毕业论文设计摇臂锻造工艺分析及模具设计

毕业论文设计摇臂锻造工艺分析及模具设计内容摘要：

式滚挤模膛 锻锤吨位的选择 G=1/1000XKXF(t) F—— 包括飞边（按仓宽 1/2 计算）及连皮在内的锻件水平投影面积 K—— 钢种系数按表 3— 6 选择 L 周长 = 假定飞边宽度为 23mm S= 表 36 钢种系数 钢种 K 低中碳结构钢，低碳合金钢 4 中碳低合金钢 6 高合金钢，耐热钢，不锈钢 8 45 钢 选用 K=4 故 G=1/= 故选用 1t 的锤 坯 料尺寸的确定 确定模锻所需坯料尺寸时，应根据锻件的形状和尺寸以及所采取的模锻方法，先太原工业学院毕业设计 11 计算出所需的金属体积，然后再算出坯料的截面尺寸和下料长度。 所制锻件属于长轴类锻件，长轴类锻件在模锻模膛的变形是近似平面变形，所以确定原坯料时，应以计算毛坯图为依据，并考虑采用不同的制坯工步计算出所需坯料的横截面积，然后再选取标准的直径，并确定坯料长度。 （ 1） 坯料截面计算 根据所采用的变形工步，按表 3— 7 计算出坯料截面 F 坯再确定毛坯 直径： 表 3— 7 坯料截面计算表 选用工步 坯料截面计算 拔长 F坯 =( — )F均头 * 滚压 F坯 =(F均 F头 )/2 拔长滚压 聚料作用明显 F坯 =( — )F最大 聚料作用不明显 F坯 =( — )F均头 * 弯曲或压扁 F坯 =( — )F均 无制坯工步 F坯 =( — )F均 根据工序拔长和闭式滚挤知用 F坯 =( — )F最大 =（ ） d坯 = F坯 =—— 取用 55mm 直径的圆坯料 坯料长度计算 l坯 =V坯 /F坯 V坯 =（ V锻 +V飞 ）（ 1+a%） a 为烧损率查表 28 得出具体数值 表 38 不同加热方法钢的烧损率 加热方法 烧损率（ a%） 加热方法 烧损率（ a%） 室内煤炉或油炉 — 4 半连续煤气炉 — 室内煤气炉 — 3 电阻炉 1— 太原工业学院毕业设计 12 半连续煤炉或油炉 — 3 接触加热和感应加热 — 1 取 a=3 采用室内煤气炉 V飞 =L周长 XF飞 = xF飞边槽 == V 坯 =（ 215992+） *（ 1+3%） =250887mm l坯 =V坯 /F坯 =250887/（ )= 太原工业学院毕业设计 13 4 模膛设计 终锻模膛是锻件最后成形的模膛，通过它获得带飞边的锻件。 终端模膛是按照热锻件图制造的，模膛设计的主要内容是绘制热锻件图和确定飞边槽尺寸。 （ 1） 应该考虑锻件的收缩率一般为 %，细长件或停锻温度较低的锻件可取% （ 2） 当吨位不足易产生模锻不足时，应使热锻件的高度尺寸小一点，其值可接近于负偏差，以提高锻件的成品率。 （ 3） 当锻件承击面不足时，易产生承击面塌陷，可适当增加 热锻件的高度尺寸。 其值可接近于正偏差，以便在承击面下陷以后尚能生产出合格的锻件。 （ 4） 模膛容易磨损处，应在锻件负公差的范围内增加一层磨损量，以提高锻模寿命。 （ 5） 当锻件的形状不能保证坯料在下模膛内或切边凹模内准确定位时，则应在热锻件图上增加必要的定位余块，然后在切边或切削加工时去除。 （ 6） 锻件的某些部位在切边或冲孔时易产生变形而影响加工余量时，则应在热锻件的相应部位适当考虑一定的弥补量，以提高锻件合格率。 （ 7） 锻件形状复杂且较高的部分应尽量放在上模。 （ 8） 在热锻件图上需将分模面和冲孔连皮的位置、尺寸全部注明。 （ 9） 在热锻件图上应写 明未注明的模锻斜度，圆角半径与收缩率，但不需要注出锻件公差，技术条件和产品轮廓线。 太原工业学院毕业设计 14 （ 1） 飞边槽的作用 增加金属流出模膛的阻力，迫使金属充满模膛 容纳更多金 属 锻造时飞边起缓冲作用，减弱上下模的打击，防止模具的压塌与开裂 （ 2） 飞边槽的形式选择为如 下 图 太原工业学院毕业设计 15 表 4— 1飞边槽尺寸 锤吨位 h3 h1 b b1 备注 1t夹板锤 3 8 20 1t模锻锤 4 8 25 4 8 2530 2t模锻锤 4 8 3035 3t模锻锤 3 5 12 3040 5t模锻锤 3 6*2 12 50 10t模锻锤 5 6*2 16 50 一吨的模锻锤数据可得出 太原工业学院毕业设计 16 H飞 = h1=4 b=8 b1=25 用途：（ 1） 改善金属在终锻模膛中的流动条件 ， 避免在锻件上产生折 叠 （ 2） 使金属易于充满终锻模膛，避免在锻件上产生充不满的缺陷 （ 3） 减少终锻模膛的磨损，提高整套锻模的寿命。 设计原则： 预锻模膛以热锻件图为基础进行设计，预锻模膛一般不开设飞边槽。 拔长模膛 拔长模膛的作用 拔 长 模 膛 是 用 来 减 少 坯 料 某 部 分 很 截 面 积 ， 增 大 其 长 度 ， 具 有 分配金属的作用。 由之前的计算可知模膛选用闭式 采用直排式模膛中心与燕尾中心线平行。 优点是可控制拔长尺寸和避免坯料弯曲。 