畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-輸出軸鍛件鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)

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1、 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 題目 輸出軸鍛件鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)研究 姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè) 材料成型及控制工程 系部 機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)老師 教研室負(fù)責(zé)人 完成日期 教務(wù)處 制 摘要 在機(jī)械的整個(gè)的制造行業(yè)中，模具占據(jù)的地位是十分重要的。模具的技術(shù)，以及影響，是涉及到整個(gè)的機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程的，并且還要保證他的效率，材料的使用率，還有，所制作出來(lái)的成品的品質(zhì)，以及工藝所能夠適應(yīng)的不同的環(huán)境等。并且，這樣的技術(shù)等，在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用也是十分的廣泛的。包括了有關(guān)汽車的生產(chǎn)制造，以及航空航天領(lǐng)域的高精度的生產(chǎn)

2、制造的過(guò)程等。還有一些小型的精密儀器儀表等。很多的行業(yè)都是很大程度的用到了模具制造。并且，從我國(guó)的汽車行業(yè)的發(fā)展一直都是十分迅猛的。消費(fèi)者而對(duì)于汽車的性能要求也是不斷的在提高的。這就不斷地要求汽車零件制造需要更高的精度才行。并且這些零件的復(fù)雜程度也是越來(lái)越不規(guī)則，越來(lái)越根據(jù)從性能要求來(lái)設(shè)計(jì)零件的形狀。所以，對(duì)于零件生產(chǎn)的工藝要求也是越來(lái)越高。我國(guó)在沖壓模具這個(gè)方面的發(fā)展也是十分的迅速，因?yàn)樾枨罅亢艽蟛⑶屹|(zhì)量要求也很高，所以就不得不加快模具技術(shù)的發(fā)展。但是，雖然我國(guó)的發(fā)展是很迅速的，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還是有著很大的差距的。一些比較精密的大型的零件的模具的設(shè)計(jì)制造還是需要從外國(guó)進(jìn)口的。我國(guó)的技術(shù)目前

3、還是沒(méi)有到達(dá)那樣的精度。 本課題的研究重點(diǎn)是輸出軸鍛件鍛造工藝及模具設(shè)計(jì)。為滿足生產(chǎn)類型、生產(chǎn)效率及質(zhì)量的要求、大批大量生產(chǎn)和符合各項(xiàng)技術(shù)要求；工藝出品率較高、廢品率在5%以下、對(duì)工人的技術(shù)要求較低及操作簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。應(yīng)設(shè)計(jì)合理的方案首先要應(yīng)用CAD繪制出零件圖,按照對(duì)零件圖的分析,設(shè)計(jì)該鍛件的全部鍛造工藝過(guò)程和模具。查閱相關(guān)資料后,確定分模面、加工余量、鍛件的公差、模鍛斜度以及尺寸等相關(guān)數(shù)據(jù),并制定具體的模鍛工序,繪制出鍛件圖。然后要完成與其它零件的裝配設(shè)計(jì),繪制出終鍛模膛圖。 通過(guò)研究綜合考慮各種影響鍛造工藝的因素之后,本文采用摩擦壓力機(jī)鍛造的鍛造工藝。這能夠滿足產(chǎn)品的各項(xiàng)要求,有利

4、于生產(chǎn),對(duì)工人技術(shù)水平要求較低,且大大降低了生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率。 關(guān)鍵詞：鍛造、CAD、鍛造工藝、模具設(shè)計(jì) Abstract Mold is mechanical manufacturing technology advanced, profoundly important technical equipment，High production efficiency, material with high efficiency and good quality, technology parts good adaptability etc. Characteristics. Wid

5、ely used in motor vehicles, machinery, aerospace, aviation, light industry, electronics, electric appliances, instruments and other industries. With the rapid development of China's automobile industry, The car's performance to improve, Auto parts of high precision, complicated shape of forging an i

6、ncreasing demand for, Forging new craft, material, energy saving technology province technology development for new type of car parts production is especially important. Our country stamping die in the number no matter, or in quality, technology and ability are already has great development, But wit

7、h the national economy needs and the advanced world level, compared to a gap still, Some large, sophisticated, complex, the long life of high-grade die every year in the importation of large still, Especially in high-grade car covering mould, at present still mainly rely on imports. The research fo

8、cus of this subject is the forging process and die design of shell forgings. In order to meet the requirements of production type, production and quality: mass production; meeting various technical requirements; high rate of process output, waste rate below 5%; high production efficiency; low techni

9、cal requirements for workers, simple and economical operation. In order to design a reasonable scheme, first of all, the part drawing should be drawn by CAD. According to the analysis of the part drawing, the whole forging process and die should be designed. After consulting the relevant data, the r

10、elevant data of parting surface, processing allowance, forging tolerance, die forging inclination and size are determined, and the specific die forging process is worked out, and the forging drawing is drawn. Then the assembly design with other parts is completed and the final forging die chamber dr

11、awing is drawn. After comprehensive consideration of various factors affecting the forging process, this paper adopts the forging process of friction press forging, which can meet the requirements of the products, is conducive to production, low technical requirements for workers, and greatly reduc

12、es production costs and improves production efficiency. Keywords： Forging, CAD, Forging Technology and Die Design. - 35 - 目錄 摘要 - 1 - Abstract - 2 - 目錄 - 3 - 引言 - 5 - 第1章設(shè)計(jì)研究方案 - 8 - 1.1零件結(jié)構(gòu)分析 - 8 - 1.2零件工藝分析 - 9 - 1.3鍛件設(shè)計(jì)方案的確定 - 10 - 第2章 鍛件圖的設(shè)計(jì)和繪制 - 11 - 2.1確定分模面 - 11 - 2.2確定機(jī)械加工余量

13、及鍛件的公差 - 12 - 2.3確定模鍛斜度 - 15 - 2.4確定圓角半徑 - 15 - 2.5沖孔連皮 - 16 - 2.6熱鍛件圖的制定 - 16 - 第3章 終鍛模膛設(shè)計(jì) - 18 - 3.1鍛件成型模具圖設(shè)計(jì) - 18 - 3.2確定模鍛設(shè)備噸位 - 19 - 3.3確定其他工序設(shè)備噸位 - 21 - 第4章鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 22 - 4.1制坯工步和毛坯尺寸的確定 - 22 - 4.2飛邊槽設(shè)計(jì) - 23 - 4.3切邊模設(shè)計(jì) - 24 - 第5章 摩擦壓力機(jī)模架設(shè)計(jì) - 26 - 5.1模架結(jié)構(gòu)形式 - 27 - 5.2模架設(shè)計(jì) - 27 -

14、5.3頂料裝置設(shè)計(jì) - 28 - 5.4影響鍛模壽命的因素 - 29 - 第6章 鍛前加熱及熱處理 - 30 - 第7章 缺陷分析 - 31 - 總結(jié)與展望 - 32 - 致謝 - 33 - 參考文獻(xiàn) - 34 - 引言 在我國(guó)有關(guān)模具的工業(yè)，是我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的最主要的基礎(chǔ)工業(yè)之一。并且模具也是整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的以及基礎(chǔ)的一個(gè)工藝。也是一種有很高精度需求的高精度的產(chǎn)品。里面包含的科技成分也是很高的。并且，有關(guān)模具的的水平的高低與否也是能夠衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平多少的重要的指標(biāo)。 由于后來(lái)出現(xiàn)的有關(guān)電子信息等方面技術(shù)的出現(xiàn)以及發(fā)展的迅猛態(tài)勢(shì)，也促進(jìn)了模具行業(yè)的快速發(fā)展。模具

