楔横轧技术在连杆模锻生产线上的应用

锻造工艺及模具设计

锻造工艺模具（CAD/CAE）分析与设计姓名：李洋李静涛赵艳峰课程名称：拉杆接头模锻设计指导教师：马瑞班级：07级锻压一班 2010年11月

拉杆接头模锻设计李洋李静涛赵艳峰（燕山大学机械工程学院）摘要：本次项目是通过锤上模锻成形生产制动器杠杆，锤上模锻主要用于锻件的大批量生产，是锻造生产中最基本的锻造方法。主要设计步骤有制定锻件图；计算主要参数；确定设备吨位；作热锻件图，确定终锻模膛；确定飞边槽的形式和尺寸；计算毛坯图；选择制坯工步；确定坯料尺寸；设计滚压模膛；设计终锻模膛；绘制锻模图等。前言：通过这次课程设计，我们掌握了基本的模锻设计理论，积累了一些设计经验，为以后的工作学习奠定了基础。 1.锻件图设计锻件图是根据零件产品图制定的，在锻件图中要规定：锻件的几何形状、尺寸；锻件公差和机械加工余量；锻件的材质及热处理要求以及其他技术条件等内容 1.1 分模位置。为便于锻件脱模，选拨杆锻件的最大投影面为分模面。 1.2 锻件质量锻件质量为2Kg,拨杆材料为45钢，即材质系数为M1 1.3 拔杆体积拔杆体积为2.68*106mm3 密度：7.85*10-6K g/ mm3 1.4 锻件复杂系数 S=Vd/Vb=2000/(7.46×18.73×5.9×7.85)=0.309，为3级复杂系数S3 1.5 公差和余量查《锻压手册》表3-1-3[GB12362-1990]【普通级】长度公差为2.2（+1.5 -0.7），高度公差为1.6（+1.1 -0.5），宽度公差为1.6（+1.1 -0.5）错差公差0.5mm 残留边公差0.7mm 1.6 机械加工余量余量的确定和锻件形状的复杂程度，成品零件的精度要求，锻件的材质，模锻设备，工艺条件等很多因素有关，为了将锻件的脱碳层和表面的细小裂纹去掉，留有一定的加工余量是必要的该零件的表面粗糙度为∨3（25-100um）查《锻压手册》表3-1-1[GB12362-1990]锻件内外表面的加工余量查得厚度方向1.5-2.0mm 水平方向1.5-2.0mm 取2mm 1.7 模锻斜度为了使锻件容易从模膛中取出，一般锻件均有模锻斜度，附加的模锻斜度会增加金属的损耗和机械加工余量，因此在保证锻件出模的前提下，应选用较小的模锻斜度，拔模斜度应按锻件各部分高度和宽度之比值H/B和长度和宽度之比值L/B确定,根据上述原则，该锻件未标注斜率为7°。

锤上模锻说明书新版

目录 1 零件分析及工艺方案确定 (2) 1.1 零件分析 (2) 1.2 工艺方案的确定 (2) 2 锤上模锻件设计 (3) 2.1 选择分模面 (3) 2.2 确定模锻件加工余量及公差 (3) 2.3 确定锻件模锻斜度 (4) 2.4 确定锻件圆角半径 (5) 2.5 确定锻件冲孔连皮 (5) 2.6 确定模锻件的技术要求 (6) 2.7 绘制锻件图及计算锻件基本数据 (6) 3 锤上模锻工艺设计 (7) 3.1 确定模锻锤的吨位 (7) 3.1.1 经验—理论公式 (7) 3.1.2 选择飞边槽 (7) 3.2 确定坯料尺寸 (8) 3.2.1 根据公式镦粗制坯 (8) 3.2.2 确定坯料长度 (8) 4 锻前加热锻后冷却及热处理要求的确定 (9) 4.1 确定加热方式，及锻造温度范围 (9) 4.2 确定加热时间 (9) 4.3 确定冷却方式及规范 (9) 4.4 确定锻后热处理方式及要求 (10) 5 锤用锻模设计 (10) 5.1 终锻形槽设计 (10) 5.1.1 热锻件图的设计 (10) 5.2制坯型槽的设计 (10) 5.3锻模结构尺寸的确定 (11) 5.3.1 锁扣的设计 (12) 6. 确定模具材料及热处理的要求 (13) 1零件分析及工艺方案确定 1.1 零件分析对零件的整体形状尺寸，表面粗糙度进行分析，此零件的材料为45号钢，为优质

碳素钢，始锻温度为1200度，终锻温度为800度，在锻造过程中材料性能稳定。

1.2 工艺方案的确定根据上述分析，结合生产批量要求，生产设备，制模能力等进行全面分析，初步确定出模锻设计步骤：（1）选用设备类型：模锻锤。（2）采用模锻形式：开始模锻。（3）确定变形工步: 镦粗、终锻。 2 锤上模锻件设计 2.1 选择分模面模锻件在可分的型腔中成型，组成各模具型腔的各模块的分合面成为分模面，分模面与锻件表面的交线称为分模线。确定分模面位置最基本的原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同。使锻件容易从锻模型槽中取出，因此锻件的侧表面不得有内凹的形状，并且使模膛的宽度大而深度小。锻件分模位置应选在具有最大水平投影尺寸的位置上。应使飞边能切除干净，不至产生飞刺。对金属流线有要求的锻件，应保证锻件有最好的纤维分布。

