锻造工艺及模具设计

锻造工艺模具（CAD/CAE）分析与设计

姓名：李洋李静涛赵艳峰

课程名称：拉杆接头模锻设计

指导教师：马瑞

班级：07级锻压一班

2010年11月

拉杆接头模锻设计

李洋李静涛赵艳峰

（燕山大学机械工程学院）

摘要：本次项目是通过锤上模锻成形生产制动器杠杆，锤上模锻主要用于锻件的大批量生产，是锻造生产中最基本的锻造方法。

主要设计步骤有制定锻件图；计算主要参数；确定设备吨位；作热锻件图，确定终锻模膛；确定飞边槽的形式和尺寸；计算毛坯图；选择制坯工步；确定坯料尺寸；设计滚压模膛；设计终锻模膛；绘制锻模图等。

前言：通过这次课程设计，我们掌握了基本的模锻设计理论，积累了一些设计经验，为以后的工作学习奠定了基础。

1.锻件图设计

锻件图是根据零件产品图制定的，在锻件图中要规定：锻件的几何形状、尺寸；锻件公差和机械加工余量；锻件的材质及热处理要求以及其他技术条件等内容

1.1 分模位置。

为便于锻件脱模，选拨杆锻件的最大投影面为分模面。

1.2 锻件质量

锻件质量为2Kg,拨杆材料为45钢，即材质系数为M1

1.3 拔杆体积

拔杆体积为2.68*106mm3 密度：7.85*10-6K g/ mm3

1.4 锻件复杂系数

S=Vd/Vb=2000/(7.46×18.73×5.9×7.85)=0.309，为3级复杂系数S3

1.5 公差和余量

查《锻压手册》表3-1-3[GB12362-1990]【普通级】

长度公差为2.2（+1.5 -0.7），高度公差为1.6（+1.1 -0.5），宽度公差为1.6（+1.1 -0.5）错差公差0.5mm 残留边公差0.7mm

1.6 机械加工余量

余量的确定和锻件形状的复杂程度，成品零件的精度要求，锻件的材质，模锻设备，工艺条件等很多因素有关，为了将锻件的脱碳层和表面的细小裂纹去掉，留有一定的加工余量是必要的该零件的表面粗糙度为∨3（25-100um）查《锻压手册》表3-1-1[GB12362-1990]锻件内外表面的加工余量查得厚度方向1.5-2.0mm 水平方向1.5-2.0mm 取2mm

1.7 模锻斜度

为了使锻件容易从模膛中取出，一般锻件均有模锻斜度，附加的模锻斜度会增加金属的损耗和机械加工余量，因此在保证锻件出模的前提下，应选用较小的模锻斜度，拔模斜度应按锻件各部分高度和宽度之比值H/B和长度和宽度之比值L/B确定,根据上述原则，该锻件未标注斜率为7°。

1.8 圆角半径

锻件上的圆角半径可使金属容易充满模膛，脱模方便和延长模具使用寿命.圆角半径太小会使锻模在热处理或使用中产生裂纹和压塌变形，在锻件上也容易产生折叠，根据《锻压手册》表3-1-6 查得外圆角半径r 2mm，内圆角半径R 5mm

1.9 技术要求

1.9.1未注模锻斜度7°;

1.9.2允许错差量0.5mm;

1.9.3允许飞边公差0.7mm;

1.9.4允许的表面缺陷深度0.5mm;

1.9.5锻件调质热处理。

2.锻件的主要参数

根据PROE绘图软件的测量得出锻件的参数为

2.1锻件在水平方向投影面积为7973mm²

2.2 锻件周边长度为462mm

2.3锻件体积273413mm³

2.4锻件质量2.1kg

3.锻锤吨位的确定

按1-2吨锤飞边槽尺寸考虑，假定飞边平均宽度23mm，总变形面积S=（7665+462×23）

mm²=18291mm²

按G=63KA确定锻锤，取钢种系数K=1，锻件和飞边在水平面上的投影面积A=182.91cm²G=63KA=63×1×182.91N=11523KN，选用1t双作用模锻锤。

4.确定飞边槽的型式和尺寸

飞边槽及其设计

锤上模锻未开式模锻，一般终锻模膛周边必须有飞边槽，其主要作用式增加金属流出模膛的阻力，迫使金属充满模膛。飞边还可以容纳多余金属。锻造时飞边起缓冲作用，减弱上模对下模的打击，使模具不易压塌和开裂。此外，飞边处厚度较薄，便于切除。选用图8.5中I型飞边槽，其优点时桥口在上模，模锻时受热时间短，温升较低，桥口不易压塌和磨损。其尺寸按表8-1确定，选用飞边槽的尺寸为：h飞=1.6mm，h1=4mm，b=8mm，b1=25mm，r=1.5mm，F飞=126mm2 飞边体积：V飞=462×0.7×126=40748mmm³

5.热锻件设计

终锻模膛使锻件最后成形的模膛，通过它获得飞边的锻件，终锻模膛是按照热锻件图来制造和检验的，热锻件图尺寸一般是在冷锻件图尺寸的基础上考虑1.5%的冷缩率。

根据生产实践经验，应考虑锻模使用后承击面下陷，模膛深度减小等因素，可适当调整。

6.绘制计算毛坯图

6.1计算毛坯图的用途

6.1.1长轴类锻件选择制坯工步的依据;

6.1.2确定坯料尺寸的依据;

6.1.3设计制坯模腔的依据

6.2根据拨杆的形状特点，共选取17个截面分别计算：S锻，S计，D计

6.3 基本尺寸

V体=V锻+V飞=2.68*105+40748 =308748mm3

平均截面积S均=V体/L计=308748/187=1651mm2

平均直径d均=√(4S均/ π) =45.9mm

7制坯工步的选择

制定模锻工艺过程的主要任务是制定制坯工步

计算毛坯为一头一杆

L杆=112mm L头=75mm

根据《中国模具设计大典》第四卷，拐点直径可直接由计算毛坯的直径图或截面图求出近似值d拐=38.5mm

α=dmax/d均=65.9/45.9 =1.44 β=L计/d均=187/45.9 =4.07