锤上模锻说明书

沈阳理工大学课程设计说明书PAGEPAGE1PAGE1目录任务书 1TOC\o"1-3"\h\z1零件分析及工艺方案确定 21.1零件分析 21.2工艺方案的确定 22锤上模锻件设计 32.1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 42.4确定锻件圆角半径 42.5确定锻件冲孔连皮 52.6确定模锻件的技术要求 52.7绘制锻件图及计算锻件基本数据 53锤上模锻工艺设计 53.1确定模锻锤的吨位 53.1.1经验—理论公式 53.1.2经验公式 63.2选择飞边槽 63.3绘制计算毛坯图 73.4计算繁重系数，选择制坯工步 83.5确定坯料尺寸 93.5.1根据公式拔长加滚挤联合制坯 93.5.2坯料长度 94锻前加热锻后冷却及热处理要求的确定 94.1确定加热方式，及锻造温度范围 94.2确定加热时间 94.3确定冷却方式及规范 104.4确定锻后热处理方式及要求 105锤用锻模设计 105.1终锻形槽设计 105.1.1热锻件图的设计 105.1.2钳口 105.2.2坎长c值得的确定 125.2.3型槽宽度B值的确定 125.3滚挤型槽尺寸的确定 135.4锻模结构设计 136确定模具材料及热处理的要求 147模锻工艺流程确定 148参考文献 15锻模课程设计任务书学院材料科学与工程学院专业材料成型及控制工程学生姓名学号设计题目摇臂设计要求：锤锻模装配图一张。设计要求：锤锻模装配图一张。冷锻件图一张。模锻工艺卡片一张。设计说明书一份。所有图形用AutoCAD软件输出、任务书用Word输出。设计批量：大批量。设计精度：普通级。供选设备：模锻锤。设计原图：摇臂进度安排：天数设计内容1零件分析1模锻件设计1锻件图绘制1模锻工艺设计1锻模设计2绘制锻模装配图1整理说明书、绘制工艺卡2答辩指导老师（签字）：年月日学院院长（签字）：年月日

1零件分析及工艺方案确定1.1零件分析对零件的整体形状尺寸，表面粗糙度进行分析，此零件的材料为45号钢，材料性能稳定。1.2工艺方案的确定根据上述分析，结合生产批量要求，生产设备，制模能力等进行全面分析，初步确定出模锻设计步骤：1.选用设备类型：模锻锤；2.采用模锻形式：开始模锻：3.确定变形工步。2锤上模锻件设计2.1选择分模面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。锻件分模位置应选在具有最大水平投影尺寸的位置上。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纤维分布。因为此制件是头部较大的长轴类锻件，不宜直线分模，为保证尖角处能充满，应以折线分模，其具体分模位置见下图[2]。2.2确定模锻件加工余量及公差初步确定锻件重量及尺寸：估算锻件质量为3.82KG。锻件为45号钢。材质系数为M1。计算锻件外包容体质量=[64×60×（260+57.5+30）]×7.85≈10.48㎏；所以根据公式=3.82/10.48≈0.364。查资料[1]得锻件形状复杂在0.32～0.63之间，形状复杂程度为一般，级别为Ⅱ级.初查表GB12362-2003锻件水平方向余量：2～2.5mm高度方向余量2～2.5mm内孔余量：2.5mm。全部取2.5mm。 根据锻件形状计算锻件体积：V=3318.3072×34-1134.11×34＋10386.89×36-4596.35×36+52.5×（260-57.5-30）×25=457153.39mm3锻件质量:=7.9×103×457153.39=3.61kg.2.计算锻件的形状复杂系数:[1](2.1)─锻件外包容体质量；─锻件质量；计算锻件外包容体质量=[64×60×（260+57.5+30）]×7.9≈10.48㎏；所以根据公式=3.6/10.48≈0.343。