15、的發(fā)展正在想著更加智能，集成的方向發(fā)展，這也符合了現(xiàn)在的時(shí)代大部分行業(yè)的趨勢(shì)。而且，模具也是更加的多方位，精度，效率以及多功能化也是越來(lái)越接近。越來(lái)越追求高效，快速并且要能夠節(jié)約成本。并且精度要求最高的特種模具也是也是在不斷地發(fā)展。模具的加工生產(chǎn)也在向著自動(dòng)化的方向發(fā)展。并且有關(guān)表面處理的技術(shù)也是越來(lái)越高級(jí)。并且模具制造也生成了很多的新的概念以及模式。 在專用模鍛設(shè)備上利用模具使毛坯成型而獲得鍛件的鍛造方法。此方法生產(chǎn)的鍛件尺寸精確，加工余量較小，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜生產(chǎn)率高。 模具的類型也有很多，能夠分為，冷沖壓方式制造的模具、熱鍛形成的模具、以及塑料模具成型、鑄造而成的模具、橡膠模具還有玻璃

16、模具等。模鍛的種類也是有很多的，根據(jù)進(jìn)行末端的設(shè)備的種類的不同，也能夠進(jìn)行一定的分類，模鍛分為錘上進(jìn)行模鍛，曲柄壓力機(jī)的方式進(jìn)行模鍛，平鍛機(jī)的方式進(jìn)行模鍛，摩擦壓力機(jī)的方式進(jìn)行模鍛等。錘上模鍛的過(guò)程中所用到的模鍛設(shè)備為模鍛錘，一般情況下的進(jìn)行模鍛的工具是空氣模鍛錘，而要進(jìn)行處理制造一些形狀復(fù)雜的零件的時(shí)候，要先在制坯模腔內(nèi)進(jìn)行初步的成形過(guò)程，然后再通過(guò)鍛造的手段進(jìn)行進(jìn)一步的工序。精密模鍛是根據(jù)模鍛的整個(gè)的流程的基礎(chǔ)上面進(jìn)行一定的發(fā)展形成的。能夠加工制造一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件，形狀也是更加的復(fù)雜也是可以的。并且制造出來(lái)的精度也是更高。比如：錐齒輪的鍛造，空間曲面的葉片，以及一些精密的航空零件等。

17、是在模鍛錘或壓力機(jī)上用鍛模將金屬坯料鍛壓加工成形的工藝。 模鍛工藝的優(yōu)點(diǎn)是十分明顯的，首先就是它的效率是十分的高的，僅需沖壓就能成型，其次，整個(gè)的過(guò)程都是要用機(jī)械來(lái)進(jìn)行的，不笨不需要人工的很大的工作量。其次，它的尺寸大小都可以，并且精度相對(duì)來(lái)說(shuō)也是很高的。加工的余量小，形狀的復(fù)雜程度也不受限制。進(jìn)行批量成產(chǎn)更能夠擴(kuò)大高效的優(yōu)勢(shì)。但是模具的整個(gè)制作成本是很高的，并且比較專一，專用的模具要專用生產(chǎn)。也不適用于單獨(dú)零件的小批量的制造生產(chǎn)。 模鍛的整個(gè)的工藝的過(guò)程分別是制坯、預(yù)鍛和終鍛。終鍛模的模膛是按鍛件的尺寸、形狀，并加上余量和偏差確定的。模鍛地過(guò)程中也是有不同的制作的工藝的，一般能夠分為

18、開(kāi)口模鍛和閉口模鍛兩種：開(kāi)口模鍛這種工藝方式讓模膛周圍有毛邊槽，進(jìn)行加工完成之后，廢棄的成形多余的金屬流入槽內(nèi),然后再加一道工序把毛邊切除；閉口模鍛相比開(kāi)口在這個(gè)方面就是有一定的優(yōu)勢(shì)的，它只在端部有很小的毛邊,如果坯料精確,也可以不出毛邊。 熱鍛的目的有三方面： 1.為了較少金屬的不容易加工的特性，這樣就能夠較少一些力就能夠?qū)崿F(xiàn)加工的作用； 2.為了改變鋼錠的鑄態(tài)結(jié)構(gòu)，在熱鍛過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)再結(jié)晶，就能夠使得粗大的鑄態(tài)組織變成了細(xì)小晶粒的新組織，能夠減少鑄態(tài)結(jié)構(gòu)的缺陷，從而提高鋼的機(jī)械性能； 3.為了提高鋼的塑性，這對(duì)一些低溫時(shí)較脆難以鍛壓的高合金鋼尤為重要。 鍛造的加工方式，是制造

19、業(yè)的最基礎(chǔ)的一個(gè)部分，是十分總要的。在工業(yè)制造的領(lǐng)域是不可或缺的一部分。鍛造生產(chǎn)的零件的使用范圍也是十分的廣泛，不僅僅是汽車，飛機(jī)，還有機(jī)械行業(yè)涉及的很廣的一部分。而在汽車的行業(yè)中應(yīng)用到的鍛件的比例是非常大的，能夠占到90%的程度。但是從汽車的重量的角度來(lái)考慮的話，占比就只有17%-19%了。通過(guò)鍛造生產(chǎn)的汽車所用的零件是汽車中的很多有用的零件，包括了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部分所用到的零件，還有汽車的前橋以及后橋的部分用到的零件。這些零件都是保護(hù)汽車用到的零件。 由于我國(guó)目前的發(fā)展混迅速，所以消費(fèi)者的要求也是越來(lái)越高，那么企業(yè)對(duì)于模具的要求也是在提高。不僅僅是關(guān)于模具成型之后的零件要有高的精度，還有質(zhì)量

20、要好，并且還要能夠使用很長(zhǎng)的時(shí)間，并且還要保證高的效率。開(kāi)發(fā)周期也要越短越好。為了滿足這些并且不斷在增加的要求，就要慢慢的升級(jí)新的加工的理念，慢慢的從傳統(tǒng)的工藝方式上面不斷地進(jìn)步，發(fā)展。要更高度，快捷，高質(zhì)量高效的進(jìn)行生產(chǎn)。與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。 我國(guó)在模具方面的發(fā)展在和發(fā)達(dá)國(guó)家的對(duì)比中還是有很多的不足的，我國(guó)的技術(shù)還沒(méi)有到達(dá)一定的要求，技術(shù)成熟度不夠，專業(yè)化程度也不夠，并且也是十分缺少有關(guān)方面的人才。使得我國(guó)的模具生產(chǎn)這一方面也是落后的。我國(guó)模具的瓶中，以及質(zhì)量和發(fā)達(dá)國(guó)家相比都是有劣勢(shì)的。在低質(zhì)量的部分甚至是供大于求的。這些原因就使得我國(guó)的模具發(fā)展還是有很長(zhǎng)的路要走的。

