材料成型大作业

题目：图1所示为齿轮零件图，材料为45钢，密度为7.85g/cm3，制定其自由锻工艺规程，其中的锻造工序要用图表示出来。

图 1 齿轮零件图
表1 凸肩齿轮和凸肩法兰盘类锻件的余量与公差
mm 表2 自由锻锤锻造能力范围
1绘制锻件图
将锻件添加敷料，简化为如图所示形
状：
图2 齿轮锻件形状
查表1，其中D=289.6，H=52，余量分别为a=11−4+3，b=10−3+2，根据表1凸肩法兰盘锻件余量与公差示意图，得到齿轮锻件图：2确定坯料的重量和尺寸
坯料质量按下式计算：
G
坯料
=G
锻件
+G
烧损
+G
料头
G
锻件
=ρV=7.85×10−6
×[π×(150.52−64.252)
×28
+π×(1062−64.252)
×34]=18.75kg
G
烧损
=1.5%×G
锻件
=1.5%×18.75
=0.28kg
G
料头
=G
心
=1.4×1.452×0.62=1.82kg
G
坯料
=18.75+0.28+1.82=20.85kg
图3 齿轮锻件图
V 坯=
G
坯料
ρ
=
20.85
7.85×103
=2.66×10−3m3坯料直径：
D0=(0.8~1.0)√V
坯
3=111~139mm 取D0=120mm，故坯料高度：
H0=4V
坯
πD02
=
4×2.66×106
π×1202
=235.2mm
取H0=235mm。

3确定锻造工序
3.1墩粗
由于锻件带有单面凸肩，需用垫环墩
粗，垫环孔腔体积比锻件凸肩体积V
肩
大
10%~15%，取13%，V
肩=π(D
肩
2−d2)×
H 肩/4，V
肩
=759228.3mm3，所以V
垫
=
1.13×759228.3=857928.0mm3，因为
冲孔时会使坯料产生压缩，H
垫应比H
肩
大
15%~35%，取20%，所以H
垫
=34mm，已
知垫环孔腔的体积，可知d
垫
=
179.5mm，垫环内孔有斜度，所以确定上孔直径180mm，下孔直径170mm。

为去除氧化皮，垫环墩粗之前应进行自由墩粗，自由墩粗后的直径应略小于垫环内孔直径，垫环墩粗后法兰直径应略小于锻件最大直径。

3.2冲孔
冲孔直径应小于D
肩
3⁄，即小于70.6mm，取70mm。

3.3扩孔
总扩孔量为128−70=58mm，分两次扩孔，分别为30mm，25mm。

3.4修整
按图2所示尺寸进行修整。

因此确定锻造工序为墩粗、冲孔、在心轴上扩孔。

3.5变形过程简图
4确定锻造设备
查表2可知选0.5吨锻锤。

图4 变形过程简图。