楔横轧模具设计的基本原则

楔横轧模具设计的基本原则在设计楔横轧模具时，一般应遵循下述4个原则或者条件，即对称原则、旋转条件、缩颈条件、疏松条件。下面就每一原则加以说明：（1）对称原则。楔横轧模具上的左右两条斜楔，在工艺上希望完全对称。这样，在轧制过程中模具两边作用于轧件两边的x、y、z三个方向力是对称的，因而轧件不会由于轴向力不等而窜动，也不会由于轧件两边转速不一致而扭曲。如果轴类件本身在长度上就是对称的，那么只要在制造上与工艺调整上加以注意，就自然地满足这一对称轧制原则。但是，多数轴类件在长度上是不对称的，为了使作用于轧件两边的力符合对称原则，有4种解决办法：第一种，成对轧制。将不对称的两个轴类件相对在一起轧制。这种办法不仅将非对称轴类件变为完全对称的轧制，并且使轧机的生产率提高一倍，但对某些长轴类件，往往受到模具尺寸的限制而无法采用。第二种，分段对称轧制。将非对称轴分段用对称楔轧制。第三种，长棒料预轧楔轧制。用预轧楔的方法将非对称轴类件变为对称轧制。第四种，对称力轧制。可将左右两条斜楔的工艺参数（成形角α与展宽角β）采取不等数值，使其作用于轧件的力，尤其是轴向力尽可能相等的办法。（2）旋转条件。设计楔横轧模具时，轧件在模具孔型的带动下能正常地旋转，是楔横轧必须的先决条件。楔横轧轧件的整体旋转条件，由于问题比较复杂，还写不出判别式。建议用最不利截面的旋转条件判别式进行判断，其判别式为： tanαtanβ≤d1μ2πdK(1+(d1D1)) 式中：d1——轧件轧后的直径； D1——轧辊上模具的楔顶直径； dK——轧件的滚动直径。从旋转条件判别式中可以看出： 1) 模具与轧件间的摩擦系数μ越大，旋转条件越好，而且是平方关系的影响。所以增加摩擦系数μ是保证旋转条件最重要最有效的因素，为此，在楔横轧模具的入口处和斜楔面上均刻有平行于轴线刻痕,这样做可以把热楔横轧的摩擦系数μ从0.2～0.3提高到0.35～0.6。 2) 模具的成形角α、展宽角β、轧件的轧后直径与模具楔顶直径之比d1/D1越小，旋转条件越好，但这些参数还受其他重要条件的限制，调整余地不很大。 3）缩颈条件。在设计楔横轧模具时，应满足轧件不因轴向力过大将轧件拉细这个条件。轧件不被轴向力PZ拉细的判别条件为： 2PZ＜14πd12σ或P＜πd12σ8sinα 式中：σ——轧件材料的变形阻力。从上式中可以看出：当轧件的材料、轧制温度及轧后直径d1等确定后，轧件是否会拉细，主要决定于成形角α的大小，α角越大越易拉细。当断面收缩率比较大时，容易产生拉细现象，故成形角α应取小的数值。 4）疏松条件。楔横轧的轧件，由于金属纤维沿零件的外形连续分布，晶粒细化等，使轧后零件的质量得到提高。

北京科技大学科技成果——轴类零件轧制(楔横轧与斜轧)技术

北京科技大学科技成果——轴类零件轧制（楔横轧与斜轧）技术成果简介高效零件轧制（楔横轧与斜轧）是一种零件成形新工艺新技术。与传统的锻造切削工艺生产某些轴类零件相比，优点为：生产效率高3-10倍，材料利用率提高20-35%，零件的综合机械性能提高30%以上，模具寿命提高20倍左右，产品成本平均降低30%左右。北京科技大学零件轧制研究中心开展该项研究工作已40多年，获国家科技进步三等奖2项，国家技术发明四等奖1项，省部级科技进步一等奖2项，二等奖5项，1990年列为国家科委首批《国家科技成果重点推广计划》项目。由于推广工作显著，在1995年召开的全国科技工作大会上，被国家科委评为《全国十大典型推广项目》之一。应用范围楔横轧典型零件有：汽车中的变速箱一轴、二轴、中间轴、后桥主动轴、转向球销与拉杆、四联齿轮、吊耳轴、半轴等；拖拉机中的变速箱I、II、III、V轴，半轴等；发动机中的一缸至六缸凸轮轴、启动轴等；油泵的二缸至六缸凸轮轴、齿轮轴；摩托车与自行车中的齿轮轴、传动主轴、花键轴、启动轴、曲柄等；五金工具中的钳子、扳手、凿子、卸扣等；其它零件，如电机轴截齿刀体、纺织锭杆、电机轴、装饰零件等。斜轧典型零件有：?25mm-?50mm轴承钢球，?3mm-?6mm自

行车钢珠，?5mm-?25mm铝球，?20mm-?125mm球磨钢球，?10mm-?40mm圆柱、圆锥与球面滚子、汽车二联与四联齿轮与球销、内燃机摇臂、电力挂环、锚钩等。主要生产设备为：楔横轧机和斜轧机，电加热设备，切料设备等。楔横轧机系列为：H500、H630、H800、H1000、H1200。斜轧机系列为：?20mm、?40mm、?50mm、?60mm、?80mm、?100mm。经济效益及市场分析近十多年来，在全国23个省市建成楔横轧与斜轧生产线80多条，累计生产近200多万吨轴类零件，产值140多亿元。向美国、印尼等国出口轧机、模具、加热等设备与相关技术。中心以技术转让与技术入股等方式，在北京、上海、四川、湖北、山东等省市建成零件轧制专业化厂10多家，向社会提供高质量低价格的毛坯件，收到显著的经济效益与社会效益。以年产5000吨轴类零件工厂计，投资1200万元，电力需1500KVA，年产值4000万元，需生产及管理人员100人。

