16班锻造课设锻模说明书

1、沈阳理工大学课程设计说明书目录1 绘制锻件图的过程 .2333344555789891.1.11.1.21.1.31.1.41.1.5确定分模位置 .确定公差和余量 .模锻斜度 .圆角半径 .技术条件 .1.1.6 计算锻件的主要参数 .2 模锻变形工步的确定 .2.1 绘制计算毛坯图 .2.2 制坯工步选择 .3 确定坯料.4 确定锻锤吨位 .5 锤锻模型槽设计 .5.15.1.15.1.25.1.35.1.45.2模锻工步型槽设 .确定毛边槽形式和.确定钳口 .9确定终锻型槽 .设计预锻型槽 .1010制坯型槽设计 .1213136 锻模结构设计 .6.1 型槽布置方式 .6.2 模块选择

2、 .1314147 锻前加热、锻后冷却及热处理要求的确定 .7.17.27.37.4确定加热方式及锻造温度范围 .确定加热时间 .确定冷却方式及规范 .1414确定锻后热处理方式及要求 .14参考文献 .151沈阳理工大学课程设计说明书1.模锻件图设计万向节叉即万向接头，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置。它的结构和作用就像四肢上的关节，被连接的零件之间的夹角在一定变化，承受的转矩比较大，工作条件比较繁重。头部构造比较复杂，只能锻造出其零件基本外形，其它、球形滑槽及花键槽部分均以余块填充，之后再以机械万向节叉是叉形件。对零件的整体形状为 40Cr，材料性能稳定。做出具体

3、形状，达到要求的零件形状。，表面粗糙度进行分析，此零件的材料零件图 12沈阳理工大学课程设计说明书1.1绘制锻件图的过程1.1.1确定分模位置确定分模面位置最基本的原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同。使锻件容易从锻模型槽中取出，因此锻件的侧表面不得有内凹的形状，并且使模膛的宽度大而深度小。锻件分模位置在具有最大水平投影的位置上。应使飞边能切除干净，不至产生飞刺。对金属流线有要求的锻件，应保证锻件有最好的分布。根据万向节叉形状，采用上下对称的直线分型模。1.1.2确定公差和余量查得 40Cr 的密度为： r40Cr = 7.85g / cm-3估算锻件的体积为 614.24cm³，

4、则锻件质量约为m = ru = 7.85 ´ 614 » 4.82kg 。万向节叉材料为 40Cr，即材质系数为 M1。锻件形状复杂系数：S=V 锻/V 外廓包容式中 V 锻锻件体积；V 外廓包容外廓包容体的体积。则 S=V 锻/V 外廓包容=614.24/1987=0.31，为 3 级复杂系数 S3。( 1.1)由文献【1】查得:高度公差为+2 1mm ，长度公差为+2 1mm ，宽度公差为+1 9mm 。-1 1mm-1 1mm-0 9mm的单边余量约为零件需磨削,精度为 F2,由文献【1】查得高度及水平2.02.5mm,取 2mm。1.1.3模锻斜度零件图上的技术条件

5、已注明模锻斜度为 7º。1.1.4圆角半径外圆角半径 r=2+零件相应处圆角半径或倒角，内圆角半径=（23）r，其余部位的圆角半径取 1.5mm。3沈阳理工大学课程设计说明书1.1.5技术条件（1） 图上未标注的模锻斜度 7º；（2） 图上未标注的圆角半径 R=1.5mm；（3）（4）（5）的错移量 0.6mm；的残留毛边量 0.7mm； 的表面缺陷深度 0.5mm；（6）锻件热处理:调质 HB230260；（7）锻件表面:为便于检查淬火裂纹,采用酸洗。根据余量和公差,绘制锻件图。1.2(1)(2)(3)(4)计算锻件的主要参数锻件在平面上的投影面积为 9238mm2;锻件