21、 第1章設(shè)計(jì)研究方案 圖1-1零件圖 1.1零件結(jié)構(gòu)分析 該輸出軸鍛件的零件圖，如圖1-1所示: 該產(chǎn)品是輸出軸的鍛造。如果考慮鍛造加工,則是鍛造簡(jiǎn)單的輸出軸鍛造,但鍛件中含有圓孔和鍵,因此鍛造時(shí)需要考慮圓孔和鍵是否可以鍛造。直徑大于180.5mm的圓孔不可以鍛造出來(lái),該處需要先鍛造毛坯,后序進(jìn)行機(jī)械加工出來(lái)。 制坯工藝是產(chǎn)品成型的重要因素,因此該產(chǎn)品的鍛造首先要選擇合理的制坯工藝。產(chǎn)品一共有三個(gè)圓孔,其直徑相同。在進(jìn)行鍛件的時(shí)候，加工會(huì)產(chǎn)生毛邊，所以要設(shè)置毛邊槽，那么它的具體的工藝的過(guò)程的方案就出來(lái)了：首先在機(jī)械化爐中把原始材料預(yù)熱——然后用1000t剪床

22、剪切下合適尺寸的材料——之后把材料在半連續(xù)式爐中加熱——然后進(jìn)行摩擦壓力機(jī)鍛造（鐓粗、終鍛）———正火——在酸洗槽中清理。 1.2零件工藝分析 根據(jù)對(duì)零件圖的分析,輸出軸鍛件的成型鍛造工藝有兩種:只機(jī)械加工方案和先鍛造粗坯后機(jī)械加工方案。 1.第一種方案的特點(diǎn): 1)浪費(fèi)材料,成本較高; 2)金相結(jié)構(gòu)不好; 3)車加工的工時(shí)長(zhǎng),生產(chǎn)效率低,適合小批量生產(chǎn)。 2.第二種方案的特點(diǎn): 1)鍛造效率較高,節(jié)約成本,適合大批量生產(chǎn)。 2)產(chǎn)品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)好,晶粒較好; 3)鍛件產(chǎn)品使用壽命較高; 根據(jù)零件的材料、形狀、尺寸精度和產(chǎn)品質(zhì)量等要求,在結(jié)合滿足要求的設(shè)備工具和人員等條件

23、,綜合考慮采用第二種方案:先鍛造粗坯后機(jī)械加工方案。 在對(duì)鍛件進(jìn)行工藝分析時(shí),要考慮是否滿足以下的條件: ①能否滿足零件的功能; ②能否滿足技術(shù)要求; ③鍛件結(jié)構(gòu)是否最佳; ④加工余量是否可以減少; ⑤金屬流線是否符合要求; ⑥工序和步驟是否已經(jīng)最少。 鍛造是一種借助工具或模具在沖擊或壓力作用下加工金屬機(jī)械零件或零件毛坯的方法，其主要任務(wù)是解決鍛件的成形及其內(nèi)部組織性能的控制，以獲得所需幾何形狀、尺寸和質(zhì)量的鍛件。自由鍛造與其他鍛造方法的最大不同之處如其字面所知其自由度大,可以生產(chǎn)≤100kg的工件,還可以生產(chǎn)≥300t的重型工件;所用工具簡(jiǎn)單;該設(shè)備精度低,生產(chǎn)周期短。并且生

24、產(chǎn)效率低于模鍛的生產(chǎn)效率。模鍛件尺寸精確,質(zhì)量好;它們可以降低大批量生產(chǎn)的零件成本。 綜合分析該零件,采用模鍛的方法更為合適。模鍛在鍛造過(guò)程中具有沖裁,沖孔和熱切的輔助工藝;該產(chǎn)品中間積聚的材料較多,因此在鍛造過(guò)程中材料具有良好的流動(dòng)性。流動(dòng)性的好壞對(duì)鍛件具有重要的意義,能使鑄件得到充分填充,縮孔得到補(bǔ)縮,減少缺陷的產(chǎn)生。因此在模具設(shè)計(jì)合理情況下,要具有良好的流動(dòng)性。 結(jié)合鍛造工藝,該產(chǎn)品的工藝如下: 1.制坯材料的籌備:根據(jù)設(shè)計(jì)選擇的鍛造材料，進(jìn)行準(zhǔn)備； 2.加熱、制坯、成形:采取中頻加熱爐加熱;制坯填充;采用熱鍛的設(shè)備成形; 3.熱切邊、校正:檢測(cè)首件產(chǎn)品是否合格并及時(shí)修改模具,

25、直至產(chǎn)品合格; 4.熱處理:給予設(shè)計(jì)好的熱處理 5.表面清理、機(jī)械加工:鍛件熱處理之后去除表面氧化皮，進(jìn)行機(jī)械加工; 6.檢驗(yàn)、入庫(kù):根據(jù)合格標(biāo)準(zhǔn)選擇，入庫(kù)。 1.3鍛件設(shè)計(jì)方案的確定 這個(gè)零件是經(jīng)過(guò)錘模鍛造的工藝加工而成的。加工的精度等級(jí)是屬于普通等級(jí)的。加熱方式是通過(guò)半連續(xù)的加熱方式。這個(gè)零件的加工材料是45#。并且它屬于軸類零件。它的最大厚度為62.05mm,最小厚度為30.4mm，所以進(jìn)行加工的過(guò)程中就有一定的要求。在進(jìn)行制造有關(guān)體積小的簡(jiǎn)單的零件的時(shí)候，比如這個(gè)軸類的零件嗎，就能夠直接加工原始的裁量從而成型。 確定該產(chǎn)品的鍛模設(shè)計(jì)方案: (1)以摩擦壓力機(jī)的方式鍛造;

26、 (2)采用熱模鍛類型的設(shè)備; (3)采用閉式模鍛; (4)先通過(guò)熱鍛的方式鍛造粗坯模具; (5)鍛造該粗坯的設(shè)備是摩擦壓力機(jī)  第2章 鍛件圖的設(shè)計(jì)和繪制 根據(jù)上述的方案設(shè)計(jì)該輸出軸的鍛件圖，因鍛件鍛造出要進(jìn)行機(jī)械加工，所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮加工余量與公差。鍛件的尺寸要比零件圖的尺寸大，能夠生產(chǎn)出滿意的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)上下模的分割面，圓角半徑和模鍛斜度。 通常,未指定的尺寸,例如分型面和沖孔的位置,圓角的尺寸,圓角的半徑,模鍛的斜率和收縮率在圖中示出。由于鍛件僅在粗鍛后完成,鍛件留有余量,加工零件的粗糙度為Ra1.6和Ra3.2。 通過(guò)分析設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的產(chǎn)品鍛件圖，如圖2-1所示:

27、 圖2-1鍛件圖 2.1確定分模面 在進(jìn)行模鍛的過(guò)程中，會(huì)有一個(gè)分模面，這個(gè)分模面的意思是指上下鍛模的分接面。對(duì)于分模面的原則也是要根據(jù)一定的原則進(jìn)行的： （1）首先，這個(gè)分模面的位置要能夠保證模鍛件在加工完成之后能完整的從模膛中拿出來(lái)，并且，還要使整個(gè)的形狀要和原本的零件的形狀是沒(méi)有區(qū)別的，所以，在一般的情況下，分模面是選擇在最大的水平投影尺寸的地方。 （2）在分模面分貝進(jìn)行鍛造完成之后，也要設(shè)置有一定的輪廓，能夠使得在零件在最后的拼接的時(shí)候能夠找到對(duì)應(yīng)的位置。 （3）分模面的最理想的情況應(yīng)該是一個(gè)平面，并且還要讓上下面的深度也是差不多的，這樣能夠保證一定的均勻性。 （4）分模