查资料[1]得锻件形状复杂在0.32～0.63之间，形状复杂程度为一般，级别为Ⅱ级。3.选择锻件材质系数M：查资料[2]材质系数分为2级，M1为最高含碳量小于0.65％的碳钢或合金元素总含量小于30％的合金纲，此锻件的材料为45号钢，所以材质系数为M1级。锻件的机械加工余量的确定与锻件形状的复杂程度、成品零件的精度要求、锻件的材质、模锻的设备、工艺条件、热处理的变形量、校正的难易程度、机械加工的工序设计等许多因素有关，不能笼统的说多大的余量最适合。机械加工余量也并不是越小越好，为了将锻件的脱碳层和表面的细小裂纹去掉，留有一定的加工余量是有必要的。模锻件公差代表模锻件要求达到的精度。就尺寸而言，是锻件工程尺寸允许的偏差值。对公称尺寸所允许的增大值叫做正公差，对公称尺寸允许的减小值叫做负偏差。钢质模锻件公差在GB/T12362—1990中已有规定。主要的公差项目有：长度、宽度、高度公差；错差；残留飞边公差；厚度公差；表面缺陷；直线度；平面度公差；中心距公差等。由上考虑锻件精度等要求查表GB12362-2003确定锻件锻件机械加工余量与公差，在在水平方向单边余量为2.5mm，高度方向锻件的单边余量为2.5mm，锻件的内径单边余量为2.5mm.水平方向锻件公差为-3.2+2.1-1.1在高度方向锻件的公差为-2.2+1.5-0.7；锻件的内径公差为-2.2+1.5-0.7。[1]2.3确定锻件模锻斜度为便于模锻件从型槽中取出，必须将型槽壁做成一定的斜度，称为模锻斜度或出模角。为了使锻件容易从模膛中取出，一般锻件均有脱模斜度或脱模角,它分为外斜度和内斜度，常常内斜度比外斜度大2~3度。查有关手册确定型槽的外斜度为7°，内斜度为10°。2.4确定锻件圆角半径锻件上的圆角可使金属容易充满模膛，起模方便和延长模具使用寿命。圆角半径太小会使锻模在热处理或使用中产生裂纹或压塌变形，在锻件上也容易产生折纹。同时为了加工方便同一锻件圆角的选取要与铣刀相配。为了使金属易于流动和充满型槽，提高锻件质量并延长锻模寿命，模锻件上的所有转接出都用圆弧连接。r=余量+零件相应处圆角半径或倒角锻件上内圆角半径R应比外圆角半径r大，一般取R=（2～3）r所以外圆角半径r为3mm，内圆角半径为R=（2～3）r，所以内圆角半径为6mm.2.5确定锻件冲孔连皮模锻不能锻出透孔，只能锻出盲孔而在分模面处留有连皮，在随后的冲孔工序中在将其冲掉。由于冲小孔会使冲头部分极易压塌受损，所以零件上直径小于25mm的孔不能锻出。冲孔连皮有三种：平底、斜底、带仓连皮。模锻不能直接锻出透孔，因此在设计热锻件图时必须在孔内保留一层连皮，然后在切边压力机上切除掉。考虑到加工及经济效益的影响，采用平底连皮，其具体形状尺寸见图2-2[3]。连皮厚度S=0.45√(d-0.25h-5)+0.6√h(mm)=7.16mm式中：d锻件内孔直径；锻件内孔深度h=41mm.连皮上的圆角半径R1，因锻模成形过程中金属流动激烈，应比同尺寸压凹件内圆角半径R大一些，可按R1=R+0.1h+2（mm）2.6确定模锻件的技术要求1.未注明的模锻斜度为7°，内斜度为10°；2.未注明的圆角半径为R3；3.允许的残留量和残留飞边错移量为1.2mm；4.允许的表面缺陷深度为：5.锻后热处理的方法及硬度要求：调质6.表面清理方法：为便于检查淬火裂纹，采用酸洗；2.7绘制锻件图及计算锻件基本数据冷热锻件图见锻件图的画法。利用CAD求出锻件的基本数据如下：锻件在平面上的投影面积为19021.mm2;锻件的周边长度为792.15mm；锻件的体积=457153.39mm3；锻件的长度为347.5mm;3锤上模锻工艺设计3.1确定模锻锤的吨位3.1.1经验—理论公式1.