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 X 18.73 X 5.9 X 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V 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

1.8圆角半径

锻件上的圆角半径可使金属容易充满模膛，脱模方便和延长模具使用寿命•圆角半径太小会使锻

模在热处理或使用中产生裂纹和压塌变形，在锻件上也容易产生折叠，根据《锻压手册》表3-1-6 查得外圆角半径 r 2mm，内圆角半径 R 5mm

1.9技术要求

1.9.1未注模锻斜度7° ;

1.9.2允许错差量 0.5mm;

1.9.3允许飞边公差0.7mm;

1.9.4允许的表面缺陷深度 0.5mm;

1.9.5锻件调质热处理。

2. 锻件的主要参数

根据PROE绘图软件的测量得出锻件的参数为 2.1锻件在水平方向投影面积为7973mm2

2.2锻件周边长度为462mm

2.3锻件体积273413mm3

2.4锻件质量2.1kg

3. 锻锤吨位的确定

按1-2吨锤飞边槽尺寸考虑，假定飞边平均宽度23mm,总变形面积 S= (7665+462X 23)

mm2=18291mm2

按G=63KA

确定锻锤，取钢种系数 K=1，锻件和飞边在水平面上的投影面积A=182.91cm2

G=63KA=63 X 1X 182.91N=11523KN，选用 1t 双作用模锻锤。

4•确定飞边槽的型式和尺寸

飞边槽及其设计

锤上模锻未开式模锻，一般终锻模膛周边必须有飞边槽，其主要作用式增加金属流出模膛的阻力，迫使金属充满模膛。飞边还可以容纳多余金属。锻造时飞边起缓冲作用，减弱上模对下模

的打击，使模具不易压塌和开裂。此外，飞边处厚度较薄，便于切除。选用图8.5中I型飞边槽，其优点时桥口在上模，模锻时受热时间短，温升较低，桥口不易压塌和磨损。其尺寸按表8-1确定，选用飞边槽的尺寸为：h飞=1.6mm , h1=4mm , b=8mm , b仁25mm , r=1.5mm ,

F 飞=126mm2 飞边体积：V 飞=462 X 0.7 X 126=40748mmm 3

5.热锻件设计

终锻模膛使锻件最后成形的模膛，通过它获得飞边的锻件，终锻模膛是按照热锻件图来制造和检验的，热锻件图尺寸一般是在冷锻件图尺寸的基础上考虑 1.5%的冷缩率。

根据生产实践经验，应考虑锻模使用后承击面下陷，模膛深度减小等因素，可适当调整。

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6.绘制计算毛坯图

6.1计算毛坯图的用途

6.1.1长轴类锻件选择制坯工步的依据；

6.1.2确定坯料尺寸的依据；

6.1.3设计制坯模腔的依据

6.2根据拨杆的形状特点，共选取17个截面分别计算：S锻，S计，D计

p. ttutw btfiwHr

截面

号

S IR/mm3a

1. 4S 飞/mm S i+-S 锻+1, 4$ 飞/mm d i-t -1. 13^/^S i-t

/irtrn-

491*252^743*30, sJ 2心E3"812*32.叫

636<-17&--S12.32* 2r 4-' 6S1-17&-837*32. 7-

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7制坯工步的选择

制定模锻工艺过程的主要任务是制定制坯工步

计算毛坯为一头一杆

L 杆=112mm L 头=75mm

根据《中国模具设计大典》第四卷，拐点直径可直接由计算毛坯的直径图或截面图求出近似值

d 拐=38.5mm

a =dmax/d 均=65.9/45.9 =1.44 B =L 计 /d 均=187/45.9 =4.07 k= ( dg-dmin ) /L 杆(38.5-30.8)/112 =0.069 根据《中国模具设计大典》第四卷图 24.2-36 此锻件采用闭式滚压制坯工步；为了在锻造时易于充满模膛，选用圆坯料模锻工艺过程为：闭式滚压—终锻

Els

6.3基本尺寸

V 体=V 锻+V 飞=2.68*105+40748 =308748mm3

平均截面积S均=V体/L计=308748/187=1651mm2

平均直径d均=V（4S均/ n ） =45.9mm