連桿錘上模鍛工藝設(shè)計(jì),連桿,錘上模,鍛工,設(shè)計(jì) 詹烽 第 33 頁 共 34 頁 連桿錘上模鍛工藝設(shè)計(jì) 摘要 鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。鍛造生產(chǎn)是機(jī)械制造工業(yè)中提供機(jī)械零件毛坯的主要加工方法之一。通過鍛造，不僅可以得到機(jī)械零件的形狀，而且能改善金屬內(nèi)部組織，提高金屬的機(jī)械性能和物理性能。一般對受力大、要求高的重要機(jī)械零件，大多采用鍛造生產(chǎn)方法制造。如汽輪發(fā)電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子、葉輪、葉片、護(hù)環(huán)、大型水壓機(jī)立柱、高壓缸、軋鋼機(jī)軋輥、內(nèi)燃機(jī)曲軸、連桿、齒輪、軸承、以及國防工業(yè)方面的火炮等重要零件，均采用鍛造生產(chǎn)。 國內(nèi)部分企業(yè)已配備檢測儀表和測試技術(shù)，采用計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)處理的現(xiàn)代自動(dòng)化超聲波探傷檢測系統(tǒng)，采用各種專用的自動(dòng)超聲波探傷系統(tǒng)，完成各種質(zhì)量體系的認(rèn)證等。高速重載齒輪鍛件產(chǎn)品的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)不斷被攻克，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。在引進(jìn)國外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備的基礎(chǔ)上，中國已能自己設(shè)計(jì)和制造高速重載齒輪鍛件的生產(chǎn)裝備，這些裝備已接近國際先進(jìn)水平，技術(shù)和裝備水平的提升有力的促進(jìn)了國內(nèi)鍛造行業(yè)的發(fā)展。 關(guān)鍵詞：鍛造；制造；生產(chǎn)裝備；行業(yè) ABSTRACT This paper is based on the machinery design and machinersoftware to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corresponding assembly model, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the drawing software to conduct the part modeling which was designed well, and then conduct assembly design which the parts was builty principle and the 3d drawing software and related knowledge and theory, by collecting relevant data of sewing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, design the main parts institutional model of the sewing machine, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model. ing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop. At present, part of the processing of domestic have begun to close to the machine tool, but also need to clamp the workpiece, that is to say, although the technology has been greatly improved but his nature has not changed much, on the flip side, because of his skill therefore, tool holder part can clamp the tool also needs our staff to develop.first of all, and then conduct assembly design which the parts was built, get the corr. Key Words: sewing machine, part modeling,assembly design, movement simulation 目錄 摘要 1 目錄 2 1 緒論 4 1.1 模具的意義 4 1.2 各種模具的分類和占有量 5 2 零件結(jié)構(gòu)及工藝性分析 5 2.1 材料分析 5 2.2 結(jié)構(gòu)工藝分析 6 3 鍛件圖的設(shè)計(jì) 7 3.1 分模面在選擇 7 3.2 鍛件公差及余量的確定 8 3.2.1鍛件公差及余量的分析 8 3.2.2模鍛件的公差的確定 10 3.3 圓角半徑及模鍛斜度的選擇 12 3.3.1圓角半徑的確定 12 3.3.2模鍛斜度的選擇 13 3.4 沖孔連皮的設(shè)計(jì) 14 3.5 技術(shù)要求 15 3.6 鍛件圖 15 4模鍛模鏜的設(shè)計(jì) 15 4.1 終鍛模膛設(shè)計(jì) 16 4.1.1熱鍛件圖 16 4.1.2飛邊槽的選擇 17 4.1.3鉗口的設(shè)計(jì) 19 5模鍛變形工步選擇 19 6坯料尺寸的計(jì)算 20 6.1 長軸類鍛件坯料尺寸的計(jì)算 20 7 制坯模鏜的設(shè)計(jì) 22 7.1 制坯工步的選擇拔長加開式滾壓 22 7.1.1 拔長模膛設(shè)計(jì) 22 7.1.2滾壓模鏜設(shè)計(jì) 24 8 設(shè)備噸位的選擇 25 9 鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 9.1模膛的布排 26 9.2 錯(cuò)移力的平衡與鎖扣 27 9.2.1 模塊的設(shè)計(jì) 27 9.2.2 鎖扣的設(shè)計(jì) 27 9.3 鍛模材料 28 10 模鍛后續(xù)工序 28 10.1加熱方式及鍛造溫度的選擇 28 10.2 鍛件的切邊與校正 28 10.3 鍛模的冷卻與熱處理 28 10.3.1 鍛模的冷卻 28 10.3.2 鍛模的熱處理 29 10.4 鍛件的表面清理 29 10.5 鍛件的質(zhì)量檢驗(yàn) 30 結(jié) 論 30 參考文獻(xiàn) 31 致 謝 32 1 緒論 利用模具使坯料變形后獲得鍛件的鍛造方法為模鍛。