28、面選擇完成之后，要能夠使得零件上所加的熬料最少。 （5）分模面選擇的位置，還要在模膛深度最淺處，這樣不僅方便制造，還能夠容易取出零件。 根據(jù)上面的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且也要進(jìn)行一定的分析，最后確定該工件高徑比H/D=112/217<1是短軸類零件，多以分模的方向是徑向，而且本零件還是軸類零件，所以分模面的位置也是在直徑最大的地方，結(jié)合上述,確定輸出軸鍛件的分模面大約位置是在距最下端48㎜處，如圖2-2所示。 圖2-2鍛件的分模面 2.2確定機(jī)械加工余量及鍛件的公差 鍛件加工余量是指為使零件具有一定精度和表面質(zhì)量,在鍛件表面需要加工的部分提供切削加工用的一層金屬。鍛造公差是指指定鍛造尺

29、寸的允許變化。預(yù)先選擇一個(gè)加工的余量，大小先確定為2mm。然后對(duì)鍛件的整體進(jìn)行計(jì)算，算出它的體積。然后再把鍛件分成幾個(gè)部分，每個(gè)部分都是簡(jiǎn)單的幾何體。然后再取它的斜度的中間的數(shù)。（預(yù)設(shè)外模鍛斜度；內(nèi)模鍛斜度），圓角半徑忽略不計(jì)。鍛件質(zhì)量估計(jì)為5.08Kg 通過(guò)尋找鍛造手冊(cè)獲得的鍛件的尺寸公差，見(jiàn)表2-1。 表2-1鍛件的長(zhǎng)寬公差 尺寸 大于0 50 120 260 500 至50 120 260 500 800 公差 +1.0 -0.5 +1.5 -0.7 +2.0 -1.0 +2.5 -1.5 +3.0 -2.0 加工余量選取不當(dāng)對(duì)模鍛的影響

30、: (1)因壓力不足、毛坯體積不精確和模腔移動(dòng)等,使鍛件的形狀和尺寸發(fā)生改變;為了便于模具的尺寸調(diào)整,斜面的位置填充有材料,使得鍛造件與該部件具有間隙。 (2)因鍛件表面氧化、脫碳和粗糙度不夠,鍛件產(chǎn)生裂紋質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。 綜上述因素,鍛件加工時(shí)要留有余量,適當(dāng)?shù)墓羁纱_保誤差在范圍內(nèi)。鍛件需要加工表面,留下加工余量。以及影響加工余量的因素: (1)鍛件的尺寸大小:隨著鍛件尺寸增大,加工余量也增大。 (2)若零件的形狀比較復(fù)雜，鍛造時(shí)應(yīng)該根據(jù)鍛造的可行性，合理設(shè)計(jì)鍛件圖形狀，外表面要留有余量。 (3)鍛件的材質(zhì):某些材質(zhì)(如鋁鎂合金)毛坯不易氧化,粗加工余量盡量減小;某些材質(zhì)(如鋼和

31、鈦合金)表面有缺陷,留有較大余量。 表2-2模鍛件內(nèi)外表面加工余量（單位：mm） 鍛件重量/kg 鍛件單邊余量/mm 厚度（直徑）方向 水平方向 大于 0 315 400 630 800 1250 1600 大于 至 至 315 400 630 800 1250 1600 2500 0 0.4 1.0~1.5 1.0~1.5 1.5~2.0 2.0~2.5 0.4 1.0 1.5~2.0 1.5~2.0 1.6~2.0 2.0~2.5 2.0~3.0 1.0 1.8 1.5~2.0 1.

32、5~2.0 1.5~2.0 2.0~2.7 2.0~3.0 1.8 3.2 1.7~2.2 1.7~2.2 2.0~2.5 2.0~2.7 2.0~3.0 2.5~35 3.2 5.0 1.7~2.2 1.7~2.2 2.0~2.5 2.0~2.7 2.5~3.5 25~40 5.0 10.0 2.0~2.5 2.0~2.5 2.0~2.5 2.3~3.0 2.5~3.5 2.7~4.0 3.0~4.5 10.0 20.0 2.0~2.5 2.0~2.5 2.0~2.7 2.3~3.0 2.5

33、~3.5 2.7~4.0 3.0~4.5 20.0 50.0 2.3~3.0 2.0~3.0 2.5~3.0 2.5~3.5 2.7~4.0 3.0~4.5 3.5~4.5 50.0 150.0 2.5~3.2 2.5~3.5 .2.5~3.5 2.7~3.5 2.7~4.0 3.0~4.5 3.5~4.5 4.0~5.5 150.0 250.0 3.0~4.0 2.5~3.5 2.5~3.5 2.7~4.0 3.0~4.5 3.0~4.5 3.5~5.0 4.0~5.5 3.5~4.5 2.7~3.5 2.7

34、~3.5 3.0~4.0 3.0~4.5 3.5~50 4.0~5.0 4.5~6.0 4.0~5.5 2.7~4.0 3.0~4.0 3.0~4.5 3.5~4.5 3.5~5.0 4.0~5.5 4.5~6.0 查表得,該鍛件表面選擇均2mm的加工余量。 表2-3鍛件內(nèi)孔直徑的機(jī)械加工余量(單位:mm) 孔徑/mm 孔深/mm 大于 至 大于0 63 100 140 200 至63 100 140 200 280 25 2.0 - - - - 25 40 2.0 2.6 - - - 40 6

35、3 2.0 2.6 3.0 - - 63 100 2.5 3.0 3.0 4.0 - 100 160 2.8 3.0 3.4 4.0 4.8 160 250 3.0 3.0 3.4 4.0 4.8 查表得,該鍛件件的內(nèi)孔選擇2.0mm的加工余量。 2.3確定模鍛斜度 鍛件的模鍛斜度，是確保鍛件的出模，設(shè)計(jì)的坡度。若斜度過(guò)大，會(huì)使模具的設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致鍛件的精度不正確，不建議設(shè)計(jì)過(guò)大的模鍛斜度；若斜度過(guò)小，會(huì)使鍛件沒(méi)有辦法取出，大力出模會(huì)致使鍛件損傷，也不建議設(shè)計(jì)。因此要根據(jù)鍛件尺寸設(shè)計(jì)，正確的斜度。 摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)的模鍛件其斜度大小

36、與鍛件的尺寸、材料類型、圓角半徑和頂出裝置等有關(guān)。鍛件模鍛斜度，見(jiàn)表2-4。 表2-4鍛件模鍛斜度 斜度種類 外模鍛斜度α 內(nèi)模鍛斜度β 材質(zhì) 有色金屬 銅 有色金屬 銅 有無(wú)頂桿 有 無(wú) 有 無(wú) 有 無(wú) 有 無(wú) 高度與直徑（寬度）之比 <1 0°30' 1°30' 1° 3° 1° 1°30' 1°30' 5° 1~2 1° 3° 1°30' 5° 1°30' 3 3 7° 2~4 130' 5° 3° 7° 2° 5° 5° 10° >4 3° 7° 5° 10° 3° 7° 7