连杆的模锻工艺及模具设计

连杆的模锻工艺及模具设计任务书 1．课题意义及目标意义:通过本课题的研究,培养学生综合运用所学知识的能力及用基本知识和专业知识解决生产中实际问题的能力,培养学生探索未知开拓创新的科学精神以及从事工程实践的基本能力。目的:根据开式模锻成形理论和连杆零件图的要求,结合连杆锻造的技术和特点，对连杆锻造工艺进行具体分析,确定合理的连杆模锻工艺。以所学专业为基础,以实用为目的,通过对连杆锻造工艺的分析及相关参数计算,进行模具设计。 2．主要任务 1）、完成开题报告 2）、零件图和模具装配图 3）、设计说明书一本 4）、电子资料一份 3．主要参考资料 [1]崔柏伟.发动机连杆模锻工艺及模具[J].机械工程师,2007,12:87-88 . [2]张昌明.铝合金连杆模锻工艺研究[J].机械设计与制造,2008,11:105-106. [3]刘昱虹.大型连杆锻造成形工艺分析[J].锻压机械,2000,35,04:25-26 [4]陈晓华.典型零件模具图册[M].机械工业出版社,2006. 审核人：年月日

连杆的模锻工艺及模具设计摘要：本次毕业设计主要是对给定的连杆进行分析，然后进行锻件图的设计，确定锻锤吨位，然后选择模锻工步，再计算毛坯，确定坯料的尺寸，设计拔长模膛和滚压模膛，设计终锻模膛和预锻模膛，还需要设计锁扣、燕尾、键槽等。本设计还涉及PROE、CAD软件，还有绘制表格，生成曲线图。最后绘制了零件图和模具装配图。通过这次设计，让我巩固了我大学所学的知识，受益良多。关键词：连杆，模膛 Abstract:The graduation project is mainly on a given link is analyzed and then design forging figure, and then select the forging step, and then calculate the blank determine the blank size, design stretching grooves and rolling grooves,determine the tonnage hammer,design the final forging die bore and blockers bore, also I need to design lock, dovetail, keyway and so on. This design also involves PROE, CAD software, and draw tables, generate graphs. Finally, draw spares and mold assembly drawing. Through this design, let me consolidate my knowledge of the university,and I benefited a lot. Keywords: link, bore

锻造连接杆

连杆的现代锻造方法 2011年03月刊浏览次数：10 连杆的现代锻造方法 Charles Crout，吴金北，AJAX CECO 过去五十年，汽车零部件的制造工艺在不断的改进和提高。今天，对低成本，高强度，高性能和紧公差锻件的需求主导着市场和他的供应商。在锻件的生产过程中，这些对锻件的严格要求就如同对成品的要求一样重要。全世界的锻造公司不断地在寻找更好的生产方法和技术，能够达到汽车零部件购买商的目标和要求。锻造连杆被看作内燃机质量的标准来使用了数十年，多年以来，不断的更换生产方法。其中包括锻钢的锻锤锻造，锻钢的压力机锻造，粉末锻造金属零件和铸造零件。在汽车工业发展历史早期的数十年，锻锤锻造被认为是最好的锻造方法。然而，在二十世纪中期，由于对质量和公差的要求越来高，对锻造方法必须进行改变，于是生产商开始使用机械压力机来取代锻锤。减少制造成本最有效的方法就是提高材料利用率。对重量和尺寸公差的越来越严格的要求促使粉末锻造连杆法的使用。除了紧公差之外的一个优势就是能够与连杆一起锻造连杆盖，并且能把连杆盖从连杆上打开，然后还可以与一个很好的配合面重新结合在一起，这样能减少制造成本。在二十世纪后期，锻造方法发展成“分开式”锻钢连杆，这也是粉末锻造金属连杆的一个优势。锻钢杆比粉末冶金杆强度高。随着发动机压缩比继续增加，具有较高强度的锻钢连杆就变得比较令人满意，

与粉末锻造连杆相比，这种锻造方法能够达到重量和尺寸公差的严格要求。这篇论文将描述一种锻造方法，使用一个现代的，程序控制的感应加热系统，一个可编程的程控锻锤，一个辊楔横轧机和一个高效的模具设计方法来满足现代生产的要求。应用这种方法的厂家获得的收益是非常有竞争力。为了保护这些美国公司业主的权益，我们只选择了一个普通的例子来介绍，不能过多地公开他们的身份和他们特有的专利工艺，但能够演示现代锻锤锻造工艺生产高质量锻造连杆的能力。这篇论文主要描述这种现代的生产工艺和模具设计方法，这种方法是一种非常成功的锻造工艺。按照这种工艺锻造出的连杆锻件。统计结果显示重量公差少于4克，厚度公差小于+/-.05 mm 背景此锻造零件是一个单重540克，连杆中心线到中心线的距离为129.6mm（如下图所示）。图纸上零件重量名义公差要求为+/- 10 g。总厚度差异允许为+.4/-.2 mm。材料为40Cr. 此工艺包括一个控制比较好的感应加热炉，并在加料端配有红外线温度传感器，一个辊楔横轧机为圆形棒料准备，一个14#模锻锤，一个现代的，可编程的PLC控制的空气驱动锻锤，一套可以一次锻造两个零件的模具，首尾相连，一台切边压力机用于去除多余的飞边和剪曲柄销孔内边。辊楔横轧机和切边压力机是锻造车间普通的技术和传

