热加工工艺课程设计憥齿轮锻造工艺设计

热加工工艺课程设计憥齿轮锻造工艺设计内容摘要：

车工业的跨越式发展。 但我们还应 该清醒的看到我们的锻造工艺水平与欧美发达国家还有一定差距，这更加促使我们努力发展新技术，赶超国际先进水平。 齿轮是现代工业大量使用的零件，本文就是讨论齿轮的自由锻生产。 自由锻能进行的工序很多，可分为基本工序、辅助工序、及精整工序三大类。 它的基本工序是使金属产生一定程度的塑性变形以达到所需的形状和尺寸的工艺过程，如镦粗，拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转及错移等工序。 黄河科技学院 课程设计说明书 第 1 页 锻件的结构和工艺 锻件的结构特点 锻造是机械制造中常用的成型方法，锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变 形，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。 锻造与冲压同属塑性加工性质，统称锻压。 与其他加工方法相比，锻造生产率高，锻件的形状，尺寸稳定性较好，并有较佳的力学性能。 锻件的最佳优势是强韧性好，纤维组织合理，因此被广泛运用。 锻件的工艺分析 锻件的优势是由于金属材料通过塑形变形后，消除了内部缺陷，如打碎碳化物，非金属夹杂物，并使之沿变形方向分布，改善或消除成分偏析等，得到了均匀、细小的低倍和高倍组织。 锻造按在加工时的温度可分为冷锻和热锻。 冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料 金属再结晶温度上加工。 有时还处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。 锻造成型方法可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成型扎制、辊锻、辗扩等。 锻造在机械制造业中有着不可替代的作用，锻造出来的锻件是其他加工方法难以匹敌的。 其生产效率也是相当高的，一个国家的锻造水平，反映了这个国家的机械制造水平。 自由锻工序特点 自由锻的工序可分为基本工序、辅助工序及精整工序三大类。 基本工序是使金属产生一定程度的变形，以达到所需形状和尺寸的工艺过程，包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转及错移等工 序。 辅助工序是为基本工序操作方便而进行的预先变性工序有压肩、压钳口、倒棱等。 精整工序是用以减少锻件表面缺陷而进行的工序校正、滚圆表面平整等。 黄河科技学院 课程设计说明书 第 2 页 自由锻件的主要原则是：在满足使用性能要求的条件下，应使锻件形状简单，易于锻造， 1）形状简单 2）避免加凸台强肋，工字截面 3）避免曲面交接 4）避免截面尺寸的急剧变化。 本文主要是利用自由锻进行加工的。 所以主要介绍自由锻，自由锻是利用压力或冲击力是金属在上、下抵铁之间产生塑性变形，从而获得所需锻件形状尺寸的方法。 自由锻分为手工锻造和机械锻造两种。 手工锻造只能生产小型锻件，生 产效率也低，而机械锻造是自由段的主要方法。 自由锻可锻造各种质量的简单形状锻件，并因锻造过程是局部变形，变形抗力小，特别适用单件小批量水轮主轴、多管曲轴、连杆等大型锻件生产。 黄河科技学院 课程设计说明书 第 3 页 齿轮 的结构与分析 齿轮分析 齿轮 是工程中常用的一种零件，其工作环境也比较复杂， 用于 连续啮合传递运动和动力的机械元件 ， 可以实现减速、增速、变向和换向 ，受力也较复杂。 这些因素使在做齿轮 时必须有更高的强度和刚度。 而锻造件在锻造 的时候可以使其产生纤维组织强化钢材，同时锻造也可以打碎铸态组织，获得较高综合力学性能。 对于要求更高的 齿轮 可以通过锻造再加上淬火、调质处理，使钢获得更好的力学性能。 同时用锻件做零件毛坯可以减少用材，节约资金比较经济实惠。 齿轮工艺分析 根据齿轮的使用要求和条件进行分析、研究，总结出自己的设计方案。 由于 齿轮 的结构简单在综合考虑过其经济性、工艺性和使用性后，将其设计为 六个步骤：下料、镦粗、镦剂台阶、冲孔、滚圆、平整等。 由于锻件比较简单故不需要设置余块。 通过查表和计算确定其锻造公差、锻造比、和烧损率以及锻造 设备选用 自由锻锤。 黄河科技学院 课程设计说明书 第 4 页 总体设计方案 绘制锻件图 根据零件图的基本图样，结合自由锻工艺特点考虑余块、锻件余量和锻造公差等因素绘制而成。 计算坯料质量及尺寸 (1)坯料质量的计算 根据锻件的形状和尺寸，可先计算锻件的质量，再考虑加热时的氧化损失，冲孔时冲掉的芯料以及切头的损失，可先计算锻件所用的坯料的质量，其计算公式为 m 坯 =m 锻 +m 烧 +m 头 +m 芯 (2)坯料尺寸确定 皮料尺寸与所用第一个基本工序有关，由于齿轮是饼块类或空心类锻件，用镦粗工序锻造时，为了避免镦弯， 应使坯料高度 h 不超过直径 D 的 倍，即坯料高径比 h/D不超过。 为了在截料时便于操作，毛坯高度 h 不仅应小于 ，即高径比还应大于 即 DhD ?? 圆料直径 ? ?dmVD 坯?。 齿轮的锻造，根据其横向尺寸大于或近于高度的特点一般以镦粗为主，当锻件有凸肩时，可按凸肩尺寸选垫环镦粗促或局部镦粗。 若锻件孔需冲出还需采取冲孔。 选定锻造设备的依据是锻件材料、尺寸和质量，同时还要适 当考虑车间现有设备条件。 若设备吨位太。