本課題主要是針對鍛模中切邊模、校正模的設(shè)計(jì)首先根據(jù)對后橋傳動(dòng)錐齒輪的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸的分析確定工藝過程然后進(jìn)行工藝分析通過計(jì)算，合理選擇，確定合理方案，根據(jù)熱鍛件圖繪制鍛件圖。設(shè)計(jì)模具的一般程序包括：模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定，模具的選擇，設(shè)計(jì)，計(jì)算，繪制模具總裝圖，零件圖等。在本次設(shè)計(jì)中深入了解鍛件制造過程中切邊和校正工序的基本設(shè)計(jì)思路和驗(yàn)證方法。在對后橋主動(dòng)錐齒輪鍛件成形模具設(shè)計(jì)中，讓我深刻的對鍛造工藝的理論知識加以鞏固和總結(jié)并將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際中去，進(jìn)一步明確鍛造工藝的設(shè)計(jì)方法和程序。從而把理論和實(shí)踐結(jié)合在一起為以后的工作做鋪墊。增強(qiáng)設(shè)計(jì)能力及掌握解決實(shí)際問題的方法，在查閱大量參考資料之后，鍛煉查閱文獻(xiàn)的能力。最后通過CAD繪圖設(shè)計(jì)大大的提高了繪圖設(shè)計(jì)能力。 1.1 模具的意義 很多人對模具不了解，什么是模具？模具是能生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的零件的一種生產(chǎn)工具。也就是通常人們說的模子，比如電視機(jī)、電話機(jī)的外殼、塑料 桶等商品，是把塑料加熱軟化注進(jìn)模具冷卻成型生產(chǎn)出來的。蒸飯鍋也是由金屬平板用模具壓成這樣的形狀。任何商品都是用模具制造出來的。可以說沒有模具就沒 有產(chǎn)品的生產(chǎn)。那么模具又是怎樣做出來的呢？首先它由模具設(shè)計(jì)人員根據(jù)產(chǎn)品（零件）的使用要求，把模具結(jié)構(gòu)用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出來，繪出圖紙，再由技術(shù) 工人按圖紙要求通過各種機(jī)械的加工（如車床、刨床、銑床、磨床、電火花、線切割）做好模具上的每個(gè)零件，然后組裝調(diào)試，直到能生產(chǎn)出合格的的產(chǎn)品，所以模 具工需要掌握很高很全面的知識和技能，模具做的好，產(chǎn)品質(zhì)量好，模具結(jié)構(gòu)合理，生產(chǎn)效率高。工廠效益好。正因如此，模具師傅在外打工的工資都非常的高。少 則每月幾千元，多則上萬元，所以學(xué)好模具的設(shè)計(jì)和制造，前途一片光明。但必須下苦功喲！模具行業(yè)被稱之為“永不衰退的行業(yè)”。 1.2 各種模具的分類和占有量 模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型。 （1）沖模：沖模是對金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏?，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。 （2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。 （3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 （4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％。 （5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。 2 零件結(jié)構(gòu)及工藝性分析 2.1 材料分析 本次設(shè)計(jì)的連桿所采用的材料是40Cr,40Cr是我國GB的標(biāo)準(zhǔn)鋼號，40Cr鋼是機(jī)械制造業(yè)使用最廣泛的鋼之一。調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好，水淬時(shí)可淬透到Ф28～60mm,油淬時(shí)可淬透到Ф15～40mm。這種鋼除調(diào)質(zhì)處理外還適于氰化和高頻淬火處理。切削性能較好，當(dāng)硬度為174～229HB時(shí)，相對切削加工性為60%。該鋼適于制作中型塑料模具。 2.2 結(jié)構(gòu)工藝分析 題目給出的零件是連桿。連桿主要是起傳動(dòng)作用，一個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行離不開軸，軸承等一些傳動(dòng)零件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同樣，連桿的作用是連接在兩個(gè)零件之間，起到連接的作用。故連桿零件的加工精度和表面光潔度直接影響著傳動(dòng)的精度和效率，可以說，一個(gè)加工精度高的連桿與加工精度的低的連桿相比，其傳動(dòng)效果很明顯。圖2.2為連桿的零件圖。 圖2.2 連桿零件圖 由連桿零件圖可知，連桿的上下表面以及中心距為的、孔都需要進(jìn)行加工，它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）以主要圖為主要加工表面，左右兩個(gè)端面的銑削加工，表面粗糙度均為。 （2）以左視圖為主要加工面的表面，這組加工表面包括、兩孔的銑削加工，其加工表面粗糙度均為。 由以上分析可知，該連桿零件的主要加工表面是平面及孔系。因此，對于連桿來說，加工過程中的主要問題是保證孔的加工精度，處理好孔和平面。 3 鍛件圖的設(shè)計(jì) 鍛件圖是根據(jù)零件產(chǎn)品圖制定的，它全面地反應(yīng)鍛件的情況。在鍛件圖中要規(guī)定：鍛件公差和機(jī)械加工余量；鍛件的材質(zhì)及熱處理要求；鍛件的清理方式及其他技術(shù)條件內(nèi)容。鍛件圖是編制鍛造工藝卡片、設(shè)計(jì)模和量具以及最后檢驗(yàn)鍛件的依據(jù)，也是機(jī)械加工部門驗(yàn)收鍛件，制定切削加工工藝，設(shè)計(jì)加工夾具（用毛坯面定位時(shí)）依據(jù)，所以鍛件圖是最重要的基本工藝文件之一。