锤上模锻说明书

目录任务书 (1) 1 零件分析及工艺方案确定 (2) 1.1 零件分析 (2) 1.2 工艺方案的确定 (2) 2 锤上模锻件设计 (3) 2.1 选择分模面 (3) 2.2 确定模锻件加工余量及公差 (3) 2.3 确定锻件模锻斜度 (4) 2.4 确定锻件圆角半径 (4) 2.5 确定锻件冲孔连皮 (5) 2.6 确定模锻件的技术要求 (5) 2.7 绘制锻件图及计算锻件基本数据 (5) 3 锤上模锻工艺设计 (5) 3.1 确定模锻锤的吨位 (5) 3.1.1 经验—理论公式 (5) 3.1.2 经验公式 (6) 3.2 选择飞边槽 (6) 3.3 绘制计算毛坯图 (7) 3.4 计算繁重系数，选择制坯工步 (8) 3.5 确定坯料尺寸 (9) 3.5.1 根据公式拔长加滚挤联合制坯 (9) 3.5.2 坯料长度 (9) 4 锻前加热锻后冷却及热处理要求的确定 (9) 4.1 确定加热方式，及锻造温度范围 (9) 4.2 确定加热时间 (9) 4.3 确定冷却方式及规范 (10) 4.4 确定锻后热处理方式及要求 (10) 5 锤用锻模设计 (10) 5.1 终锻形槽设计 (10) 5.1.1 热锻件图的设计 (10) 5.1.2 钳口 (10) 5.2.2 坎长c值得的确定 (12) 5.2.3 型槽宽度B值的确定 (12) 5.3 滚挤型槽尺寸的确定 (13) 5.4 锻模结构设计 (13) 6 确定模具材料及热处理的要求 (14) 7 模锻工艺流程确定 (14) 8 参考文献 (15)

锻模课程设计任务书学院材料科学与工程学院专业材料成型及控制工程学生姓名学号设计题目摇臂任务要求：设计批量：大批量。设计精度：普通级。供选设备：模锻锤。设计原图：摇臂进度安排：天数设计内容 1零件分析 1模锻件设计 1锻件图绘制 1模锻工艺设计 1锻模设计 2绘制锻模装配图 1整理说明书、绘制工艺卡 2答辩指导老师（签字）：年月日学院院长（签字）：年月日设计要求：锤锻模装配图一张。冷锻件图一张。模锻工艺卡片一张。设计说明书一份。所有图形用AutoCAD软件输出、任务书用 Word输出。

轴类零件楔横轧三维数值模拟

第37卷第3期 2011年3月北京工业大学学报JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol．37No．3Mar．2011轴类零件楔横轧三维数值模拟王南，张庆恒，张乃伟，岳龙山 (河北工程大学机电学院，河北邯郸056038) 摘要:利用Pro /E 建立楔横轧模具和轧件的三维参数化模型，将其导入ANSYS /LS-DYNA 有限元软件中，建立楔横轧轧制阶梯轴的有限元模型，对轴类零件楔横轧成形过程进行了三维数值模拟，得到轴类零件轧制过程中轧件内部的应变场、轧件表面变形形状等信息，为研究其他零件的轧制成形机理及变形规律提供了参考和理论依据．关键词:楔横轧;轴类零件;有限元;ANSYS /LS- DYNA 中图分类号:TG 355.19文献标志码:A 文章编号:0254－0037(2011)03－0330－05 收稿日期:2009- 05-26．作者简介:王南(1957—)，男，河北昌黎人，教授．随着我国汽车工业的快速发展，轴类零件的需求与日俱增，传统的机加工、铸造、锻造等轴类零件生产方法已不能适应当前汽车对轴类零件发展的要求［1］．楔横轧作为一种先进的轴类零件成形方法，被广泛地应用于轴类零件的生产过程中．零件轧制属于复杂的三维非线性塑性成形过程，准确获得轧件上每一点的应力、应变与金属流动规律，对认识零件成形规律、了解缺陷产生的原因具有重要的意义［2-4］．本文采用三维参数化软件Pro /E 建立零件轧坯与轧辊的三维实体模型，通过Pro /E 和ANSYS /LS-DYNA 的接口将三维实体模型导入三维非线性有限元分析软件ANSYS /LS-DYNA 中，合理确定材料特性参数、接触条件、各种约束条件及载荷，建立零件轧坯与楔形轧辊的三维有限元模型，进行动态数字仿真，通过ANSYS /LS-DYNA 软件的后处理功能得到轧件内部的应力、应变云图，分析金属的流动规律． 1有限元模型的建立图1模具和轧件的有限元模型Fig．1The finite element model of mold and workpiece 首先根据轧件特征参数设计模具，选择合理的成形角、展宽角等工艺参数，完成模具设计，然后利用 Pro /E 建立楔横轧模具和轧件的三维参数化模型，将其导入ANSYS /LS-DYNA 中，建立楔横轧三维非线性有限元模型．建立的模具和轧件的有限元模型如图1 所示．为了得到变形过程比较真实的描述，建立有限元模型过程时做如下假设［5-9］:1)轧辊与模具为刚体，采用刚性壳单元(shell 163)对模具进行网格划分，轧辊的弹性模量E =210 GPa ，密度ρ=7.82t /m 3，泊松比μ=0.3，轧辊轴线完全约束，两轧辊施以相同方向的旋转载荷．2)轧件为多段线性弹塑性材料模型，输入与应变率相关的应力－应变曲线，采用8节点实体单元 (solid 164)进行网格划分，轧件弹性模量E =90GPa ，密度ρ=7.82t /m 3，泊松比μ=0.3，在轧件对称面上给予轴向几何约束．

