挂轮架轴锻造工艺及模具设计课程设计说明.doc

课程设计说明书题目：挂轮架轴锻造工艺及模具设计作 者:潘山山学 号：1103054227学 院:材料科学与工程学院专 业:材料成型及控制工程指导教师： (姓 名) (职称或学历) (姓 名) (职称或学历)2015 年 1 月目录1. 锻件图的设计1.1绘制锻件图的过程 1.2 计算锻件的主要参数3.确定锻锤吨位4.确定毛边槽形式和尺寸5.绘制计算毛坯图6.制坯工步选择7.确定坯料尺寸8.制坯型槽尺寸8.1、拔长模膛设计8.2滚挤模膛设计9. 锻模模膛设计9.1切断模膛设计10.锻模结构设计11、锻前加热、锻后冷却及热处理要求12、致谢13、参考文献 引言　本次项目是通过锤上模锻成形生产，锤上模锻主要用于锻件的大批量生产，是锻造生产中最基本的锻造方法主要设计步骤有制定锻件图；计算主要参数；确定设备吨位；作热锻件图，确定终锻模膛；确定飞边槽的形式和尺寸；计算毛坯图；选择制坯工步；确定坯料尺寸；设计预锻模膛；设计制坯模膛；模具结构设计；绘制锻模图、切边模图等1、模锻件图设计 连接头是轴类件，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钢，材料性能稳定,适合锻造。

零件图如上图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根据连接头零件形状，采用上下对称的直线分型模1.1.2 确定公差和加工余量 查得45钢的密度为：估算锻件的体积为190cm³，则锻件质量约为连接头材料为45钢，即材质系数为锻件形状复杂系数： S=V锻/V外廓包容 (1.1) 式中 V锻—锻件体积； V外廓包容—外廓包容体的体积则，为一级复杂系数由文献1查得:高度公差为，长度公差为 ，宽度公差为零件需无磨削加工,加工精度为,由1查得高度及水平尺寸的单边余量约为1.0-2.0mm,取1.5mm1.1.3 模锻斜度 取常用模锻斜度为7º1.1.4 圆角半径 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）允许的残留毛边量0.7mm；（4）允许的表面缺陷深度0.5mm；（5）锻件热处理:调质HBC:58-62；（6）锻件表面清理:为便于检查淬火裂纹,采用酸洗(7) 允许的飞边错移量：0.5mm。

根据余量和公差,绘制锻件图1.2 计算锻件的主要参数(1) 锻件在平面上的投影面积为6423mm2;(2) 锻件周边长度为431mm ;(3) 锻件体积为mm3;(4) 锻件质量为1.41kg热锻件工程图如下2、确定锻锤吨位总变形面积为锻件在水平面上的投影面积与飞边水平投影面积之和按1-2锤飞边槽尺寸考虑，按确定双作用模锻锤吨位的经验公式G=63KA的计算选择锻锤取钢种系数K=1，锻件和飞边在水平面上的投影面积为A,G=63KA=10020.15KN，选用2t双作用模锻锤3、 确定毛边槽形式和尺寸 选用图1毛边槽形式I，其尺寸按表确定；选定毛边槽尺寸为 ,=4mm，b=10mm，r=2.5mm，=25mm， 图1毛边槽形式 4、绘制计算毛坯图根据零件形状特点，选取22个截面，分别计算分别计算F锻,F毛*1.4，F计列于下表1,并在坐标纸上绘出连接头的截面图和直径图（见图2）为设计滚挤型槽方便,计算毛坯图按冷锻件尺寸计算表1 连接头计算毛坯的计算数据截面号1019319315.727119326418.4328319347624.7428319347624.7528319347624.7628319347624.778031938553381590193178347.791590193178347.7101590193178347.7111590193178347.7121590193178347.71380319389633.81440119359427.51540119359427.51640119359427.51734019353326.11828319347624.71928319347624.72028319347624.7215019324317.6220193019315.7由截面图所围面积即为计算毛坯面积,得 平均截面积： 则平均直径 按体积相等修正截面图和直径图（附图中点划线部分）,修正后的最大截面积为则最大直径为毛坯图如下5、制坯工步选择计算毛坯为一头一杆 计算繁重系数，选择制坯工步 >1kg 由文献2知此锻件应采用闭式滚挤制坯工步,为使锻出的锻件有更好的质量，易于充满型槽,调整制坯工步为：开式滚挤。

