连接节臂锤锻工艺及模具设计

锻造工艺及模具（CAD/CAE ）设计

日期：2011年11月---2011年12月

连接节臂锤锻工艺及模具设计

摘要：本项目主要研究连接节臂的锤锻工艺及模具设计，具体内容包括零件图二维、三维建模，冷热锻件二维、三维 建模，设备吨位选择，飞边槽的形式和尺寸确定，绘制计算毛坯图，制坯工步的选择，制坯型槽设计，预锻型槽设 计，终锻型槽设计，锻模结构设计，模锻工艺流程。

1、零件图二维、三维建模

1.1零件图

1.2三维建模

2、冷热锻件二维、三维建模

2.1

冷锻件图设计

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2.1.1确定分模面

根据锻件形状及相关选取原则，采用上下对称的直线分模。 2.1.2确定公差和加工余量

1、估算锻件质量：按增加 15%约为2.1kg 。

2、 连杆材料为45钢，即材质系数为 M 1。

3、 锻件的形状复杂系数：

2100 S G d / G b

0.30

33.8 7 3.8 7.85

查得为三级复杂程度

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4、 锻件精度等级：普通级。

5、 由相关手册查得

锻件表面加工余量 1.7~2.2mm ，取2.0mm ； 锻件内孔直径单边机械加工余量 2.0mm ； 模锻件的长、宽、高的公差及极限偏差为:

残留飞边公差0.8mm 。

2.1.3确定模锻斜度

查相关手册得：拔模斜度内侧为

2.1.4确定圆角半径

查相关手册得：各部位圆角半径

2.1.5冲孔连皮尺寸

由孔径d=50mm ，故选用平底连皮形式，由公式 ：s 0.45 • d 0.25h 5 0.6】h

得厚度s=5mm 。 内圆角半径 R1=5mm 。

2.1.6技术条件

1.

图上未标注的圆角半径 R=2mm ；

2. 允许的错移量 0.8mm ；

3. 允许的残留毛边量 0.8mm ；

4. 允许的表面缺陷深度 0.5mm ；

5. 锻件的热处理：调质 HRC35~40 ；

6. 锻件的表面清理：为便于检查淬火裂纹，采用酸洗。

2.2复杂系数校核

根据已画出的三维冷锻件图的实测体积： V=305877mm ；

求得锻件质量为2.4kg ； 锻件的形状复杂系数：

S G d /G b -------------

2400

0.34

33.8 7 3.8 7.85

查得为二级复杂程度 S 2。 由相关手册重新查得：

锻件表面加工余量 1.7~2.2mm ，取2.0mm ； 锻件内孔直径单边机械加工余量

2.0mm ；

2.2 0.7

错差公差:

2.2

0.8mm ；

1 .5

0.7

2.0

1.0 1.0

7°外侧为5 R=2mm 。

模锻件的长、宽、高的公差及极限偏差 2.0 0.4 2.0 0.6 1.8 0.9为:

错差公差：0.8mm ; 残留飞边公差0.8mm 。

通过比较发现：校核前后只是锻件各个尺寸的相关公差发生了变化，其它相关参数并未发生改变, 对形状复杂系数等无影响。故不需再进行进一步校正，最后锻件图各尺寸按校正后确定。

2.3冷锻件图二、三维建模

二维图

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78

L=l (1+ S)

45 钢的 3 取 0.8%~1.5% , 8

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三维建模

2.4热锻件图设计

热锻件图以冷锻件图为依据，但又有所区别，考虑到金属冷缩现象，热锻件图上的所有尺寸应计入 收缩率，即按下式计算热锻件图尺寸：

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热锻件图的二维图

三维图

3、设备吨位选择

3.1、锻件的主要技术参数：

锻件在平面上的投影面积：A=17024mm 2锻件的周边长度：S=721mm

锻件的体积：V=305877mm 3

锻件质量：m=2.4kg

3.2、确定锻锤吨位：

按双作用模锻锤吨位经验公式：

G=（3.5~6.3）K X F

取K=1.0，系数为6.0,

G=1107.98kg

选用1.5t锤。

4、飞边槽的形式和尺寸确定

毛边槽是开式模锻终锻型槽必不可少的一部分，它的作用有以下几点：

1. 造成足够大的水平方向阻力，使金属充满型槽，保证锻件尺寸准确。

2. 缓冲锤击。

3. 容纳多余金属。

我们选用图4-63毛边槽形式I，桥部设在上模块上，温升少可以减轻桥部磨损避免压塌。形式及具体尺寸如下：

h/mm h1/mm b/mm b1/mm R1/mm F/mm2V/mm 3 1.64825113036338 5、绘制计算毛坯图

5.1绘出计算毛坯直径图和计算毛坯截面图

如下图所示，在冷锻件图上选取五十多个具有代表性的截面，并计算各截面的面积，绘出计算

毛坯直径图和计算毛坯截面图。由于测出的计算毛坯图有些地方过渡太急，有尖角，所以需要对计算毛坯图进行修正，根据体积不变原理，把过渡处的尖角根据面积相等改成大圆角过渡，有利于金属的流动和锻件的成形。截面图及修正前后的图形如下：