1000楔横轧机说明书

D46D46--100100××800高精度楔横轧机高精度楔横轧机使用说明书北京机电研究所

目录一．主要技术参数 (2) 二．工作原理及用途 (3) 三．机构与运动传动 (4) 1．楔横轧主机构成 (4) 2．传动系统 (5) 3．摩擦离合器 (6) 4．制动器 (15) 5．轧辊（模具）相位调节机构 (21) 6．导板架机构 (25) 7．齿隙补偿机构 (29) 8．中心距调节机构 (29) 9．压缩空气系统 (30) 10．润滑系统 (30) 11．水冷却系统 (31) 12．接近开关及调整 (31) 四．起动与操作 (32) 五．楔横轧模具的安装与更换 (32) 六．机器的安装 (32) 七．维护与保养 (33)

一. 设备的主要技术参数 1. 轧辊中心距： 1000mm 2. 中心距调节量： ±30mm 3. 轧辊尺寸（直径×长度）： 800×900mm 4. 模具尺寸模具内径： 800mm 最大宽度： 900mm 5. 轧件轧件最大尺寸（直径×长度）： 100×800mm 坯料最大断面收缩率： 75% 轧制温度范围： 1000～1150℃ 6. 力能参数正常轧制力： 60T 允许最大轧制力： 80T 正常轧制力矩： 16T·m 允许最大轧制力矩： 18T·m 7. 相位调节量： ±3° 8. 轧辊转速： 7r/min 9. 主电机功率： 132KW 10. 主电机转速： 990r/min 11. 中心距调节电机功率： 1.1KW 12. 中心距调节电机转速： 17.5r/min 13. 主机尺寸（长×宽×高）： ---3900mm×2681mm×3235mm 14. 设备总重： 35T 15. 系统空气压力： 5-5.5bar

转向摇臂轴的锻造工艺及模具设计

河北工程大学毕业设计说明书转向摇臂轴的锻造工艺及模具设计目录 1. 锻件图的设计 2. 确定锻锤吨位 3. 确定毛边槽形式和尺寸 4. 绘制计算毛坯图 5. 制坯工步选择 6. 确定坯料尺寸 7. 制坯型槽尺寸 8. 锻模型槽设计 9、锻前加热、锻后冷却及热处理要求 10、参考文献

第一章综述锻造的根本目的是活的所欲形状和尺寸的锻件，同时其性能和组织要符合一定的技术要求。它是在一定的温度条件下，用工具或模具对坯料施加外力，是金属发生塑性流动，从而使坯料发生提及的转移和形状的变化，获得所需要的锻件。锻件可分为自由锻，模锻和特殊成型方法三大类：自由锻是在锻锤或压力机上使用简单或通用的模具是坯料变形获得所需形状和性能的锻件。它适用于单件或小批量生产。模锻事在锻锤压力机上使用专门的模具是坯料在模膛中成型获得所需形状和尺寸的锻件。它适用于成批或大批量生产，按照变形情况的不同，有区分为开式模锻，闭式模锻，挤压和体积精压等，特殊成形的方法通常用专用设备，使用专门的工具或模具使坯料成形，获得所需的形状和尺寸的锻件，它适用于产品的专业化生产。目前，生产中采用的特殊成型方法有电墩，辊轧，旋转锻造，摆动碾压，多向模锻和超塑性锻造等。平锻机属于曲柄压力机类设备，所以它具有热模锻压力机模锻的一切特点，如

行程固定，滑块工作速度与位移保持严格的运动学关系，锻件高度方向尺寸稳定性好；震动小，不需要庞大的设备基础；可用组合式、镶块式锻模。平锻机上模锻的工艺特点 1、平锻机上模锻的优缺点模锻锤的锤头、热模锻压力机的滑块都是上、下往复运动的，但它们的装模空间高度有限，因此，不能锻造很长的锻件。如果长锻件仅局部镦粗，而其较长的杆部不须变形，则可将棒料水平放置在平锻机上，以局部变形的方式锻出粗大部分。平锻机有两个工作部分，即主滑块和夹紧滑块。其中，主滑块作水平运动，而夹紧滑块的运动方向随平锻机种类而变。垂直分模平锻机的夹紧滑块作水平运动，水平分模平锻机的夹紧滑块作上、下运动。装于平锻机主滑块上的模具称为凸模（或冲头），装于夹紧滑块上的模具称为活动凹模，另一半凹模固定在机身上，因此称为固定凹模。所以，平锻模有两个分模面，一个在冲头和凹模之间，另一个在两块凹模之间。平锻工艺的实质就是用可分的凹模将坯料的一部分夹紧，而用冲头将坯料的另一部分镦粗、成形和冲孔，最后锻出锻件。在平锻机上不仅能锻出局部粗大的长杆件，而且可以锻出带盲孔的短轴类锻件，还可以对坯料进行卡细、切断、弯曲与压扁等工序，同时还能用管坯模锻。因此，在平锻机上可以模锻形状复杂的锻件。（1）平锻机上模锻的优点在平锻机上模锻与其它设备上模锻相比具有以下优点： 1）能锻造热模锻压力机和模锻锤所不能锻造的具有通孔或长杆类锻件。 2）因为大部分采用闭式模锻没有飞边，在凹模中成形的锻件外壁不需要模锻斜度，并能直接锻出通孔，因此能节约大量金属，如图11.1所示。（a）锤模锻件（b）平锻件平锻机模锻时节约金属的实例 3）对于形状简单、重量不大的锻件，可用长棒料进行多件模锻，可以节省下料工时和减轻劳动量。 4）平锻机结构刚性好，工作时振动小，滑块行程准确，行程不变，锻件精度高。