設(shè)計(jì)鍛件圖時(shí)必須綜合考慮鍛件的生產(chǎn)批量，設(shè)備工藝條件等各種因素。鍛件圖的設(shè)計(jì)還必須與機(jī)械加工工藝人員協(xié)商并認(rèn)可。 3.1 分模面在選擇 從連桿的外形很容易確定鍛件的分模面。分模面應(yīng)選擇在高度尺寸24.5mm的中間處，沿連桿高度方向?qū)ΨQ分模，這樣鍛件的余塊和機(jī)加工余量最小，最大深度最小，有利于金屬充滿模膛，模具制造也更加方便。分模面選擇的基本要求是能保證鍛件從模膛中取出來，因此鍛件的側(cè)面不能有凹的形狀。此外，還要考慮以下因素： 1）保證鍛件容易脫模，一般應(yīng)以最大投影面作為分模面 。 2）易于檢查上下模膛的相對錯(cuò)移。 3）分模線盡可能選直線，使鍛模加工簡單，但是對頭部尺寸較大，且上下不對稱的鍛件，則易取折線分模，以保證成形充滿。 4)對圓餅類鍛件，當(dāng)H≦D時(shí)，宜取徑向分模，而不取軸向分模。 5)應(yīng)保證鍛件有合理的金屬流線分布。 6）盡量在高度的一半處分模，使鍛件機(jī)械加工余量最小，有利于節(jié)約材料； 7）要使模膛的寬帶大而深度小，這樣金屬容易充滿模膛，鍛件容易出模。其分模面的位置如圖3.1所示： 圖3.1分模面 3.2 鍛件公差及余量的確定 3.2.1鍛件公差及余量的分析 在鍛件上為進(jìn)行切削加工而留出的金屬量。鍛件切削加工的目的是使零件尺寸精度和表面粗糙度達(dá)到要求。在鍛造過程中由于欠壓、鍛模磨損、上下模錯(cuò)移，鍛件氧化和脫碳、冷卻收縮等原因，鍛件尺寸很難準(zhǔn)確，形狀也可能發(fā)生翹曲歪扭、表面粗糙度達(dá)不到要求等缺陷。因而設(shè)計(jì)鍛件圖時(shí)，應(yīng)在零件坯料的表面上多留一層金屬，待以后機(jī)械加工時(shí)切掉，以保證零件的加工質(zhì)量。對于一些要求100%取樣試驗(yàn)的重要的承力件或者為了檢驗(yàn)和機(jī)械加工定位的需要，還要留有多余的金屬，此種多余金屬叫做余量。在鍛件名義尺寸的基礎(chǔ)上給出一定的允許誤差范圍，此誤差范圍叫做鍛件的公差。機(jī)械加工余量的確定于鍛件形狀的復(fù)雜程度、成品零件的精度要求、鍛件的材質(zhì)、模鍛設(shè)備、工藝條件、熱處理的變形量、矯正的難易程度、機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)等許多因素有關(guān)，不能籠統(tǒng)地說多大的余量最合適。機(jī)械加工余量也并不是越小越好，為了將鍛件的脫碳層（約0.5mm）和表面的細(xì)小裂紋去掉，留有一定的加工量是必要的。GB/T 12362-1990規(guī)定的機(jī)械加工余量，根據(jù)估算鍛件質(zhì)量、加工精度及鍛件復(fù)雜系數(shù)查表得到。 （1）鍛件質(zhì)量 估算連桿鍛件的質(zhì)量約為1.5kg,連桿材料為40鋼。 （2）材質(zhì)系數(shù) 鍛件的材質(zhì)系數(shù)分為兩類，即分為和兩級。 是鋼的最高含碳量小于0.65%的碳鋼或合金元素最高總含量小于3.0%的合金鋼。 是鋼的最高含碳量大于或等于0.65%的碳鋼或者合金元素最高總含量大于或等于3.0%的合金。詳見表3.2-1。 級別 鋼的最高含碳量 合金鋼的合金元素最高含量 <0.65% <3.0% ≤0.65% ≥3.0% 表3.2-1 由于選用的鍛件材料為40Cr,其密度為7.85g/cm, 40鋼顯然屬于類。 （3）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S 公式(3.2) 式中 錯(cuò)誤！未找到引用源。； 錯(cuò)誤！未找到引用源。。 對于本課題 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S分級見表3.2-2。 注：當(dāng)鍛件為薄形圓盤或法蘭件，其厚度與直徑之比錯(cuò)誤！未找到引用源。0.2時(shí)，直接確定為復(fù)雜等級。其結(jié)果為錯(cuò)誤！未找到引用源。級。 級別 S數(shù)值范圍 級別 S數(shù)值范圍 簡單 錯(cuò)誤！未找到引用源。>0.63-1.00 較復(fù)雜 >0.16-0.32 一般 >0.32-0.63 復(fù)雜 ≤錯(cuò)誤！未找到引用源。0.16 表3.2-2鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S分級表 由零件圖中連桿的表面粗糙度可知連桿需要磨削加工，即加工精度為錯(cuò)誤！未找到引用源。，根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)和相應(yīng)部位的尺寸查表得： 在厚度方向的單邊加工余量為1.7-2.2mm; 在水平方向的單邊加工余量為 1.7-2.2mm。 故統(tǒng)一取2.0mm。 由零件圖可以看出連桿小頭的孔不不鍛造出來，大頭內(nèi)孔的機(jī)械加工余量參考3.2-3表。 孔徑 孔深 大于 到 大于0 63 100 140 200 至63 100 140 200 280 - 25 2.5 - - - - 25 40 2.0 2.6 - - - 40 63 2.0 2.6 3.0 - - 63 100 2.5 3.0 3.0 4.0 - 100 160 2.6 3.0 3.4 4.0 4.6 160 250 3.0 3.0 3.4 4.0 4.6 表3.2-3 鍛件內(nèi)孔的單面機(jī)械加工余量 3.2.2模鍛件的公差的確定 模鍛件公差代表模鍛件要求達(dá)到的精度。就尺寸公差而言，是鍛件公稱尺寸所允許的增大值叫做正偏差；對公稱尺寸所允許的減小值叫做負(fù)偏差。鍛件公稱尺寸，公差和余量之間的關(guān)系如圖3.2-2所示。 圖3.2-2 鍛件的公稱尺寸、公差和余量 （1） 長度、寬度和高度尺寸公差 指在分模線一側(cè)同一塊模具上沿長度l、寬度b、高度h方向上的尺寸公差，此類公差根據(jù)鍛件的基本尺寸、質(zhì)量、形狀復(fù)雜系數(shù)及材質(zhì)系數(shù)如表3.2-4查得為： 表3.2-4形狀復(fù)雜系數(shù)及材質(zhì) 在大量生產(chǎn)的條件下，連桿鍛件在機(jī)械加工時(shí)用大小頭端面定位，要求大小頭端面在同一平面上的精度較高，100mm內(nèi)為0.6mm，而模鍛后的高度公差較大，達(dá)不到上述要求，故鍛件在熱處理、清理后增加一道壓?。ㄆ矫胬渚珘海┕ば?。鍛件經(jīng)壓印后，機(jī)械加工余量可大大減小，取0.75mm，壓印后的鍛件高度公差取0.2mm。連桿鍛件壓印后，大小頭高度尺寸為（18+2錯(cuò)誤！未找到引用源。