锻造课程设计

塑性成形工艺及模具设计

课程设计

姓 名：杜延辉 学 号：1000404040 同组成员：冶福山 指导老师：张发廷 专 业：材料成型及控制工程 院 系：机械工程学院

2013年12月11日

目 录

1、模锻件图设………………………………………………………………………………………1

1.1 绘制锻件图的过程 .......................................................................................................... 3

1.1.1 确定分模位置 ..................................................................................................... 3 1.1.2 确定公差和加工余量 ......................................................................................... 3 1.1.3 模锻斜度 ............................................................................................................. 4 1.1.4 圆角半径 ............................................................................................................. 4 1.1.5 技术条件 ............................................................................................................. 4 1.2 计算锻件的主要参数 ..................................................................................................... 5 2、确定锻锤吨位 …………………………………………………………………………………5 3、确定飞边槽形式和尺寸………………………………………………………………………..6 4、绘制计算毛坯图………………………………………………………………………………..6

4.1截面图……………………………………………………………………………………..6 5、制坯工步选择 ..................................................................................................................... ……7 6、毛坯体积计算与尺寸确定………………………………………………………………………8

6.1毛坯截面积算……………………………………………………………………………..8 6.2毛坯长度确定……………………………………………………………………………..9 7、其它型腔的设计………………………………………………………………………………..9

7.1拔长型腔的设计…………………………………………………………………………..9 7.1.1拔长坎尺寸的确定………………………………………………………………...9 7.1.2拔长型腔尺寸的确定……………………………………………………………...9 7.2滚挤型腔的设计…………………………………………………………………………. 8、模膛的布排…………………………………………………………………………………….

1、模锻件图设计

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钢，材料性能稳定。

图(一) 零件图

1.1 绘制锻件图的过程

1.1.1 确定分模位置

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。

根据连接头零件形状，采用上下对称的直线分型模。

1.1.2 确定公差和加工余量

查得45钢的密度为：?45?7.85g/cm3。

估算锻件的体积为93527.81cm3，则锻件质量约为

m????7.85?93527.81?10?6?0.72952kg。锻件材料为45钢，即材质

系数为M1。锻件形状复杂系数：

S=V锻/V V

外廓包容

(1.1)

式中 V锻—锻件体积；

外廓包容

—外廓包容体的体积。

则S?93527.81/458280?0.204，形状复杂程度为Ⅲ级，锻件形状较复杂 由表查得: 锻件尺寸165mm，公差1.8(+1.2 -0.6)； 锻件尺寸28mm， 公差1.2(+0.8 -0.4)；

厚度尺寸方向, 公差 1.4(+1.0 -0.4) 错差0.5mm； 残留飞边公差0.6mm；

零件需无磨削加工,加工精度为F2,由表查得高度及水平尺寸的单边余量约为1.5-2.0mm,取2mm

1.1.3 模锻斜度

外拔模斜度7o内拔模斜度10 。 1.1.4 圆角半径

0外圆角半径r=2+零件相应处圆角半径或倒角，内圆角半径R=（2～3）r，其余部位的圆角半径取3-5mm。

1.1.5 技术条件

（1）图上未标注的外拔模斜度7o内拔模斜度10； （2）图上未标注的圆角半径R=3-5mm； （3）中心错移不大于8mm； （4）表面缺陷深：

非加工表面不大于1mm；

加工表面不大于实际加工余量之半； （5）锻件热处理:调质处理；

（6）锻件表面清理:为便于检查淬火裂纹,采用酸洗,去除氧 化皮。

0

图(二)冷锻件图

1.2 计算锻件的主要参数

(1)锻件周边长度573.7 mm (2) 锻件体积为101999.46mm3; (3) 锻件质量为0.795kg。 注：根据三维软件可直接求得。

2、确定锻锤吨位

按1-2锤飞边槽尺寸考虑，求飞边的侨部高度

h飞?0.015A分?0.77，

A分——锻件在分模面上的投影面积：

查表得：选用1t双作用模锻锤 3、确定飞边槽形式和尺寸

选用图1毛边槽形式I，其尺寸按表确定；选定毛边槽尺寸为 h桥=1.00mm,h1=4mm，b=8mm，b1=25mm，R1 =h1?4mm，

R2=4mm,R=r=1.5mm。

图(三)飞边示意图

4、绘制计算毛坯图

根据零件形状特点，选取24个截面，分别计算分别计算A锻,A毛,A

计,

h

线，

d

计,

m列于表1,并在坐标纸上绘出连接

头的截面图和直径图（见图2）。为设计滚挤型槽方便,计算毛坯图按冷锻件尺寸计算。其中?=0.5，m= 4.1截面图如下：

图(四)锻件截面图

表(一)