【精品】锤上模锻说明书

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1 零件分析及工艺方案确定 1.1 零件分析对零件的整体形状尺寸，表面粗糙度进行分析，此零件的材料为45号钢，材料性能稳定。 1.2 工艺方案的确定根据上述分析，结合生产批量要求，生产设备，制模能力等进行全面分析，初步确定出模锻设计步骤： 1.选用设备类型：模锻锤； 2.采用模锻形式：开始模锻： 3.确定变形工步。 2 锤上模锻件设计 2.1 选择分模面确定分模面位置最基本的原则是保证锻件形状尽可能与零件形状相同。使锻件容易从锻模型槽中取出，因此锻件的侧表面不得有内凹的形状，并且使模膛的宽度大而深度小。锻件分模位置应选在具有最大水平投影尺寸的位置上。应使飞边能切除干净，不至产生飞刺。对金属流线有要求的锻件，应保证锻件有最好的纤维分布。因为此制件是头部较大的长轴类锻件，不宜直线分模，为保证尖角处能充满，应以折线分模，其具体分模位置见下图[2]。 2.2 确定模锻件加工余量及公差 1．初步确定锻件重量及尺寸：估算锻件质量为3.82KG 。锻件为45号钢。材质系数为M1。计算锻件外包容体质量b G =[64×60×（260+57.5+30）]×7.85≈10.48㎏；所以根据公式b d G G S / =3.82/10.48≈0.364。查资料[1]得锻件形状复杂在0.32～0.63之间，形

状复杂程度为一般，级别为Ⅱ级. 初查表GB12362-2003 锻件水平方向余量：2～2.5mm 高度方向余量2～2.5mm 内孔余量：2.5mm 。全部取2.5mm 。根据锻件形状计算锻件体积： V=3318.3072×34-1134.11×34＋10386.89×36-4596.35×36+52.5×（260-57.5-30）×25=457153.39mm 3 锻件质量: v G d ρ==7.9×103×457153.39=3.61kg. 2.计算锻件的形状复杂系数:b d G G S /=[1] (2.1) b G ─ 锻件外包容体质量；d G ─ 锻件质量；计算锻件外包容体质量b G =[64×60×（260+57.5+30）]×7.9≈10.48㎏；所以根据公式b d G G S /==3.6/10.48≈0.343。查资料[1]得锻件形状复杂在0.32～0.63之间，形状复杂程度为一般，级别为Ⅱ级。 3.选择锻件材质系数M ：查资料[2]材质系数分为2级，M1为最高含碳量小于0.65％的碳钢或合金元素总含量小于30％的合金纲，此锻件的材料为45号钢，所以材质系数为M1级。锻件的机械加工余量的确定与锻件形状的复杂程度、成品零件的精度要求、锻件的材质、模锻的设备、工艺条件、热处理的变形量、校正的难易程度、机械加工的工序设计等许多因素有关，不能笼统的说多大的余量最适合。机械加工余量也并不是越小越好，为了将锻件的脱碳层和表面的细小裂纹去掉，留有一定的加工余量是有必要的。模锻件公差代表模锻件要求达到的精度。就尺寸而言，是锻件工程尺寸允许的偏差值。对公称尺寸所允许的增大值叫做正公差，对公称尺寸允许的减小值叫做负偏差。钢质模锻件公差在GB/T12362—1990中已有规定。主要的公差项目有：长度、宽度、高度公差；错差；残留飞边公差；厚度公差；表面缺陷；直线度；平面度公差；中心距公差等。由上考虑锻件精度等要求查表GB12362-2003确定锻件锻件机械加工余量与公差，在在水平方向单边余量为2.5mm ，高度方向锻件的单边余量为2.5mm ，锻件的内径单边余量为2.5mm. 水平方向锻件公差为-3.2+2.1 -1.1在高度方向锻件的公差为-2.2+1.5 -0.7；锻件的内径公差为-2.2+1.5 -0.7。[1] 2.3 确定锻件模锻斜度为便于模锻件从型槽中取出，必须将型槽壁做成一定的斜度，称为模锻斜度或出模角。为了使锻件容易从模膛中取出，一般锻件均有脱模斜度或脱模角,它分为外斜度和内斜度，常常内斜度比外斜度大2~3 度。查有关手册确定型槽的外斜度为7°，内斜度为10°。

连杆零件的工艺规程设计说明书

目录第一章：工艺过程设计说明书 1.1零件图工艺分析-------------------------------------1 1.1.1零件的工作状态及工作条件----------------------------------1 1.1.2零件结构分析----------------------------------------------1 1.1.3零件技术条件分析------------------------------------------1 1.1.4零件材料及切削加工性--------------------------------------2 1.1.5零件尺寸、标注分析----------------------------------------2 1.1.6为保证热处理及检验说明------------------------------------3 1.1.7理念工艺分析----------------------------------------------3 1.2毛坯的设计-----------------------------------------3 1.2.1毛坯的种类确定--------------------------------------------3 1.2.2毛坯工艺确定----------------------------------------------4 1.2.3毛坯余量及公差--------------------------------------------6 1.3工艺规程设计---------------------------------------6 1.3.1工艺路线制定----------------------------------------------6 1.3.2工序尺寸确定----------------------------------------------7 1.3.3机械夹具、刀量、量具的选择--------------------------------8 第二章：夹具设计 2.1设计方案-------------------------------------------10 2.2总体说明-------------------------------------------10 2.3夹具构造特点及工作原理-----------------------------10 2.3.1定位零件--------------------------------------------------11 2.3.2夹紧结构--------------------------------------------------12 2.3.3对刀装置--------------------------------------------------14 2.4夹具误差分析---------------------------------------15 总结-------------------------------------------------17 参考文献---------------------------------------------18