0.75）mm=15mm,單邊壓印余量取0.25mm,同時(shí)模鍛后大小頭部的高度尺寸為（16.5+）mm=4.625mm。 由于壓印需要余量，如鍛件高度偏差為負(fù)值時(shí)（-0.6），則實(shí)際單邊壓印余量僅為0.15mm，為保證適當(dāng)?shù)膲河∮嗔?，鍛件高度極限偏差調(diào)整為，由于壓印后鍛件水平方向的尺寸稍有增加，故在水平方向的余量可以適當(dāng)減小，把加上余量為103mm的寬度改為109mm等。 （2）厚度尺寸公差 指跨越分模線的厚度尺寸的公差。鍛件所有厚度尺寸去同一公差，其數(shù)值根據(jù)鍛件最大厚度尺寸查[7]表15-20 查得為： 厚度尺寸公差為錯(cuò)誤！未找到引用源。。 由于連桿鍛件的分模線是一直線，比較厚度和高度的尺寸公差發(fā)現(xiàn)公差帶值相等，只是上下偏差分布有0.1mm的差入。故厚度的和高度的統(tǒng)一起來與高度尺寸公差一樣。 （3）錯(cuò)位公差和殘留飛邊公差 錯(cuò)位是鍛件在分模線上、下兩部分對應(yīng)點(diǎn)所偏移的距離（圖4.4），數(shù)值為或其中為平行于分模線最大、最小投影長度，為錯(cuò)誤！未找到引用源。平行于分模線最大、最小投影寬度。 圖4.4 模鍛件的錯(cuò)差 3.3 圓角半徑及模鍛斜度的選擇 3.3.1圓角半徑的確定 鍛件部分圓角半徑已經(jīng)直接給出，鍛件上凸起和凹下的部分均應(yīng)帶有圓角，不允許出現(xiàn)銳角。 凸圓角的作用是避免鍛模在熱處理時(shí)和模鍛過程中因?yàn)閼?yīng)力集中導(dǎo)致開裂，也使金屬易于充滿相應(yīng)的部位。凹圓角的作用是使金屬易于流動(dòng)，防止模鍛件產(chǎn)生折疊，防止模膛過早磨損和被壓塌。生產(chǎn)上吧模鍛件的凸圓角稱為外圓角半徑r,凹圓角半徑稱為內(nèi)圓角半徑R。適當(dāng)加大圓角半徑，對防止鍛件轉(zhuǎn)角處的流線被切斷、提高模鍛件品質(zhì)和模具壽命有利。然而，增加外圓角半徑r將會(huì)減少相應(yīng)部位的機(jī)加工余量，增加內(nèi)圓角半徑R，將會(huì)加大相應(yīng)部位的機(jī)加工余量，增加材料損耗。對某些復(fù)雜鍛件，內(nèi)圓角半徑R過大，也會(huì)使金屬過早流失，造成局部充不滿現(xiàn)象。 為保證鍛件外圓角處的最小機(jī)加工余量: 式中 —零件相應(yīng)處的圓角半徑或倒角值； 如無倒角： 為了適應(yīng)制造模具所用刀具的標(biāo)準(zhǔn)化，可按下列序列值設(shè)計(jì)圓角半徑（mm）：1.0，1.5，2.5，3.0，4.0，5.0，6.0，8.0，10.0，12.0，15.0。當(dāng)圓角半徑大于15mm后，按以5mm為遞增值生成序列選取。在同一鍛件上選定的圓角半徑規(guī)格應(yīng)該盡量一致，不宜過多。 本鍛件高度余量：（0.75+0.4）mm=1.15mm，則連桿鍛件需要倒角的叉內(nèi)圓角半徑：（1.15+2）=3.15mm，取3.0mm。其余部位的圓角半徑取3mm。 3.3.2模鍛斜度的選擇 為了便于將成形后的鍛件從模膛中取出，在鍛件上與分模面相互垂直的平面上必要加上一定斜度的余料，這個(gè)斜度就是模鍛斜度。鍛件外壁的斜度成為外模鍛斜度如圖3.3.2，鍛件內(nèi)壁的斜度稱為內(nèi)模鍛斜度，如圖4.5。鍛件成形后，隨著溫度的下降，外膜鍛斜度上的金屬由于收縮而有助于鍛件出模，內(nèi)模鍛斜度的金屬由于收縮反而將模膛的突起部分夾得更緊。所以同一鍛件上內(nèi)模鍛斜度比外模鍛斜度大。 很明顯，加上模鍛斜度后會(huì)增加金屬耗材和機(jī)加工工時(shí)。因此應(yīng)盡量選用較小的鍛模斜度，同時(shí)要注意充分利用鍛件的固有斜度。模鍛斜度與模膛內(nèi)壁斜度相對應(yīng)。模膛內(nèi)壁斜度系用指狀標(biāo)準(zhǔn)銑刀加工而成，所以模鍛斜度應(yīng)該選用，錯(cuò)誤！未找到引用源。，,，標(biāo)準(zhǔn)度數(shù)，以便與銑刀規(guī)格一致。為了減少銑削加工的換刀次數(shù)，可選用內(nèi)外模 鍛斜度為同一數(shù)值。 圖3.3.2 鍛件的內(nèi)外模斜度和圓角 3.4 沖孔連皮的設(shè)計(jì) 具有通孔的零件，在模鍛是不能直接鍛出通孔。所鍛成的盲孔內(nèi)留一層具有一定厚度的金屬層，稱為沖孔連皮。沖孔連皮可利用切邊機(jī)切除。 模鍛時(shí)鍛出盲孔是為了使鍛件更接近零件形狀，減少金屬消耗、縮短機(jī)加工工時(shí)。連皮的厚度s要適當(dāng)，過薄易發(fā)生鍛不足，而且容易導(dǎo)致模膛凸起部分打塌；過厚切除連皮困難，而且浪費(fèi)金屬。一般情況下，當(dāng)鍛件內(nèi)孔直徑小于30mm,孔可以不鍛出。當(dāng)鍛件內(nèi)孔直徑大于30mm，可考慮沖孔，要合理設(shè)計(jì)沖孔連皮的形狀和尺寸。 當(dāng)鍛件內(nèi)孔直徑較小，如連桿小頭的內(nèi)孔，不易鍛出連皮應(yīng)該為壓凹形式，如圖3.4所示。其目的不在于節(jié)省金屬，而是通過壓凹變形有助于小頭部分飽滿成形。 圖3.4 鍛件壓凹 圖3-5 平底連皮 由于此鍛件孔徑小于60mm，所以此鍛件直接選定沖孔連皮形式為平底連皮，連皮厚度S推薦為： S=2.5mm+(5~7.5)d/100 其中，系數(shù)(5~7.5)按h/d確定，h/d=0.5時(shí)取5，h/d接近1時(shí)取7.5.因此連皮厚度S為：S=2.5mm+(5~7.5)d/100=8.8mm。 3.5 技術(shù)要求 在上述參數(shù)的基礎(chǔ)上便可繪制鍛件圖，其技術(shù)條件如下： 1） 圖中未注拔模斜度選取如下：連桿大小頭部的外拔模斜度α=5°，內(nèi)拔模 斜度β=7°；工字形桿部外拔模斜度α=7°，內(nèi)拔模斜度β=10°。 2） 圖中未注圓角半徑3mm。 3） 語序錯(cuò)差量0.6mm。 4） 允許的殘留飛邊量0.7mm。 5） 允許的表面缺陷深度0.5mm。 6） 鍛件熱處理：調(diào)質(zhì)。 7） 鍛件表面清理：為了便于檢查淬火裂紋，一般用酸洗。 通過上述參數(shù)以及已經(jīng)給定的圖形可繪制連桿熱鍛件圖如圖3.6所示。 3.6 鍛件圖 根據(jù)上述參數(shù)設(shè)計(jì)的鍛件圖如圖3.6所示： 圖3.6連桿鍛件圖 4模鍛模鏜的設(shè)計(jì) 終鍛模膛是用來完成鍛件最終成形的模膛，因此鍛造模具的設(shè)計(jì)應(yīng)該從設(shè)計(jì)終鍛模膛開始。而該模膛的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)要依據(jù)熱鍛件圖，因此要首先設(shè)計(jì)熱鍛件圖。 