锻造偏心轴课程设计说明书

1、 PAGE PAGE 20编号课程设计说明书题目 偏心轴锤上模锻工艺及模具设计二级学院材料科学与工程学院专业材料成形及把握工程班级111090103同学姓名 窦靖学号5指导老师夏华职称时间2014.05-2014。06目录绪论错误!未定义书签。 HYPERLINK l _TOC_250012 零件分析及工艺方案确定11。1零件分析11.2工艺方案的确定1 HYPERLINK l _TOC_250011 锤上模锻件设计22。1选择分模面32。2确定模锻件加工余量及公差32。3确定锻件模锻斜度4确定锻件圆角半径4确定模锻件的技术要求52。6绘制锻件图及计算锻件基本数据5 HYPERLINK l _

2、TOC_250010 锤用锻模设计5 HYPERLINK l _TOC_250009 3。1选择飞边槽5 HYPERLINK l _TOC_250008 3。2 确定钳口6终锻形槽设计7滚挤型槽的确定8 HYPERLINK l _TOC_250007 3。5 切断型槽设计9 HYPERLINK l _TOC_250006 锤上模锻工艺设计10 HYPERLINK l _TOC_250005 4。1确定模锻锤的吨位10 HYPERLINK l _TOC_250004 4。2确定毛边槽尺寸11绘制计算毛坯图12计算繁重系数，选择制坯工步134。5确定坯料尺寸14 HYPERLINK l _TOC_

3、250003 锻模结构设计15 HYPERLINK l _TOC_250002 锻前加热锻后冷却及热处理要求的确定166。1确定加热方式,及锻造温度范围17确定加热时间17确定冷却方式及规范18确定锻后热处理方式及要求18 HYPERLINK l _TOC_250001 确定模具材料及热处理的要求18 HYPERLINK l _TOC_250000 模锻工艺流程确定19参考文献20绪论锻造是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下加工机械零件或零件毛坯 艺超过。锻造生产依据使用工具和生产工艺的不同而分为自由锻、模锻和特种锻造.铸锭或棒材进行镦粗，拔长，弯曲，冲孔，扩孔等方式生产零件毛坯.加工余量时

4、也接受自由锻。类型的产品，因此适合于生产批量大的零部件。模锻：模锻是指将坯料放入上下模块儿的型槽间,借助锻锤锤头，压力机滑块或液压机活动横梁向下的冲击或压力成形为锻件.锻模的上下模块分别紧固在锤头和底座上。模锻件余量小，只需少量的机械加工（有的甚至不加工)。模锻生产效率高，内部组织均匀,件与件之间的性能变化小，外形和尺寸主要靠模具保证，受操作人员的影响小。工业的不断向前进展.在现代工业生产中,模具是生产各类产品的重要工艺装备，它以其特定的外形业中得到了广泛应用,成为当代工业生产的重要手段和工艺进展方向。模具工业对国民经济和社会的进展，起着越来越重要的作用。模具工业的快速进展,不断对模具制造提出

5、更高的要求。世界上一些发达国家，模具制造技术进展格外快速，模具制造的水平制约这模具设计的的进展,同机械制造水平的重要标志之一。时至现在，计算机水平的飞速进展，CAD、CAE 已广泛应用在设计制造中，制造水平的制约,同时也模具设计供应了一个宽敞的平台。1 零件分析及工艺方案确定锻造工艺的要求；在经济方面依据锻件的生产批量,分析产品成本，做到在不影响零件使用的前提下，用最简洁最经济的方法生产出来。一、对锻件的外形精度分析本次设计工件是转向杆.外形较为简单，是由杆类件和弯曲件特征组成，杆等级不是特殊的高,属半精密级(用于一般锻件和半精锻工艺锻压）,但由于锻件的外表面大部分区域锻造成形不需要进一步加工

6、，相对来说要求也比较高.二、对锻件的经济性分析产品质量，完成产品数量、品种方案的前提下,产品的成本越低，说明你设计的模具经济效果越大。降低制造成本的措施：1、降低模具费用,是降低成本的有效措施；2、工艺合理化可以降低模具费、节省加工工时、降低材料费用；3、多个工件同时加工成形，可使模具费、材料费和加工费降低；4、锻造过程的自动化及高速化，可以降低加工费用和提高材料利用率；5、提高材料利用率，降低材料费。常用的模锻方式有：曲柄压力机上模锻、螺旋压力机上模锻、锤上模锻.故在此有三中方案供选择:一、曲柄压力机上模锻对于一些主要靠压入方式成形的锻件不得不接受多型槽模锻，增加了模具和工序；造价比较昂贵,