锻造模具课程设计

1、原始数据如图1，是锻件的零件图生产条件：在1吨模锻锤上模锻。材料:45钢。图1 零件图 2、锻件图的设计计算（1）确定分模位置为了便于脱模，如图1选锻件的最大投影面A-A为分模面。（2）确定机械加工余量和公差 1）计算锻件质量m m==836908.125*7.85*0.000001=6.57kg 其中：----材料密度；-----锻件各部分几何形状的体积之和。 2）计算锻件复杂系数C C =V锻/V外=0.31

C在0.16~0.32范围内，所以复杂系数为S3级。3）分模线形状采用平直分模线。 4）材质系数M 45钢含碳量c%=0.42~0.50%<0.65% M级。所以材质系数为 1 5）由表2-2、表2-3查得零件加工余量锻件厚度余量2.0~2.5mm，取2.5mm。锻件水平方向余量2.0~2.5mm，取2.5mm。 6）根据m、C、M，由表2-4、2-6查公差锻件尺寸223mm，公差4.0(+2.7 -1.3)；锻件尺寸53mm，公差2.8(+1.9 -0.9)；锻件尺寸40mm，公差2.8(+1.9 -0.9)；厚度尺寸125mm，公差3.6(+2.7 -0.9)；厚度尺寸55mm，公差3.2（+2.4 -0.8）；厚度尺寸30mm，公差2.5（+2.0 -0.5）；错差1.2mm；残留飞边公差1.2mm；表面缺陷，不允许超过1.2mm。（3）确定模锻斜度取外表面拔模斜度7o。（4）圆角半径外圆角半径r=余量+a=2.5+0=2.5mm，取r=3mm。内圆角半径R=（2~3）r，根据需要，取R=8mm。综上得，锻件图如下：

楔横轧轧制有限元分析及无料头技术研究

楔横轧轧制有限元分析及无料头技术研究楔横轧轧制技术以其高效、节能的特点受到越来越多的关注。结合有限元数值模拟技术，楔横轧工艺的基础理论得以深入研究，为消除轧件端部凹心指明了研究方向。依据凹心产生机理，通过多种途径实现了小料头、无料头轧制，促进了楔横轧技术的应用与推广。标签：楔横轧；有限元；数值模拟；无料头引言楔横轧作为一种非常适合阶梯轴和回转类零件生产的新工艺，是锻造与轧制两种变形方式的交叉融合，与传统切削、锻造成形相比具有高效、节材、低成本等优点，广泛应用于汽车、拖拉机、摩托车等轴类零件的生产。但由于楔横轧属于复杂的三维非线性（几何非线性、材料非线性、边界条件非线性）塑性成形，成形机理复杂、影响因素较多，传统的试轧、物理实验、试验试错法无法得到变形过程中轧件的金属流动规律和应力应变分布情况，不能精确地对其进行设计，导致新产品开发周期长、成本高。随着楔横轧技术的发展及应用，迫切需要了解变形过程中金属的流变规律、应力应变的分布规律、轧件表面质量强度及空心缺陷成因等，因此应用数值模拟对变形过程进行定量分析显得尤为重要。近年来，随着有限元技术的不断发展，数值模拟在楔横轧成形过程中得到了越来越多的应用，通过有限元计算结果对轧制过程中金属流动、温度场、应力、应变等进行了详细分析，为轧件工艺制定及模具设计、制造提供了依据。数值模拟的结果为楔横轧无料头技术的研究指明了方向。料头是制约楔横轧技术进一步发展的关键因素，国内外的有关学者运用有限元数值模拟与轧制实验相结合的手段对无料头技术开展了一系列的研究，取得了一定的研究成果。无料头轧制技术的发展对于创新楔横轧轧制工艺、完善轧制理论及降低生产成本具有重要的科学意义和工程应用价值。 1 楔横轧轧制成形过程分析楔横轧成型技术经过近几十年的发展，出现了辊式、弧形式及板式三种不同形式的楔横轧机，辊式楔横轧是生产中较为普遍采用的轧机形式。楔横轧的主要特征是轧件在旋轉过程中局部、连续成形，辊式楔横轧的成形原理为：两个或三个带楔形模的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，坯料在楔形的作用下发生径向压缩和轴向延伸，被轧制成与模具底部型槽形状完全一致的轴类零件。轧件成形过程分为四个阶段：楔入段、楔入平整段、展宽段及精整段，与之对应的楔形模具也由这四部分组成。楔入段中，楔形模具的起楔部分使坯料旋转起来并在坯料上轧出一条较浅的V形槽；随后V形槽逐渐变深，直至与模具V 形一致，即为楔入平整段；V形槽向两端逐步扩展，此为展宽过程，是轧件的主

连杆课程设计说明书

1．零件分析及工艺方案确定 1.1零件分析对零件的整体形状尺寸，表面粗糙度进行分析，此零件的材料为45号钢，材料性能稳定。零件图如下：图1.1

图1.1零件图

1.2 工艺方案的确定根据零件分析，结合生产批量大批量要求，生产设备，确定方案为： 1.选用设备类型：模锻锤 2.模锻形式：开式模锻 3.确定变形工步：下料→开式拔长→滚挤→成型→预锻→终锻