4.1 終鍛模膛設(shè)計(jì) 4.1.1熱鍛件圖 繪制熱鍛件圖依據(jù)是冷鍛件圖。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1） 在繪制熱鍛件圖的全部尺寸上都應(yīng)該計(jì)入收縮率。對于一般的結(jié)構(gòu)鋼，收縮率按照1.5%計(jì)算。 L=L(L+1.5%) 式中：L 鍛件熱尺寸 L 鍛件冷尺寸 終鍛模膛是鍛模中各種模膛的最主要模膛，它用來完成鍛件最終成形的終鍛工步。通過終鍛模膛可以獲得帶飛邊的鍛件。 為了保證能鍛造出合格的鍛件，一般情況下，熱鍛件圖形狀與鍛件圖形狀完全相同。但在有一些情況下，需要將熱鍛件圖尺寸作適當(dāng)?shù)母淖円赃m應(yīng)鍛件工藝過程要求。 1） 終鍛模膛易磨損處，應(yīng)在鍛件負(fù)公差范圍內(nèi)預(yù)留磨損量，以保證鍛件合格率的情況下延長模具壽命。 2） 鍛件上形狀復(fù)雜且較高的部位應(yīng)盡量放在上模。在特殊情況下要將復(fù)雜且較高的部位放在下模時(shí)，鍛件在該處表面易出現(xiàn)缺肉。 3） 當(dāng)設(shè)備噸位偏小，上下模具有可能不能大靠時(shí)候，應(yīng)該使熱鍛件圖上相應(yīng)高度減小，抵消模鍛不足的影響。相反，當(dāng)設(shè)備噸位偏大或鍛模承擊面偏小時(shí)候，應(yīng)當(dāng)增加熱鍛件高度尺寸，其值應(yīng)該接近正公差，保證在承擊面下陷時(shí)還可以鍛出合格鍛件。 4） 鍛件的一些部位在切邊或沖孔時(shí)候易產(chǎn)生變形而影響加工余量，應(yīng)該在熱鍛件圖的相應(yīng)部位增加一定的彌補(bǔ)量，提高鍛件合格率。 而對于本零件的設(shè)計(jì)，模膛使根據(jù)鍛件圖來制造和檢驗(yàn)的，熱鍛件圖尺寸一般示冷鍛件圖尺寸的基礎(chǔ)上考慮1.5%的收縮率。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該考慮鍛模使用后承擊面下陷，模膛深度減小及精壓時(shí)候的變形不均勻、橫向尺寸增大等因素，可適當(dāng)調(diào)整尺寸。而對于本設(shè)計(jì)，終鍛模膛的尺寸直接根據(jù)熱鍛件圖繪制即可。熱鍛件圖如圖4.1.1所示。 圖4.1.1熱鍛件圖 4.1.2飛邊槽的選擇 錘上模鍛為開式模鍛，一般終鍛模膛周圍必須有飛邊槽，其主要作用是增加金屬流出模膛的阻力，迫使金屬充滿模膛。飛邊還可容納多余金屬。鍛造時(shí)飛邊起到緩沖作用，減弱上模對下模的打擊，使模具不易壓塌和開裂。此外飛邊處厚度較薄，便于切除。不太復(fù)雜，故選用標(biāo)準(zhǔn)形見圖4.7，其優(yōu)點(diǎn)是橋口在上模，模鍛時(shí)受熱時(shí)間短，飛邊槽一般由橋口和倉部組成。 （1）飛邊槽形式的選擇 連桿鍛件質(zhì)量為1.73kg，質(zhì)量不大，而且形狀上下對稱，還溫開較低，橋口不易壓塌和磨損。 （2）飛邊槽的尺寸確定 設(shè)計(jì)錘上飛邊槽尺寸有兩種方法： ①噸位法。鍛件的尺寸即是選擇噸位的依據(jù)，也是選擇飛邊槽尺寸的主要依據(jù)。生產(chǎn)中通常按設(shè)備噸位來選定飛邊槽尺寸，如表4.4所列。 ②計(jì)算法。利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算橋口高度后根據(jù)表4.4確定其他相關(guān)尺寸。 式中 S—鍛件在分模面上的投影面積（錯(cuò)誤！未找到引用源。）。 由表4.4可以看出飛邊槽的尺寸選用3t中的下限。即: 錯(cuò)誤！未找到引用源。=3mm =30mm B=12mm =5mm R=3mm 飛邊斷面積:錯(cuò)誤！未找到引用源。=錯(cuò)誤！未找到引用源。（）+b錯(cuò)誤！未找到引用源。h-()錯(cuò)誤！未找到引用源。2 = 30錯(cuò)誤！未找到引用源。(5+1.5)+12錯(cuò)誤！未找到引用源。3-（25-0.25錯(cuò)誤！未找到引用源。3.14）錯(cuò)誤！未找到引用源。 =220.25錯(cuò)誤！未找到引用源。220（錯(cuò)誤！未找到引用源。） 因桿部斷面積太小，考慮到拔長難以達(dá)到最小斷面積，需增大飛邊槽倉部寬度；大頭部分叉口較寬分料困難，流入飛邊槽的金屬較少，將該處減小到20。使模膛安排緊張，且增加承擊面積。 鍛件飛邊平均斷面積為： =0.7=0.7錯(cuò)誤！未找到引用源。220=154 飛邊體積： =1104錯(cuò)誤！未找到引用源。154=170016 根據(jù)表中公式h=0.015A 其中h-飛邊槽倉部高度； A-鍛件在分型面的投影面積，得到h=0.015×28290=2.52mm，由于鍛件比較復(fù)雜，需要增大壓力，故選取h=2mm?？纱_定飛邊其他尺寸如下：1h=4mm，1b=25mm，b=9mm，r=2mm。具體飛邊槽的設(shè)計(jì)圖如圖6.1.2所示： 圖6.1.2飛邊槽的結(jié)構(gòu)形式 4.1.3鉗口的設(shè)計(jì) 終鍛和預(yù)鍛模膛都必須設(shè)有鉗口，它位于模膛前方，鉗口可分夾鉗口與鉗口頸兩部分。夾鉗口在模鍛是是作為放置棒料及夾鉗用的，見圖4.1.3;鉗口頸是用于加強(qiáng)夾鉗聊頭與鍛件之間的連接，便于鍛件起模；在鍛造時(shí)，鉗口作為澆鑄模膛檢驗(yàn)件的澆口之用。圖4.1.4是常用的鉗口形式。 由鍛件質(zhì)量7.29Kg可確定鉗口頸尺寸寬度b=12mm，半邊高度a=3.5mm，長度l≥12mm，取l=15mm。通過a、b可大致確定鉗夾頭直徑d<18mm,可確定鉗口寬度B=50mm，高度h=20mm，圓角半徑0R=10mm。 圖4.1.3鉗口頸 圖4.1.4鉗口形式 5模鍛變形工步選擇 此鍛件采用坺長—開式滾壓工步。為易于充滿，應(yīng)選用方料，先坺長，后開式滾壓，整個(gè)工步為：坺長—開式滾壓—終鍛。計(jì)算毛坯為雙頭一桿，應(yīng)簡化為兩個(gè)簡單計(jì)算毛坯來選擇制坯工步。連桿大頭一端： 金屬流入頭部的繁重系數(shù) 金屬沿軸向流動(dòng)的繁重系數(shù) 桿部錐度的大小的繁重系數(shù) 式中 ； ； ； 。 圖5連桿的計(jì)算毛坯圖 6坯料尺寸的計(jì)算 6.1 長軸類鍛件坯料尺寸的計(jì)算 作計(jì)算毛坯的依據(jù)是，假定軸類鍛件在模鍛時(shí)屬平面應(yīng)變狀態(tài)，因而計(jì)算毛坯的長度與鍛件的長度相等，而軸向各截面面積應(yīng)與鍛件上相應(yīng)截面面積和毛邊截面面積之和相等，即： Fi計(jì)=Fi鍛＋2ηFi毛 式中：Fi計(jì)——第i個(gè)截面的計(jì)算毛坯截面積（）； ???Fi鍛——鍛件上第i個(gè)截面的面積（）； ???Fi毛——相應(yīng)鍛件上第i個(gè)截面處毛邊的截面積（）； ???