根据锻件折算直径和终锻温度下的强度极限确定[3](1)根据推倒，锻件单位流动压力计算；(3.1.1)(2)锻件体积由下式确定：；(3.1.2)此处省略NNNNNNNN字需要完整版请联系QQ九九八七二一八四。钳口夹钳口尺寸主要依据夹钳料头的直径而定。应保证夹料钳子能被自由的操作，在调头锻造时能防止下锻件的相邻端部。有表查得钳口的尺寸值：钳口宽度B=100mmh=50mmmm钳口的长度值可按模膛排布而定。钳口颈尺寸的确定：选取其参数值尺寸：钳口颈高度a和宽度b分别为：2.5mm和8mm钳口颈尺寸：L0.5S0其中S0－模壁最小厚度。终锻型槽是按热锻件图加工和检验的，摇臂的材料为45钢，考虑收缩率为1.5%，各尺寸等比例放大即为热锻件图（见下图热锻件图）热锻件图5.2拔长型槽尺寸的确定拔长型槽的主要作用是使批表局部截面积减小，长度增加，还兼有清除氧化皮的作用，拔长型槽的位置在模块边缘，有坎部，仓部和钳口三部分组成。选择开式拔长型槽，其拔长平台截面呈矩形，边缘敞开，如图所示拔长型槽这种结构形式简单，制造方便。拔长型槽是以毛坯为依据进行设计的，主要确定拔长坎高度a，宽度B，拔长坎长度c等尺寸。[4]5.2.1坎高a因其拔长后还须要滚挤制坯，坎高a应按计算毛坯杆部平均截面积来确定坎高：－计算毛坯杆部体积－计算毛坯杆部的长度－系数，与计算毛坯杆部长度有关，这里【3】5.2.2坎长c值得的确定拔长台有适当的长度c，太短会影响坯料表面质量，不光滑，太长又会影响拔长效率，根据生产经验确定如下拔长坎长度：=1.5×70=105mm －毛坯的直径；k3－系数，和待拔长部分长度L坯与毛坯直径d坯只比有关，k3=1.3[3]5.2.3型槽宽度B值的确定直排时：B=k4d坯+（10～20）=1.35×70+15=109.5mmD坯/mm小于4040~80大于80K41.51.351.2仓部深度e=2a=2×34=58mm型槽长度L=L拔+5=229.8+5=234.8mmR=0.25c=26.25mm，R1=2.5c=262.5mm5.3滚挤型槽的确定滚挤型槽设计：采用闭式滚挤。型槽高度，计算的结果列于表中，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。[5]毛刺槽的尺寸的确定，根据锻模设计手册，选取毛刺槽尺寸如下：表5-1毛刺槽尺寸参数a(mm)C(mm)b(mm)R3R4数值62540106夹钳口尺寸的确定：(5.2.1)(5.2.2)(5.2.3)型槽的长度等于计算毛坯图的长度。5.4型槽排列方式及锻模结构设计（1）型槽布置方式：模锻此摇臂的2t模锻锤机组，加热炉在锤的右方，故拔长型槽布置在右边，滚挤型槽布置在锻模左边，拔长型槽、滚挤型槽应以终锻型槽为中心左右对称排布，并尽可能使型槽中心与打击中心重合。（2）模块尺寸的选择：①承击面：查教材表4-29得，2吨锤的最小承击面为500cm2,承击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模块尺寸规格：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允许的最小闭合高度，由教材表4-34查得2t锻锤的最小闭合高度为400mm。考虑到锻模翻修的需要，锻模总高度H模=（1.35～1.45）Hmin=580mm；模块长度L=560mm；模块宽度B=500mm。（3）燕尾槽、键槽和起重孔等尺寸按标准选取，具体数据见表5-2。表5-2锤锻模燕尾b/mmh/mmb1/mmd×S(mm×mm)30065.57530×60燕尾槽、其重孔等尺寸按标准选取，具体见装配图。锁扣的设计：（根据有关手册按标准选取）锁扣高度h=锻件分模面的落差高度=21mm锁扣的厚度锁扣的斜度锁扣间隙锁扣非导向侧面间隙锁扣沿分模面非打击面上的间隙锁扣内圆角锁扣的外圆角[3]6.确定模具材料及热处理的要求锻模是