发动机中心轴锻件的锻模设计(编辑修改稿)

发动机中心轴锻件的锻模设计(编辑修改稿)内容摘要：

于欠压、锻模磨损、上下模错移、毛坯体积变化和终锻温度的波动，使锻件的形状发生变化，尺寸在一定范围内波动；又由于锻件出模的需要，型槽带有斜度、锻件侧壁不得不添加敷料；形状复杂的长轴类锻件还可能发生翘曲歪曲，从而导致锻件与零件有较大的差别。 2 表面质量不易保证 由于锻件表皮氧化与脱碳，以及合金元素的蒸发或污染，表面裂纹时有发 生，表面粗糙度达不到零件要求等，使得锻件表面质量远远低于机械加工零件表面质量。 正是这两方面的原因，使得锻件设计时，应添加一层包覆零件外层的金属，即余量；而且还得规定适当的公差，以保证锻件的误差落在余量范围之内 锻件上凡是需要机械加工的表面，都应给予加工余量。 此外，对于重要的承力件，要求 100%取样试验或为了检验和机械加工定位的需要，还得考虑必要的工艺余块。 加工余量的大小与零件的复杂程度、尺寸精度、表面粗糙度、锻件材质和模锻设备等因素有关。 过大的机械加工余量将增加切削加工量和金属消耗；加工余量若不足，将使锻 件废品率增加。 锻件尺寸公差具有非对称性，即正公差比负公差大一些。 这是由于高度方向 南昌航空大学 锻压课程设计 （ 10033524 万新灵） 5 影响尺寸发生偏差的根本原因是锻不足，而型槽底部磨损及分模面压陷引起的尺寸变化却是次要的。 水平方向的尺寸公差也是正公差大于负公差，这是考虑到型槽磨损，锻件错移是难以避免的现象，而且均属于增大尺寸的影响因素。 再者负公差是指锻件尺寸的下线，不宜过大，而正公差的大小不会导致锻件报废；正公差偏大对稳定工艺，提高锻模使用寿命有好处，因而有所放宽。 确定锻件机械加工余量和公差大小的方法主要有两种：一是按锻锤吨位大小确定；另一种方法是按锻件形状 尺寸大小查表选定。 应当指出。 各部门、工厂生产锻件所采用的加工余量和锻件尺寸公差标准不统一的，部门有部颁标准，有些专业化有厂颁标准。 模锻件的公差，按所代表的技术要素的定义可分为：尺寸公差 包括长度、宽度、厚度、中心距、角度、模锻斜度、圆弧半径和圆角半径等公差。 形状位置公差 包括深度、剪拉毛刺的尺寸、顶杆压痕深度和表面粗糙度等。 各项公差都不应互相叠加。 、 计算锻件质量 m 零件的质量： m = = (V 锻 =219911 3mm ) 、 计算锻件复杂系数 C 级别 代号 形状复杂系数值 形状复杂程度 Ⅰ S1 ～ 1 简单 Ⅱ S2 ～ 一般 Ⅲ S3 ～ 较复杂 Ⅳ S4 ≤ 复杂 表 1 锻件形状复杂程度等级 C =V 锻 /V 外 = C 在 之间，所以复杂 系数为 2S。 、 材质系数 M 45钢含碳量 c%=~%% ,所以材质系数为 1M 级。 、 模锻件加工余量的确定 z=M+m+h+2x 式中 z加工余量（ mm）； 南昌航空大学 锻压课程设计 （ 10033524 万新灵） 6 M精加工的最小余量（ mm）； m锻件的最大错移量等形位公差（ mm）； h表面缺陷（凹痕、脱碳等）层深度（ mm）； x锻件尺寸的下偏差值（ mm） 当锻件只经点解加工成零件时，要求余量要均匀。 机械加工过程中，有中间热处理工序或零件需经焊接或组合加工时，应留有较多的余量， 综上所述的公差要求，对于此零件得出以下的公差尺寸及设计要求。 锻件厚度余量 ~，取。 锻件水平方向余量 ~，取。 根据 m、 C、 M，由表 2 26查公差 锻件尺寸 20mm，公差 (+ )； 锻件尺寸 150mm，公差 (+ )； 厚度尺寸 40mm，公差 (+ )； 厚度尺寸 60mm，公差 （ + ）； 错差 ； 残留飞边公差 ； 表面缺陷，不允许超过。 、 确定模锻斜度 锻模斜度的定义和作用：为了便于模锻件从型槽中取出，必须将型槽壁部做成一定的斜度，称为锻模斜度和出模角。 模锻斜度可以是锻件侧壁附加的斜度，也可以是侧壁的自然斜度。 模锻时金属被压入型槽后，锻模受到弹性压缩，外力去除后，由于锻模的 弹性恢复，对锻件产生很大的压力 N，取出锻件时，要克服模壁对锻件的摩擦阻力以及锻件的自重。 实际生产中，较难实现自然脱模，出模角度不是偏大就是偏小。 若出模角增大，则金属充填型槽阻力增大，锻件斜度余量也增大，从而增加金属的消耗和机械加工余量。 因此，在保证锻件能顺利取出的前提下，锻模斜度应尽可能取较小值。 锻模斜度的大小一个锻件某部分斜度的大小，视金属充填该部分型槽深度 H 及宽度 B 的比值而定，型槽窄而深者模锻斜度大。 下表 2 中列出了钢质锻件的外壁斜度。 L／ B H／ B ＜ 1 1～ 3 3～ ～ ～ 8 ＞ 8 南昌航空大学 锻压课程设计 （ 10033524 万新灵） 7 ＜ a 5176。 7176。 10176。 12176。 15176。 15176。 ＞ 5176。 5176。 7176。 10176。 12176。 15176。 表 2— 钢质锻件的外壁斜度（单位度） 由此确定该锻模 斜度 7。 、 圆角半径 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的寿命，模锻件上所有的转接处都要用圆弧连接，使尖角、尖边呈圆弧过渡，此过渡处称为锻件的圆角。 锻件的凸圆角半径称为外圆角半径，用 r表示；凹圆角半径称为内圆角半径。 锻件上的外圆角对应模具型槽 的内圆角，其作用是避免锻模在热处理和锻模过程中因应力集中而导致模具开裂并保证金属充满型槽。 锻件上的内外圆角对应模具型槽的啊外圆角，其作用是使金属易于流动充满型槽，防止产生折叠和型槽过早被压塌。 为保证锻件外圆角处有必要的加工余量，可按公式： r=余量 +零件相应处圆角半径或倒角 凸台高度h b／ h ＜ 10 10 ～16 16～ 25 25 ～40 40 ～63 63～ 100 100 ～160 ～ 1 3 4 5 8 12 ＞ 1 2 2 3 4 6 10 表 3— 确定圆角半。