η——充滿系數(shù)，形狀簡單的鍛件取0.3～0.5，形狀復(fù)雜的欺0.5～0.8，常取0.7； i=1，2，3……。 計(jì)算毛坯截面圖和直徑圖具體作法步驟如下： 1.?按名義尺寸繪制冷鍛件圖，一般只繪出最具代表性的一個(gè)主視圖即可。 2.?計(jì)算鍛件上的各個(gè)截面積。首先在冷鍛件圖上選取具有代表性的點(diǎn)（截面積發(fā)生突變的點(diǎn)），按6－12式計(jì)算出各截面的Fi計(jì)。 3.?選擇適當(dāng)?shù)目s尺比M，求出代表各截面面積Fi計(jì)的高度hi計(jì)，即： ??????? hi計(jì)=Fi計(jì)/M 縮尺比M通常取為20～50㎜2/㎜。將計(jì)算出來的hi計(jì)繪制到坐標(biāo)紙上。以冷鍛件圖上鍛件公稱長度為橫坐標(biāo)，以hi計(jì)為各點(diǎn)縱坐標(biāo)，連接hi計(jì)端點(diǎn)成光滑曲線，即得計(jì)算毛坯截面圖，如圖6-39所示。 4.?確定計(jì)算毛坯直徑di計(jì)。計(jì)算毛坯圖上任一截面的直徑di計(jì)可由下式計(jì)算： di計(jì)=1.13（㎜）同理，以鍛件公稱長度為橫坐標(biāo)，以di計(jì)為各點(diǎn)縱坐標(biāo)，在計(jì)算毛坯截面圖的下方繪制出計(jì)算毛坯直徑圖。 5.修正Fi計(jì)和di計(jì)。由于鍛件形狀復(fù)雜，各截面面積差別較大，對于具有孔腔或凹部的鍛件，沿軸向截面積發(fā)生突變處，不利于制坯時(shí)金屬流動(dòng)，也不利于鍛模型槽機(jī)械加工，因此應(yīng)根據(jù)終鍛時(shí)金屬流動(dòng)，將初算得到的計(jì)算毛坯截面圖與直徑圖進(jìn)行修正，以得到圓滑連接的計(jì)算毛坯截面圖和直徑圖。實(shí)踐證明，連桿類鍛件叉口端部不易充滿，應(yīng)將dmax叉口端部方向移動(dòng)一定距離。 6.?計(jì)算毛坯體積計(jì)算。因?yàn)橛?jì)算毛坯截面圖的任一處高度hi計(jì)均代表著計(jì)算毛坯在該點(diǎn)處的截面積，因此截面圖曲線下的整個(gè)面積積分起來就是計(jì)算毛坯的體積V計(jì)。即： V計(jì)=Mhi計(jì)=Fi計(jì)??????????????? 3.1.2?計(jì)算毛坯的簡化 ?根據(jù)計(jì)算毛坯截面圖和直徑圖可計(jì)算出平均截面積F均和平均直徑d均，即： ???????????? F均==????? h均= 式中 L計(jì)——計(jì)算毛坯長度，L計(jì)=L鍛（㎜）d均=1.13 通常將平均截面積F均(h均)和平均直徑d均分別在計(jì)算毛坯截面圖和直徑圖上用虛線表示出來。在計(jì)算毛坯直徑圖上，d計(jì)＞d均處，稱為頭部；d計(jì)＜d均處，稱為桿部。也可從截面圖上判斷，凡是大于虛線（h均）部分的稱為頭部，小于虛線部分的稱為桿部。對于復(fù)雜的計(jì)算毛坯（超過一頭一桿），選擇制坯工步時(shí)應(yīng)先將它轉(zhuǎn)變成簡單計(jì)算毛坯。從一端開始，使桿部多余的金屬U1桿與頭部缺少的金屬U1頭（圖6-40）相等，從而找出兩個(gè)簡單計(jì)算毛坯的分界線f－f。然后分別確定每一個(gè)簡單計(jì)算毛坯所需的制坯工步方案，并從中選擇效率高的工步方案作為整個(gè)鍛件的制坯工步方案。?? 對于頭部帶有內(nèi)孔的直齒錐齒輪類鍛件，如連桿，其計(jì)算毛坯截面圖和直徑圖在頭部具有突變的輪廓線。為使制坯型槽加工制造簡單并有利于終鍛成形，應(yīng)按體積守恒條件將截面圖和直徑圖簡化成圓渾的形狀。 彎曲軸線類鍛件，應(yīng)先將軸線展開成直線，然后作計(jì)算毛坯截面圖和直徑圖。 對曲率半徑較大的自由彎曲件，應(yīng)從鍛件圖上厚度內(nèi)側(cè)1/3處作中性線使之展直。 對復(fù)雜彎曲件，如多拐曲軸，毛坯在彎曲過程中因夾緊現(xiàn)象而引起明顯拉長，因此這類鍛件不必展直軸線，而當(dāng)作直軸線鍛件處理。 900彎曲的鍛件，如圖6-42所示，在彎曲型槽內(nèi)彎曲時(shí)，坯料一定會(huì)夾緊，并會(huì)拉長。因此，軸線展開時(shí)兩端的長度L1和L3不變，只是900轉(zhuǎn)折處L2要考慮在彎曲時(shí)有拉長現(xiàn)象。有三種展直方案供選擇： 1.L2=A12345B折線長度，多用于彎曲部分帶有枝芽的鍛件，1，2，3，4，5各點(diǎn)是截面的重心。 2.L2=，圓弧半徑為OA，用于彎曲時(shí)拉長現(xiàn)象較明顯的情況。 3.L2=，用于沒有枝芽的彎曲件，即x=0。 對于此類鍛件，可不必畫出展開圖，只須根據(jù)鍛件個(gè)別部位的規(guī)格直接作出計(jì)算毛坯圖。 7 制坯模鏜的設(shè)計(jì) 7.1 制坯工步的選擇拔長加開式滾壓 7.1.1 拔長模膛設(shè)計(jì) 各種制坯工步都要通過相應(yīng)的型槽完成，因此，在確定了模鍛工序的工步方案后，另一個(gè)重要任務(wù)就是設(shè)計(jì)制坯型槽。圖7.1.1為拔長模鏜圖，圖7.1.2坺長、滾壓后坯料形狀。鍛模坺長模膛尺寸如表7-1所示。 圖7.1.1 拔長模鏜圖 圖7.1.2坺長、滾壓后坯料形狀 a)坺長后的坯料 b)滾壓后的坯料 模膛尺寸 數(shù)值 H L R 計(jì)算數(shù)值 17 56 14 140 目前采用數(shù)值 14 77 30、32 150 表7-1 連桿鍛模坺長模膛尺寸 （mm） 拔長型槽的主要作用是使坯料局部截面積減小，長度增加，若是第一道變形工步，還兼有清除氧化皮的作用。拔長型槽位置設(shè)置在模塊邊緣，由坎部、倉部和鉗口三部分組成。 拔長型槽的結(jié)構(gòu)形式 按截面形式分，拔長型槽有開式和閉式兩種；按在模塊上的排列方式分，有直排與斜排之別。 1.開式拔長型槽。其拔長平臺截面呈矩形，邊緣敞開。這種形式結(jié)構(gòu)簡單，加工制造方便，但拔長效率低。 2.閉式拔長型槽。拔長平臺呈橢圓形，邊緣封閉。閉式拔長效率高，而且拔長后的坯料光滑，一般用于L拔/a＞15的細(xì)長鍛件。L拔指拔長部分的長度（包含小頭），a指拔長部分的厚度（或直徑）。 3.直排式拔長型槽。型槽的中心線與燕尾中心線平行，拔長過的部分儲(chǔ)于倉部，其優(yōu)點(diǎn)是可控制拔長尺寸和避免坯料彎曲，但所占模塊面積較大。 4.斜排式拔長型槽。型槽中心線與燕尾中心線呈一定夾角α。適用于待拔長部分較長的鍛件，有利于減小模塊尺寸，增加承擊面積。夾角α一般設(shè)計(jì)為100，120，150，200等，聯(lián)合考慮其它型槽的布置而定，但應(yīng)注意，伸出模塊外的坯料不得與機(jī)架相碰。 