37、° 12° 為了方便所鍛造出來(lái)的零件能夠完整的取出來(lái)，鍛件的模具必須要在豎直方向上有一個(gè)斜度，這個(gè)斜度的名字叫做模鍛斜度。這個(gè)斜度的范圍一般是在7-15°之間。取外模鍛斜度；內(nèi)模鍛斜度 2.4確定圓角半徑 為了使金屬容易地在模具中流動(dòng),可以避免由夾層和模具拐角引起的應(yīng)力集中,這導(dǎo)致模塊破裂。因此,鍛件的鋒利邊緣必須制成弧形,弧的半徑稱為圓角半徑。圓角半徑具有外圓角半徑和內(nèi)圓角半徑,并且一般圓角半徑始終大于外圓角半徑。 鍛件上的內(nèi)圓角在模具上呈凸圓形,主要使金屬完全填滿深腔。如果鍛件的圓角太小,會(huì)導(dǎo)致鍛件損傷，內(nèi)部相互擠壓，鍛件就此報(bào)廢。如果圓角的半徑太大,則局部填充,金屬消耗和加工余

38、量將增加。 圓角半徑(r,R)主要取決于鍛造材料和鍛造尺寸。模鍛的圓角半徑根據(jù)表格選擇,圓角半徑的尺寸為1~2倍的鍛件單邊機(jī)械加工余量。 模鍛壓力機(jī)鍛造的半徑取決于鍛件部分的高度和鍛件的材料。選擇圓角半徑后,最接近的值應(yīng)取自以下值：1.5mm，2mm，2.5mm，3mm，4mm，5mm，6mm，8mm，10mm，12mm，15mm。 表2-5鍛件圓角半徑(單位mm) 圓角種類 內(nèi)圓角半徑R 外圓角半徑r 材質(zhì) 鋼件 有色金屬 鋼件 有色金屬 高度方向尺寸h <10 1~1.5 1 1~1.5 1.5 10~15 2 1.5 1.5 1.5 15

39、~20 2.5 1.5~2 2 1.5 20~30 2.5~3 2.5 2~2.5 2 30~40 3~5 2.5 2.5~3.5 2 >40 >5 >3 >3.5 >2 基于上述,因該鍛件的材質(zhì)是鋼件和尺寸,故該鍛件的內(nèi)圓角半徑為R=12mm和R=4mm,外圓角半徑R=2mm。 2.5沖孔連皮 在摩擦壓力機(jī)上鍛造帶有通孔的模鍛件。當(dāng)鍛件的內(nèi)徑大于φ25mm時(shí),考慮沖壓。如果內(nèi)孔的直徑小于φ25mm,則通常不進(jìn)行沖孔。 2.6熱鍛件圖的制定 采用熱鍛能夠降低金屬變形,所需鍛造壓力減少,鍛件材料組織朝好的方向改變,機(jī)械性能提高;增加鍛件的塑性能力。

40、 在配制熱鍛件時(shí),應(yīng)注意鍛件的熱處理要求。鍛件的要求是:鍛造質(zhì)量要求,性能要求,未填充的位置尺寸,公差要求等。主要是為了便于現(xiàn)場(chǎng)的檢驗(yàn),鍛件圖，如圖2-3所示。 圖2-3熱鍛件圖 該輸出軸鍛件的技術(shù)要求有: (1) 圖上未注明模鍛斜度為7ο (2) 圖上未注明圓角半徑為R5 (3) 允許的錯(cuò)差量≤1.5㎜ (4) 鍛件熱處理：正火達(dá)到dB=39(HB≤241) (5) 未注公差尺寸不檢查  第3章 終鍛模膛設(shè)計(jì) 3.1鍛件成型模具圖設(shè)計(jì) 熱鍛件圖是考慮常溫下的零件（冷鍛件）受到溫度致使鍛件的膨脹所設(shè)計(jì)的圖形。熱鍛件圖與鍛件圖在形狀方面上主要是連皮與模膛設(shè)計(jì)在一起

41、，一起加工。尺寸方面比鍛件圖的尺寸大一些，為L(zhǎng)=l(1+δ%)（注：L—熱鍛件尺寸；l—冷鍛件尺寸；δ—終鍛溫度下金屬的收縮率）根據(jù)之前學(xué)過(guò)的知識(shí)能夠知道鋼的收縮率范圍一般為0.8％—1.5％，此鍛件考慮收縮率為1.5％。其對(duì)應(yīng)的尺寸如下計(jì)算所示: 151×（1＋0.015）mm＝153.27mm 114×（1+0.015）mm＝115.71mm 42×（1＋0.015）mm＝42.63mm 80×（1+0.015）mm＝84.71mm 9.5×（1＋0.015）mm＝9.64mm 61×（1＋0.015）mm＝61.92mm 因此,該鍛件的上下模的鍛造模膛尺寸如下圖3-1和3-

42、2所示。 圖3-1上模膛模具圖 圖3-2下模膛模具圖 3.2確定模鍛設(shè)備噸位 翻閱鍛壓手冊(cè)及課本，得知摩擦壓力機(jī)的噸位計(jì)算公式如下: P = p/q = (64~73) F/q 公式中: P—摩擦壓力機(jī)噸位(KN);為本次模鍛設(shè)備的所求噸位。 p—模鍛所需變形力(KN); F—該輸出軸鍛件的鍛件在分型位置的投影，其面積為F= (cm2) (64~73)—因該輸出軸鍛件形狀復(fù)雜，要先制粗坯后機(jī)械加工，所以選擇鍛件系數(shù)為73。 q—是變形系數(shù),因本次制坯是在摩擦壓力機(jī)上，該系數(shù)字面意思是為了改變鍛件形狀，即要有很大的功和行程，所以變形系數(shù)為0.9。 由公式P=73

43、F/q=73×730.2/0.9 KN，經(jīng)計(jì)算得該模鍛設(shè)備噸位P=59KN 選擇鍛造設(shè)備,考慮鍛造時(shí)飛邊的直徑截面,可以選擇設(shè)備大于理論計(jì)算的設(shè)備,所以選用630D左右的壓力機(jī)可以保證產(chǎn)品成型。所以選擇J53-630D摩擦壓力機(jī)。以下表為摩擦壓力機(jī)的設(shè)備參數(shù),如下表3-所示: 表3-1 J53系列雙盤摩擦壓力機(jī)技術(shù)參數(shù) 主要技術(shù)參數(shù) J53-160C J53-300B JA53-400D J53-630D J53-I600C J53-1000C 公稱力kN 1 600 3000 4000 6300 10000 16000 能 量kJ 10 2

44、0 40 80 160 280 最大負(fù)荷kN 2500 4800 6300 10000 16000 25000 滑塊行程mm 360 400 500 600 700 700 行程次數(shù)min' 17 15 14 11 10 10 導(dǎo)軌間距mm 460 560 650 715 1000 920 滑塊底面 前后mm 450 520 636 760 1190 1000 左右mm 445 485 636 700 800 900 工作臺(tái)面 前后mm 560 650 820 920 1200 125