7、一次性投资大。二、螺旋压力机上模锻比较低，造价比较高。三、 锤上模锻1、工艺机敏，适应行好,可以生产各类外形简单的锻件,如盘形件、轴类件等；可单型槽模锻,也可以多型槽模锻；可单件模锻，还可以多件模锻或一料多件连续模锻.2、锤头的行程，打击速度或打击能量均可调整，能实现轻重缓急不同的打有惯性，所以充填型槽力量强.4、模锻件的纤维组织是按锻件轮廓分布的，机械加工后仍基本保持完整 ,从而提高锻制零件的使用寿命。此偏心轴接受第三种方案模锻即锤上模锻。2 锤上模锻件设计表41锻件图设计的步骤和原则序号步骤置和外形原则不对称弯曲分模线。良好的分模面应达到如下要求:1. 保证锻件简洁脱模,一般应以最大投影面

8、作为分模面。 2。分模面应易于检验上下模膛的相对位移。3.分模线 应尽可能选用直线，使锻模加工简洁。但对头部尺寸较大且上下不对称的锻件,则易取折线分模,以保证成形 布满。4。圆饼类锻件的高度小于直径时，应取径向分2工余量确定模锻斜度验收所涉及的问题等,确定锻件的公差和加工余量.越大，所需的充模压力也越大。圆角半径锻件外形和内腔轮廓拐角处的圆角半径对金属流淌有 很大的影响，过小的圆角半径,使金属流淌受到很大的加大.确定分模位置件简洁从锻模型槽中取出，因此锻件的侧表面不得有内凹的外形,并且使模膛的纤维分布。依据偏心轴外形,接受上下对称的直线分型模确定公差和加工余量11。943kg。锻45M1.2、

9、锻件材质系数 0.65%c 长、宽、高外表面尺寸的正负偏差大致按+2/3 和-1/3,的比列安排。3.锻件简单系数：S=248214/395640=0.627,S2mm；mm;1722mm,2mm2。02。5mm2。0mm;水平方向为为 2.02.5mm2。0mm.14级别代号外形简单系数值外形简单程度级别代号外形简单系数值外形简单程度S10.631简洁S20.320。63一般S30。160。32较简单S40。16简单2。3 模锻斜度零件图上的技术条件已注明模锻斜度为 5。圆角半径折纹。同时为了加工便利同一锻件圆角的选取要与铣刀相配.的全部转接出都用圆弧连接。r=余量+零件相应处圆角半径或倒角

10、1.5mm。技术条件（1）5；0。6mm;（4)0。7mm；允许的表面缺陷深度 0.5mm；锻件热处理：调质 HB230260;依据余量和公差，绘制锻件图。热锻件图计算锻件的主要参数利用 CAD 求出锻件的基本数据如下：6464mm2；(2)353mm ;297367。7mm3；(4)1。943kg.锤用锻模设计选择飞边槽布满型槽之后，尚有多余金属需要排出,这时靠毛边仓部来容纳多余的金属；锻造时飞边起缓冲作用,减弱上下模的打击，防止模具的压塌和开裂.图6-6飞边槽结构图(形式I)确定钳口按表 13-6 选择钳口尺寸 B=90mm，h=40mm，=15mm。按表 137 查得，钳口颈尺a=1.5

11、mm,b=8mm，l=16mm.5。2：5。2钳口13-6钳口尺寸钳口夹头直径 d/mmB/mmh/mmR/mm01850201018286025102835703010354080351540509040155055100451555601105015606512055156575130601575851406520859015070209510516075201051151708020137钳口颈尺寸锻件质量/kgb/mma/mml/mm0。251l0.5F00.2261。5S023。5723。5582.556.51036580123.580100144确定终锻型槽按热锻件图加工和检验，所

12、以设计终端形槽须先设计热锻件图。1。热锻件图的设计热锻件图以冷锻件图为依据,但又有所区分。首先热锻件的尺寸标注，高度方金属的冷缩现象，热锻件图上的全部尺寸应计入收缩率,按下列公式计算：式中 热锻件尺寸；冷锻件尺寸；1.5；画法3。4滚挤型槽设计终锻型槽滚挤型槽设计：接受闭式滚挤。型槽高度列于表中按截面的高度绘制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。毛刺槽的尺寸的确定，依据锻模设计手册，选取毛刺槽尺寸如下：51 毛刺槽尺寸参数数值6C（mm)25b(mm）R3R4401063。夹钳口尺寸的确定：（5.2.1)（5.2.3）3。5切断型槽设计(5。2.2）制胚模膛由于接受单件模

13、锻(一件坯料锻制一件模锻件的模锻方案边一起切掉.切断型槽位于模具一角,斜度为 15 度切断型槽锤上模锻工艺设计锤上模锻工序包括三类公步：模锻公步、制胚公步、切断公步.其中制胚公步为最主要的任务,而计算毛坯为解决问题的关键.确定模锻锤的吨位1t2t25mm，F=6464+353*25=15289mm2按双G=（3.56。3）k*F6.3k=1,于是：G=6.3*1*152。9=963.2 KN选用1t锤。4。2 确定毛边槽尺寸飞边槽尺寸的确定方法有吨位法和计算法，接受计算法，精确性好.,Q为锻件质量（kg；则有,。查锻造工艺学与模具设计第129页，表415槽尺寸（参见图3-6）选定飞边槽尺寸为H