拔長型槽是以計(jì)算毛坯為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，主要是確定拔長坎高度a，寬度B，拔長坎長度c等尺寸。 1.坎高a (1)?若桿部截面積變化不大，僅用拔長制坯工步時(shí)，坎高a可按計(jì)算毛坯上桿部的最小直徑dmin確定： ?????????????? a=k1dmin（㎜）??????? (2)若桿部截面積變化較大，拔長后還須要滾擠制坯，坎高a應(yīng)按計(jì)算毛坯桿部平均截面積確定： a=k2（㎜）?????????????????? 式中?k1、k2——系數(shù)，與計(jì)算毛坯的長度有關(guān)，可按表7－3選取。 2.坎長c 拔長平臺應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈L度c，太短會(huì)影響坯料表面質(zhì)量、不光滑；太長又會(huì)影響拔長效率。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，按下式確定： c=k3d坯???????????????????????? 式中d坯——毛坯直徑（㎜）。 k3——系數(shù)，和待拔長部分長度與毛坯直徑之比有關(guān)，按表7－1選取。 3.拔長型槽寬度B 為便于操作，拔長型槽寬度宜大一些，按下式確定： 直排 B=k4d坯＋（10～20）（㎜）????????????? 斜排時(shí)B=（k4－0.4tanα）d坯＋（10～20）（㎜）???? 系數(shù)k4按表7－2選取. 4.其它尺寸 R=0.25c R1=2.5c e(倉部深)=1.2d小頭，無小頭e=2a L=L拔＋5??（㎜） L坯/ d坯 1.2～1.5 1.5～3 3～4 ? d坯/?㎜ ＜40 40～80 ＞80 K3 1.1 1.3 1.5 K4 1.5 1.35 1.2 表7－1?系數(shù)k3??????????表7－2?系數(shù)k4 L桿/?㎜ ＜200 200～500 ＞500 K1 0.8 0.75 0.7 K2 0.9 0.85 0.8 表7－3??系數(shù)k1、k2 7.1.2滾壓模鏜設(shè)計(jì) 滾壓模膛可以改變坯料形狀，起到分配金屬，是坯料某一部分截面積減小，某一部分截面積稍稍增大（聚料），獲得接近毛坯圖形狀和尺寸的作用。另外，滾壓還可以將毛坯滾光和清除氧化皮。采用開式滾壓，模膛的尺寸和形狀主要根據(jù)計(jì)算毛坯圖和坯料橫截面尺寸來確定。 模膛高度h=k錯(cuò)誤！未找到引用源。，可按各斷面的高度值繪出滾壓縱剖面外形見圖4.10，然后利用圓弧或直線光滑連接并進(jìn)行簡化。 模膛寬度為 桿部： ≈38 頭部： >+10=1.13錯(cuò)誤！未找到引用源。+10 =1.13+10 =66 經(jīng)試生產(chǎn)，調(diào)整模膛寬度為B=80。 模膛長度L等于計(jì)算毛坯圖的長度 試用調(diào)整后，修改個(gè)別尺寸：最大高度由59.3改為h=81,以容納氧化皮。小頭部分作出了一定斜度，簡化后滾壓模膛如圖7.1.2所示。 圖7.1.2開式滾壓模膛外形設(shè)計(jì) 8 設(shè)備噸位的選擇 總變形面積為鍛件在平面上的投影面積與飛邊面積之和，參考表4-4，按1錯(cuò)誤！未找到引用源。2t錘飛邊槽尺寸考慮，假定飛邊平均寬度為23mm?？傋冃蚊娣e： A=（9630+110423）=35022 因生產(chǎn)中要求搞生產(chǎn)率，按確定噸位的經(jīng)驗(yàn)公式： G=6.3KA (4.4) 式中 G—錘落下部分質(zhì)量（kg）； A—鍛件和飛邊（按倉部的0.5計(jì)算）在水平面上的投影（） K—材質(zhì)系數(shù)，取1.0 由相關(guān)資料的公式 m=(3.5~6.3)kA 其中，k-材料系數(shù)，所以確定為1.15； m-鍛件和飛邊的水平投影面積（2cm），飛邊面積按倉部的一半計(jì)算。 得到鍛錘噸位m=(3.5~6.3)×1.15×50655=（1950~3510）Kg，由表5.2可知，故選擇3噸錘。 錘噸位 備注 2t模鍛錘 2 4 10 30-40 2.5 齒輪鎖扣=40 3t模鍛錘 3 5 12 30-40 3 齒輪鎖扣=45 5t模鍛錘 3 2錯(cuò)誤！未找到引用源。6 2錯(cuò)誤！未找到引用源。6 50 3 齒輪鎖扣=55 表5.2 飛邊槽尺寸與鍛錘噸位的關(guān)系（） 9 鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 錘鍛模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對鍛件品質(zhì)、生產(chǎn)率、勞動(dòng)強(qiáng)度、鍛模和鍛錘的使用壽命等有很大的影響。錘鍛模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)著重考慮模膛的布排、錯(cuò)移力的平衡及鍛模的強(qiáng)度、模塊尺寸、導(dǎo)向等等。 9.1模膛的布排 模膛的布排要根據(jù)模膛數(shù)以及各模膛的作用和操作方便安排。錘鍛模一般有多個(gè)模膛，終鍛模膛和預(yù)鍛模膛的變形力較大，在模膛布置過程中一般首先考慮模鍛模膛。 當(dāng)模鍛有預(yù)鍛模膛是，兩個(gè)中心（鍛模中心：錘鍛模的緊固一般都是利用楔鐵和鍵塊配合燕尾緊固下模，鍛模中心指鍛模燕尾中心線與上鍵槽中心線的交點(diǎn)，它是位于鍛桿軸心線上，應(yīng)是鍛錘打擊力的作用中心。模膛中心：鍛造時(shí)模膛承受鍛件反作用力的合力作用點(diǎn)。）時(shí)，兩個(gè)模膛中心一般都不可能與鍛模中心重合。為了減少錯(cuò)差、保證鍛件品質(zhì)，應(yīng)力求終鍛模膛和預(yù)鍛模膛中心靠近模鍛中心。在鍛模前后方向上，兩模膛中心均應(yīng)在鍵槽中心線上；在鍛模左右方向上，終鍛模膛與鍛模中心線的偏移量不要過大。 為了減小終鍛模膛與預(yù)鍛模膛中心距L，保證模膛壁有足夠的強(qiáng)度，可選用平行排列法（還有前后錯(cuò)開排列法、反向排列法），終鍛模膛和預(yù)鍛模膛中心位于鍵槽中心線上，L值減小的同時(shí)前后方向的錯(cuò)差量也較小，鍛件品質(zhì)好。 終鍛模膛和預(yù)鍛模膛的模膛中心位置確定后，模膛在模塊還不能完全放置，還需對模膛的前后方向進(jìn)行排列。本課題采用鍛件大頭靠近鉗口，是鍛件質(zhì)量大且難出模的一段接近操作者，這樣操作方便、省力。 除終鍛模膛和預(yù)鍛模膛以外的其他模膛由于變形力較小，可布置在終鍛模膛和預(yù)鍛模膛兩側(cè)。模膛的排列應(yīng)與加熱爐、切邊壓力機(jī)和吃風(fēng)機(jī)的位置相應(yīng)。