45、0 左右mm 510 570 730 820 1000 1100 最小裝模高度mm 260 300 400 470 500 550 頂料形式 剛性 剛性 氣動(dòng) 氣動(dòng) 氣動(dòng) 氣動(dòng) 頂料行程mm 50 100 100 100 100 150 主電機(jī)功率KW 11 22 30 55 90 132 外形尺寸 前后mm 2000 2500 3200 4600 5355 4700 左右mm 2800 2900 3600 4660 4900 6800 高mm 3730 4345 5165 6060

46、 7290 8090 質(zhì)量kg 9186 13900 23500 45000 83000 113000 摩擦壓力機(jī)上模鍛特點(diǎn): (1)摩擦壓力機(jī)屬于鍛錘類設(shè)備。他的工藝性能廣泛,能夠?qū)ぜ鞣N成形工序和后續(xù)工序。 (2)滑塊行程速度比高。 (3)金屬(合金鋼和有色金屬)能夠在兩次鍛擊之間進(jìn)行再結(jié)晶。 (4)既能普通鍛造，又能精密鍛造。 (5)摩擦傳動(dòng)的效率低,只有10%~15%,設(shè)備多為中小型。 （6）性能，塑性不高的合金。 （7）設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作。 3.3確定其他工序設(shè)備噸位 其他的工序主要有制坯,熱切邊等。 首先要思考怎么制坯，怎么才能將粗坯設(shè)計(jì)

47、的符合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。查閱大量的資料以及綜合上述得知，外殼鍛件的粗坯制造最好的設(shè)備是摩擦壓力機(jī)。在使用摩擦壓力機(jī)鍛造時(shí)，要完成鍛前處理等預(yù)鍛工序。 查閱鍛壓手冊(cè)，利用成型模具這步工序的演算方式。該粗坯的投影面積S為： S=22.5×22.5×3.14/4 cm2=397.4cm2 因?yàn)樵摦a(chǎn)品尺寸要求精密,選擇精密模鍛,翻閱鍛壓手冊(cè)和鍛造的相關(guān)課本等資料，該粗坯鍛造時(shí)所需的公稱壓力F為： F=F'/q=KS/q（F'=KS）。 式中:F—公稱壓力即為本次制坯設(shè)備所求的壓力。 K—系數(shù),分為在熱鍛時(shí)和有圓角時(shí)兩種情況。因本次粗坯設(shè)備是熱鍛，所以系數(shù)K為80KN/cm2。 S—鍛件總水平投影

48、面積。 q—是變形系數(shù),因本次制坯是在摩擦壓力機(jī)上，該系數(shù)字面意思是為了改變鍛件形狀，即要有很大的功和行程，所以變形系數(shù)為0.9。 由公式F=KS/q=80×397.4/0.9 cm2計(jì)算得F=35.3KN/cm2 所以應(yīng)選用左右的壓力機(jī)進(jìn)行制坯工序的完成。且制坯是產(chǎn)品的預(yù)鍛工序。為產(chǎn)品終鍛順利完成提供保障。  第4章鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 毛坯就是先制造的粗坯，其圖形主要是考慮給的零件圖形是否復(fù)雜，如果圖形復(fù)雜，毛坯圖的設(shè)計(jì)應(yīng)往簡(jiǎn)單的方向設(shè)計(jì)，在后續(xù)機(jī)械加工。如果圖形簡(jiǎn)單，可以考慮直接鍛造出。毛坯的尺寸要考慮后續(xù)是否機(jī)械加工，留有的余量不同。本次的零件因內(nèi)部沒(méi)有方法直接鍛造，因此要先制粗

49、坯，,且盡量的減少機(jī)械加工，后機(jī)械加工。尺寸由該外殼鍛件的零件尺寸考慮是否有機(jī)械加工而設(shè)計(jì)。鍛件加工部位設(shè)計(jì)以Ra1.6和Ra3.2的粗糙度。 4.1制坯工步和毛坯尺寸的確定 短軸類鍛件工步一般采用鐓粗—終鍛（或鐓粗——成形——終鍛）。查表7-13得，輪轂較高的鍛件，鐓粗后毛坯的直徑D應(yīng)在 D2

50、計(jì)算，圓餅類鍛件一般采用鐓粗制坯，所以毛坯尺寸應(yīng)以鐓粗變形為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算的。 毛坯體積為：V坯=（1+k）V鍛 則毛坯直徑為 d坯=1.08 其中k---寬裕系數(shù)，考慮到鍛件復(fù)雜程度影響毛邊體積，并計(jì)及火耗率，對(duì)圓形鍛件k=0.12—0.25。 n—毛坯高度與直徑之比值，一般取n=1.8—2.2 為使鍛位時(shí)定位容易，成性良好鐓粗后尺寸控制在端面直徑為170

51、件是四周帶有飛邊的鍛件。應(yīng)根據(jù)鍛件尺寸、形狀和切邊方向等確定飛邊槽的型式和尺寸。 （1）終鍛模膛周邊必須設(shè)有飛邊槽，合格的飛邊槽的主要作用是： 1）增加金屬流動(dòng)模膛的阻力，迫使金屬充滿型腔； 2）飛邊還可以容納多余的金屬，使鍛件體積基本一致； 3）在終鍛的后期，溫度還比較高的飛邊可以起緩沖作用，減弱上模對(duì)下模的打擊，保護(hù)模具的承積面，使模具不易壓垮和開(kāi)裂。此外，飛邊的厚度較薄時(shí)，利于切除。 （2）飛邊槽的形式 飛邊槽是由橋部和倉(cāng)部組成。橋部較薄金屬冷卻快，使模膛四周產(chǎn)生阻力，迫使金屬充滿模膛。倉(cāng)部用以容納多余金屬。 常用的飛邊槽有如下4種型式： 1）基本型：倉(cāng)部在上模， 2）

52、倒置型：倉(cāng)部在下模； 3）雙倉(cāng)型：上下模均開(kāi)倉(cāng)部； 4）帶阻力溝型：在加寬的橋部開(kāi)設(shè)阻力溝。 表4-1 飛邊槽尺寸 鍛錘噸位/t 橋部高度h/mm 倉(cāng)部高度h1/mm 橋部寬度b/mm 倉(cāng)部寬度b1/mm 模膛邊緣圓角r/mm 1 1.0~1.6 4 8 25 1.5 2 2 4 10 25~30 2.0 3 3 5 12 30~40 2.5 4 3 6 12 50 3.0 飛邊槽的尺寸由表4-1查得： h=2mm h1=4mm b=10mm b1=25mm r=1.5mm 飛邊槽具體形式如下圖4-1所示。

53、 圖4-1 飛邊槽 4.3切邊模設(shè)計(jì) 切邊凹模有整體式和組合式兩種類型。整體式凹模適用于中小型鍛件，特別是形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱的鍛件。組合式由兩塊以上的凹模組成，制造比較容易，熱處理時(shí)不易碎裂，變形小，便于修模、調(diào)整、更換，多用于大型鍛件或形狀復(fù)雜鍛件。因?yàn)樽兯俨驽懠捏w積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以這里采用整體式。 由于采用的是整體式，所以凹模刃口采用的直刃口。切邊凹模的的刃口用來(lái)剪切鍛件飛邊，應(yīng)制成銳角。刃口的輪廓線按鍛件圖上的輪廓線制造，在刃口磨損后，將頂面磨去一層即可使刃口恢復(fù)鋒利，且刃口的輪廓尺寸保持不變。 凹模尺寸的具體數(shù)據(jù)參考下表： 表4-2 切邊凹模尺寸 飛邊橋厚度hn Hmin