14、=1.6mm,h=4mm，b=8mm，b=25mm,r=1。5mm,F=126mm2,V桥11max飞=353X0.7X126=31134.6mm3表4-15按桥部高度h确定的飞边槽尺寸（参见图66)寸/mmR1/mm入口处型槽深宽度尺寸/mm二、压入成型三、外形简单hh140bb1Fmax/mm2bb1Fmax/mm2bb1Fmax/mm20。6311156185262061822740。8311.5156206972277925881.311.5207228082591102810401。63。511。52.082210292511311301552。04152。02.5925136102

15、815312321773。5152.02.512820112322331438278004.622.53113026814383441642385015.722。53.113234315404341846506026。8253.03.513543516425302050642037。1033.54013860118467452255902048.1233。54014076820509882560120805注：表中 Fmax 为飞边槽截面积.绘制计算毛坯图6模锻型槽的磨损。按上述要求计算的坯料,通常称为计算毛坯。计算毛坯可用计算毛坯截面图与计算毛坯直径图表示。计算毛坯的依据是，假定轴类件在模锻

16、时属平面应变状态，因而计算毛坯之和相等，即：式中第 i 个截面的计算毛坯截面积；ii ，外形简单的取0。50。 ,常取0.7。i=1,2，31M,求出代表各截面面积的高度，即：，100。2、计算毛坯的体积V =V计+V =297367+31134.6=328501。6mm3锻飞3、计算毛坯的平均截面积=328501144=1451mm24、计算毛坯的平均截面边长39.14mm5（mm）见表102计算毛坯图毛坯计算出来的数据断面号/2/= +2/=/10176176152166124719084931661247190849432152473462665101724712644061017247

17、1264407017617615计算繁重系数，选择制坯工步依据公式:=d /d =66/39.14=1。68max均=L /d计=144/39。14=3.68均K=d -d /L =53.74-15/144=0.269拐min计式中金属流向头部的繁重系数;金属沿轴向流淌的繁重系数;杆部斜率；计算毛坯的最大直径，72。3(m；25.6(mm)；62.14（mm)；167。5（mm）151.mm.3长；KG金属转移时的难易程度,作为选择制坯工步的依据.的名称与所用模膛的名称是相应全都的。此锻件长度与截面相差较大,为长轴类锻件，查表确定制坯工步为拔长，滚挤，模锻工步为终锻.拔长后进行滚压，使坯料表面

18、光滑，氧化皮去处洁净，金属安排精确，防止查表确定制坯工步为滚挤，模锻工步为终锻.4.5 确定坯料尺寸毛坯截面积;计算毛坯头部最大尺寸处截面积F =0.8F坯=0。8X3462=2769.6mm2最大其直径查表取标准直径=50mm.=3%，在室内电炉中加热.钳头长度=（11.5）=70mm:=152。53mm，160mm。锻模结构设计（1）型槽布置方式：边，终锻模膛布置在中间，切断模膛布置在右上角。(2）模块尺寸的选择:4-29,1300cm2 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.模块尺寸规格：模块高度依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

19、模块的最小闭合高度应不小于锻锤允许的最小闭合高度。（1。351。45）H=580mm；模L=560mmB=500mm。min（3)52。b/mm5-2h/mm锤锻模燕尾b/mm130065。5753060（依据有关手册按标准选取）锁扣高度分模面的落差高度=21mm锁扣的厚度锁扣间隙锁扣非导向侧面间隙锁扣内圆角锁扣的外圆角3135 蒸汽空气模锻锤的技术规格/kg10002000300050001000016000最大打击能量/J2500005000075000125000250000400000/mm120012001250130014001500最小闭合高度（不计燕尾、mm2202603504

20、00450500导轨间距离/mm50060070075010001200锤头高度/mm450700800100012002000锤头前后方向长度450700800100012002000700900100012001400021108070605040(68)x1(68)x1（79）(79）（7(79）0505x105x1059)x105x105-2002002002002002025040000514001125472355333258521160017000263404379375737962352380 x132960 x163260 x182090 x374400 x274500 x2

21、5807000000000 x5051x5418x6035x6560 x7460 x7894/mm模座前后方向长度/mm/mm模座前后方向长度/mm（次/min）蒸确定压力/Pa汽允许温度/砧座质量/kg/kg地面高度)/（mmmmmm）6.1 确定加热方式,及锻造温度范围即增加金属的可塑性，从而使金属易于流淌成型,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，按所接受的加热源不同，可分为燃料加热和电加热两大类。依据锻件的外形，材质和体积，接受半连续炉加热。金属的锻造温度范围是指开头锻造温度（始锻温度)和金属锻造温度（终锻温度1200800.6。2确定加热时间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：式中D坯料直径或厚度（cm)0.13（h/cm）;确定冷却方式及规范3积大小及锻造温度的影响，选择在空气中冷却。确定锻后热处理方式及要求接受在连续热处理炉中,调质处理.可使锻件获得良好的综合力性能.确定模具材料及热处理的要求荷，而且在高温下受到流淌金属的摩擦，同时还受到反复激冷激热的交变作用.