M切 M芯0.87×（1+1.5%）+1.81× 0.2430.91(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

6、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,此时Y=2.5； 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 因为 D锻=58mm D坯 D锻92mm 由课程设计资料，D坯圆整后得： D坯 = 95mm 根据坯料总质量（前已求出），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 =0.91/

7、7.85=0.116(dm3 ) 所以 L坯V坯/ A坯= 4V坯/ D2坯 (4×0.116)/( ×0.95 ) 0.164dm164mm 所以 L坯164mm。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： （1）用三角压铁压铁牙槽 (2） 拔长一端，切去料头 （3) 调头，用三角压铁压槽 (4) 拔长，倒角滚圆 （5）用三角压铁压痕 （6）拔长，倒角滚圆 （7）端部拔长，切去料头 （8）摔圆各档外圆，校直七、锻

8、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。 对于此类小型锻件，采用锻锤，经查询课程设计资料，选用型号为C41-100 的空气锤。八、锻造温度及加热时间的确定 （1）锻造温度 在"热处理设计"主界面，在菜单项中选择"热处理参数查询"，在下拉菜单中， 双击"常见金属锻造温度范围"，进入常见金属锻造温度范围查询界面，输入“45” ， 点击"查询"，得出

9、查询结果。 查询结果如下：始锻温度：1150-1200，终锻温度：800 （2）加热时间的确定 在计算机辅助自由锻锻件工艺设计软件的主界面菜单中，选择"热处理设计"子菜单，双击进入"热处理设计"主界面，在菜单项中选择"加热时间的选择"。 双击进 入"加热时间的选择"界面，经查询可计算出加热设计。计算过程如下： 以经验公式确定加热时间： K D 式中， -加热时间，单位为 h ； -加热系数（min/mm或s/mm） ，查课程设计资料取1 D-断面直径或边长，单位为cm； K-系数，低碳钢K取0.100.15，高碳钢

10、K取0.200.30，中碳钢K取0.15 0.20。 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。所以得出： K D=1×（0.150.20）×9.5=（1.4251.9）h 取1.7h 。九、锻后热处理 1、查阅课程设计资料 ，锻后热处理采用以下路线： 完全退火粗加工半精加工高频淬火、低温回火精加工 原因：中碳钢一般采用完全退火，由于淬火后只能进行磨削加工，不能进行切 削加工，故在淬火前需进行粗加工和半精加工，将零件表面加工出来，然后进行高 频淬火和低温回火，使零件表面具有高的强度、硬度和耐磨性，从而能够在交变载 荷、摩擦和冲击场合下正

11、常工作。最后进行精加工，使零件表面达到要求的粗糙度。 2. 对于45钢，相关热处理参数如下： （1）退火：加热温度为820840，随炉冷却。 （2）淬火：加热温度为820840，水冷，硬度达5560HRC； （3）回火：加热温度为520560，空冷，硬度达228286HBW。 3、热处理设备：箱式炉、高频加热电源设备。 4.、预处理和最终处理加热时间和保温时间确定 （1）完全退火 A）加热时间： 加热时间的计算公式： t = K D 式中 t-加热时间（min或s） ； -加热系数（min/mm或s/mm） ； D-工件有效厚度（mm） ； K-工件装炉修正系数，通常取1.01.5。 此时，取

12、=1，K=1,D=58mm, 则t =KD=1×1×58=58（min） B)保温时间 ： t =KD 式中 t-加热时间（min） ； -保温时间系数（min/mm） ； K-工件装炉方式修正系数； D-工件有效厚度（mm） 。 此时，取=1.1，K=1,D=58mm, 则t =KD=1.1×1×58=63.8（min） （2） 高频淬火 A）加热时间：t =KD=1×1×50=50（min） B）保温时间：t =KD=1.1×1×50=55（min） (3) 低温回火 th(min) = Kh + Ah·D 式中 ： th -回火时间 Kh-回火时间基数（min）; Ah-回火时间参数（min/mm）; D-工件有效厚度(mm)。 此时，取Kh=10 min，Ah=1，D=50mm 则th(min) = Kh + Ah·D=10+1×50=60（min）十、变形或缺陷分析 以下是对在锻造工艺中的各种缺陷进行分析： 1. 原