6、周边长度为 714mm ; 锻件体积为 614244 mm3; 锻件质量为 4.82kg。4沈阳理工大学课程设计说明书2.模锻变形工步的确定2.1绘制计算毛坯图根据万向节的形状特点,选取 14 个截面,分别计算 F 锻,F 毛,F 计列于表 2.1,并在坐标纸上绘出万向节的截面图和直径图（见附图）。为设计滚挤型槽方便,计算毛坯图按冷锻件计算。截面图所围面积即为计算毛坯面积,得V= 100´8695= 869500mm3（2.1）计平均截面积：F = 869500¸168 = 5175mm2（2.2）均则平均直径：d均 = 1.13 F均 » 81.29mm（2.3

7、）按体积相等修正截面图和直径图（附图中双点划线部分）,修正后的最大截面积为7745mm2,则最大直径为 dmax=99.4mm。2.2制坯工步选择计算繁重系数，选择制坯工步a = dmax104= 1.25（2.4）d均82.7b = L计 =165= 1.99（2.5）d均82.7由图 4-59 知此锻件应采用滚挤制坯工步。为易于充满型槽,坯料,先拔长，再闭式滚挤。模锻工艺方案为:拔长-闭式滚挤预锻终锻。5沈阳理工大学课程设计说明书表 2.1 连杆计算毛坯的计算数据截F 计=F锻+2Fd 计=1.13 F计m修正 F修正d 计/mm面号F 锻/mm2F 毛×2/mm2h=d 计/m

8、mh 计/m计/mm2毛.6032.592634.50.7023.8018.36247.8175445.50.7031.8530.8532683420308563.6285256.60.7039.6238.5743467420385771.2344763.40.6541.2141.3853756420413872.5455873.50.6547.7838.7462787420387471.9475477.50.6550.3731.5372696420315363.7503181.50.6552.9830.95811247420309561.4634686.10.6555.97115.16911

9、24742011516121.6767397.30.6564.3592.561088734209256108.9774799.40.6563.2591.231187344209123108.1734596.50.6562.7270.411266584207041103.5705395.50.6561.8459.47135528420594787.6424273.30.6547.658.6033.8413073.10.6547.516沈阳理工大学课程设计说明书3.确定坯料3.1坯料（1）根据滚挤制坯时公式：F坯 =（1.05 1.2）F均F坯 = 毛坯截面积(3.1)F均 计算毛坯平均截面积;锻

10、件只有一头一杆时，较大的系数；锻件为两头一杆时，则应取较小的系数。F= 1.20´ 5119 = 6142.8 mm2坯（2） 坯料长度：根据坯料的制坯工步采用圆形坯料，其直径 D坯= 1.13 F坯 =88.56，查表取标准直径 D坯 =90mm。烧损率d 取 3%。坯料的体积为：V 坯=V 计（1+）=869500×（1+3%）=895600mm3V坯895600 = 152mmL=(3.2)坯pD2 / 4p 902 / 4取 L 坯=160 下料 170mm7沈阳理工大学课程设计说明书4.确定锻锤吨位4.1 锻锤吨位设计总变形面积为锻件在平面图上的投影面积与毛边面积

11、之和,查参考文献【2】表 4-14, 按 23t 锤毛边槽 考虑,假定毛边平均宽度为 23mm,总面积 F=25982mm2,按双作用模锻锤吨位确定的经验公式 1.2，确定锻锤吨位,因汽车连杆件为大批量生产,需要产率,取较大的系数 6.3,取 k=1.0,于是G = (3.5 6.3)KF（4.1）则 G = 6.3 ´1.0 ´ 25982 = 1637kg选用 3t 锤。8沈阳理工大学课程设计说明书5.锤锻模型槽设计5.1 模锻工步型槽设计5.1.1确定毛边槽形式和查参考文献【2】图 4-63 选用毛边槽形式,如图 5.1。图 5.1按表 4-14 确定；选用毛边槽毛边

12、槽为h桥 = 2.0mm ，见表 5.1。其表 5.1毛边槽h1b/mmb1 /mmR1FK142mm2410mm25mm1.5mm锻件毛边的体积：V= 725´ 0.7F = 69020mm3（5.1）K毛其中0.7FK = F毛（锻件毛边平均截面积）5.1.2确定钳口具体如图 5.2：9沈阳理工大学课程设计说明书图 5.2钳口5.1.3确定终锻型槽终锻形槽是各种型槽中最重要的型槽，用来完成锻件最终成型，终锻件图按热锻件图和检验，所以设计终端形槽设计热锻件图。1.热锻件图的设计热锻件图以冷锻件图为依据，但又有所区别。首先热锻件的标注，高度方向标注以分模面为基准，以便于锻模机械和准备