拔长模膛的设计计算 （ 1）拔长坎高度 a 拔长后采用滚压时 a=K1 *a杆 =K1 X lV杆杆 L 杆 小于 200 200— 500 大于 500 K1 — K2 查表知 K1= lV杆杆=*= （ 2）拔长坎长度 c C 值决定于坯料直径 d 坯和被拔长部分的原始长度 L 始 C=k3 *d坯 太原工业学院毕业设计 17 表 3— 2 系数 k3 L始 （ — ） d坯 （ — 3） d坯 （ 3— 4） d坯 4 d坯 k3 — 1 2 C== (3)半径 R 与 R1 R=== R1== (4)拔长模膛深度 h1 和 h2 H1=2a 杆 == H2=d 坯 +10=65mm (5)模膛长度 L=L 杆 +（ 5— 10） =200mm (6)模膛宽度 B 根据坯料直径确定 B=K4 Xd坯 ==88mm 表 4— 3 系数 K4 d坯 40 40— 80 80 K4 — — — （ 7） 模膛斜度采用 20176。 滚压模膛 滚压模膛的作用 ： 滚压模膛是用来减少坯料坯料某部分面积横截面积增大另一部分横截面积，以获得接近计算毛坯图的形状和尺寸，同时它还有滚光坯料表面和去除氧化皮的作用。 滚压模膛采取的形式用闭式 模膛设计计算 （ 1） 模膛高度 h h=k F计 太原工业学院毕业设计 18 表 4— 4 系数 K d坯 F计 F坯 F计 F坯 闭式 开式 小于 30 30— 60 大于 60 （ 2） 夹钳口与尾部小 槽的设计 夹钳口尺寸按下式确定 h= +6=+6=17mm R= +5 = mm m=(1—2)h=17— 34 选择 30mm 尾部小槽的尺寸按表 3— 5 表 4— 5 尾部小槽尺寸 模具结构 d坯 a c R3 无切刀者 ＜ 30 4 20 5 30— 60 6 25 5 60— 100 8 30 10 ＞ 100 10 35 10 有切刀者 ＜ 30 6 25 5 ＞ 30 8 30 5 故可知 a=6mm c=25mm R3=5mm 直轴件的模膛长度 L=l锻 +（ 1— 3） mm 太原工业学院毕业设计 19 序号 取 用界面处 F锻 F飞 F计 =F锻 +F飞 F计 K H/2=k/2x F计 H/2 1 小头中心 1120 126 1246 15 15 2 小 头左侧（ 10mm） 980 126 1106 14.2 3 小 头右侧（ 10mm） 1061 126 1187 14.7 4 大头中心 1736 126 1862 18.36 5 大头杆部 648 126 774 11.85 6 小头杆部 516 126 642 10.8 滚压模膛宽度 B 滚压模膛小一些有利于金属的轴线流动，但是宽度太小了，在滚压过程中要形成折叠，因此在确定模膛宽度时，主要从避免折叠出发。 滚压模膛各部分宽度应大于毛坯上相应部分在变形过程中所达到的最大宽度。 根据表 3— 6得出 太原工业学院毕业设计 20 表 4— 6 滚 压模膛宽度 B 毛坯形式 闭式模膛 开式模膛 原毛坯 B= 坯 /h 最小但 B 应该 B B=F/h+10 d最大 B 经过拔长的 B=(— )d坯 B B= /h最小 B=(— )d坯 Bd 最大 +10 F 坯 /h 最小+10 变宽度模膛 杆部 B杆 = /h最小 头部 B头 = 选取 B== 钳口的设计 钳口 的选用 预锻和终锻模膛都必须设有钳口 用途： （ 1）夹 钳口在模锻时时作为放置棒料及夹钳口用的 （ 2）钳口颈是用于加强夹钳料头与锻件之间的连接，便于锻件起模 （ 3）在锻模制造时，钳口作为浇铸模膛检验件的浇口之用 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地操作。 （ 1） 夹钳口尺寸的确定根据表 3— 7 表 4— 7 钳口尺寸 料头直径d(mm) B(mm) H(mm) R0(mm) 料头直径d(mm) B(mm) H(mm) R0(mm) 18 50 20 10 65— 70 120 55 15 18— 28 60 25 10 70— 80 130 60 15 28— 35 70 30 10 80— 90 140 65 20 太原工业学院毕业设计 21 35— 40 80 35 15 90— 95 150 70 20 料头直径d(mm) B(mm) H(mm) R0(mm) 料头直径d(mm) B(mm) H(mm) R0(mm) 40— 50 90 40 15 95— 105 160 75 20 50— 55 100 45 15 105— 115 170 80 20 55— 65 110 50 15 （ 2） 钳口径尺寸的确定 表 4— 8钳口径尺寸的确定 G(kg) — 2 2— — 5 5— — 8 8— 10 b(mm) 6 8 8 10 10 12 14 a(mm) 1 2 3 4 查表知 a= mm b=8mm 钳口径长度 l s 为最小厚度 太原工业学院毕业设计 22 5锻模的结构设计及计算 模膛的布排 模膛的合理布置是多模膛锻模设计中一个十分重要的问题，锻模布排合理与否关系着锻模质量的好坏，锻模寿命的高低，生产效 率与工人操作的难易。 在模膛布排中，最重要的是终端模膛和预锻模膛的布排。 因此设计时要首先布排好终锻和预锻两模膛的位置，然后再根据他们的位置，锻模工艺程序与模膛数量布排其余模膛。 （ 1） 锻模中心 锻模中心是锻模燕尾中心线与键槽中心线的交点。