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1、里仁學(xué)院 鍛壓專業(yè)課程設(shè)計報告
鍛造工藝與模具設(shè)計
姓名:
課題組的分工或貢獻:
——總體設(shè)計,冷、熱鍛件圖的設(shè)計,繪制計算毛坯圖,二維圖的繪制,三維圖繪制,終鍛模膛的設(shè)計。
——設(shè)備噸位選擇,拔長、滾擠型槽的設(shè)計、鎖扣的設(shè)計,說明書
——噸位計算,飛邊槽、鉗口的設(shè)計,項目報告的部分整理
課 程 名 稱:鍛壓專業(yè)課程設(shè)計
指 導(dǎo) 教 師:
2016年6月
后制動臂的制作
摘要:該零件為后制動臂,屬于彎曲長軸類零件,采用40鋼,根據(jù)零件形狀、尺寸等,制坯工步為拔長、滾擠,然后經(jīng)過終鍛,再后續(xù)經(jīng)過機加工,制造出該零件
2、。模鍛過程分為10個大步驟:畫零件圖、三維圖、冷鍛件圖設(shè)計、設(shè)備選擇、飛邊槽的型式和尺寸確定、繪制計算毛坯圖、工藝設(shè)計、制坯工布型槽設(shè)計、終鍛型槽設(shè)計、錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計等。
前言:此次課程目的是通過課程研究項目的實施,使同學(xué)們在掌握課本知識的基礎(chǔ)上,結(jié)合CAD/CAM了解并掌握金屬塑性流動的基本原理,鍛造工藝的模具CAD設(shè)計的分析,使同學(xué)們具備設(shè)計體積成形模具的能力,提高查閱資料等應(yīng)用已有知識解決問題的能力,掌握鍛造工藝的方案制定,掌握鍛件CAD設(shè)計和完成項目綜合報告。通過對這些任務(wù)的完成,更好地培養(yǎng)鍛壓專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力和綜合素質(zhì)。
后制動臂在很多方面都有著很重要的作用,比如摩托車、汽
3、車等方面都有著重要作用。后制動臂在工作中承受的力比較大、形狀尺寸要求比較嚴(yán)格,所以根據(jù)不同的機器,所需的后制動臂的一些性能也稍有差別。對后制動臂做研究過程中,希望從中發(fā)現(xiàn)其更好的制作方案,以滿足現(xiàn)代社會的需求。
目錄
1、 零件二維圖及設(shè)計要求………………………………………………4
2、 零件圖三維建?!?
3、 冷鍛件圖設(shè)計…………………………………………………………5
4、 設(shè)備噸位選擇…………………………………………………………8
5、 飛邊槽的形式和尺寸確定……………………………………………9
6、 繪制計算毛坯圖…………………
4、……………………………………11
7、 工藝設(shè)計………………………………………………………………12
8、 制坯工步型槽設(shè)計……………………………………………………13
9、 終鍛型槽設(shè)計…………………………………………………………17
10、錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………17
1、 零件圖二維圖及設(shè)計要求
圖1.1零件二維圖
2、零件圖三維建模
圖2.1零件三維圖
3、冷鍛件圖設(shè)計
3.1確定分模面:
分析零件形狀,根據(jù)分模面原則,分模面為彎曲分模,見點畫線:
圖3.1分模面
3.2預(yù)算鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)S ′
零件體積V
5、d=152443.16mm3,零件外廓包容體的體積Vb = 379300mm3
設(shè)材料利用率為65% ,則鍛件體積V ′ d=Vd / 0.65=234527.94mm3 ,
形狀復(fù)雜系數(shù)S′= V'd/Vb=0.62
查表,該鍛件為一般復(fù)雜程度,但由于該鍛件形狀較復(fù)雜,提高一級,為 Ⅲ級,復(fù)雜系數(shù)S3
3.3確定其他參數(shù)
1) 鍛件為40鋼,即材質(zhì)系數(shù)為M?