54、 h B1 Bmin 1.6以下 50 10 35 30 2~3 55 12 40 35 4以上 60 15 50 40 最終繪制的切邊凹模如下圖： 圖4-2切邊凹模 切邊時(shí)，切邊凸模起傳遞壓力作用，要求與鍛件有一定的接觸面積，而且其形狀應(yīng)基本吻合。不均勻或接觸面積太小，切邊時(shí)鍛件因局部受壓會(huì)發(fā)生彎曲、扭曲和表面壓傷等缺陷，影響鍛件質(zhì)量，甚至造成廢品。另外，為了避免啃傷鍛件的過(guò)渡斷面，應(yīng)在該處留空隙，空隙值等于鍛件相應(yīng)處水平尺寸正常偏差的一半加0.3-0.5mmm。[1]凸模一般進(jìn)入凹模內(nèi)，凸凹模之間應(yīng)留有適當(dāng)?shù)拈g隙δ。δ靠減小凸模輪廓尺寸

55、保證。間隙過(guò)大，不利于凸凹模位置的對(duì)準(zhǔn)，易偏心切邊和不均勻的殘留毛刺，間隙過(guò)大，飛邊不易從凸模上取下，而且凸凹模有互啃的危險(xiǎn)。本文模具選擇凹模做切邊作用且飛邊槽為形式I，因此，可查表5-1知： 表4-3 切邊模間隙 形式I h/mm δ/mm <5 0.3 5~10 0.5 10~19 0.8 最終繪制的切邊凹模如下圖： 圖4-3 切邊凸模 第5章 摩擦壓力機(jī)模架設(shè)計(jì) 摩擦壓力機(jī)模架是緊固鍛模和傳力的主要構(gòu)件。本文采用J53-630D摩擦壓力機(jī)設(shè)計(jì)該外殼鍛件的模架。模架的選擇和設(shè)計(jì)十分重要。應(yīng)該考慮

56、這幾點(diǎn):首先在安全得到保障的前提下,提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量;其次模架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單,易于調(diào)節(jié)、制造、維修、裝卸和耐用,且本次設(shè)計(jì)裝置價(jià)格便宜，能夠長(zhǎng)時(shí)間使用。 另外,上下模座設(shè)計(jì)過(guò)程中要確保強(qiáng)度參數(shù)的穩(wěn)定性、滑塊的質(zhì)量和工作臺(tái)面的精確度。模架裝配圖，如圖5-1所示: 圖5-1模架裝配圖 零件主要有上模,下模,頂桿等,零件具體的情況，見(jiàn)表5-1: 表5-1裝配圖各零件清單 19 下墊板2 1 45 40-45HRC 18 下墊板1 2 45 40-45HRC 17 頂桿 2 T10 49-52HRC 16 螺栓30×180 6 45 GB

57、/T5781-2000 15 下模座 1 40Cr 40-45HRC 14 螺栓M30×100 6 45 GB/T5781-2000 13 下壓板 1 45 40-45HRC 12 下模 1 H13 46-49HRC 11 上壓板 1 45 40-45HRC 10 螺栓M30×65 4 45 GB/T5781-2000 9 上模 1 H13 46-49HRC 8 上墊板 1 45 40-45HRC 7 螺栓M20×60 6 45 GB/T5781-2000 6 上模座 1 40Cr 40-45H

58、RC 5 螺栓M30×180 8 45 GB/T5781-2000 4 上模板 1 45 28-32HRC 3 導(dǎo)套 4 45 表面滲碳58-62HRC 2 導(dǎo)柱 4 20CrMnTi 表面滲碳58-62HRC 1 下模板 1 45 28-32HRC 序號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 備注 5.1模架結(jié)構(gòu)形式 該外殼鍛件的模架設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮價(jià)格，實(shí)用，以及能否長(zhǎng)時(shí)間使用等多方面的因素。 因在鍛造中要考慮到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、壽命及通用性,所以上、下模的材質(zhì)為承受力大的40Cr,熱處理為40-45HRC;導(dǎo)柱與導(dǎo)套以20Cr熱處理60HR

59、C作為此次的設(shè)計(jì)材料。鍛造中也要保證精度:主要由加工精度和導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)位置確定。且盡量減少零件的個(gè)數(shù),因此,綜合各個(gè)方面因素,合理設(shè)計(jì)。 5.2模架設(shè)計(jì) 該鍛件設(shè)計(jì)的模架主要由上、下模座,上、下模,墊板,上、下模板,壓板,導(dǎo)柱,導(dǎo)套,以及螺栓等零件構(gòu)成。考慮到該鍛件制造的難易，此次設(shè)計(jì)采用組合式的模架。模架設(shè)計(jì)的精度要求比較高,會(huì)導(dǎo)致模具使用時(shí)間的長(zhǎng)短。導(dǎo)柱與導(dǎo)套能夠高度配合會(huì)延長(zhǎng)模具的使用時(shí)間,因此,鍛造過(guò)程中要嚴(yán)格控制這些因素。且鍛造中要合理設(shè)計(jì)各個(gè)零件之間的裝配關(guān)系。 上下模的設(shè)計(jì)涉及到產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和生產(chǎn)率等,且固定上下模的導(dǎo)柱導(dǎo)套位置的設(shè)計(jì)也很重要。因此設(shè)計(jì)要嚴(yán)謹(jǐn)。 (1

60、)凹模設(shè)計(jì) 觀察零件知,產(chǎn)品外觀最大圓直徑為Φ84 mm,設(shè)計(jì)凹模外形直徑為Φ116 mm,單邊直徑d=(116-84)/2=16mm;且根據(jù)鍛件圖的尺寸設(shè)計(jì)每個(gè)尺寸。 飛邊槽設(shè)計(jì)關(guān)系到能否成模,因此,設(shè)計(jì)時(shí)飛邊型腔的寬度適當(dāng)即可,厚度留2mm左右,單邊15mm,有利于確定下料。 (2)凸模設(shè)計(jì) 凸模的設(shè)計(jì)與凹模相似,參考鍛件圖尺寸進(jìn)行模具尺寸的計(jì)算,設(shè)計(jì)外圓直徑為116mm,厚度方向100mm,有利于模具使用時(shí)間更長(zhǎng)。 5.3頂料裝置設(shè)計(jì) 頂料裝置是閉式模鍛必有的輔助裝置,是為了將該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的鍛件頂出模具。因?yàn)樵摿慵腻懠虚g為通孔，所以頂料裝置設(shè)計(jì)在距離通孔中心不遠(yuǎn)的兩側(cè)鍛件下