2.锤上模锻件设计 2.1 选择分模面根据连杆的形状，采用上下对称的直线分模。 2.2 确定模锻件加工余量和公差（1）初步确定锻件的质量：估算锻件质量约为1.378kg 。（2）外包容体质量：W b =1188269×7.85×10-3 =6.99kg （3）计算锻件的形状复杂系数： b d M M S /= 其中 d M ——锻件质量 b M ——锻件外包容体质量则根据公式 S=1.378/6.99=0.197，查资料得S 位于0.16~~0.32之间，所以锻件的复杂程度等级是3级。（4）确定锻件的材质系数连杆的材料为45钢，所以其材料系数是M1。（5）确定加工余量根据钢质模锻件公差及加工余量（GB/T 12362-2003）确定的尺寸公差为：高度公差： 1.5 0.72.2+-mm ，长度公差： 2.1 1.13.2+-mm ，宽度公差： 1.9 0.92.8+-mm 。零件需磨削加工，加工精度为F2，由国家标准查得厚度方向和水平方向单边余量为1.7mm~2.2mm ,取2mm 。确定孔径的半边余量：大孔为2.5mm 。在大量生产的条件下，连杆锻件机械加工时用大小头端面定位，要求大小头端面在同一平面的精度较高，100mm 内为0.6mm ；而模锻后的高度公差较大，达不到上述要求，故锻件在热处理，清理后加一道平面冷精压工序。锻件经精压后，机械加工余量可大大的减小，取0.75mm ，精压后锻件的高度公差取0.2mm 。连杆精压后，大头的高度尺寸为：40+2×0.75=41.5mm ，单边冷精压余量取0.4mm ，所以模锻后大头部高度尺寸为：41.5+2×0.4=42.3mm 。小头的高度尺寸为：36+2×0.75=37.5mm ，单边冷精压余量取0.4mm ，所以模锻后小头部高度尺寸为：37.5+2×0.4=38.3mm 。 2.3确定模锻斜度上以表明杆部脱模斜度为11°其他地方脱模斜度采用7°，型槽

楔横轧技术发展展望

楔横轧技术的发展与展望 1.楔横轧技术的发展历史 1.1楔横轧的工作原理及特点用两个装在同向旋转的轧辊上的楔形模具，在楔形模具的楔形凸起的作用下带动轧件旋转，并使毛坯产生连续局部小变形，最终轧制成楔形孔型的各种台阶轴。楔横轧的变形主要是径向压缩，轴向延伸。图1 楔横轧原理图2 楔横轧方式楔横轧工艺特点:1)具有高的生产效率:生产效率可达10件/分钟；2)材料利用率高:材料利用率可达90%以上； 3）模具寿命高:模具寿命是模锻工艺模具寿命的10倍以上；4）产品质量好:产品精度可达钢质模锻件国家标准中的精密级，直径方向可达±0.3mm长度方向±0.5mm。 1.2楔横轧零件的应用楔横轧工艺主要适用于带旋转体的轴类零件的生产，如汽车、拖拉机、摩托车、内烧机等变速箱中的各种齿轮轴、发动机中的凸轮轴、球头销等。它不仅可以代替粗车工艺来生产各种轴类另件、而且亦可以为各种模锻零件提供精密的模锻毛坯。一般一种产品的经济规模批量应达到年产7万件以上.。图3.楔横轧轧件 1.3发展历程早在十九世纪，人们就开始探讨用楔横轧的方法生产轴类零件，但是由于当时技术的限制一直使此项工艺未能用于生产。直到上世纪六十年代，随着捷克斯洛伐克在莱比锡国际博览会上的展出，才引起了世界各国科学工作者的广泛重视，从而使楔横轧技术成为世界上众所周知的轴类零件加工新工艺。之后，英德日本以及前苏联等国相继对此技术进行开发研究，不仅从其变形机理，而且在工艺参数、装备上也进行了广泛的实验研究，取得了一定的成果，

并不断运用于工业生产之中。目前，国外用楔横轧工艺生产的轴类另件己达百种，其工艺装备也得到了长足发展我国从1963年起，国内几所大学及科研院所就开始进行了这方面的探讨与试验工作，直到上世纪七十年代初才获得了汽车球头销的楔横轧工艺的初步成功。到八十年代未九十年代初，象木凿、五金扳手毛坯等较简单零件才逐步用于工业生产。随着对楔横轧技术的不断深入研究、使此项技术得到了不断发展，从而也使其越来越得到了工业企业的广泛重视。目前，国内至少建立了几十条楔横轧生产线，用此工艺生产的零件也有近百种，如汽车齿轮箱中的一轴、二轴、中间轴，发动机中的凸轮轴等零件以及为连杆、汽车半轴提供精密锻坯等。 2.楔横轧设备的种类及结构特点 2.1楔横轧设备的种类目前，国内外有近十几种规格型号的楔横轧设备，但其基本类型如图所示.。弧形式楔横轧机部件双辊式楔横轧机板式楔横轧机图4 楔横轧机基本类型 2.1.1弧形式楔横轧机弧形式楔横轧机主要特点是结构简单、重量轻、造价低，只需驱动一个轧辊，而不需分速机构以及万向联轴器、相位调整机构等。但是由于该机构具有无法加导向板、工艺调整困难、不易稳定致使产品精度难以控制以及一支内弧形的楔形模具不易加工制造等严重缺点，因此此种类型轧机应用较少。 2.1.2双辊式楔横轧机双辊式楔横轧机由于具有生产效率高、调整方便、工艺稳定以及模具加工制造相对容易等特点，是应用最为广泛的楔横轧机。此种轧机国外以捷克ＵＬ型和前苏联ＪＩ型为典型代表。 2.1.3板式楔横轧机板式楔横轧机是依靠两个装有楔形模具的轧板做往复相向运动从而使轧件轧制成形的一种轧机，这种轧机其突出特点是模具制造容易。其驱动方式多为液压传动，因此具有结构简单、造价低。 2.2双辊式楔横轧设备 2.2.1前苏联ＪＩ型ＪＩ型为分体式楔横轧机，机架为开式，机架盖靠拉杆及斜楔与机架连接，减速机靠万向联轴器与主机连在一起，因此占地面积大，无制动器离合器。它主要用于轧制大中型轴类另件。图5 ＪＩ型楔横轧机 [1]