表一 (截面数据统计表) 图(五)计算毛坯图

图(五)计算毛坯图

由截面图所围面积即为计算毛坯面积,得

飞边槽充满率取η=0.7，则锻件飞边平均断面积F 飞=ηS 飞=91mm2； 飞边体积V 飞=0.7×573.7×130mm3=52205.7mm3

V计=V锻?V毛坯?101999.46+52205=154204.46mm3,L计=234mm

V=659A平?计?154204.46mm2 L计234d平?1.13A平?1.13?659?29mm

计算毛坯上d计?d平的部分，称为头部。d计?d平的部分，称为杆部。 5、制坯工步选择

??dmaxd平?1.43 dmax?41.35mm ??l计d平=8.1

锥度 K?(dk?dmin)锻件G=0.795KG

l计?0.073 dk?29.98mm,dmin?12.88mm

dk?1.13hkm=1.1314.08?50=26.7mm

注： hk为拐点出的高度为14.08mm 查表得;采用拔长——闭式滚挤制坯。 6、毛坯体积计算与尺寸确定 6.1毛坯截面计算 拔长制坯时 A

V头=?43534.56?848.13mm2拔L头51.33L头?51.33mm

D拔?1.13A拔?1.13848.13?33mm

V头?43534.56mm3

注：头部的体积根据三维软件求得。 滚挤制坯时

A滚?（1.05—1.2）A平?1.1?659?725mm2 （1.03—1.1）D平?1.1?29?32mm D滚?用拔长加滚挤制坯时

?848.13-0.（6848.13-725）?774.3mm2 A坯?A拔-K（A拔-A滚）D坯?1.13A坯?1.13??32mm

B坯?A坯?774.3?28mm 6.2毛坯长度确定

（V锻?V飞）（1??%）?（101999.46?52205.7）（1?2.5%）? V坯?158060

mm3

L坯?V坯A坯?l夹=158060774.3+15=219mm

取夹钳头的长度为15mm 7、其它型腔的设计 7.1拔长型腔的设计

拔

时增加其长度，具有分配金属的作用。

L?L杆?10mm=185.29+10=195.29mm B?(1.4?1.6)D坯?1.5?32?48mm

R?10?25mm

拔长坎的长度C=（1.1-1.5）D坯=48mm 7.1.1拔长坎尺寸的确定

拔长后滚挤时其拔长坎的高度为

a?(0.8?0.9)ac=16mm

ac?V杆L杆=58464.9185.29?18mm

V杆?计算毛坯杆部的体积 L杆?计算毛坯杆部的长度

拔长坎的长度：C?(1.1.?1.5)D坯?48mm 拔长型腔宽度：B?(1.1?1.5)D坯?20mm?68mm 7.1.2拔长型腔尺寸的确定

（5-10）mm?185.29?9?194mm 拔长型腔长度: L?L杆?拔长型腔高度：l=2a=2×16=32mm 图六（拔长型腔）

7.2 滚挤型腔的设计

滚挤型腔用来减小毛坯某部分的面积而增大另一部分的横截面积，并少量增加毛坯的长度

滚挤型腔的长度： L?1.015L计?238mm 滚挤型腔的宽度：

从杆部考虑：B杆?1.15A坯h最小， (B杆?1.7d坯或B杆?1.9b坯) 从头部考虑：B头?1.1d大?1.24A最大=1.241644.46=50.3mm 型腔宽度B应按B杆及B头中之较大值取 滚挤型腔的高度： h?KA计 如表二 序号 截面积 h 序号 截面积 h 序号 截面积 h 序号 截面积 h 图（七）滚挤型腔

1 130 12.88 6 38.03 11 1014 35.98 16 558.5 20.09 2 365.4 21.6 7 39.51 12 709 30.09 17 555.5 20.03 3 548.5 26.46 8 1222.5 39.51 13 401.5 17.03 18 334.5 15.55 4 998.8 35.71 9 1132.5 38.03 14 401.5 17.03 37.37 130 9.69 5 1093.5 37.37 10 1093.5 37.37 15 401.5 17.03 35.98 1132.5 1222.5 表二 (滚挤型腔各个界面数据统计)

7.3终锻型腔的设计

预锻型腔和终锻型腔一样，也按热锻件图设计。终锻型腔不同有以下几点：

对于型腔入口处圆角R1=R+C=6+3=9 R---终锻型腔边缘圆角半径 C---圆角半径的增大值

预锻后的毛坯在终锻过程中，应以敦促成型为主，因此预锻型腔的高度比终锻型腔高度达2—5mm，宽度比预锻型腔小1—2mm，横截面面积应比终锻型腔稍微大些。 8、模膛的布排

因为此锻模不需预锻模膛，且零件为中心对称，故终锻模膛中 心位置应在锻模中心处。

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