2) 零件加工表面粗糙度有Ra12.5、Ra2.5,故為Ra≥1.6μm
3) 模鍛斜度: 通過計算并查表選取模鍛外斜度為α=5°內(nèi)孔斜度β=7°
4) 鍛件圓角半徑:
外圓角半徑r=單面余量(2mm)+零件圓角
6、半徑或倒角。
內(nèi)圓角半徑R=(2~3)r mm
3.4鍛件加工余量
查GB/T 12362一2003,可得各處的單邊加工余量如下表:
表3.1鎖扣設(shè)計
鎖扣高度H
鎖扣厚度b
鎖扣斜度β
鎖扣間隙Δ
鎖扣平面間隙Δ1
鎖扣側(cè)面間隙Δ2
鎖扣內(nèi)圓角R1
鎖扣外圓角R2
傾斜分模面上的間隙Δ3
55.3
82
3o
0.3
2
4
8
10
2
在長度方向上,單邊加工余量查得余量為1.7~2.2mm,取2mm;
3.5鍛件尺寸公差:
由質(zhì)量、形狀復(fù)雜系數(shù)S?,材質(zhì)M?,選普通精度,查GB/T12362一2003公差值如下:
尺寸
0
7、-30
30-80
80-120
120-180
180-315
公差值及極限偏差
因分模面為不對稱的彎曲分模,根據(jù)鍛件質(zhì)量,取錯移公差為0.8mm,殘留飛邊0.8mm。
3.6核算鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)S:
根據(jù)上述余量、起模斜度和圓角半徑等值,重新核算鍛件體積Vd 和形狀復(fù)雜系數(shù)S。
計算得:Vd =204379.34mm3 ,S= Vd / Vb =0.54,修正復(fù)雜系數(shù)仍為Ⅲ級。
3.7繪制鍛件圖:
圖3.2冷鍛件圖
4、設(shè)備噸位選擇
4.1 由鍛件圖確定的主要參數(shù):
1) 鍛件在水平面上的投影面積為 F1=9233.93mm2;
8、
2) 鍛件周邊長度為L=504.75mm;
3) 鍛件體積為Vd =204379.34mm3 ;
4) 鍛件質(zhì)量為1.60kg;
4.2 噸位選擇
若用經(jīng)驗公式G=(3.5~6.3)k F,取k=1,假定毛邊寬為25 mm,則
F=9233.93+504.75× 25=21852.68 mm2;
G?=3.5 × 1 × 21853=0.73 t;
G?=6.3 × 1 ×21853=1.38 t;
于是有0.73t ≤ G ≤1.38t;
由計算結(jié)果,選用2t模鍛錘。
5、飛邊槽及鉗口的設(shè)計
5.1 飛邊槽的形式選擇與尺寸確定
5.1.1.
9、飛邊槽各形式如圖:
圖5.1飛邊槽
分析鍛模所需,采用標(biāo)準(zhǔn)型。
5.1.2.飛邊槽尺寸的確定:由計算法得
根據(jù)計算得到的h值查表確定飛邊槽尺寸:
5.1.3.鍛件飛邊體積
5.2 鉗口的形式選擇與尺寸計算
5.2.1鉗口形式選用普通形式,如圖
圖5.2鉗口
5.2.2、 鉗口的尺寸計算,根據(jù)鍛件質(zhì)量及坯料直徑選取鉗口尺寸:
6、繪制計算毛坯圖
6.1根據(jù)鍛件圖建模取截面
圖6.1三維截面圖
6.2 計算截面面積:
6.3毛坯及修正后截面圖
圖6.2截面圖
圖6.3修正后截面圖
7、工藝設(shè)計
7.1計算
10、繁重系數(shù)
1)坯截面圖得拐點處直徑
2)徑 最大直徑
由有關(guān)資料及長軸類鍛件制坯工步選用范圍可知,此鍛件采用閉式滾擠制坯工步。
7.2確定設(shè)計工藝
根據(jù)繁重系數(shù)值,由圖得,可采用拔長—閉式滾擠制坯,又分析鍛件形狀,得設(shè)計工藝為:拔長—閉式滾擠—彎曲—終鍛
8、制坯工布型槽設(shè)計
8.1毛坯的確定
因工藝過程中拔長后滾擠,考慮到滾擠的聚料作用,有公式:
F坯=0.8Fmax
有毛坯圖知:Fmax=1545mm 2
故:F坯=0.8 Fmax=1236mm 2
毛坯直徑:d坯=1.13√F坯= 39.73mm
毛坯長度:V坯=(V件+V毛+V連)(1+
11、δ)=268485 mm 2
L坯=V坯/F坯+L鉗=218mm
(δ為火耗,經(jīng)查表,取2.5%)
8.2拔長模膛的設(shè)計
8.2.1拔長型槽結(jié)構(gòu)形式:采用斜排式拔長型槽(如圖)(α=15°)
8.2.2拔長型槽尺寸設(shè)計:
1) 坎高a
因桿部截面積變化較大,拔長后需滾擠制坯,有公式
查表4-20,k2=0.9;查毛坯圖: 得 a=26.4mm(取a=26mm)
2) 坎長c