13、检验样板。其次考虑到金属的冷缩现象，热锻件图上的所有应计入收缩率，按下列公式计算：L = l(1 + d )；（5.2）式中L 热锻件l 冷锻件d 终锻温度下的金属收缩率，取 1.5%；10沈阳理工大学课程设计说明书特别注意无坐标圆角半径，不加放收缩率。所以终锻形槽及热锻件图见装配图的画法5.1.4设计预锻型槽由于锻件复杂,须设置预锻型槽。在叉部采用劈料台2，如图 5.3。A = 0.25B = 0.25´ 89 = 22mmh = (0.4 0.7)H = 0.5 ´ 92 = 46mm图中 R = 20mm 。（5.3）（5.4）图 5.3劈料台,为防止终锻时锻件产生折

14、纹,应使预锻型槽面在工字形截面的杆部,辐板较积稍小等于终锻型槽相应处的横截面积(不计预锻打不靠的横截面积)。预锻型槽沿分模面处的圆角半径增大至 R=5mm,预锻型槽其余与终锻型槽不同的地方均在热锻件图上标明。11沈阳理工大学课程设计说明书5.2 制坯型槽设计5.2.1 滚挤形型槽的设计采用闭式滚挤。型槽的高度h = md计 ，计算结果列于表 2.1 中，按各截面的高度值绘出滚挤型槽纵剖面外形，然后用圆弧或直线光滑连接，并适当简化。（1）（2）型槽宽度为： 杆部：B杆 £ (1.4 1.6)d0 = 1.5´ 90 135mm头部：B头 ³ 1.1dmax 109m

15、m所以取杆部头部宽度均为 110mm。槽长度等于计算毛坯图的长度。、简化后滚挤型槽如下图：（5.5）（5.6）（3）（4）12沈阳理工大学课程设计说明书6.锻模结构设计1.型槽布置方式：有两个制坯型槽，槽应以预锻型槽为中心左右布置。2.模块1）的选择：面：查表得，3 吨锤的最小面为 700cm2 ,面积为模块在分模平面上的面积减去各型槽，毛边槽，锁扣和钳口所占面积。经计算符合要求。2）模块高度：模块高度根据型槽最大深度和锻锤的最小闭合高度确定。这是由于上下模块的最小闭合高度应不小于锻锤 的最小闭合高度，查资料得锻锤的最小闭合高度为 700 mm。经上确定模块的规格为 B= 400mm;L=63

16、0mm。3.燕尾槽、起重孔等按标准选取，具体见装配图。13沈阳理工大学课程设计说明书7.锻前加热、锻后冷却及热处理要求的确定7.1确定加热方式，及锻造温度范围在锻造生产中，金属坯料锻前加热的目的：提高金属塑性，降低变形抗力，即增加金属的可塑性，从而使金属易于成型，并使锻件获得良好的组织和力学性能。金属坯料的加热方法，按所采用的加热源不同，可分为的形状，材质和体积，采用半连续炉加热。加热和电加热两大类。根据锻件金属的锻造温度范围是指开始锻造温度（始锻温度）和金属锻造温度（终锻温度） 之间的一段温度区间。确定锻造温度的原则是，应能保证金属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的变形抗力。并能使制出的锻件获得所希望的组织和性能。查有关资料确定锻件的始段锻温度为 1200，终锻温度为 800。7.2 确定加热时间加热时间是坯料后从开始加热到出炉所需的时间，包括加热个阶段的升温时间和保温时间。在半连续炉中加热，加热时间可按下式计算：t = aD式中D坯料直径或厚度（cm）a 钢化学成分7.3 确定冷却方式及规范数，取 0.13（h/cm）;按照冷却速度的不同，锻件的冷却方法有 3 种：在空气中冷却，冷却速度快；在灰沙中冷却，冷却速度较慢；在炉内冷却，冷却速度最慢。根据本锻件的形状体积大小及锻造温度的影响