锻造课程设计大作业轴

塑性体积成形工艺与模具设计项目设计说明书课程名称塑性体积成形工艺与模具设计设计题目06轴学院（系）机械学院专业材料成型及控制工程年级学号姓名2014年3月机械学院1设计说明书目录设计题目：轴锤用锻模设计....................................错误!未定义书签。一、零件分析及工艺方案确定...................................错误!未定义书签。1零件分析..............................................................................................错误!未定义书签。二、锤上模锻件设计..........................................................21选择分模面.........................................................................................................................22确定模锻件加工余量及公差..............................................................错误!未定义书签。3确定锻件模锻斜度.............................................................................................................34确定锻件圆角半径.............................................................................................................45确定模锻件的技术要求.....................................................................................................46绘制锻件图及计算锻件基本数据......................................................错误!未定义书签。三锤上模锻工艺设计..........................................错误!未定义书签。1确定模锻锤的吨位..............................................................................错误!未定义书签。2选择飞边槽..........................................................................................错误!未定义书签。3绘制计算毛坯图..................................................................................错误!未定义书签。4计算繁重系数，选择制坯工步.........................................................................................85确定坯料尺寸...................................................................................................................10四、锻前加热锻后冷却及热处理要求的确定......................................101确定加热方式，及锻造温度范围...................................................................................102确定加热时间...................................................................................................................113确定冷却方式及规范.......................................................................................................114确定锻后热处理方式及要求...........................................................................................11五、锤用锻模设计............................................................111终锻形槽设计...................................................................................................................111.1热锻件图的设计....................................................................................................111.2钳口........................................................................................................................122锻模结构设计...................................................................................................................13六、确定模具材料及热处理的要求............................................13七、模锻工艺流程确定.......................................................14八、参考文献..............................................................14机械学院2设计说明书设计题目：轴06锤用锻模设计一、零件分析及工艺方案的确定1、零件分析：图1图2零件材料：45钢。切削加工性良好，无特殊加工问题，故加工中不需要采取特殊工艺措施。零件组成表面：圆柱、倒角、键槽主要表面分析：Φ45外圆柱面是零件的配合面和工作面，用于零件与零件间的连接。主要技术条件：Φ45外圆柱面精度要求：IT9粗糙度要求Ra1.6µm。零件总体特点：长径比较小，为细长轴。二、锤上模锻件设计：1.分模位置根据零件为轴类对称形状，选择上下对称的直线分模。机械学院3设计说明书2.确定公差和加工余量1、估算锻件质量，由表查出碳钢类密度为7.85g/cm3计算锻件重量约2.18kg。长轴材料为45钢，即材料系数为M1。2形状复杂系数：由S=VfVN=278.3413.5=0.67，可知复杂系数S1,，复杂程度简单。由模具大典表24.2-4得出：直径极限偏差为1.8−0.6+1.2；长度极限偏差为2.5−0.8+1.7。3.厚度尺寸公差：2.0−0.5+1.53.确定锻件模锻斜度;由下表可知模锻斜度：2°00′机械学院4设计说明书4确定模锻圆角半径凸台高度h1=5mm，b1=80mm,h1/b1=0.0625凸台高度h2=2.5mm,b2=30mm,所以h2/b2=0.083根据书本P105图4--7查得两者r=2.5因为R=（2-3）r为了选取标准刀具圆角半径可取R=6mm查的下图由上图可知内圆角半径上偏差+0.75，下偏差-0.38外圆角半径上偏差+3.0，下偏差-1.55确定模锻件的技术要求1）图中未注模锻斜度2°00′2）图中未注圆角R0.5；3）错差量0.8mm；4）残留飞边量0.8mm；5）允许的表面缺陷深度0.8mm；（0.5-1mm）机械学院5设计说明书6）锻件的热处理：调质；7）锻件表面清理：为便于检查淬火裂纹，采取酸洗8）锻件的直线度，由下图可知平面度为1.4mm加工余量：长度方向的余量1.7-2.2mm，直径方向的方向1.7-2.2mm。666绘制锻件图及计算锻件基本数据1绘制锻件图：机械学院6设计说明书2计算锻件的主要参数:（1）锻件在平面上的投影面积为9465𝑚𝑚2；（2）锻件周边长度为610mm；（3）锻件体积为278262.6𝑚𝑚3；（4）锻件质量为2184g；三、锤上模锻工艺设计1确定锻锤吨位因为材料是45钢由上图可知=60N/𝑚𝑚2;k=1.0；采用经验公式计算毛边槽桥部高度，即：h=0.015√𝐹件总变形面积为锻件在平面图上的投影面积与毛边面积之和，参考表4-14机械学院7设计说明书假定毛边桥部宽度为23mm,总面积F=9465+610×23=23495𝑚𝑚2,按双作用模锻锤吨位确定的经验公式G=（3.5~6.3）kF确定锻锤吨位，因轴为大批量生产，需要高生产率，取较大的系数6.3，k=1.0,于是：G=6.3×1.0×235.0=1480.5kg故选用1.5t.2选择毛边槽:确定毛边槽形式和尺寸：选用毛边槽形式Ⅰ，选定毛边槽尺寸为ℎ桥=1.6mm，h1=4mm，b=8mm，b1=25mmr=2mm,F𝑘=126mm2。锻件飞边平均断面积F毛=0.7F𝑘==88.2mm,锻件毛边体积V毛=610×F毛=53802𝑚𝑚2具体图示如下图：机械学院8设计说明书,3绘制计算毛坯图根据轴的形状特点，选取10个截面，分别计算各参数如图所示：其中：M取值为：220/;Mmmmm；锻F－锻件的截面积；毛F－毛边槽的截面积；计F－计算毛坯截面积；计d－计算毛坯直径；计'F－修正后的毛坯截面积；’计d－修正后的计算毛坯直径。为设计滚挤型槽方便，计算毛坯按热锻件图绘制。截面图所围面积即为计算毛坯体积得：V计=20×15137.4=342748mm3平均截面积：𝐹均=𝑉计𝐿计=342748280=1224.1mm2ℎ均=𝐹均𝑀=1224.120=55.64mm𝑑均=1.13√𝐹均=39.54mm4计算繁重系数，选择制坯工步：机械学院9设计说明书毛坯为两杆三头，应简化成一杆一头计算，选择制坯工步，α=d𝑚𝑎𝑥d均=4939.54=1.24β=𝐿计𝑑均=28039.54=7.08min-=0ddKL拐杆式中—金属流向头部的繁重系数；—金属沿轴向流动的繁重系数；K—杆部斜率；maxd—计算毛坯的最大直径；mind—计算毛坯的最小直径；拐d—杆部与头部转接处的直径，又称为拐点处直径;杆L—计算毛坯的杆部长度；机械学院10设计说明书根据k=0,α=1.24，β=7.08查上表得，可采用闭式滚挤制坯，然后终锻成形。5确定坯料尺寸1根据公式拔长加滚挤联合制坯1、坯料截面积计算：由计算毛坯截面和直径图，V锻=367315.01mm3，L锻=280mm，用滚挤制坯时：𝐹坯=(1.05~1.2)𝐹均𝐹坯=1.1𝐹均=1.1×1224.1=1346.51mm2因此𝑎0=√𝐹坯=36.69mm按原材料规格，实际取𝑎0=37mm2、坯料长度计算：烧损率δ取3%。（见表3-6）坯料体积为𝑉坯=(𝑉锻+𝑉毛+𝑉连)(1+