有公式:c=k3d坯
查表4-21,由L坯/d坯=152.36/41=3.716,故取k3=1.5
c=1.5d坯=61.5mm(取c=62mm)
3) 型槽寬度B
12、
斜排式公式:
B=(k4-0.4tanα)d坯+(10 ~20)mm
取α=15°查表4-22,k4=1.5,得B=70mm
4) 其他尺寸
R=0.25c=15.5mm(取R=15mm) ,R1=2.5c=10R=150mm
e(倉部深)=1.2d小頭
查毛坯圖:d小頭=34mm,故e=40.8mm(取e=41mm)
8.2.3拔長后坯料形狀及尺寸
8.3 滾擠模膛設(shè)計
8.3.1滾擠模膛采用閉式滾擠型槽:如圖
圖8.滾擠模膛
8.3.2 滾擠型槽尺寸設(shè)計
8.3.2.1 滾擠型槽高度
桿部:
頭部:
拐點處型槽高度:
8
13、.3.2.2 滾擠型槽寬度
滾擠已經(jīng)過拔長的坯料:
閉式滾擠時桿部寬度:
即頭部寬度:
故:
8.3.2.3 滾擠型槽長度L
此鍛件為彎曲軸件,故彎曲處按鍛件內(nèi)側(cè)1/3寬度的連線,作為展開長來計算,得
L=240.017mm,取L=245mm
8.3.2.4 鉗口與毛刺槽尺寸
鉗口處:n=14mm, m=20mm, R=10mm
毛刺槽:a=6 mm, c=25mm, R3=5mm
9、終鍛型槽設(shè)計
終鍛模膛在考慮到零件的落差后,認為應(yīng)采用平衡鎖塊對因分模面傾斜而導(dǎo)致的水平分力進行平衡。終鍛模膛包括:鉗口、飛邊槽、模膛、平衡鎖塊。
14、
10、錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計
10.1 型槽步排
該模面上設(shè)有兩個制坯模膛和終鍛模膛,按與加熱爐、吹風(fēng)管、切邊壓力機的位置對應(yīng)排列,從左到右依次是:拔長模膛、終端模膛、滾擠模膛。
10.2 模塊尺寸及要求
10.2.1模塊尺寸:長×寬×總高=340×365×120
10.2.2燕尾尺寸:B=200mm,h=50.5mm ,其他尺寸均為一般值。
10.3 型槽壁厚
制坯模膛間距為10~15mm,終鍛模膛壁厚大些,再根據(jù)模塊尺寸,滾擠模膛與終鍛模膛間距23.3mm;拔長模膛靠最左邊排布。
10.4 錯移力的平衡和鎖扣的設(shè)計
10.4.1根據(jù)分模面形式、設(shè)備噸位,錯移量為0.8mm,選
15、一般鎖扣,如下圖,尺寸:
鎖扣高度H
鎖扣厚度b
鎖扣斜度β
鎖扣間隙Δ
鎖扣平面間隙Δ1
鎖扣側(cè)面間隙Δ2
鎖扣內(nèi)圓角R1
鎖扣外圓角R2
傾斜分模面上的間隙Δ3
55.3
82
3o
0.3
2
4
8
10
2
10.5 檢驗角的設(shè)計計算
檢驗角設(shè)在前邊和左邊,寬度為5mm,高度為100mm。
結(jié)論:
通過零件的要求的分析,根據(jù)我們所學(xué)的理論知識,做出設(shè)計方案,以達到生產(chǎn)出符合要求的合格零件。我們工作主要包括:三維圖的繪制、冷鍛件圖設(shè)計、設(shè)備選擇、飛邊槽的型式和尺寸確定、毛坯圖的繪制計算、工藝設(shè)計、制坯工布型槽設(shè)計、終鍛型槽設(shè)計、錘鍛
16、模結(jié)構(gòu)設(shè)計等,即把最終的錘鍛模設(shè)計出來,經(jīng)過對坯料的錘鍛,再經(jīng)過機加工,即可制造出所要求的零件。這次做項目,我們收獲都頗多。做此錘鍛模,需要做的工作很多,必須要大家一塊,才能很好的把任務(wù)完成。我們分工合作。組長首先做總體規(guī)劃,把大概工作總結(jié),再交代給大家,鍛煉了大家的團結(jié)協(xié)作的能力。做這個項目,也更好的鍛煉了我們運用理論知識的能力,鍛煉了我們找出問題、分析問題、解決問題的能力。這期間用到二維圖、三維圖的繪制,鍛煉了我們這方面的能力??傊@次課設(shè),在很多方面都鍛煉了我們的能力。
參考文獻:
1 姚澤坤 鍛造工藝學(xué)及模具設(shè)計 第2版 西安市 西北工業(yè)大學(xué) 2011年
2 張志文 《鍛造工藝學(xué)》 機械工業(yè)出版社
3 王以華 鍛模設(shè)計技術(shù)及實例 北京機械工業(yè)出版社 2009年
4 鍛模圖冊 燕大圖書館
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