61、方。頂料裝置要有可調(diào)的頂出行程,能夠安全的取出。 在設(shè)計(jì)該鍛件的模架時(shí),要考慮到鍛件的形狀結(jié)構(gòu)及鍛造工藝,選用平穩(wěn)、合理的頂料機(jī)構(gòu)。因外殼鍛件底端為直徑31mm和51mm的圓環(huán)體,形狀簡(jiǎn)單。頂桿應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單為主,保證鍛件易于頂出,其長(zhǎng)度根據(jù)模具設(shè)計(jì)。頂桿與頂桿孔之間間隙選用單邊0.5mm。 根據(jù)上述分析設(shè)計(jì)頂桿直徑為30mm,選擇以3CR2W8V,熱處理硬度為40-45HRC作為本次的鍛造材料,頂桿如圖5-2所示: 圖5-2頂桿裝置 5.4影響鍛模壽命的因素 鍛模使用時(shí)間的長(zhǎng)短是具有不確定性的，我們要做的僅僅是保護(hù)好模具，使用時(shí)做到細(xì)心謹(jǐn)慎，做到無(wú)損傷。其主要有以下幾種情況。

62、(1)材料:材料選擇的好壞,直接導(dǎo)致鍛模使用的長(zhǎng)短,且對(duì)產(chǎn)品壽命也有影響。 (2)墊板:墊板硬度的設(shè)計(jì)是否合理(滿足鍛壓成型時(shí)的力量,沒(méi)有超負(fù)荷現(xiàn)象)會(huì)直接影響模具的壽命。  第6章 鍛前加熱及熱處理 金屬的鍛前加熱是鍛件生產(chǎn)過(guò)程中的重要工序。鍛前加熱的目的：提高金屬的塑性，降低變形抗力，使鍛件易于流動(dòng)成形，并獲得良好的鍛后組織和力學(xué)性能。金屬鍛前加熱的質(zhì)量直接影響鍛件的內(nèi)部質(zhì)量、鍛件的成形、產(chǎn)量、能源消耗以及鍛機(jī)壽命。正確的加熱工藝可以提高金屬的塑形，降低加熱時(shí)的變形抗力，保證鍛機(jī)生產(chǎn)順利進(jìn)行。反之，如加熱工藝不當(dāng)，就會(huì)直接影響生產(chǎn)。 根據(jù)金屬加熱所采用的熱源不同，金屬坯料的加熱

63、方法可分為燃料加熱和電加熱兩大類。 （1）燃料加熱，又稱火焰加熱。優(yōu)點(diǎn)：廉價(jià)，適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：加熱速度慢，質(zhì)量低，勞動(dòng)條件差。 （2）電加熱是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴮?duì)金屬坯料進(jìn)行加熱的方法。優(yōu)點(diǎn)：勞動(dòng)條件好，加熱速度快，爐溫控制準(zhǔn)確，金屬坯料加熱溫度均勻且氧化少，易于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)化控制。缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，加熱成本高。 綜合以上，本設(shè)計(jì)采用電阻爐加熱。本鍛件始鍛溫度為1130～1180℃。終鍛溫度>850℃。 鍛造是機(jī)械零件生產(chǎn)中的頭道工序，為了給后續(xù)的工序做好準(zhǔn)備，應(yīng)消除鍛件內(nèi)的應(yīng)力，并使其具有合適的硬度和穩(wěn)定細(xì)小的組織。因此鍛件要在毛坯狀態(tài)就要進(jìn)行熱處理。由于鍛件所用材料為45鋼，查閱資料確

64、定其熱處理工藝為：在850-870℃進(jìn)行退火處理，然后爐冷到580℃以下空冷，以降低其硬度，減小應(yīng)力，改善組織。 第7章 缺陷分析 因各種因素導(dǎo)致鍛件產(chǎn)生許多缺陷,通常造成鍛造缺陷的因素及缺陷有: 1.原材料和備料的因素及產(chǎn)生的缺陷:裂紋、切斜、層狀斷口、非金屬夾雜、亮線、坯料端部彎曲和結(jié)疤; 2.加熱因素及產(chǎn)生的缺陷:過(guò)熱、碳含量和過(guò)燒; 3.鍛后冷卻、熱處理和清理不當(dāng)?shù)纫蛩丶爱a(chǎn)生的缺陷:硬度不足、冷卻裂紋和腐蝕。 以下是對(duì)常見(jiàn)缺陷的論述: (1)氧化:鍛造過(guò)程中金屬坯料在加熱的條件下發(fā)生氧化,致使鍛件金屬損傷、質(zhì)量降低,甚至可能報(bào)廢。 (2)脫碳

65、:是鍛造過(guò)程中加熱時(shí)金屬坯料里的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而降低碳含量,導(dǎo)致鍛件硬度等性能降低,因此鍛造時(shí)要增大加工余量和快速加熱。 (3)過(guò)熱:是因?yàn)榻饘倥髁显诟邷叵卤３謺r(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起的缺陷,導(dǎo)致鍛件金屬的性能降低。 (4)過(guò)燒:是鍛造過(guò)程中加熱溫度大于金屬坯料所需溫度導(dǎo)致鍛件熔化,使材料塑性硬度等性能降低,甚至報(bào)廢。 (5)裂紋:是鍛造過(guò)程中各種應(yīng)力設(shè)計(jì)過(guò)大產(chǎn)生的,主要由于溫度、沖孔和鍛壓等因素產(chǎn)生,發(fā)生在鍛件最薄的地方,且當(dāng)鍛件坯料有缺陷時(shí)會(huì)導(dǎo)致塑性降低。 (6)局部充填不足:主要因?yàn)樵撳懠腻懺旃に囋谠O(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)備噸位、模膛、模具和金屬的流動(dòng)性設(shè)計(jì)不合理。 (7)錯(cuò)移:鍛造過(guò)程中上下模發(fā)

66、生了移動(dòng)。主要是因?yàn)槟＞叩脑O(shè)計(jì)、安裝不合理。  總結(jié)與展望 經(jīng)過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容的完成，讓我更加深刻的理解了有關(guān)鍛造方面的工藝以及很多的知識(shí)。不僅僅鞏固了之前學(xué)過(guò)的理論方面的知識(shí)，而且，還讓我也了解了很多的實(shí)際應(yīng)用的東西。讓我明白了很多的理論實(shí)踐共同結(jié)合下完成的東西。我也學(xué)到了很多新的東西，讓我對(duì)模具的整個(gè)的工藝的過(guò)程有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，也讓我有了一定的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)自己的動(dòng)手計(jì)算，也讓我初步的了解了一個(gè)設(shè)計(jì)的基本的步驟。 本次的課題是有關(guān)于軸的零件的鍛造以及有關(guān)的模具的設(shè)計(jì)。整個(gè)的流程還有墩粗和終鍛等工藝流程。模鍛工藝的過(guò)程就是先把金屬加熱，然后，在進(jìn)行鍛造成型。讓金屬變形成為模具中的模樣。 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。為達(dá)到這一要求，首先要全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)，其次要發(fā)展高速銑削加工，最后要加強(qiáng)模具加工系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化。我覺(jué)得模具是很有潛力的行業(yè)。這也讓我明確了奮斗目標(biāo)。 這次的課題的過(guò)程讓我有了很多的收獲，也讓我懂得了必須把理論實(shí)踐結(jié)合的過(guò)程。 致謝 超過(guò)三個(gè)月的畢業(yè)項(xiàng)目即將結(jié)束