模锻工艺方案为:拔长-开式滚挤-终锻-切断冷锻件工程图如下6、确定坯料尺寸 坯料截面积计算： 由 取系数为0.8，则 由零件形状及原材料规格，实际取=44mm 烧损率， 坯料体积为： ==190000*（1+）=196000 计算毛坯长度： 根据坯料的质量和长度，适于采用调头模锻，坯料原长为， 考虑切断并经试锻调整后，下料长度为312mm7、 制坯型槽设计7.1、拔长模膛设计拔长模膛的作用：拔长模膛用来减少坯料的截面积，增长坯料长度一般拔长模膛是变形工序的第一步，它兼有清除氧化皮的作用为了便于金属纵向流动，在拔长过程中坯料要不断翻转，还要送进拔长模膛的形式：通常按截面积形状将拔长模膛分为开式和闭式两种由，则选用开式模膛拔长模膛的尺寸计算：拔长模膛有坎部和仓部组成拔长后需要进行滚挤，拔长部分的厚度1）坎部长度C2）坎部的宽度B应考虑上下模一次打靠时金属不流到坎部外面；翻转90度锤击时，不产生弯曲取3)坎部的高度h4)模膛深度e5）圆角圆弧半径6）拔长模膛总长度L7.2滚挤模膛设计滚挤模膛尺寸设计开式滚挤横截面为矩形，侧面开通，此种滚挤模膛结构简单、制造方便，但聚料作用较小，适用于锻件各截面积变化较小的情况。

滚挤型槽用来减少毛坯局部横截面积，增大另一部分的横截面积，使坯料沿轴向体积分配符合计算毛坯的要求它对毛坯有少量的拔长作用，兼有滚光和去除氧化皮的功能滚挤模膛可认为是由钳口、本体、毛刺槽三部分组成，钳口用来容纳夹钳并卡细坯料，毛刺槽是用来容纳滚挤时产生的端部毛刺，本体使坯料变形同拔长型槽一样，滚挤型槽也是以计算毛坯为依据进行设计的，主要是确定型槽高度h，宽度B及其他一些有关尺寸1） 滚挤模膛高度:在杆部，模膛的高度应比计算毛坯相应部分的直径小，这样每次压下量较大，由杆部排入头部的金属增多对于开式模膛，由于截面积近似矩形，则滚挤模膛头部为了有助于金属的聚集，模膛的高度应等于或略大于计算毛坯图相应部分的直径，即（2） 滚挤模膛宽度B 滚挤型槽宽度B应根据所选型槽形式和坯料的状态来确定型槽B过大会减少聚集效率，并增大模块尺寸；B过小，在滚挤过程中金属流进分模面会形成毛边，当翻转再滚挤时，就会形成折叠 经过拔长的坯料再进行滚挤时，杆部金属富裕量要小得多，不会再有大量金属流入头部，因此，经过拔长过的坯料再滚挤时，滚挤型槽杆部宽度应比前述的小，根据经验可得：（3）滚挤模膛长度L滚挤型槽长度L应根据热锻件图尺寸确定。

直锻件： (mm)（4）钳口与毛刺尺寸： =15 （mm) = 22 (mm) = 11 (mm)原始坯料直径，型槽端部毛刺尺寸按表选定 s---模壁最小的厚度 毛刺槽尺寸：无切刀，a=6mm，c=25mm，R3=5mm，R4=6mm，b=30mm 7.2.2开式滚挤模膛截面形状为了有助于干部金属流入头部，一般在纵截面的杆部设计2°-5°的斜度(如果毛坯图原来有的话,则可以用原来的斜度).在杆部与头部的过渡区,应做成圆角,滚挤模膛长度应根据热锻件图长度确定8、 锻模模膛设计8.1切断模膛设计需要设计切断模膛，采用后切刀切刀倾角取20°，切刀宽度为5mm，切断模膛宽度和高度，根据坯料的直径和带有飞边锻件的尺寸，根据文献3, 结合生产实际，经验分别确定为60mm和70mm9、 锻模结构设计 锻模设计的优劣对锻件质量、生产效率、劳动强度、锻模和锻锤的使用寿命以及锻模的加工制造都有直接的影响。

锻模结构设计任务主要是要解决生产一种锻件所采用的各工步模膛在模块上的合理布排，模膛之间和模膛至模块边缘的壁厚，模块尺寸、质量、纤维方向要求，以及平衡错移力的锁扣形式 锻模有整体式和镶块式之分，镶块模是把容易磨损的终锻模膛或其中的一部分用优质模具钢制成镶块，依靠楔铁或热套方法安装在一般钢材制成的模块本体上镶块磨损后可以更新，有利于节约模具钢和缩短制模周期由于锻锤冲击载荷大、震动大，宜采用整体模.9.1模膛布排 模锻一种锻件，往往要采用多个工步完成因此锻模分模面上的模膛布置要根据模膛数、各模膛的作用以及操作是否方便来确定，原则上应使模膛中心（模膛承受反作用力的合力点）与理论上的打击中心（燕尾中心线与。