氧化皮最多的模膛是鍛模中頭道制坯模膛，應(yīng)靠近加熱爐的一側(cè)，且在吹風(fēng)管對面，不要讓氧化皮吹落到終鍛模膛、預(yù)鍛模膛內(nèi)。假設(shè)加熱爐在鍛錘的右方，故坺長模膛布置在右邊，滾壓模膛在左邊，預(yù)鍛及終鍛工步從左至右。 9.2 錯(cuò)移力的平衡與鎖扣 錯(cuò)移力一方面使鍛件錯(cuò)移，影響尺寸精度和加工余量；另一方面加速鍛錘導(dǎo)軌磨損，使錘桿過早折斷。我們知道，設(shè)備的精度對減小鍛件的錯(cuò)差有一定的影響，但最根本、最有積極意義的是在模具設(shè)計(jì)方面采取措施，因?yàn)楹笳叩挠绊懜苯?，更具有決定作用。模膛中心與錘桿中心不一致，終鍛模膛中心偏離鍛桿中心，產(chǎn)生偏心距。為了減小由這些原因引起的錯(cuò)移力，處設(shè)計(jì)時(shí)盡量使模膛中心與錘桿中心一致外，還可采用導(dǎo)向鎖扣。導(dǎo)向鎖扣的主要功能是導(dǎo)向，平衡錯(cuò)移力，它補(bǔ)充了設(shè)備的導(dǎo)向功能，便于模具安裝和調(diào)整。工字型鍛件不易檢查和調(diào)整其錯(cuò)移量，故采用縱向鎖扣。模具采用直式拔長模膛，應(yīng)放在鍛模的右邊，則將滾壓模膛放在鍛模左邊，為了使操作更加方便，模膛順序從左到右依次是滾壓模膛、預(yù)鍛模膛、終鍛模膛和拔長模膛。 預(yù)鍛模膛和終鍛模膛之間距離為L=77+25+105=203mm，取210mm，按預(yù)鍛模膛中心線與終鍛模膛中心線距離燕尾中心線距離比值2：1計(jì)算得到預(yù)鍛模膛中心線距離燕尾中心線距離140mm，終鍛模膛中心線距離燕尾中心線70mm。 經(jīng)過估計(jì)，模塊寬度最小為694mm（按最小壁厚25mm計(jì)算），取模塊寬度700mm，模膛之間壁厚25~30mm。 9.2.1 模塊的設(shè)計(jì) 模塊寬度B=700mm。終鍛模膛長度約為548mm，考慮到壁厚和鎖扣的布置，取模塊長度L=650mm。可得模塊最小高度為170mm，同時(shí)模具閉合高度最小為480mm。參考文獻(xiàn)[1]表2-33取模塊高度250mm。 9.2.2 鎖扣的設(shè)計(jì) 選擇鎖扣形式為縱向鎖扣，由于模膛分布限制，鎖扣數(shù)量取為2個(gè)，分布在兩個(gè)角上。由表2-28可確定鎖扣尺寸如下：l=100mm，b=70mm，h=40mm，△=1mm，a=3°，1R=3°，2R=5°，3R=10°，4R=15°。因?yàn)殒i扣數(shù)量較少且分布在鍛模同一側(cè)，為保證強(qiáng)度使b=100mm,l=150。 圖4.13縱向鎖扣 9.3 鍛模材料 根據(jù)連桿的加工工藝，確定模鍛的材料為40Cr。,40Cr是我國GB的標(biāo)準(zhǔn)鋼號，40Cr鋼是機(jī)械制造業(yè)使用最廣泛的鋼之一。 調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好。 10 模鍛后續(xù)工序 10.1加熱方式及鍛造溫度的選擇 淬火加熱保護(hù) 采用各種防脫碳、防氧化保護(hù)涂料，對小型鍛模能起到保護(hù)作用。而用滲碳劑、木炭、鑄鐵屑及中性介質(zhì)的裝箱保護(hù)方法，也是實(shí)用的。900℃以下的加熱， 一般采取敞口式裝箱加熱，1000℃以上的加熱，宜采用裝空心包的方法進(jìn)行保護(hù)加熱。采用裝空。溫度一般在1000~1500C之間。 10.2 鍛件的切邊與校正 預(yù)鍛模膛中心線距離燕尾中心線140mm，燕尾半邊寬度150mm，因此預(yù)鍛模膛中心線在燕尾寬度內(nèi)?？梢缘玫侥＞叱袚裘孀钚∶娣e為65000~700002 mm，由UG軟件計(jì)算得到模具承擊面面積為2119912 mm，因此承擊面大小滿足條件可以得到上模最大質(zhì)量為1050Kg，由UG軟件可計(jì)算得到上模質(zhì)量為914Kg，因此上模重量滿足條件。 10.3 鍛模的冷卻與熱處理 10.3.1 鍛模的冷卻 金屬液先低速或高速鑄造充型進(jìn)模具的型腔內(nèi)，模具有活動(dòng)的型腔面，它隨著金屬液的冷卻過程加壓鍛造，既消除毛坯的縮孔縮松缺陷，也使毛坯的內(nèi)部組織達(dá)到鍛態(tài)的破碎晶粒。毛坯的綜合機(jī)械性能得到顯著的提高。另外，該工藝生產(chǎn)出來的毛坯，外表面光潔度達(dá)到7級（Ra1.6），如冷擠壓工藝或機(jī)加工出來的表面一樣，有金屬光澤。所以，我們將壓鑄模鍛工藝稱為“極限成形工藝”，比“無切削、少余量成形工藝”更進(jìn)了一步。 壓鑄模鍛工藝還有一個(gè)優(yōu)勢特點(diǎn)是，除了能生產(chǎn)傳統(tǒng)的鑄造材料外，它還能用變形合金、鍛壓合金，生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的零件。這些合金牌號包括：硬鋁超硬鋁合金、鍛鋁合金，如LY11、LY12、6061、6063、LYC、LD等）。這些材料的抗拉強(qiáng)度，比普通鑄造合金高近一倍，對于鋁合金汽車輪轂、車架等希望用更高強(qiáng)度耐沖擊材料生產(chǎn)的部件，有更積極的意義。 10.3.2 鍛模的熱處理 鍛模熱處理包括完全退火、翻新鍛模及返修鍛模的不完全退火、淬火和回火，以及氣刨補(bǔ)焊的預(yù)熱和回火。 完全退火 一般由供貨單位處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)廠模塊硬度偏高或組織粗大時(shí)，方進(jìn)行退火處理。 裝爐方式 模塊排放鑄鐵料盤中裝入爐內(nèi)，注意模塊與爐墻內(nèi)壁之間以及模塊與模塊之間的距離應(yīng)不小于200mm，與爐門內(nèi)壁距離應(yīng)大于400mm。 完全退火工藝 退火工藝曲線見圖1. 10.4 鍛件的表面清理 清理鍛造材料表面缺陷的常用方法有： 1、 風(fēng)鏟清理 主要用于結(jié)構(gòu)鋼的大型鍛件和坯料； 2、火焰切割與清理 主要用于碳素鋼和低合金鋼的鋼錠； 3、磨削清理 可用于各種材料； 4、剝皮清理 適用于裂紋、發(fā)裂和粗晶缺陷的有色金屬合金和不銹鋼等材料。 10.5 鍛件的質(zhì)量檢驗(yàn) 于鍛件的質(zhì)量檢驗(yàn)所采用的無損檢測方法一般有：磁粉檢驗(yàn)法、滲透檢驗(yàn)法、渦流檢驗(yàn)法、超聲波檢驗(yàn)法等。鍛件的表面或近表面的缺陷，如裂紋、發(fā)紋、白點(diǎn)、非金屬夾雜、分層、折疊、碳化物或鐵素體帶等；鍛件內(nèi)部缺陷如縮孔、白點(diǎn)、心部裂紋、夾渣等。 結(jié) 論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)